LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, ngành kỹ thuật điện tử và công nghệ thông tin tiến bộ không ngừng. Chúng đang ngày càng phát triển và được ứng dụng trong tất cả các mặt của đời sống. Các thiết bị điện tử dùng Vi Điều Khiển được sử dụng rộng rãi khắp trong các ứng dụng tự động. Nó giúp chúng ta trong mọi công việc cũng như giải trí. Các bộ Vi Điều Khiển ngày càng hiện đại, tốc độ xử lý nhanh hơn, và có ứng dụng rộng hơn. Một trong những ứng dụng quan trọng của Vi Điển Khiển đó là dùng trong đo lường và điều khiển. Nhờ các loại cảm biến, ứng dụng của đo lường bằng Vi Điều Khiển không chỉ giới hạn trong các đại lượng điện mà còn mở rộng ra các tín hiệu không phải điện. Sử dụng Vi Điều Khiển chúng ta thu thập các đại lượng cần đo dễ dàng hơn, có thể xử lý ngay các đại lượng đó và đưa ra được những kết quả như mong muốn. Với tầm quan trọng của đo lường bằng Vi Điều Khiển nên, em đã nhận đề tài này làm đồ án tốt nghiệp để nghiên cứu, và hiểu biết thêm về Vi Điều Khiển và các ứng dụng hay của nó trong cuộc sống thường ngày của chúng ta. Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, do sự hạn chế về thời gian, tài liệu và trình độ có hạn nên không tránh khỏi có thiếu sót. Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn để đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong Khoa ĐiệnĐiện tử, đặc biệt là thầy ... đã giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án này. TÓM TẮT ĐỀ TÀI Nêu lý do chọn đề tài. Tổng quan về đề tài. Giới thiệu tổng quan về arduino và phần mềm arduino IDE. Giới thiệu về phần mềm visual studio và ngôn ngữ lập trình C. Xây dựng lưu đồ giải thuật và chương trình điều khiển của hệ thống. Đánh giá kết quả và hướng phát triển. MỤC LỤC CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1 1.1 Đặt vấn đề 1 1.2 Mục tiêu của đề tài 1 1.3 Phương pháp nghiên cứu 2 1.3.1 Nghiên cứu lý thuyết 2 1.3.1.1 Các dạng hệ thống điều khiển 2 1.3.1.2 Sơ lược về bộ điều khiển trung tâm 2 1.3.1.3 Cảm biến nhiệt độ 4 1.3.1.4 Phần mềm lập trình cho bộ điều khiển 5 1.3.1.5 Phần mềm điều khiển trên máy tính 6 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 7 2.1 Các phương pháp thực hiện đề tài 7 2.1.1 Các phương pháp đo nhiệt độ 7 2.1.1.1 Đo nhiệt độ bằng phương pháp tiếp xúc 8 2.1.1.2 Đo nhiệt độ bằng phương pháp không tiếp xúc 12 2.1.2 Các phương pháp giao tiếp máy tính 14 2.1.2.1 Giao tiếp bằng slot card 14 2.1.2.2 Giao tiếp bằng cổng song song 14 2.1.2.3 Giao tiếp bằng cổng nối tiếp 15 2.1.3 Các phương pháp truyền dữ liệu 17 2.1.3.1 Thông tin số liệu 17 2.1.3.2 Các phương thức truyền 17 2.1.4 Giới thiệu các ngôn ngữ dùng lập trình 18 2.1.4.1 Giới thiệu C 18 2.1.4.2 Giới thiệu Visual Basic (VB) 19 2.2 Tổng kết cơ sở thực hiện 20 2.3 Giới thiệu linh kiện trong đề tài 21 2.3.1 Vi điều khiển 21 2.3.2 Nguồn 22 2.3.3 Cảm biến nhiệt độ 23 2.3.4 Màng hình hiển thị LCD 24 2.3.5 Relay 25 CHƯƠNG 3. ĐỀ XUẤT XÂY DỰNG ĐỀ TÀI 26 3.1. Mô tả hệ thống 26 3.1.1. Sơ đồ khối 26 3.1.2. Sơ đồ nguyên lý 26 3.1.3. Lưu đồ 27 3.2. Phần cứng hệ thống 28 3.3. Phần mềm hệ thống 29 3.3.1. Code Arduino 29 3.3.2. Code Visual 33 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ THỰC HIỆN 39 4.1. Kết quả thực hiện 39 4.1.1. Nguyên lý hoạt động toàn mạch 39 CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 43 5.1 Kết quả đạt được 43 5.2 Hạn chế 43 5.3 Hướng phát triển của đề tài 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề Như chúng ta biết, nhiệt độ và độ ẩm là những thành phần vật lý rất quan trọng trong cuộc sống con người. Việc thay đổi nhiệt độ, độ ẩm ảnh hưởng rất nhiều đến sự sinh trưởng và phát triển của động vật, thực vật và cấu tạo, tính chất vật lý của vật chất. Ví dụ, sự thay đổi nhiệt độ của 1 chất khí sẽ làm thay đổi thể tích, áp suất của chất khí trong bình. Vì vậy, trong nghiên cứu khoa học, trong công nghiệp và trong đời sống sinh hoạt, thu thập các thông số và điều khiển nhiệt độ là điều rất cần thiết. Trong các lò nhiệt, máy điều hoà, máy lạnh hay cả trong lò viba, điều khiển nhiệt độ là tính chất quyết định cho sản phảm ấy. Trong ngành luyện kim, cần phải đạt đến một nhiệt độ nào đó để kim loại nóng chảy, và cũng cần đạt một nhiệt độ nào đó để ủ kim loại nhằm đạt được tốt các đặc tính cơ học như độ bền, độ dẻo, độ chống gỉ sét,... Trong ngành thực phẩm, cần duy trì một nhiệt độ nào đó để nướng bánh, để nấu, để bảo quản,... Việc thay đổi thất thường nhiệt độ, không chỉ gây hư hại đến chính thiết bị đang hoạt động, còn ảnh hưởng đến quá trình sản xuất, ngay cả trên chính sản phẩm ấy. Trong ngành nông nghiệp, nhiệt dộ và độ ẩm ảnh hưởng trực tiếp đến năng xuất và chất lượng sản phẩm. Vì vậy việc điều khiển được nhiệt độ và độ ẩm là hết sức quan trọng. Có nhiều phương pháp điều khiển nhiệt độ và độ ẩm khác nhau, mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm khác nhau. Trong đề tài này em sẽ nêu ra một số phương pháp thông dụng nhất và chọn ra một phương pháp để thực hiện. 1.2 Mục tiêu của đề tài Đo, hiển thị được nhiệt độ lên LCD và máy tính, điều khiển được quạt thông qua máy tính. Đồ án này sẽ cho ta phương pháp điều khiển nhiệt độ thông qua arduino giao tiếp với máy tính, thông tin nhiệt độ và trạng thái quạt hiển thị trên máy tính và màn hình LCD. Đồ án này thích hợp ứng dụng cho những căn phòng cần điều khiển nhiệt độ như xưởng sản xuất của công ty, xí nghiệp,… Hoặc nhà lưới trồng các loại rau, hoa, cây cảnh,… có tính khả thi rất cao. Giải pháp để điều khiển nhiệt độ là dùng hệ thống quạt để thay đổi nhiệt độ trong khu vực điều khiển. 1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.3.1 Nghiên cứu lý thuyết 1.3.1.1 Các dạng hệ thống điều khiển Tùy theo tính chất, yêu cầu của quá trình mà nó đòi hỏi các phương pháp điều khiển thích hợp. Tính ổn và chính xác của nhiệt độ cũng được đòi hỏi ở đây. Một điều thật sự cần thiết là ta phải khảo sát kỹ đối tượng mà ta đang điều khiển để có thể xây dựng mô hình toán học cụ thể. Hệ thống điều khiển nhiệt độ có thể phân làm hai loại: hệ thống điều khiển hồi tiếp (feedback control system) và hệ thống điều khiển tuần tự (sequence control system). Điều khiển hồi tiếp thường được xác định và giám sát kết quả điều khiển, so sánh nó với yêu cầu thực thi (ví dụ điểm đặt) và tự động điều chỉnh chúng. Điều khiển tuần tự thực hiện từng bước điều khiển tùy theo hoạt động điều khiển trước khi xác định tuần tự. Một hệ thống muốn chính xác cần phải thực hiện hồi tiếp tính hiệu về bộ điều khiển để so sánh rồi từ đó đưa ra tín hiệu điều khiển phù hợp. 1.3.1.2 Sơ lược về bộ điều khiển trung tâm Có rất nhiều thiết bị khác nhau có thể sử dụng để làm bộ điều khiển trung tâm. Bộ điều khiển trung tâm em xét đến ở đây là một loại vi điều khiển. Vi điều khiển là một máy tính được tích hợp trên một chip, nó thường được sử dụng để điều khiển các thiết bị điện tử. Vi điều khiển, thực chất, là một hệ thống bao gồm một vi xử lý có hiệu suất đủ dùng và giá thành thấp (khác với các bộ vi xử lý đa năng dùng trong máy tính) kết hợp với các khối ngoại vi như bộ nhớ, các module vàora, các module biến đổi số sang tương tự và tương tự sang số,... Ở máy tính thì các module thường được xây dựng bởi các chip và mạch ngoài. Vi điều khiển thường được dùng để xây dựng các hệ thống nhúng. Nó xuất hiện khá nhiều trong các thiết bị điện, điện tử, máy giặt, lò vi sóng, điện thoại, đầu đọc DVD, thiết bị đa phương tiện, dây chuyền tự động,... Hầu hết các vi điều khiển ngày nay được xây dựng dựa trên kiến trúc Harvard, kiến trúc này định nghĩa bốn thành phần cần thiết của một hệ thống nhúng. Những thành phần này là lõi CPU, bộ nhớ chương trình (thông thường là ROM hoặc bộ nhớ flash), bộ nhớ dữ liệu (RAM), một hoặc vài bộ định thời và các cổng vàora để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi và các môi trường bên ngoài tất cả các khối này được thiết kế trong một vi mạch tích hợp. Vi điều khiển khác với các bộ vi xử lý đa năng ở chỗ là nó có thể hoạt động chỉ với vài vi mạch hỗ trợ bên ngoài. Các vi điều khiển thông dụng Họ vi điều khiển Atmel Vi điều khiển AVR do hãng Atmel sản xuất được giới thiệu lần đầu năm 1996. AVR có rất nhiều dòng khác nhau bao gồm dòng Tiny AVR (như AT tiny 13, AT tiny 22…) có kích thước bộ nhớ nhỏ, ít bộ phận ngoại vi, rồi đến dòng AVR (chẳn hạn AT90S8535, AT90S8515,…) có kích thước bộ nhớ vào loại trung bình và mạnh hơn là dòng Mega (như ATmega32, ATmega128,…) với bộ nhớ có kích thước vài Kbyte đến vài trăm Kb cùng với các bộ ngoại vi đa dạng được tích hợp trên chip, cũng có dòng tích hợp cả bộ LCD trên chip (dòng LCD AVR). Tốc độ của dòng Mega cũng cao hơn so với các dòng khác. Sự khác nhau cơ bản giữa các dòng chính là cấu trúc ngoại vi, còn nhân thì vẫn như nhau. + Dòng 8051 (8031, 8051, 8751, 8951, 8032, 8052, 8752, 8952) + Dòng Atmel AT91 (Kiến trúc ARM THUMB) + Dòng AT90, Tiny Mega – AVR (Atmel Norway design) + Dòng Atmel AT89 (Kiến trúc Intel 8051MCS51) + Dòng MARC4 ........... Tải tài liệu để xem đầy đủ hơn. Tài liệu có kèm code arduino và code phần mềm điều khiển trên máy tính
TRƯỜNG ĐẠI HỌC … TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ - - HỒNG ÁNH THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ BẰNG MÁY TÍNH GVHD: SVTH: Lớp: MSSV: TP HỜ CHÍ MINH, NĂM 2019 Thiết kế thi cơng mơ hình điều khiển nhiệt độ MT SVTH: GVHD: Trang Thiết kế thi cơng mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN TP.Hồ Chí Minh, ngày.… tháng.…năm 2019 Giảng viên hướng dẫn SVTH: Trang Thiết kế thi công mơ hình điều khiển nhiệt độ MT SVTH: GVHD: Trang Thiết kế thi cơng mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TP.Hồ Chí Minh, ngày.… tháng.…năm 2019 Giảng viên hướng dẫn SVTH: Trang Thiết kế thi cơng mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: LỜI CẢM ƠN Lời em muốn nói em xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc tới thầy , trường Đại Học TP.HCM, khoa Điện – Điện Tử Trong suốt thời gian thực Đồ án , bận rộn công việc thầy dành nhiều thời gian tâm huyết việc hướng dẫn em Thầy cung cấp cho em nhiều kiến thức lĩnh vực em bắt đầu bước vào thực Đồ án Cho đến hôm nay, Đồ án … em hồn thành nhờ nhắc nhỡ, đôn đốc giúp đỡ nhiệt tình thầy Tuy nhiên, chưa có nhiều kinh nghiệm thực tiễn, Đồ án Thiết kế thi cơng mơ hình điều khiển nhiệt độ phòng em khơng tránh sai sót khuyết điểm Vì em mong quan tâm xem xét, hướng dẫn thêm thầy Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2019 Tên Sinh Viên SVTH: Trang Thiết kế thi cơng mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, ngành kỹ thuật điện tử công nghệ thông tin tiến không ngừng Chúng ngày phát triển ứng dụng tất mặt đời sống Các thiết bị điện tử dùng Vi Điều Khiển sử dụng rộng rãi khắp ứng dụng tự động Nó giúp cơng việc giải trí Các Vi Điều Khiển ngày đại, tốc độ xử lý nhanh hơn, có ứng dụng rộng Một ứng dụng quan trọng Vi Điển Khiển dùng đo lường điều khiển Nhờ loại cảm biến, ứng dụng đo lường Vi Điều Khiển không giới hạn đại lượng điện mà mở rộng tín hiệu khơng phải điện Sử dụng Vi Điều Khiển thu thập đại lượng cần đo dễ dàng hơn, xử lý đại lượng đưa kết mong muốn Với tầm quan trọng đo lường Vi Điều Khiển nên, em nhận đề tài làm đồ án tốt nghiệp để nghiên cứu, hiểu biết thêm Vi Điều Khiển ứng dụng hay sống thường ngày Trong trình làm đồ án tốt nghiệp, hạn chế thời gian, tài liệu trình độ có hạn nên khơng tránh khỏi có thiếu sót Em mong đóng góp ý kiến thầy bạn để đồ án tốt nghiệp em hoàn thiện Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô Khoa Điện-Điện tử, đặc biệt thầy giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2019 Tên Sinh Viên SVTH: Trang Thiết kế thi cơng mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: TÓM TẮT ĐỀ TÀI - Nêu lý chọn đề tài Tổng quan đề tài Giới thiệu tổng quan arduino phần mềm arduino IDE Giới thiệu phần mềm visual studio ngơn ngữ lập trình C# Xây dựng lưu đồ giải thuật chương trình điều khiển hệ thống Đánh giá kết hướng phát triển SVTH: Trang Thiết kế thi công mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.3.1 Nghiên cứu lý thuyết 1.3.1.1 Các dạng hệ thống điều khiển 1.3.1.2 Sơ lược điều khiển trung tâm .2 1.3.1.3 Cảm biến nhiệt độ 1.3.1.4 Phần mềm lập trình cho điều khiển 1.3.1.5 Phần mềm điều khiển máy tính CHƯƠNG CƠ SỞ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 2.1 Các phương pháp thực đề tài 2.1.1 Các phương pháp đo nhiệt độ 2.1.1.1 Đo nhiệt độ phương pháp tiếp xúc .8 2.1.1.2Đo nhiệt độ phương pháp không tiếp xúc 12 2.1.2 Các phương pháp giao tiếp máy tính .14 2.1.2.1 Giao tiếp slot card 14 2.1.2.2 Giao tiếp cổng song song 14 2.1.2.3 Giao tiếp cổng nối tiếp 15 2.1.3 Các phương pháp truyền liệu 17 2.1.3.1 Thông tin số liệu .17 2.1.3.2 Các phương thức truyền .17 2.1.4 Giới thiệu ngôn ngữ dùng lập trình 18 2.1.4.1 Giới thiệu C# 18 2.1.4.2 Giới thiệu Visual Basic (VB) 19 2.2 Tổng kết sở thực 20 2.3 Giới thiệu linh kiện đề tài 21 2.3.1 Vi điều khiển .21 2.3.2 Nguồn 22 2.3.3 Cảm biến nhiệt độ 23 2.3.4 Màng hình hiển thị LCD 24 2.3.5 Relay 25 CHƯƠNG ĐỀ XUẤT XÂY DỰNG ĐỀ TÀI 26 3.1 Mô tả hệ thống 26 SVTH: Trang Thiết kế thi công mô hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: 3.1.1 Sơ đồ khối 26 3.1.2 Sơ đồ nguyên lý 26 3.1.3 Lưu đồ 27 3.2 Phần cứng hệ thống 28 3.3 Phần mềm hệ thống 29 3.3.1 Code Arduino 29 3.3.2 Code Visual .33 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC HIỆN .39 4.1 Kết thực 39 4.1.1 Nguyên lý hoạt động toàn mạch .39 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI .43 5.1 Kết đạt .43 5.2 Hạn chế .43 5.3 Hướng phát triển đề tài 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 SVTH: Trang 10 Thiết kế thi cơng mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: a Khai báo biến thư viện #include "Wire.h" #include "LiquidCrystal_I2C.h" //SDA_A4//SCL_A5 #include "OneWire.h" #include "DallasTemperature.h" #define led1 12 //chân out (quạt) float Temperature; //biến lưu nhiệt độ int NhietDoCaiDat = 30;//biến lưu nhiệt độ cài đặt int TrangThayQuat; //biến trạng thái int CheDo; // biến chế độ làm việc int BienDem_Bat = 0, BienDem = 0; int PhanHoi = ""; bool Complete = false; // a String to hold incoming data // whether the string is complete b Hàm setup void setup() { pinMode(led1, OUTPUT); Serial.begin(9600); digitalWrite(led1, LOW); lcd.init(); lcd.backlight(); lcd.clear(); lcd.home(); lcd.setCursor(12, 3); lcd.print("Tat"); lcd.createChar(0, daudo); // tao CGRAM tai dia chi DeviceAddress deviceAddress; sensor[0].setOneWire(&ds18x20[0]); sensor[0].begin(); if (sensor[0].getAddress(deviceAddress, 0)) sensor[0].setResolution(deviceAddress, 12); } c Hàm đọc nhiệt độ void DocNhietDo() { sensor[0].requestTemperatures(); Temperature = sensor[0].getTempCByIndex(0); } d Hàm nhận liệu void serialEvent() { while (Serial.available()) { int inChar = (int)Serial.read(); SVTH: Trang 31 Thiết kế thi cơng mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: if (inChar == 97 || inChar == 98 || inChar == 99 || inChar == 109 || inChar == 100) { PhanHoi = inChar; Nhan_XuLyPhanHoi(); break; } a[i] = inChar; i++; if (inChar == '\n') { Complete = true; } } } e Hàm xử lý void Nhan_XuLyPhanHoi() { if (PhanHoi == 98) //b==98 hệ thập phân { CheDoThuCong_Bat(); //gọi hàm bật } else if (PhanHoi == 99) //c==99 hệ thập phân { CheDoThuCong_Tat(); //gọi hàm tắt } else if (PhanHoi == 100) //d==100 hệ thập phân { ResetBoard(); //gọi hàm reset } else if (PhanHoi == 97) { CheDo = 97; //a==97 hệ thập phân// chế độ tự động lcd.setCursor(18, 1); lcd.print("td"); } else if (PhanHoi == 109) //m==109 hệ thập phân { CheDo = 109; //m==109 hệ thập phân// chế độ tủ công lcd.setCursor(18, 1); lcd.print("tc"); digitalWrite(led1, 0); lcd.setCursor(12, 3); lcd.print("Tat"); Serial.println("t"); } SVTH: Trang 32 Thiết kế thi cơng mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: else { NhietDoCaiDat = PhanHoi; lcd.setCursor(10, 1); lcd.print(NhietDoCaiDat); if (NhietDoCaiDat = 10&&NhietDoCaiDat= 100) { lcd.setCursor(15, 1); lcd.print(" "); } } } f Hàm chế độ tự động void CheDoTuDong() { //Serial.println("so sanh"); //phần so sánh chế độ tự động if (Temperature >= NhietDoCaiDat) { if (BienDem_Bat >= 10) { digitalWrite(led1, 1); lcd.setCursor(12, 3); lcd.print("Bat"); Serial.println("b"); BienDem_Bat = 0; } BienDem_Bat++; BienDem = 0; } else if (Temperature < NhietDoCaiDat) { if (BienDem >= 10) { digitalWrite(led1, 0); lcd.setCursor(12, 3); lcd.print("Tat"); SVTH: Trang 33 Thiết kế thi cơng mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: Serial.println("t"); BienDem = 0; } BienDem++; BienDem_Bat = 0; } } g Hàm bật tắt chế độ thủ công void CheDoThuCong_Bat() { digitalWrite(led1, HIGH); lcd.setCursor(12, 3); lcd.print("Bat"); Serial.println("b"); } void CheDoThuCong_Tat() { digitalWrite(led1, LOW); lcd.setCursor(12, 3); lcd.print("Tat"); Serial.println("t"); } 3.3.2.Code Visual a Thiết kết giao diện Hình Giao diện phần mềm b Hàm form_load private void Form1_Load(object sender, EventArgs e) { TRANG_THAI_BAN_DAU(); HIEN_THI_COM(); } SVTH: Trang 34 Thiết kế thi công mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: Hàm TRANG_THAI_BAN_DAU(); để setup trạng thái ban đầu vừa khởi động phần mềm lên Tiếp theo hàm hiển thị COM để ta đễ dàng kết nối c Hàm hiển thị COM private void HIEN_THI_COM() { int _length = 0; string[] ports = SerialPort.GetPortNames(); //lấy tên port if (_length != ports.Length) { _length = ports.Length; cbb_ComPorts.Items.Clear(); for (int i = 0; i < _length; i++) { cbb_ComPorts.Items.Add(ports[i]); } } } d Hàm nhận liệu private void serialPort1_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)//DataReceived: liệu nhận { InputData = serialPort1.ReadLine(); if(InputData=="b\r") { lb_trangthaiquat.Text = "ĐANG BẬT"; } else if(InputData=="t\r") { lb_trangthaiquat.Text = "ĐANG TẮT"; } else { lb_nhietdo.Text = InputData;//hiển thị nhiệt độ lên form } } e Hàm kiểm tra tình trạng kết nối COM private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)//kiểm tra trạng thái COM { if (!serialPort1.IsOpen) { lb_thong_bao.Text = ("Bạn chưa kết nối Serial Port, chọn cổng COM nhấn kết nối"); lb_thong_bao.ForeColor = Color.Red; SVTH: Trang 35 Thiết kế thi cơng mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: btn_connect.ForeColor = Color.Red; btn_connect.Text = "KẾT NỐI"; TRANG_THAI_BAN_DAU(); } else if (serialPort1.IsOpen) { lb_thong_bao.Text = ("Đã kết nối Serial Port"); lb_thong_bao.ForeColor = Color.Green; btn_connect.ForeColor = Color.Green; btn_connect.Text = "ĐÃ KẾT NỐI"; } } f Các hàm set trạng thái đối tượng form private void TRANG_THAI_BAN_DAU() //khóa hết nút, cho kết nối COM { groupBox2_nhietdocaidat.Enabled = false; //đã bật=false groupBox5_dieukhienquat.Enabled = false; groupBox1_nhietdohientai.Enabled = false; groupBox3_trangthaiquat.Enabled = false; groupBox4_chonchedo.Enabled = false; } private void TRANG_THAI_SAU_KET_NOI() { groupBox2_nhietdocaidat.Enabled = true; groupBox5_dieukhienquat.Enabled = true; groupBox1_nhietdohientai.Enabled = true; groupBox3_trangthaiquat.Enabled = true; groupBox4_chonchedo.Enabled = true; groupBox2_nhietdocaidat.Enabled = false; groupBox5_dieukhienquat.Enabled = true; } void GuiTrangThaiThuCong() //được gọi nhấn nút thủ công, dùng báo cho vi điều khiển biết bật trạng thái thủ công { if (serialPort1.IsOpen) { groupBox2_nhietdocaidat.Enabled = false; groupBox5_dieukhienquat.Enabled = true; serialPort1.WriteLine("m");//manual thủ công } else { MessageBox.Show("lỗi"); SVTH: Trang 36 Thiết kế thi cơng mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: return; } } g Các hàm kiện nhấn nút form private void bt_tudong_Click(object sender, EventArgs e) { // trước chuyển chế độ tắt quạt//đã thực bên arduino if (serialPort1.IsOpen) { // serialPort1.Write("b");//TẮT groupBox5_dieukhienquat.Enabled = false; groupBox2_nhietdocaidat.Enabled = true; serialPort1.WriteLine("a");//auto tự động } else { MessageBox.Show("lỗi"); return; } } private void bt_thucong_Click(object sender, EventArgs e) { GuiTrangThaiThuCong(); } private void bt_TatQuat_Click(object sender, EventArgs e) { if (serialPort1.IsOpen) { serialPort1.WriteLine("c");//TẮT//c } else { MessageBox.Show("lỗi"); return; } } private void bt_luugiatri_Click(object sender, EventArgs e) { if (cbb_datgiatri.Text == string.Empty) { MessageBox.Show("Bạn chưa nhập giá trị", "Thông báo", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error); } else SVTH: Trang 37 Thiết kế thi cơng mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: { lb_nhietdocaidat.Text = cbb_datgiatri.Text; serialPort1.WriteLine(cbb_datgiatri.Text); cbb_datgiatri.Text = string.Empty; } } private void bt_BatQuat_Click(object sender, EventArgs e) { if (serialPort1.IsOpen) { serialPort1.WriteLine("b");//BẬT//b } else { MessageBox.Show("lỗi"); return; } } SVTH: Trang 38 Thiết kế thi công mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: CHƯƠNG 4.KẾT QUẢ THỰC HIỆN 4.1 Kết thực 4.1.1 Ngun lý hoạt động tồn mạch Hình Mơ hình hồn chỉnh Nhiệt độ ln đọc gửi lên máy tính liên tục, đồng thời hiển thị lên LCD Nội dung hiển thị lên LCD bao gồm: nhiệt độ tại, nhiệt độ cài đặt, trạng thái quạt trạng thái chế độ làm việc (tự động, thủ cơng) Hình Nội dung hiển thị LCD SVTH: Trang 39 Thiết kế thi công mô hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: Sau cấp nguồn cho điều khiển, kết nối cổng giao tiếp khởi động phần mềm điều khiển máy tính Giao diện phần mềm điều khiển máy tính sau: Hình Giao diện phần mềm máy tính Khu vực 1: Dùng để chọn cổng COM kết nối (các cổng COM tự động liệt kê ta việc chọn cổng COM nhấn kết nối) Hình 4 Khu vực kết nối cổng COM Khu vực 2: Để hiển thị nhiệt độ gửi từ vi điều khiển lên hiển thị trạng thái quạt Hình Khu vực hiển thị nhiệt độ trạng thái quạt SVTH: Trang 40 Thiết kế thi công mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: Khu vực 3: Để chọn chế độ làm việc Hình Khu vực chọn chế độ làm viêc Khi chọn chế độ thủ cơng đối tượng chế độ phép thực ẩn đối tượng chế độ tự động Hình Trạng thái nhấn “thủ công” Và ngược lại chọn chế độ tự động ẩn đối tượng chế độ thủ cơng Hình Trạng thái nhấn “tự động” SVTH: Trang 41 Thiết kế thi cơng mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: Hệ thống điều khiển có chế độ tự động (vi xử lý tự động so sánh nhiệt độ với nhiệt độ cài đặt, từ đưa lệnh bật tắt phù hợp) tay (bật tắt quạt thủ công nút bật tắt phần mềm) Chế độ mặt định ban đầu vừa khởi động chế độ thủ công quạt ban đầu tắt Khi chuyển từ chế độ thủ cơng sang tự động hệ thống so sánh nhiệt độ nhiệt độ cài đặt để định bật hay tắt quạt (quạt bật mà chọn qua tự động nhiệt độ môi trường cao nhiệt độ đặt quạt tiếp tục bật, ngược lại tắt quạt) Khi chuyển từ tự động sang tay trước tiên quạt tắt trước, muốn bật quạt lại việc nhấn vào nút “bật quạt” phần mềm SVTH: Trang 42 Thiết kế thi cơng mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 5.1 Kết đạt Đề tài đạt vấn đề sau: Đã giới thiệu phần cứng cách chi tiết Đã giới thiệu phần mềm cần thiết thuận tiện cho việc lập trình, đồng thời câu lệnh hàm quan trọng liên quan Có thể đo hiển thị nhiệt độ tương đối xác, tiết kiệm số chân VDK sử dụng cảm biến one wire module I2C cho hiển thị LCD Có thể giao tiếp truyền liệu vi điều khiển máy tính Đo nhiệt độ thang Celsius (°C) Tạo giao diện điều khiển chạy Windows Hiển thị nhiệt độ nhận điều khiển thiết bị giao diện Windows xây dựng 5.2 Hạn chế Đôi lúc hệ thống hoạt động chưa ổn định, đặt biệt vi điều khiển thường bị nhiễu tia lửa điện lúc cấm nguồn Quạt bật tắt liên tục giới hạn nhiệt độ cài đặt (khắc phục khoảng nhiệt độ) Chưa lưu giá trị cài đặt điều khiển nguồn Đề tài dừng lại mức mơ hình, chưa đưa vào áp dụng thực tế, đồng thời chưa đánh giá tính ổn định hệ thống 5.3 Hướng phát triển đề tài Xây dựng hệ thống giám điều khiển thiết bị không dây thông qua module NRF24L01 kết hơp với giao diện xây dựng Windows Sử dụng thêm module ESP8266 để theo dõi nhiệt độ đồng thời điều khiển quạt từ xa Cho phép cài đặt độ trể bật quạt khoản nhiệt độ form Tăng số lượng cảm biến để giám sát xát phòng có diện tích lớn Kết hợp thêm cảm biến độ ẩm tăng số lượng cảm biến đồng thời SVTH: Trang 43 Thiết kế thi cơng mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: tăng ngõ điều khiển quạt để điều khiển đồng thời nhiều phòng khác Kết hợp thêm thiết bị phun sương độ ẩm xuống thấp SVTH: Trang 44 Thiết kế thi cơng mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình “ Kỹ thuật đo lường ” chủ biên PGS Nguyễn Trọng Quế [2] Giáo trình “ Phương pháp đo thiết bị đo ” Cô giáo Nguyễn Thị Lan Hương [3] Giáo trình Kỹ thuật điện tử - Đỗ Xuân Thụ [4] Giáo trình “ Đo lường điện ” “ Cảm biến đo lường” GVC Nguyễn Văn Hoà [5] Giáo trình “ Kỹ thuật truyền thơng cơng nghiệp” [6] Giáo trình “ Đo lường điều khiển máy tính” Ngô Diên Tập [7] http://arduino.vn/bai-viet/908-c-c-sharp-nhan-du-lieu-tu-arduino [8] http://sinhvienit.net/forum/doc-du-lieu-tu-cong-com.288957.html [9] https://daynhauhoc.com/t/can-giup-do-code-c-visual-studioserialport/35918 SVTH: Trang 45 ... biến nhiệt độ Khái niệm SVTH: Trang Thi t kế thi công mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: Cảm biến nhiệt độ thi t bị dùng cảm nhận biến đổi đại lượng vật lý khơng có tínhchất điện (nhiệt độ, ... SVTH: Trang Thi t kế thi cơng mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: Đo, hiển thị nhiệt độ lên LCD máy tính, điều khiển quạt thơng qua máy tính Đồ án cho ta phương pháp điều khiển nhiệt độ thông qua... Nguyên lý hoạt động: 2.1.1.1 SVTH: Trang Thi t kế thi cơng mơ hình điều khiển nhiệt độ MT GVHD: Điện trở số kim loại thay đổi theo nhiệt độ dựa vào thay đổi điện trở người ta đo nhiệt độ cần đo Nhiệt