Do_nong_do_con_MQ3_Final (1)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ & TRUYỀN THÔNG - - BÁO CÁO Đề tài: THIẾT KẾ, THI CÔNG MẠCH ĐO VÀ CẢNH BÁO NỒNG ĐỘ CỒN Giảng viên hướng dẫn : Th.S Nguyễn Thị Hương Ly Sinh viên thực : Thái Nguyên, tháng 10 năm 2015 MỤC LỤC MỤC LỤC CHƯƠNG KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH YÊU CẦU BÀI TOÁN ĐO VÀ CẢNH BÁO NỒNG ĐỘ CỒN 1.1 Tổng quan đo cảnh báo nồng độ cồn 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Phân tích tốn 1.3.1 Yêu cầu toán 1.3.2 Giải pháp thiết kế CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG THIẾT BỊ ĐO VÀ CẢNH BÁO NỒNG ĐỘ CỒN 2.1 Sơ đồ khối 2.1.1 Chức nhiệm vụ khối 2.1.2 Ngun lí hoạt động tồn mạch 2.2 Lựa chọn linh kiện 2.2.1 KIT Arduino UNO R3 2.2.2 Module cảm biến MQ3 .12 2.2.3 LCD OLED 14 2.3 Ngơn ngữ lập trình phần mềm phụ trợ .15 2.3.1 Ngơn ngữ lập trình 15 2.3.2 Phần mềm phụ trợ .19 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ THỰC THI 24 3.1 Thiết kế phần cứng 24 3.2 Thiết kế phần mềm 24 3.2.1 Lưu đồ thuật toán 25 3.2.2 Mã nguồn chương trình 26 3.3 Một số hình ảnh sản phẩm 28 KẾT LUẬN .31 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 CHƯƠNG KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH YÊU CẦU BÀI TOÁN ĐO VÀ CẢNH BÁO NỒNG ĐỘ CỒN 1.1 Tổng quan đo cảnh báo nồng độ cồn Hiện nay, nước ta tệ nạn xã hội ngày gia tăng mà nguyên nhân chủ yếu uống nhiều rượu bia Rượu nguyên nhân chủ yếu làm giảm suất lao động, gây tệ nạn xã hội bạo lực, gia đình tan vỡ, hư hỏng đặc biệt gây vụ tai nạn giao thông nghiêm trọng đặc biệt nghiêm trọng Việt Nam quốc gia thuộc tốp đầu nước sử dụng rượu, bia tham gia giao thơng Tình trạng sử dụng rượu, bia tràn lan nhiều nơi khiến trật tự an toàn giao thơng trở thành vấn đề báo động nguyên nhân hàng đầu gây tai nạn giao thông, điều khiển phương tiện người lái xe thường phản ứng chậm, buồn ngủ, thiếu tập trung, việc nhìn thấy biển báo, tín hiệu quan sát đường khơng cịn rõ ràng nên có xử lý khơng gây tai nạn Người say "bốc đồng", khơng cịn khả kiểm sốt tốc độ thường phóng nhanh, vượt ẩu, lấn đường dễ gây tai nạn Để hướng tới mục tiêu an tồn giao thơng, giảm thiểu tối đa tai nạn, luật đưa nhiều quy định mới, số quy định nồng độ cồn cho phép điều khiển phương tiện giao thông Khẩu hiệu “Đã uống rượu bia khơng lái xe” quen thuộc với người dân Việt Nam Vì thế, để giảm thiểu tối đa tai nạn giao thông, Bộ giao thông vận tải đưa mức xử phạt tương ứng với mức độ vi phạm người tham gia giao thông Bước đầu tuyên truyền cho quy định luật, y tế, Ủy ban an tồn giao thơng quốc gia, tổ chức y tế giới phối hợp tổ chức buổi hội thảo “rượu bia tai nạn giao thông” Các thông điệp buổi hội thảo đưa ra: “Điều khiển xe tình trạng có men rượu vi phạm pháp luật – Đã uống khơng lái” Theo thống kê, hàng năm nước ta khoảng 9.000 người tử vong tai nạn giao thông Một nguyên nhân dẫn đến tình trạng tai nạn giao thơng người điều khiển phương tiện sử dụng rượu bia tham gia giao thông Những hậu người uống rượu bị tai nạn lúc tham gia giao thông nỗi lo lắng, xúc cá nhân, gia đình xã hội Luật Giao thơng đường năm 2008 quy định cấm người điều khiển xe ô tô, máy kéo, xe máy chuyên dùng đường mà máu thở có nồng độ cồn; cấm người điều khiển mô tô, xe gắn máy mà máu có nồng độ cồn vượt 50miligam/ 100 mililit máu 0,25 miligam/ 1lít khí thở Nhằm hạn chế tai nạn giao thơng tăng tính răn đe cho hành vi vi phạm nồng độ cồn điều khiển phương tiện tham gia giao thông, từ ngày 01/08/2016 nâng mức phạt tiền thời gian tạm giữ giấy phép lái xe người sử dụng rượu bia tham gia giao thơng 1.2 Mục đích đề tài * Sự an tồn tham gia giao thơng: Tai nạn giao thông hiểm họa thường trực người tham gia giao thông hàng ngày Trong đó, Việt Nam số lượng người phương tiện tham gia giao thông ngày đông tỷ lệ người chết tai nạn giao thơng 100 000 người dân cao mức trung bình giới (thế giới: 18 người, Việt Nam 24 người - Báo cáo thống kê Viện nghiên cứu giao thông Đại học Michigan UMTRI Mỹ) Theo thống kê Ủy ban an tồn giao thơng quốc gia, năm 2013 nước xảy 29.385 vụ tai nạn giao thông, làm chết 9.369 người, bị thương 29.500 người, trung bình ngày có 26 người chết 81 người bị thương tai nạn giao thơng tồn quốc Trong tháng đầu năm 2014, toàn quốc xảy 10.772 vụ tai nạn giao thông, làm chết 3.928 người, bị thương 10.556 người Hậu tai nạn giao thơng vơ đau thương nặng nề Đó mát tính mạng người, gánh nặng cho gia đình người bị nạn người liên quan tinh cảm lẫn vấn đề kinh tế Đặc biệt, hậu mà thân người bị tai nạn gánh chịu trở lại lành lặn bình thường mà trở thành phế nhân Những hậu cho thấy tai nạn giao thông mối nguy hiểm khôn cùng, kẻ thù vô nguy hiểm người tham gia giao thông Vậy vấn đề đặt tai nạn giao thông đất nước lại xảy nhiều với số người chết bị thương cao đến vậy? Lý kể nhiều: Hệ thống hạ tầng giao thông yếu kém, chất lượng phương tiện giao thông không đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, ý thức chấp hành luật giao thông ý thức tham gia giao thơng người dân cịn thấp Song lại, nguyên nhân nguyên nhân từ phía người Khi tham gia giao thơng, thân người chủ phương tiện phải có trách nhiệm với an tồn người tham gia giao thông khác Nhưng thực tế, tình trạng người uống rượu bia tham giao thơng, người tham gia giao thơng lạng lách, đánh võng, phóng nhanh vượt ẩu, không đội mũ bảo hiểm, không chấp hành luật giao thông ý thức người tham gia giao thơng Cịn phía người có trách nhiệm liên quan cảnh sát giao thơng, kiểm định chất lượng phương tiện cịn tồn tượng tiêu cực Đấy nguyên nhân trực tiếp ảnh hưởng đến an toàn người phương tiện tham gia giao thông Vậy để giảm thiệu tình trạng an tồn tham gia giao thông cần phải thực nhiều biện pháp có tính hệ thống lâu dài, quan trọng hết công tác tuyên truyền, giáo dục ý thức tham gia giao thơng an tồn cho người dân Trên phương tiện thông tin đại chúng có nhiều chương trình tun truyền nhằm nâng cao ý thức tham gia giao thông * Mức độ nguy hiểm uống rượu bia mà tham gia giao thông: Thời gian gần đây, vi phạm luật giao thơng có biểu diễn biến phức tạp, nguyên nhân liên quan rượu, bia chuyên gia đánh giá nghiêm trọng Đặc điểm người điều khiển phương tiện sau uống rượu, bia thường chạy tốc độ cao, lạng lách, khơng làm chủ tay lái, phán đốn xử lý tình Do đó, say rượu bia thường có liên quan mật thiết với việc vi phạm tốc độ, tránh, vượt sai quy định, sai phần đường So với quốc gia khu vực, nước ta có mức tiêu thụ rượu, bia vào loại lớn, chế tài việc kiểm soát vi phạm quy định nồng độ cồn thiếu chặt chẽ, nên tai họa nguy dẫn đến tai nạn giao thông cao Theo thống kê Uỷ ban an toàn giao thông quốc gia, khoảng 40% số vụ tai nạn giao thông 11% số người tử vong tai nạn liên quan đến rượu, bia Nguyên nhân gây tai nạn giao thơng khơng nằm ngồi vấn đề ý thức người tham gia giao thông Trong đó, ý thức chấp hành luật giao thơng người dân cịn yếu, chí coi thường tính mạng thân gây tổn hại cho người khác * Các qui định người điều khiển phương tiện tham gia giao thơng: Có thể nói rằng, quy định pháp luật nồng độ cồn máu người điều khiển phương tiện giới đường nói riêng lĩnh vực giao thơng khác tương đối đầy đủ ngày chặt chẽ Đối với giao thơng đường bộ, uống ruợu, bia có ảnh hưởng lớn người điều khiển phương tiện tham gia giao thông dễ vi phạm quy tắc giao thơng, xử lý tình đường làm tăng nguy gây tai nạn giao thơng, hành vi nguy hiểm, pháp luật Việt Nam đưa quy định hành vi sử dụng rượu bia nồng độ vào điều nghiêm cấm người điều khiển phương tiện giới đường Mức độ quy định nồng độ cồn máu ngày chặt chẽ, khắt khe để bảo đảm an toàn cho người điều khiển phương tiện, hạn chế tai nạn giao thơng Để tích cực ngăn chặn việc người điều khiển phương tiện giao thơng tình trạng say rượu bia, theo nghị định 71/2012/NĐ - CP qui định người điều khiển xe ô tô đường mà máu thở có nồng độ cồn vượt 50 - 80 miligam/100 mililít máu vượt 0,25 - 0,4 miligam/1 lít khí thở bị phạt Chính có nhiều cơng trình nghiên cứu vấn đề đo nồng độ cồn người tham gia giao thơng Nhằm mục đích chủ động ngăn ngừa tai nạn giao thông Đề tài : “Nghiên cứu xây dựng mạch cảnh báo nồng độ cồn” mang tính cộng đồng xã hội cao, nhằm mục đích chủ động ngăn ngừa kịp thời cảnh báo sớm hiểm họa tai nạn giao thông xảy ra, tạo nên thói quen ý thức tốt cho người tham gia giao thơng 1.3 Phân tích tốn 1.3.1 Yêu cầu toán - Đề xuất chọn phương pháp phát nồng độ cồn thở người điều khiển phương tiện tham gia giao thông - Thiết kế, thi công mạch đo cảnh báo nồng độ cồn - Thử nghiệm hệ thống cảnh báo Hiện có nhiều phương pháp phát nồng độ cồn : Phương pháp đo nồng độ cồn máu: Đây phương pháp sử dụng để xác định lượng chất kích thích hoạt chất gây ảnh hưởng tới thể người có máu Sử dụng biện pháp hóa sinh phịng thí nghiệm để đo đạc với độ xác cao Tuy nhiên phương pháp có nhược điểm phải lấy mẫu máu người cần kiểm tra sở y tế, thơng qua quy trình thử nghiệm phịng thí nghiệm cho kết gây tốn thời gian áp dụng trường hợp cần kiểm tra nhanh, trường Phương pháp đo nồng độ cồn thở : Hơi thở người say rượu có nồng độ cồn cao Sử dụng thiết bị đo nồng độ cồn từ thở đo nồng độ khơng khí không gian thở trước mặt người lái để đánh giá tình trạng say rượu bia Có nhiều phương pháp để phát trạng thái say rượu người lái xe Qua tham khảo kết nghiên cứu có nhận xét: phương pháp xác định nồng độ cồn qua thở sử dụng phổ biến Bởi vì, sử dụng cảm biến đo nồng độ cồn thở cần thời gian khoảng đến 10 giây Vì đề tài chúng em sâu vào thiết kế mạch đo cảnh báo nồng độ cồn qua thở 1.3.2 Giải pháp thiết kế Hệ thống phát nồng độ cồn có nhiệm vụ kiểm tra trực tiếp nồng độ cồn thở Hệ thống cảnh báo có nhiệm vụ phát tín hiệu cảnh báo nồng độ cồn vùng không gian thở trước mặt người sử dụng cao mức quy định Chọn ngưỡng ngăn chặn cảnh báo: vào qui định luật giao thông, vào độ nhạy sai số điện áp đầu cảm biến đo nồng độ cồn MQ-3, ta chọn ngưỡng ngăn chặn cảnh báo cho hệ thống ứng với nồng độ cồn 0,05 mg/lit khí thở CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG THIẾT BỊ ĐO VÀ CẢNH BÁO NỒNG ĐỘ CỒN 2.1 Sơ đồ khối Khối nguồn Khối cảm biến Khối điều khiển Khối hiển thị Hình 2.1 Sơ đồ khối cảnh báo 2.1.1 Chức nhiệm vụ khối - Khối nguồn: Có chức cung cấp lượng cho toàn hệ thống - Khối cảm biến đầu vào: có chức cảm biến qua thở để xác định có nồng độ cồn hay khơng, sau gửi tín hiệu tới khối điều khiển - Khối điều khiển: có chức điều khiển khối hiển thị cảnh báo nhận tín hiệu từ cảm biến - Khối hiển thị: hiển thị nồng độ cồn đo lên hình OLED cảnh báo mức độ nồng độ cồn phụ thuộc vào mức độ cồn đo 2.1.2 Nguyên lí hoạt động tồn mạch Đầu tiên khối nguồn cấp nguồn cho hệ thống gồm khối điều khiển, khối cảm biến khối hiển thị Khối cảm biến thu tín hiệu từ môi trường truyền khối điều khiển dạng tín hiệu tương tự, sau qua chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số, đầu tín hiệu dạng tín hiệu số, sau tín hiệu vi điều khiển tiếp nhận xử lý tính tốn đưa kết nồng độ cồn có lít khí thở vào đưa cảnh báo cho người sử dụng, tín hiệu cảnh báo kết đưa đến khối hiển thị khối tiếp nhận hiển thị thông tin nồng độ cồn lời cảnh báo 2.2 Lựa chọn linh kiện 2.2.1 KIT Arduino UNO R3 KIT Arduino UNO R3 có khả lập trình sử dụng chip AVR Atmega328 Atmel với đặc điểm chức sau: Phần mềm Arduino: gọi sketches, tạo máy tính có tích hợp mơi trường phát triển (IDE) IDE cho phép viết, chỉnh sửa code chuyển đổi cho phần cứng hiểu IDE dùng để biên dịch nạp vào Arduino ( trình sử lý gọi UPLOAD) Phần cứng Arduino: Là board Arduino nơi thực thi chương trình lập trình Các board điều khiển đáp trả tín hiệu điện, thành phần ghép trực tiếp vào để tương tác với giới thực để cảm nhận truyền thơng Ví dụ cảm biến bao gồm thiết bị chuyển mạch, cảm biến siêu âm, gia tốc Các thiết bị truyền động bao gồm đèn, motor, loa thiết bị hiển thị Hầu hết board Arduino sử dụng kết nối kiểu USB dùng để cấp nguồn upload liệu cho board Arduino Hình 2.2 Hình ảnh KIT Arduino Uno R3 Arduino Uno sử dụng vi điều khiển board để xử lý tất kết nối USB Chíp dán nhỏ (ATmega8U2) nằm gần cổng cắm dây kết nối kiểu USB Cho phép nạp chương trình quản lý thiết bị USB khác cắm vào Chíp ATMega328 chứa chương trình nạp để thực thi chương trình lập trình Trên hầu hết board Arduino sử dụng chip FTDI cung cấp giải pháp cho vấn đề kết nối với cổng nối tiếp máy tính Ngồi Arduino Uno nhà sản xuất cung cấp nhiều board khác như: Arduino Fio, Arduino Nano, Arduino Mega 2560 Với tùy vào ứng dụng chọn loại board nhỏ board hỗ trợ nhiều chân TX RX Arduino 2560 Cấu trúc phần cứng Arduino sau: * Thơng số kỹ thuật Hình 2.3 Mặt Arduino Uno R3 Trên board có cổng USB connector để cắm vào máy tính, đèn báo nguồn màu xanh Có cơng tắc Reset, pin giao tiếp, LED chân 13 led báo truyền nhận nối tiếp Ngồi cịn có cổng đọc tín hiệu số tín hiệu tương tự chân chức PWM truyền nhận liệu nối tiếp Các chân giao tiếp I2C phục vụ giao tiếp hai dây SDA SCL, thông số kỹ thuật Arduino: - Vi điều khiển ATMega328 - Điện áp hoạt động 5V - Đầu vào điện áp 7-12V - Điện áp đầu vào tới hạn 6-20V - Chân vào số 14 chân (trong có chân băm xung PWM) - Chân đầu vào tương tự có chân - Dịng DC vào chân 40mA - Dòng đầu chân 3.3V 50mA - Bộ nhớ Flash 32 Kb (ATMega328) 0.5 Kb sử dụng cho bootloader - SRAM Kb (ATMega328) - EEPROM Kb (ATMega328) - Tần số 16 MHz Trong mạch sử dụng chíp vi điều khiển ATMega328 ATMega16U2 với chức sau: ATMega16U2 kết nối với cổng USB chứa chương trình bootloader để nạp chương trình, ATMega 328 chứa chương trình lập trình để thực thi ứng dụng Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý Arduino * Nguồn ni Arduino hỗ trợ thơng qua kết nối USB với nguồn cung cấp điện bên Các nguồn lượng lựa chọn tự động, hệ thống vi điều khiển hoạt động nguồn cung cấp bên từ 6V đến 20V nên cung cấp lớn 7V Tuy nhiên thể cung cấp 5V hệ thống vi điều khiển khơng ổn định Nếu sử dụng nhiều 12V chuyển đổi điện áp nóng mạnh, phạm vi khuyến nghị 7V đến 12V - Chân Vin: Điện áp đầu vào Arduino dùng nguồn điện bên (khác với nguồn 5V lấy từ USB nguồn thông qua jack cắm nguồn riêng) Chúng ta cung cấp nguồn thơng qua chân - Chân 5V: Cung cấp nguồn vi điều khiển phận khác bo mạch cung cấp nguồn cho thiết bị ngoại vi kết nối tới bo mạch - Chân 3V3: Cung cấp nguồn cho thiết bị cảm biến - Chân GND : Chân nối đất * Chân giao tiếp đầu vào đầu Trong số 14 chân tín hiêu số cấu hình để làm chân nhận liệu vào từ thiết bị ngoại vi làm chân để truyền tín hiêu thiết bị ngoại vi Bằng cách sử dụng chức pinMode(), digitalWrite() digitalRead() hoạt động điện áp 5V Mỗi chân cung cấp nhận dịng điện tối đa 50 mA có điện trở kéo nội (ngắt kết nối theo mặc định) 20-50 KΩ Ngoài có số chân có chức khác Chất phản ứng Dải đo Điện áp làm việc Điện áp sấy Tải đầu Điện trở sấy Công suất sấy Cồn (ethanol) 0,04- 0,4 < 24 5± 0,2 Điều chỉnh 31± ≤ 900 Điện trở cảm biến 2÷ 20 Độ nhạy ≥5 mg/l V V (AC DC) Ω Ω mW KΩ nồng độ cồn 0,4 mg/l Tỉ lệ điện trở cảm biến nồng độ cồn 0,4mg/l Sơ đồ mạch điện cảm biến Hình 2.6 Sơ đồ mạch điện cảm biến Trong mạch điện cảm biến MQ3, có đầu dây áp đầu cảm biến, RL điện trở mạch nối nối tiếp với cảm biến, trị số cấp điện áp: VH điện áp cấp cho mạch sấy V c điện áp cấp cho cảm biến, V RL điện RL điều chỉnh Các điện áp VH Vc thường cấp trị số Trong mạch đo, điện áp cấp Vol DC Các tín hiệu cảm biến gửi vi điều khiển để tính tốn xử lý Module cảm biến MQ-3 Cảm biến thích hợp cho việc phát nồng độ cồn thở Phát khí phát từ Etanol, Alcohol Đặc điểm module cảm biến MQ-3: Có bốn chân, điện áp cung cấp nguồn 5V, Dout đầu tín hiệu số (0 1), Aout đầu vào tín hiệu tương tự, đèn LED sáng phát có khí, GND cấp điện cực âm, độ nhạy cao chọn lọc tốt với ethanol, bền ổn định đáng tin cậy, độ nhạy cao thời gian đáp ứng nhanh 11 Hình 2.7 Hình ảnh mặt trước mặt sau module cảm biến MQ-3 2.2.3 LCD OLED Màn hình nhỏ, đường chéo khoảng 1,3" đọc tương phản cao hình OLED Màn hình làm 128x 64 pixel OLED trắng, bật tắt chip điều khiển Các chip điều khiển, SSD1306 giao tiếp hai cách: I2C SPI Các OLED cần nguồn cung cấp điện 3.3V 3.3V mức logic cho giao tiếp, sử dụng với thiết bị 5V, Display Ram 128 x 64 bit Hình 2.8 Hình ảnh mặt trước mặt sau LCD OLED Sơ đồ chức chân: Tên chân Chức V3.3 Chân cấp nguồn 3.3V cho LCD CS Chip Select, chân hoạt động mức tích cực thấp, mức cao khơng cho phép MCU đọc ghi liệu RES Chân reset tín hiệu đầu vào, mức thấp LCD khởi tạo lại Ở mức cao LCD hoạt động bình thường DC Chân điều khiển Data/ Command DC = input data DC = input command SCLK Chân tạo xung Clock SDIN Chân liệu nối tiếp đầu vào GND Chân nối đất 2.3 Ngôn ngữ lập trình phần mềm phụ trợ 2.3.1 Ngơn ngữ lập trình Ngơn ngữ lập trình sử dụng ngơn ngữ C Arduino 2.4.1.1 Cấu trúc chương trình Chương trình Arduino chia làm phần: cấu trúc (structure), biến số (variable) số (constant), hàm thủ tục (function) 2.4.1.2 Các kiểu liệu * String Trong chương trình Arduino sử dụng mảng ký tự để biểu diễn chuỗi Cách khai báo: 12 - Char Str1[15]; // khai bảo chuỗi có độ dài 15 ký tự - Char Str2[8] = {'a', 'r', 'd', 'u', 'i', 'n', 'o'}; //khai báo chuỗi có độ dài tối đa ký tự đặt giá trị ban đầu arduino (7 ký tự) Buộc phải khai báo chuỗi nằm hai dấu nháy đơn - Char Str3[8] = {'a', 'r', 'd', 'u', 'i', 'n', 'o', '\0'}; //khai báo chuỗi có độ dài tối đa ký tự đặt giá trị ban đầu arduino - Char Str4[ ] = "arduino"; // Chương trình dịch tự động điều chỉnh kích thước cho chuỗi Str4 đặt chuối dấu ngoặc kép - Char Str5[8] = "arduino"; // Một cách khai báo Str3 - Char Str6[15] = "arduino"; // Một cách khai báo khác với độ dài tối đa lớn * Array Array mảng (tập hợp giá trị có liên quan đánh dấu số) Array dùng Arduino Array ngơn ngữ lập trình C Các cách khởi tạo mảng: - Int myInts[6]; // tạo mảng myInts chứa tối đa phần tử (được đánh dấu từ 0-5), phần tử có kiểu int => khai báo chiếm 2*6 = 12 byte nhớ - Int myPins[] = {2, 4, 8, 3, 6}; // tạo mảng myPins chứa phần tử (lần lượt 2, 4, 8, 3, 6) Mảng khơng giới hạn số lượng phần tử có khai báo "[]" - Int mySensVals[6] = {2, 4, -8, 3, 2}; // tạo mảng mySensVals chứa tối đa phần tử, phần tử có giá trị 2, 4, -8, 3, Char message[6] = "hello"; // tạo mảng ký tự (dạng chuỗi) có tối đa ký tự * Double Giống hết kiểu Float Nhưng mạch Arduino kiểu Double lại chiếm đến byte nhớ (64 bit) 13 * Float Để định nghĩa kiểu số thực, sử dụng kiểu liệu Float Một biến dùng kiểu liệu đặt giá trị nằm khoảng -3.4028235E+38 đến 3.4028235E+38 Nó chiếm byte nhớ * Short Giống kiểu Int, nhiên có điều mạch Arduino chiếm byte nhớ biểu thị giá trị khoảng -32,768 đến 32,767 (-215 đến 215-1) (16 bit) Cú pháp: short var = val; Var: tên biến Val: giá trị * Unsigned long Kiểu Unsigned long kiểu số nguyên nằm khoảng từ đến 4,294,967,295 (0 đến 232 - 1) Mỗi biến mang kiểu liệu chiếm byte nhớ * Word Giống kiểu Unsigned int, kiểu liệu kiểu số nguyên 16 bit không âm (chứa giá trị từ đến 65535), chiếm byte nhớ * Unsigned int Kiểu Unsigned int kiểu số nguyên nằm khoảng từ đến 65535 (0 16 đến - 1) Mỗi biến mang kiểu liệu chiếm byte nhớ Trên Arduino, Unsigned int có khoảng giá trị từ đến 4,294,967,295 (2 32 - 1) (lúc chiếm byte nhớ) Cú pháp: unsigned int [tên biến] = [giá trị]; * Int Kiểu Int kiểu số nguyên dùng chương trình Arduino Kiểu int chiếm byte nhớ Trên mạch Arduino Uno, có đoạn giá trị từ -32,768 đến 32,767 (-215 đến 215-1) (16 bit) Cú pháp: int var = val; var: tên biến val: giá trị * Byte Là kiểu liệu biểu diễn số nguyên nằm khoảng từ đến 255 Sẽ byte nhớ cho biến mang kiểu byte 14 * Unsigned char Giống hệt giới thiệu kiểu Char Tuy nhiên kiểu Unsigned char lại biểu hiệu số nguyên byte không âm (giá trị từ - 255) * Char Kiểu liệu kiểu liệu biểu diễn cho kí Kiểu liệu chiếm byte nhớ Kiểu Char lưu dạng số nguyên byte có số âm (có giá trị từ -127 - 128) * Long Long kiểu liệu mở rộng Int Những biến có kiểu long mang giá trị 32 bit từ -2,147,483,648 đến -2,147,483,647 Sẽ byte nhớ cho biến kiểu long * Boolean Một biến khai báo kiểu Boolean nhận hai giá trị: true false Và byte nhớ cho điều * Void Void từ khóa dùng việc khai báo function Những function khai báo với "void" không trả liệu gọi 2.3.2 Phần mềm phụ trợ Sử dụng Arduino IDE 2.4.2.1 Giới thiệu Arduino IDE nơi để soạn thảo code, kiểm tra lỗi upload code cho arduino 2.4.2.2 Khởi tạo dự án - Giao diện để sọan thảo code Hình 2.9 Arduino IDE - Arduino toolbar: có số button chức sau: Hình 2.10 Arduino toolbar Verify: kiểm tra code có lỗi hay khơng 15 Upload: nạp code soạn thảo vào arduino New, open save: tạo mới, mở lưu lại Serial Monitor: hình hiển thị liệu từ arduino gửi lên máy tính - Arduino IDE Menu Hình 2.11 IDE menu File menu: Hình 2.12 File menu Trong file menu mục Example nơi chứa code mẫu ví dụ: Như cách sử dụng chân digital, analog 16 Edit menu: Hình 2.13 Edit menu Sketch menu: Hình 2.14 Sketch menu Trong Sketch menu: Verify/ compile: Chức kiểm tra lỗi code Show Sketch Foder: Hiển thị nơi code lưu Add file: Thêm vào tập code Import library: Thêm thư viện cho IDE - Tool menu: Hình 2.15 Tool menu Trong tool menu ta cần quan tâm tới cac mục Board Serial Port Trong mục Board: Cần phải lựa chọn bo mạch phù hợp với bo mạch sử dụng Serial port: Là nơi chọn cổng Com arduino Khi cài đặt driver máy tính hiển thị thông báo tên cổng Com arduino bao nhiêu, ta cần vào Serial port chọn cổng Com để nạp code, chọn sai khơng thể nạp code cho arduino 17 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ THỰC THI 3.1 Thiết kế phần cứng Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý 3.2 Thiết kế phần mềm 3.2.1 Lưu đồ thuật toán 18 Bắt đầu Khởi động LCD hiển thị lời chào Nhận tín hiệu từ cảm biến Tính tốn giá trị nồng độ cồn Đưa cảnh báo 19 3.2.2 Mã nguồn chương trình Mã nguồn SPI Mã nguồn Wire #include #include #include float analogPin = 0; float val = 0; void setup() { Serial.begin(9600); OzOled.init(); //initialze Oscar OLED display OzOled.printString("ICTU",6,1); //Print the String } void loop() { delay(100); val = readAlcohol(); Serial.println(val); OzOled.printNumber((float)val,2,3,3); OzOled.printString("ug/l",10,3); printAlcoholLevel(val); } // float readAlcohol() { float val1=0; float val2=0; float val3=0; val1 = analogRead(analogPin); delay(15); val2 = analogRead(analogPin); delay(15); val3 = analogRead(analogPin); val = (val1+val2+val3)/3; return val; } // -void printAlcoholLevel(float value) { OzOled.setCursorXY(0,15); OzOled.printString(" "); if(value=200 && value=250 && value=320 && value 400) { OzOled.printString("Ban dang say"); } } 3.3 Một số hình ảnh sản phẩm 21 22 23 KẾT LUẬN Đề tài giải vấn đề đo cảnh báo nồng độ cồn qua thở, nồng độ cồn nhanh chóng xác định ngưỡng có vượt q mức cho phép hay khơng, năm gần sử dụng rộng dãi, nhiên mặt thiết kế mạch chưa nhỏ gọn, giá thành cao HƯỚNG PHÁT TRIỂN Đề tài ứng dụng vào thực tế để nhằm giảm thiểu số lượng tai nạn giao thông sử dụng rượu bia gây Mạch đo cảnh báo nồng độ cồn phát triển thêm lắp đặt vào hệ thống buồng lái (cabin) ô tô để thực biện pháp phát hiện, ngăn chặn cảnh báo sớm trước cho phép xe khởi hành, kiểm soát liên tục trình người lái điều khiển xe tham gia giao thơng Hệ thống kiểm sốt ngăn chặn khơng cho phép khởi động động cảnh báo tín hiệu ánh sáng, âm đồng thời gửi thơng tin trung tâm điều hành phát nồng độ cồn thở cao mức quy định 24