Thiết kế hệ thống diệt côn trùng sử dụng năng lượng mặt trời

Giới thiệu chung Arduino cơ bản là một mã nguồn mở về điện tử được tạo thành từ phần cứng vàphần mềm.Về mặt kĩ thuật có thể coi Arduino là một bộ điều khiển logic có thể lập trìnhđ

LỜI CẢM ƠN

Kính thưa quý thầy cô!

Em xin được gửi lời cám ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu và các thầy cô trongtrường, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Công nghệ Tự động hóa trường Đại học Công nghệthông tin và Truyền thông, đã tận tình chỉ dạy, truyền đạt kiến thức cũng như tạo điều kiệnthuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập vừa qua

Em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Đức Long cùng các thầy cô, anh, chị đãdành nhiều thời gian, công sức, quan tâm theo dõi, tận tình hướng dẫn, động viên vànhắc nhở em hoàn thành tốt đề án này

Qua đây, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các bạn bè và người thân xung quanh

đã động viên, giúp đỡ em trong quá trình học tập

Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2018

Sinh viên

Lê Đăng Thắng

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan toàn bộ nội dung của báo cáo này là do em tự tìm hiểu nghiêncứu dưới sự định hướng của thầy giáo hướng dẫn Nội dung báo cáo này không sao chép

và vi phạm bản quyền từ bất kỳ công trình nghiên cứu nào

Nếu những lời cam đoan trên không đúng, em xin chịu hoàn toàn trách nhiệmtrước pháp luật

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2018

Sinh viên thực hiện đồ án

Lê Đăng Thắng

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH

LỜI NÓI ĐẦU

Xung quanh chúng ta luôn tồn tại các loại côn trùng, đặc biệt là các loại côn trùngcó hại Chúng phá hoại mùa màng, mang mầm bệnh và gây ảnh hưởng xấu đến conngười Thiết bị diệt côn trùng có hại dùng năng lượng mặt trời ra đời là giải pháp chonhững vấn đề được đặt ra Thiết bị có thể diệt được các loại côn trùng có kích thước vừa

và nhỏ

Điều đặc biệt là thiết bị sử dụng pin năng lượng mặt trời để tái tạo điện áp cungcấp cho ắc quy dự trữ nên không phụ thuộc vào địa lý và khoảng cách với nguồn điệnlưới

Với những ưu điểm và tính mới mẻ trên em đã chọn đề tài “Thiết kế và chế tạothiết bị diệt côn trùng có hại dùng năng lượng mặt trời” để tạo ra sản phẩm góp phầnhưởng ứng việc sử dụng năng lượng sạch và bảo vệ môi trường

Bài báo cáo gồm 3 chương:

Chương I: Cơ sở lý thuyết và tổng quan hệ thống

Chương II: Phân tích và thiết kế hệ thống

Chương II: Kết luận và hướng phát triển

CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TỔNG QUAN HỆ THỐNG

1.1 Tổng quan về arduino

1.1.1 Giới thiệu chung

Arduino cơ bản là một mã nguồn mở về điện tử được tạo thành từ phần cứng vàphần mềm.Về mặt kĩ thuật có thể coi Arduino là một bộ điều khiển logic có thể lập trìnhđược Đơn giản hơn, Arduino là thiết bị có thể tương tác với ngoại cảnh thông qua cáccảm biến và hành vi được lập trình sẵn Với thiết bị này việc lắp ráp và điều khiển cácthiết bị điện tử sẽ dễ dàng hơn bao giờ hết

Hiện tại có rất nhiều loại vi điều khiển và đa số được lập trình bằng ngôn ngữC/C++ hoặc Assembly nên rất khó khăn cho những người có ít kiến thức sâu về điện tử

và lập trình Nó là trở ngại cho mọi người muốn tạo riêng cho mình một món đồ mangtính công nghệ Song Arduino đã giải quyết được vấn đề này Arduino được phát triểnnhằm đơn giản hóa việc thiết kế, lắp ráp linh kiện điện tử cũng như lập trình trên vi điềukhiển và mọi người có thể tiếp cận dễ dàng hơn với thiết bị điện tử mà không cần nhiều

về kiến thức điện tử và thời gian

Nhưng thế mạnh của Arduino so với các nền tảng vi điều khiển khác:

- Chạy trên đa nền tảng: Việc lập trình Arduino có thể thực hiện trên các hệ điều hànhkhác nhau như Windows, Mac Os, Linux trên Desktop, Android trên di động

- Ngôn ngữ lập trình đơn giản dễ hiểu

- Mã nguồn mở: Arduino được phát triển dựa trên nguồn mở nên phần mềm chạy trênArduino được chia sẻ dễ dàng và tích hợp vào các nền tảng khác nhau

- Mở rộng phần cứng: Arduino được thiết kế và sử dụng theo dạng modul nên việc

mở rộng phần cứng cũng dễ dàng hơn

- Đơn giản và nhanh: Rất dễ dàng lắp ráp, lập trình và sử dụng thiết bị

- Dễ dàng chia sẻ: Mọi người dễ dàng chia sẻ mã nguồn với nhau mà không lo lắng

về ngôn ngữ hay hệ điều hành mình đang sử dụng

Arduino được chọn làm bộ não xử lý của rất nhiều thiết bị từ đơn giản đến phức tạp.Trong số đó có một vài ứng dụng thực sự chứng tỏ khả năng vượt trội của Arduino dochúng có khả năng thực hiện nhiều nhiệm vụ rất phức tạp

Hình 1: Bo mạch arduino nano.

 Một số ứng dụng nổi bật của Arduino:

Máy in 3D: Một cuộc cách mạng khác cũng đang âm thầm định hình nhờ vào Arduino,đó là sự phát triển máy in 3D nguồn mở Reprap Máy in 3D là công cụ giúp tạo ra các vậtthể thực trực tiếp từ các file CAD 3D Công nghệ này hứa hẹn nhiều ứng dụng rất thú vịtrong đó có cách mạng hóa việc sản xuất cá nhân

Hình 2: Máy in 3D Makerbot điều khiển bằng Arduino Mega2560

Robot: Do kích thước nhỏ gọn và khả năng xử lý mạnh mẽ, Arduino được chọn làm bộ

xử lý trung tâm của rất nhiều loại robot, đặc biệt là robot di động

Hình 3: Robot di động tránh vật cản dùng Arduino nano và camera CMUCam

Điều khiển ánh sáng: Các tác vụ điều khiển đơn giản như đóng ngắt đèn LED hayphức tạp như điều khiển ánh sáng theo nhạc hoặc tương tác với ánh sáng laser đều có thểthực hiện với Arduino

Hình 4 Ambilight với Arduino

Ngoài ra còn rất nhiều ứng dụng khác sử dụng Arduino để điều khiển Arduino córất nhiều modul mỗi modul được phát triển cho một ứng dụng.Về mặt chức năng các bomạch Arduino được chia thành hai loại: loại bo mạch chính có chip Atmega và loại mởrộng thêm chức năng cho bo mạch chính Các bo mạch chính về cơ bản là giống nhau vềchức năng, tuy nhiên về mặt cấu hình như số lượng I/O, dung lượng bộ nhớ, hay kích

Ethernet và Bluetooth Các bo mở rộng chủ yếu mở rộng thêm một số tính năng cho bomạch chính ví dụ như tính năng kết nối Ethernet, Wireless, điều khiển động cơ.

- Sử dụng một dao động thạch anh tần số dao động 16MHz

- Có một cổng kết nối bằng chuẩn USB để chúng ta nạp chương trình vào bo mạch vàmột chân cấp nguồn cho mạch, một nút reset

- Nó chứa tất cả mọi thứ cần thiết để hỗ trợ các vi điều khiển, nguồn cung cấp choArduino có thể là từ máy tính thông qua cổng USB hoặc là từ bộ nguồn chuyêndụng được biến đổi từ xoay chiều sang một chiều hoặc là nguồn lấy từ pin

-Hình 5 Cấu trúc phần cứng của Arduino Nano

 Thông số kỹ thuật của Nano:

 Khối xử lý trung tâm là vi điều khiển Atmega328

 Điện áp hoạt động 5V

 Điện áp đầu vào khuyến nghị là 7-12V

 Điện áp đầu vào giới hạn 6-15V

 Dòng điện một chiều trên các chân vào ra là 40mA

 Dòng điện một chiều cho chân 3.3V là 50mA

 Clock Speed 16 MHz

 Flash Memory 16 Kb (ATmega 168) hoặc 32 Kb (ATmega 328), SRAM 1 Kb (ATmega168) hoặc 2 Kb (ATmega 328), EEPROM 512 bytes (ATmega 168) hoặc 1 Kb (AT mega328)

 Vi điều khiển trung tâm

Trong bo mạch Arduino IC đóng vai trò xử lý trung tâm là Atmega328 cấu trúc sơđồ chân của nó như sau:

Hình 6 Sơ đồ chân trong ATmega 328

 Chân VCC (chân số 4, 6): Chân cung cấp điện áp dương nguồn 5V.

 Chân GND (chân số 3, 8, 21): Chân đất chung

 Chân AREF (chân 20): Là chân tham chiếu để chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số.

 Chân AVCC (chân 18): Chân cung cấp điện áp cho quá trình chuyển đổi ADC.

 Cổng B (chân 12 - chân 17, chân 7, chân 8): Bao gồm có 8 chân I/O từ (PB0÷PB7).

 Cổng C (chân 23 – chân 29): Bao gồm có 7 chân I/O từ (PC0÷PC6) trong đó chân PC6(chân số 1) làm chân reset

 Cổng D (chân số 30, 31, 32, 1, 2, 9, 10, 11): Bao gồm có 8 chân I/O từ chân (PD0÷PD7)

Hình 7.Sơ đồ khối cấu trúc bên trong ATmega 328

Đây là kiến trúc chung trong lõi AVR nói chung Chức năng chính của lõi CPU là đểđảm bảo thực hiện chương trình chính xác CPU do đó phải có khả năng truy cập nhanh,thực hiện các tính toán, thiết bị ngoại vi điều khiển và xử lý ngắt Để tối đa hóa hiệu suất,AVR sử dụng một kiến trúc Harvard và đường bus riêng biệt cho chương trình và dữliệu Hướng truyền dữ liệu trong bộ nhớ chương trình thực hiện với một tốc độ nhất định

Hình 8 Sơ đồ cấu trúc CPU trong ATmega 328

 Nguồn nuôi

Arduino có thể được hỗ trợ thông qua kết nối USB hoặc với một nguồn cung cấpđiện bên ngoài Các nguồn năng lượng được lựa chọn tự động Hệ thống vi điều khiển cóthể hoạt động bằng một nguồn cung cấp bên ngoài từ 6V đến 15V.Tuy nhiên pin 5V cóthể cung cấp ít hơn 5V và hệ thống vi điều khiển có thể không ổn định Nếu sử dụngnhiều hơn 12V điều chỉnh điện áp có thể quá nóng Phạm vi khuyến nghị là 7V đến 12V

 Chân Vin: Điện áp đầu vào Arduino khi chúng ta dùng nguồn điện bên ngoài Chúng tacó thể cung cấp nguồn thông qua chân này

 Chân 5V: Cung cấp nguồn vi điều khiển và các bộ phận khác trên bo mạch và cung cấpnguồn cho các thiết bị ngoại vi khi kết nối tới bo mạch

 Chân 3V3: Cung cấp nguồn cho các thiết bị cảm biến

 Chân GND : Chân nối đất

1.2 Module thời gian thực sử dụng chip DS1307 và chuẩn giao tiếp I2C.

1.2.1 Chip DS1307

DS1307 là chip đồng hồ thời gian thực (RTC : Real-time clock), khái niệm thờigian thực ở đây được dùng với ý nghĩa thời gian tuyệt đối mà con người đang sử dụng,tình bằng giây, phút, giờ…DS1307 là một sản phẩm của Dallas Semiconductor (một công

ty thuộc Maxim Integrated Products) Chip này có 7 thanh ghi 8-bit chứa thời gian là:giây, phút, giờ, thứ (trong tuần), ngày, tháng, năm Ngoài ra DS1307 còn có 1 thanh ghiđiều khiển ngõ ra phụ và 56 thanh ghi trống có thể dùng như RAM DS1307 được đọc vàghi thông qua giao diện nối tiếp I2C (TWI của AVR) nên cấu tạo bên ngoài rất đơn giản.DS1307 xuất hiện ở 2 gói SOIC và DIP có 8 chân như trong hình 1

Hình 9: Hai gói cấu tạo chip DS1307.

Các chân của DS1307 được mô tả như sau:

- X1 và X2: là 2 ngõ kết nối với 1 thạch anh 32.768KHz làm nguồn tạo dao động cho

chip

- VBAT: cực dương của một nguồn pin 3V nuôi chip.

- GND: chân mass chung cho cả pin 3V và Vcc.

- VCC: nguồn cho giao diện I2C, thường là 5V và dùng chung với vi điều khiển Chú ý là

nếu Vcc không được cấp nguồn nhưng VBAT được cấp thì DS1307 vẫn đang hoạt động (nhưng không ghi và đọc được)

- SQW/OUT: một ngõ phụ tạo xung vuông (Square Wave / Output Driver), tần số của

xung được tạo có thể được lập trình Như vậy chân này hầu như không liên quan đến chức năng của DS1307 là đồng hồ thời gian thực, chúng ta sẽ bỏ trống chân này khi nối mạch

- SCL và SDA là 2 đường giao xung nhịp và dữ liệu của giao diện I2C mà chúng ta đã

tìm hiểu trong bài TWI của AVR

Có thể kết nối DS1307 bằng một mạch điện đơn giản như trong hình 2

Hình 10: Mạch ứng dụng đơn giản của DS1307.

Cấu tạo bên trong DS1307 bao gồm một số thành phần như mạch nguồn, mạch daođộng, mạch điều khiển logic, mạch giao điện I2C, con trỏ địa chỉ và các thanh ghi (hayRAM) Do đa số các thành phần bên trong DS1307 là thành phần “cứng” nên chúng takhông có quá nhiều việc khi sử dụng DS1307 Sử dụng DS1307 chủ yếu là ghi và đọccác thanh ghi của chip này Vì thế cần hiểu rõ 2 vấn đề cơ bản đó là cấu trúc các thanhghi và cách truy xuất các thanh ghi này thông qua giao diện I2C Phần này chúng ta tìmhiểu cấu trúc các thanh ghi trước và cách truy xuất chúng sẽ tìm hiểu trong phần 2, điều

Như tôi đã trình bày, bộ nhớ DS1307 có tất cả 64 thanh ghi 8-bit được đánh địa chỉ

từ 0 đến 63 (từ 0x00 đến 0x3F theo hệ hexadecimal) Tuy nhiên, thực chất chỉ có 8 thanhghi đầu là dùng cho chức năng “đồng hồ” (tôi sẽ gọi là RTC) còn lại 56 thanh ghi bỏtrông có thể được dùng chứa biến tạm như RAM nếu muốn Bảy thanh ghi đầu tiên chứathông tin về thời gian của đồng hồ bao gồm: giây (SECONDS), phút (MINUETS), giờ(HOURS), thứ (DAY), ngày (DATE), tháng (MONTH) và năm (YEAR) Việc ghi giá trịvào 7 thanh ghi này tương đương với việc “cài đặt” thời gian khởi động cho RTC Việcđọc giá từ 7 thanh ghi là đọc thời gian thực mà chip tạo ra Ví dụ, lúc khởi động chươngtrình, chúng ta ghi vào thanh ghi “giây” giá trị 42, sau đó 12s chúng ta đọc thanh ghi này,chúng ta thu được giá trị 54 Thanh ghi thứ 8 (CONTROL) là thanh ghi điều khiển xungngõ ra SQW/OUT (chân 6) Tuy nhiên, do chúng ta không dùng chân SQW/OUT nên cóthề bỏ qua thanh ghi thứ 8 Tổ chức bộ nhớ của DS1307 được trình bày trong hình 3

Hình 11: Tổ chức bộ nhớ của DS1307.

Vì 7 thanh ghi đầu tiên là quan trọng nhất trong hoạt động của DS1307, chúng ta sẽkhảo sát các thanh ghi này một cách chi tiết Trước hết hãy quan sát tổ chức theo từng bitcủa các thanh ghi này như trong hình 4

Hình 12: Tổ chức các thanh ghi thời gian.

Điều đầu tiên cần chú ý là giá trị thời gian lưu trong các thanh ghi theo dạng BCD.BCD là viết tắt của cụm từ Binary-Coded Decimal, tạm dịch là các số thập phân theo mãnhị phân Ví dụ bạn muốn cài đặt cho thanh ghi MINUTES giá trị 42 Nếu quy đổi 42sang mã thập lục phân thì chúng ta thu được 42=0x2A Theo cách hiểu thông thườngchúng ta chỉ cần gán MINUTES=42 hoặc MINUTES=0x2A, tuy nhiên vì các thanh ghinày chứa giá trị BCD nên mọi chuyện sẽ khác, tôi sẽ diễn giải bằng hình 5

Hình 13: Số BCD.

Với số 42, trước hết nó được tách thành 2 chữ số (digit) 4 và 2 Mỗi chữ số sau đó được đổi sang mã nhị phân 4-bit Chữ số 4 được đổi sang mã nhị phân 4-bit là 0100 trongkhi 2 được đổi thành 0010 Ghép mã nhị phân của 2 chữ số lại chúng ta thu được mốt số

8 bit, đó là số BCD Với trường hợp này, số BCD thu được là 01000010 (nhị phân) = 66 Như vậy, để đặt số phút 42 cho DS1307 chúng ta cần ghi vào thanh ghi MINUTES giá trị

đều sử dụng mã nhị phân thông thường, không phải mã BCD, do đó chúng ta cần viết cácchương trình con để quy đổi từ số thập nhị phân (hoặc thập phân thường) sang BCD, phần này sẽ được trình bày trong lúc lập trình giao tiếp với DS1307 Thoạt nhìn, mọi người đều cho rằng số BCD chỉ làm vấn đền thêm rắc rối, tuy nhiên số BCD rất có ưu điểm trong việc hiển thị nhất là khi hiển thị từng chữ số như hiển thị bằng LED 7 đoạn chẳng hạn Quay lại ví dụ 42 phút, giả sử chúng ta dùng 2 LED 7-đoạn để hiện thị 2 chữ

số của số phút Khi đọc thanh ghi MINUTES chúng ta thu được giá trị 66 (mã BCD của 42), do 66=01000010 (nhị phân), để hiển thị chúng ta chỉ cần dùng phương pháp tách bit thông thường để tách số 01000010 thành 2 nhóm 0100 và 0010 (tách bằng toán tử shift

“>>” của C hoặc instruction LSL, LSR trong asm) và xuất trực tiếp 2 nhóm này ra LED

vì 0100 = 4 và 0010 =2, rất nhanh chóng Thậm chí, nếu chúng ta nối 2 LED 7-đoạn trong cùng 1 PORT, việc tách ra từng digit là không cần thiết, để hiển thị cả số, chỉ cần xuất trực tiếp ra PORT Như vậy, với số BCD, việc tách và hiển thị digit được thực hiện rất dễ dàng, không cần thực hiện phép chia (rất tốn thời gian thực thi) cho cơ số 10, 100, 1000…như trong trường hợp số thập phân

Thanh ghi giây (SECONDS): thanh ghi này là thanh ghi đầu tiên trong bộ nhớ của

DS1307, địa chỉ của nó là 0x00 Bốn bit thấp của thanh ghi này chứa mã BCD 4-bit của chữ số hàng đơn vị của giá trị giây Do giá trị cao nhất của chữ số hàng chục là 5 (không có giây 60 !) nên chỉ cần 3 bit (các bit SECONDS6:4) là có thể mã hóa được (số 5 =101,

3 bit) Bit cao nhất, bit 7, trong thanh ghi này là 1 điều khiển có tên CH (Clock halt – treođồng hồ), nếu bit này được set bằng 1 bộ dao động trong chip bị vô hiệu hóa, đồng hồ không hoạt động Vì vậy, nhất thiết phải reset bit này xuống 0 ngay từ đầu

Thanh ghi phút (MINUTES): có địa chỉ 0x01, chứa giá trị phút của đồng hồ Tương

tự thanh ghi SECONDS, chỉ có 7 bit của thanh ghi này được dùng lưu mã BCD của phút, bit 7 luôn luôn bằng 0

Thanh ghi giờ (HOURS): có thể nói đây là thanh ghi phức tạp nhất trong DS1307

Thanh ghi này có địa chỉ 0x02 Trước hết 4-bits thấp của thanh ghi này được dùng cho chữ số hàng đơn vị của giờ Do DS1307 hỗ trợ 2 loại hệ thống hiển thị giờ (gọi là mode)

là 12h (1h đến 12h) và 24h (1h đến 24h) giờ, bit6 (màu green trong hình 4) xác lập hệ thống giờ Nếu bit6=0 thì hệ thống 24h được chọn, khi đó 2 bit cao 5 và 4 dùng mã hóa chữ số hàng chục của giá trị giờ Do giá trị lớn nhất của chữ số hàng chục trong trường hợp này là 2 (=10, nhị phân) nên 2 bit 5 và 4 là đủ để mã hóa Nếu bit6=1 thì hệ thống 12h được chọn, với trường hợp này chỉ có bit 4 dùng mã hóa chữ số hàng chục của giờ, bit 5 (màu orangetrong hình 4) chỉ buổi trong ngày, AM hoặc PM Bit5 =0 là AM và bit5=1 là PM Bit 7 luôn bằng 0 (thiết kế này hơi dở, nếu dời hẳn 2 bit mode và A-P sang

2 bit 7 và 6 thì sẽ đơn giản hơn)

Thanh ghi thứ (DAY – ngày trong tuần): nằm ở địa chĩ 0x03 Thanh ghi DAY chỉ

mang giá trị từ 1 đến 7 tương ứng từ Chủ nhật đến thứ 7 trong 1 tuần Vì thế, chỉ có 3 bit thấp trong thanh ghi này có nghĩa

Các thanh ghi còn lại có cấu trúc tương tự, DATE chứa ngày trong tháng (1 đến 31), MONTH chứa tháng (1 đến 12) và YEAR chứa năm (00 đến 99) Chú ý, DS1307

chỉ dùng cho 100 năm, nên giá trị năm chỉ có 2 chữ số, phần đầu của năm do người dùng

là con trỏ địa chỉ hay thanh ghi địa chỉ (Address Register) Giá trị của thanh ghi này là

địa chỉ của thanh ghi trong bộ nhớ mà người dùng muốn truy cập Giá trị của thanh ghi địa chỉ (tức địa chỉ của bộ nhớ) được set trong lệnh Write mà chúng ta sẽ khảo sát trong phần tiếp theo, AVR và DS1307 Thanh ghi địa chỉ được tôi tô đỏ trong hình 6, cấu trúc DS1307

Hình 14: Cấu trúc DS1307.

1.2.2 Module thời gian thực và giao tiếp I2C với arduino.

1.2.2.1 Module thời gian thực DS1307

Module thời gian thực DS1307 là bo mạch đã được hàn sẵn IC thời gian thực DS1307 vàcác linh kiện điện tử cần thiết để hoạt động Ngoài ra module còn được tích hợp thêmmột chip nhớ nhưng trong đề tài này chúng ta sẽ không đề cập đến nó

Hình 15: Module thời gian thực sử dụng IC DS1307.

Hình 16: Sơ đồ nguyên lý của module thời gian thực

1.2.2.2 Chuẩn giao tiếp I2C và giao tiếp giữa module thời gian thực với arduino

giữa các ICs Đôi khi nó cũng được gọi là Two Wire Interface (TWI) vì chỉ sử dụng 2 kết nối để truyền tải dữ liệu, 2 kết nối của giao tiếp I2C gồm: SDA (Serial Data Line) và SCL(Serial Clock Line).

Có hàng ngàn thiết bị sử dụng giao tiếp I2C, chẳng hạn như real-time clocks, digital potentiometers, temperature sensors, digital compasses, memory chips, FM radio circuits,I/O expanders, LCD controllers, amplifiers, Board Arduino của chúng ta có thể kiểm soát tất cả và số lượng tối đa trong một thời điểm lên đến 112 thiết bị I2C

Trên board Arduino nano, SDA là chân analog 4, SCL là chân analog 5

Trên I2C bus, sẽ có một thiết bị được coi là "Master", và trong hầu hết các trường hợp,

Arduino là một "Master", mỗi IC được gắn trên I2C bus là một "Slave" Mỗi "slave" có

một địa chỉ riêng ở dạng HEX (thập lục phân) để Arduino ("Master") có thể giao tiếp với nó Để biết địa chỉ I2C bus của IC có thể dựa trên datasheet của nhà sản xuất

Để I2C bus có thể hoạt động, chúng ta cần 2 điện trở pull-up như trong hình, 4.7k hoặc 10k là hợp lý Tuy nhiên, nếu chỉ có một thiết bị I2C, chúng ta có thể bỏ qua điện trở pull-up vì trong MCU ATmega328 của Arduino UNO đã có sẵn 20k build-in resisters

Lưu ý: vì Arduino sử dụng điện áp 5V, do đó các thiết bị I2C cũng phải hoạt động ở 5V.

Đế sử dụng I2C bus trên Arduino, chúng ta sẽ cần sử dụng thư viện Wire.h (đây là built-in library của Arduino).

Giới thiệu một số hàm trong thư viện Wire.h:

1 Wire.begin(address (optional));