Hệ thống Nhà thông minh sử dụng nền tảng Arduino và cảm biến nhiệt độ LM35

Lập trình cho Arduino

Riêng tôi thì gọi nó là “ngôn ngữ Arduino”, và đội ngũ phát triển Arduino cũng gọi như vậy. Để lập trình cũng như gửi lệnh và nhận tín hiệu từ mạch Arduino, nhóm phát triển dự án này đã cũng cấp đến cho người dùng một môi trường lập trình Arduino được gọi là Arduino IDE (Intergrated Development Environment).

Cảm biến nhiệt độ LM35

- Với LM35, bạn có thể tự tạo cho mình mạch cảm biến nhiệt độ sử dụng LM35 và tự động ngắt điện khi nhiệt độ vượt ngưỡng tối đa, đóng điện khi nhiệt độ thấp hơn ngưỡng tối thiểu thông qua module rơ le. Cảm biến LM35 là bộ cảm biến nhiệt mạch tích hợp chính xác cao mà điện áp đầu ra của nó tỷ lệ tuyến tính với nhiệt độ theo thang độ Celsius.

Cảm biến siêu âm SRF05

Động cơ servo

Mặc dù ta có thể chỉnh động cơ servo R/C quay liên tục nhưng công dụng chính của động cơ servo là đạt được góc quay chính xác trong khoảng từ 90O– 180O. Nếu ta cố điều khiển servo vượt quá những giới hạn cơ học của nó , trục ra của động cơ sẽ đụng vật cản bên trong, dẫn đến các bánh răng bị mài mòn hay bị rơ. Các bánh răng của servo có thể làm plastic, nylon hay kim loại (thường là đồng thau hay nhôm).Bánh răng kim loại có tuổi thọcao nhưng giá thành cũng cao.

Servo tỉ lệ ẳ / tỉ lệ lớn (quarter-scale / large-scale servo):kớch thước gấp khoảng 2 lần Servo chuẩn, cụng suất lớn hơn rừ, được dựng trong cỏc mụ hỡnh mỏy bay lớn nhưng cũng có thể làm động cơ công suất tốt cho robot. Servo nhỏ(mini-micro servo):kích thước nhỏ hơn khoảng 2 lần so với servo chuẩn, không mạnh bằng servo chuẩn, dùng ở những không gian hẹp trong mô hình máy bay hay xe hơi Servo tời buồm(sail minch servo):mạnh nhất, dùng để điều khiển các dây thừng của Buồm nhỏ và buồm chính trong mô hình thuyền buồm.

Module RFID RC522. Tần số 13,56mhz

Dải siêu cao tần – uhf frequency 868-928 MHz: dải đọc rộng tốc độ đọc cao phần lớn dùng thẻ active và một số thẻ passive cao tần sử dụng dải này. • Khả năng xử lý không cần nhân công: Trong khi các hệ thống khác đòi hỏi phải có nhâncông trực tiếp thao tác để có thể nhận dạng thì hệ thống RFID có thể nhận dạng mà không cầnđến sự hỗ trợ của con người. • Khả năng cập nhật, thay đổi dữ liệu trực tiếp: Hệ thống RFID có khả năng đọc/ghi thôngtin trên thẻ một cách dễ dàng.

Bộ đọc phát ra sóng điện từ, thẻ chứa đựng một hệ thống tiếp sóng với một chip nhớ kĩ thuật số lưu giữ một mã sản phẩm điện tử duy nhất và anten của thẻ được đóng gói với một thiết bị truyền tiếp, và thiết bị giải mã phát ra một tín hiệu kích hoạt thẻ RFID. Khi một thẻ RFID đi xuyên qua một vùng điện từ, nó tìm ra các tín hiệukích hoạt của bộ đọc; các thẻ RFID thụ động hấp thụ năng lượng từ trường điện từ do bộ đọc tạo nên và sử dụng năng lượng đó nuôi các mạch vi chíp, vi chíp.

Cảm biến khí gas

Cảm biến cần phải được đặt 2 điện áp, điện áp nóng VH và điện áp kiểm tra VC.VH dùng để cung cấp nhiệt độ làm việc cho cảm biến trong khi VC. - Khi điện áp vượt ngưỡng báo động điện áp ra ở mức 0 Sau đó điện áp đi tiếp vào mạch tạo dao động NE555 để thực hiện quá trình xử lý tiếp theo. Nếu điện áp đầu vào Triger ở trên ngưỡng Trigger và đầu vào Threshold ở trên ngưỡng Threshold thì FlipFlop được reset và điện áp đầu ra ở mức thấp.

Ở trạng thái bình thường không có khí gas, điện áp ra AOUT<VREF , điện áp ra của bộ so sánh DOUT sẽ ở mức cao, khối báo động sẽ không hoạt động. Khi phát hiện khí gas, điện áp ra AOUT lúc này lớn hơn VREF, điện áp ra của bộ so sánh sẽ ở mức thấp, khối báo động hoạt động, báo khí gas bị tràn.

Cảm biến quang trở

-Độ chói năng lượng (L): là tỉ số giữa cường độ ánh sáng phát ra bởi một phần tử bề mặt có diện tích dA theo một hướng xác định và diện tích hình chiếu dAn của phần tử này trên mặt phẳng P vuông góc với hướng đó. Mỗi chất bán dẫn có tính truyền dẫn do cách pha tạp chất tùy thuộc vào nhiệt độ môi trường, khi nhiệt độ tăng thì tính truyền dẫn cũng tăng theo, vì nhiệt lượng càng lớn khiến phân tử càng di chuyển nhiều, phá vỡ liên kết tinh thể tạo ra nhiều âm điện tử di chuyển tự do. -Thí dụ, đặc tính của quang trở loại LDR 03 (Valvo) được cho ở hình dưới cùng với các thông số chính .Nhằm mục đích hiểu thấu đáo vùng làm việc một cách dễ dàng hơn, hệ tọa độ logarit được chọn để diễn tả biến thiên này.

Quán tính này trước tiên phụ thuộc vào điểm làm việc và kế đến là cường độ chói thay đổi.Tùy từng loại, sau khi năng lượng ánh sáng được loại bỏ, khoảng 20 giây đến 30 phút thì điện trở tối của quang trở đạt đến giá trị R0 >1 M. Cảm biến ánh sáng quang trở có tích hợp sẵn opamp và biến trở so sánh mức tín hiệu giúp cho việc nhận biết tín hiệu trở nên dễ dàng, sử dụng để nhận biết hay bật tắt thiết bị theo cường độ ánh sáng môi trường.

Giới thiệu về thiết bị hiển thị (LCD) (liquid Crystal Display)

Để có 1 điểm sáng trên LCD: quá trình đi tương tự nhưng khác ở chỗ ánh sáng qua lớp Liquid Cristal không được phân cực nên ánh sáng bị xoắn 90 độ, nhờ thế mà đi qua được bề mặt rãnh thứ 2 (lớp lọc đơn cực)  Ta thấy 1 điểm sáng trên LCD. Màn hiển thị của LCD nói chung có thể lên tới hơn 40 ký tự trên một dòng và một màn có thể có tới 4 dòng.Trong đó có một bộ RAM để chứa mã 80 ký tự gọi là bộ nhớ DDRAM(display data ram),màn hiển thị có thể dịch cả màn để quan sát được các ký tự khác. Bộ ký tự hiển thị : Bộ hiển thị có thể hiển thị được các ký tự đã được lập trình trước hoặc các ký tự do người dùng định nghĩa.Trong bộ điều khiển hiển thị có một bộ nhớ ROM dùng để phát ký tự, trong Rom này chứa 192 ký tự,khi cần chọn những ký tự này thì nó được chọn thông qua từng mã của nó, có tới 96 mã ký tự ASCII, 64 mã ký tự tiếng Nhật, 32 ký tự đặc biệt khác.

Trong bộ điều khiển LCD cũng có một bộ RAM gọi là CGRAM(character generator ram) trong bộ nhớ này lưu 8 ký tự do người dùng định nghĩa, các ký tự đầu tiên phải viết vào CGRAM trước rồi sau đó mới hiển thị ra màn hiển thị được. 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.

Relay

Một mạch là để điều khiển cuộn dây của rơ le: Cho dòng chạy qua cuộn dây hay không, hay có nghĩa là điều khiển rơ le ở trạng thái ON hay OFF. Trên thị trường chúng ta có 2 loại module rơ-le: module rơ-le đóng ở mức thấp (nối cực âm vào chân tín hiệu rơ-le sẽ đóng), module rơ-le đóng ở mức cao (nối cực dương vào chân tín hiệu rơ-le sẽ đóng). Nếu sơ sánh giữa 2 module rơ- le có cùng thông số kỹ thuật thì hầu hết mọi kinh kiện của nó đều giống nhau, chỉ khác nhau ở chỗ cái transistor của mỗi module.

Chính vì cái transistor này nên mới sinh ra 2 loại module rơ-le này (có 2 loại transistor là NPN - kích ở mức cao, và PNP - kích ở mức thấp). - Nếu bạn đang dùng module rơ-le kích ở mức cao và chân S bạn cấp điện thế dương vào thì module rơ-le của bạn sẽ được kích, ngược lại thì không.

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG

VIẾT CHƯƠNG TRÌNH

TỔNG KẾT