4. Đề nghị cho bảo vệ hay không?
2.5 Tổng quan về các cảm biến sử dụng trong đề tài
2.5.1. Cảm biến đất
Giới thiệu sơ lược về module
Cảm biến đất có thể hiển thị chính xác độ ẩm đất, ứng dụng trong các project hệ thống tưới tự động,
Thông số kỹ thuật
Thông số / Tên chân Giá trị / Cấu hình / Chức năng
Điện áp hoạt động 3.3V-5V Kích thước PCB 3cm * 1.6cm
IC so sánh LM393
VCC 3.3V-5V
GND 0V
DO Đầu ra tín hiệu số (0 và 1) AO Đầu ra Analog (Tín hiệu tương tự)
Bảng 2.3 Một số thông số kỹ thuật của module cảm biến đất
Chức năng các chân của cảm biến đất
- Ngõ ra D0 có thể kết nối trực tiếp với vi điều khiển, để phát hiện cao và thấp, và do đó để phát hiện độ ẩm của đất.
- Ngõ ra analog A0 có thể được kết nối với bộ chuyển đổi ADC, có thể nhận được giá trị chính xác của độ ẩm đất.
Nguyên lý hoạt động
Khi module cảm biến độ ẩm phát hiện, khi đó sẽ có sự thay đổi điện áp ngay tại đầu vào của IC LM393. IC này nhận biết có sự thay đổi nó sẽ đưa ra một tín hiệu 0V để báo hiệu và thay đổi như thế nào sẽ được tính toán để đọc độ ẩm đất.
2.5.2. Cảm biến ánh sáng
Giới thiệu sơ lược về module
Quang trở hay còn gọi là điện trở quang là một vật liệu điện tử rất hay gặp trong các mạch liên quan đến ánh sáng. Chẳng qua quang trở là một loại điện trở có điện trở thay đổi theo cường độ ánh sáng. Ở trong khu vực ít ánh sáng thì điện trở tăng cao lên đến vài M(ohm), còn ngoài ánh sáng thì giảm còn vài trăm (ohm). Vật liệu của quang trở gồm nhiều loại, ở đây ta sử dụng loại CDS (làm từ Sunfua Cadmi).
Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý cảm biến ánh sáng
Thông số kỹ thuật
Thông số Giá trị - cấu hình
Max Voltage 250 VDC
Max Power 200mW
Giá trị đỉnh Spectrum 540nm
Kháng ánh sáng (10Lux) 10 ~ 20 (KΩ) Kháng Dark 2 (MΩ) Nhiệt độ môi trường -30 ~ +70oC Giá trị c (1000 | 10) 0,6
Thời gian đáp ứng (ms) Tăng: 30ms Giảm: 30ms
Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật của cảm biến ánh sáng
+ Nguyên lý hoạt động
Cảm biến ánh sáng sử dụng quang trở có khả năng thay đổi điện trở theo cường độ ánh sáng chiếu vào. Tín hiệu xuất ra của cảm biến là digital HIGH (5V) và LOW tượng trưng cho các trạng thái bật, tắt thiết bị điện tự động mà bạn không cần phải thao tác vào
2.5.3. Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm (DHT 11)
Giới thiệu sơ lược về module
Cảm biến độ ẩm và nhiệt độ DHT11 là cảm biến rất thông dụng hiện nay vì chi phí rẻ và rất dễ lấy dữ liệu thông qua giao tiếp 1 wire (giao tiếp digital 1 dây truyền dữ liệu duy nhất). Bộ tiền xử lý tín hiệu tích hợp trong cảm biến giúp bạn có được dữ liệu chính xác mà không phải qua bất kỳ tính toán nào.
Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý cảm biến DHT 11
Thông số kỹ thuật
Thông số Giá trị - Cấu hình
Điện áp hoạt động 3.3V đến 5V (DC). Dải nhiệt độ đo 0°C ~ 50°C, sai số ± 2°C
Dải độ ẩm đo 20% - 90% RH, sai số ± 5% RH Tần số lấy mẫu 1Hz, nghĩa là 1 giây DHT11 lấy
mẫu một lần Chuẩn giao tiếp TTL, 1 – Wire
Dòng tối đa 2.5mA
Kích thước 28 x 12 x 10 mm
Bảng 2.5 Thông số kỹ thuật của cảm biến DHT11
Chức năng các chân của DHT 11
Chân VCC: cực dương.
Chân GND: cực âm.
Nguyên lý hoạt động
Để đo độ ẩm, ta sử dụng thành phần cảm biến độ ẩm có hai điện cực với chất giữ ẩm giữa chúng. Vì vậy, khi độ ẩm thay đổi, độ dẫn của chất nền thay đổi hoặc điện trở giữa các điện cực này thay đổi. Sự thay đổi điện trở này được đo và xử lý bởi IC khiến cho vi điều khiển luôn sẵn sàng để đọc.
Mặt khác, để đo nhiệt độ, các cảm biến này sử dụng cảm biến nhiệt độ NTC hoặc nhiệt điện trở. Một nhiệt điện trở thực sự là một điện trở thay đổi điện trở của nó với sự thay đổi của nhiệt độ. Những cảm biến này được chế tạo bằng cách thiêu kết các vật liệu bán dẫn như gốm hoặc polyme để cung cấp những thay đổi lớn hơn trong điện trở chỉ với những thay đổi nhỏ về nhiệt độ. Thuật ngữ có tên là “NTC” có nghĩa là hệ số nhiệt độ âm, có nghĩa là điện trở giảm khi nhiệt độ tăng.
2.5.4. Cảm biến mưa
Giới thiệu sơ lược về module
Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý cảm biến mưa
Thông số Giá trị - Cấu hình
Điện áp 5V
Dạng tín hiệu đầu vào Analog( AO) và Digital (DO) Dạng tín hiệu đầu ra TTL, đầu ra 100mA
Bảng 2.6 Một số thông số kỹ thuật của cảm biến mưa
Nguyên lý hoạt động
Mạch cảm biến mưa hoạt động bằng cách so sánh hiệu điện thế của mạch cảm biến nằm ngoài trời với giá trị định trước (giá trị này thay đổi được thông qua 1 biến trở màu xanh) từ đó phát ra tín hiệu đóng ngắt rơ le qua chân D0. Vì vậy, chúng ta dùng một chân digital để đọc tín hiệu từ cảm biến mưa.
Khi trời không mưa chân D0 của module cảm biến sẽ được giữ ở mức cao (5V). Khi có nước trên bề mặt cảm biến có nước, đèn LED màu đỏ sẽ sáng, chân D0 xuống thấp (0V).