Khối điều khiển
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 423.2.3Khối cảm biến đọc nhiệt ẩm
Sử dụng cảm biến đo nhiệt độ và độ ẩm DHT22 Hình dáng và sơ đồ chân :
Hình 3 – 4. Sơ đồ chân và hình ảnh thực tế DHT22
Các thông số kỹ thuật :
- Điên áp hoat động 3.3 đến 5v.
- Chuẩn giao tiếp 1 wirẹ
- Dải đo độ ẩm 0 đến 99,9%.
- Dải đo nhiệt độ -40 đến 80 độ C.
- Sai số độ ẩm : cộng trừ 2% .
- Sai số nhiệt độ cộng trừ 0.5 độ C.
Giao tiếp giữa vi điều khiển và cảm biến DHT22.
Lý thuyết xem [5].
Để giao tiếp cảm biến với vi xử lý theo chuẩn 1 chân vi xử lý ta làm theo 2 bước :
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 43
- Gữi tín hiệu cần đo (start) của cảm biến DHT22 ,sau đó DHT22 xác nhận lạị
- Sau khi giao tiếp được với cảm biến thì cảm biến sẽ gửi 5 byte dữ liệu và nhiệt độ đo được về.
o Bước 1 : Gữi tín hiệu start
Hình 3 – 5. Gửi tín hiệu yêu cầu đọc dữ liệu tới DHT22
Vi xử lý sẽ thiết lập chân (data) là chân output , sau đó chân data sẽ kéo chân này xuống mức 0 trong khoảng thời gian lớn hơn 80 micro giây . Khi đó thì cảm biến DHT22 sẽ biết được vi xử lý muốn đo nhiệt độ và độ ẩm.
Sau đó chân data của vi xử lý được kéo lên mức 1 để thiết lập lại là chân input củng trong khoảng thời gian 80 miciro giâỵ
Sau khoảng thời gian 20us mà chân data của cảm biến sẽ khéo xuống mức thấp, nếu trong khoàng thời gian 20us chân data của cảm biến không được kéo xuống mức thấp có nghĩa là cảm biến và vi xử lý giao tiếp không được.
Bằng việc giám sát chân data của cảm biến DHT22 trong khoảng thời gian chuyển đổi chân data 80 micro giây xuống mức thấp và 80 micro giây lên mức cao . vi xử lý có thể biết được có giao tiếp được với cảm biến hay không . nếu tín hiệu đo được của cảm biến lên mức cao thì khi đó đã giao tiếp thành công giữa vi xử lý và cảm biến DHT22.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 44
Giá trị của cảm biến DHT22 được trả về dưới dạng 5 byte được miêu tả như sau:
- Byte 1 : byte cao của giá trị độ ẩm.
- Byte 2 : byte thấp của giá trị độ ẩm.
- Byte 3 : byte cao của giá trị nhiệt độ.
- Byte 4 : byte thấp của giá trị nhiệt độ.
- Byte 5 : tổng kiểm trạ
Nếu byte 5 = 8 bit (byte 1 + byte 2 + byte 3 + byte 4) thì kết qua đo được là chính xác. Nếu sai thì kết quả đó không có nghĩạ Giá trị trả về ở dạng số thực.
Cách tính nhiệt độ và độ ẩm từ giá trị trả về là (byte cao *256+byte thấp)/10.
Đọc giữ liệu :Sau khi giao tiếp được với cảm biến thì cảm biến sẽ trả về 40 bit tương ứng với 0 hoặc 1 về vi điều khiển và được chia thành 5byte kết quả của nhiệt độ và độ ẩm.
Bit 0 :
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 45
Hình 3 – 6 . Nhận dữ liệu DHT22 gửi về
Sau khi tín hiệu được đo về 0,ta đợi chân data của vi điều khiển được DHT22 kéo lên mức 1. Nếu chân data trong khoảng thời gian 26 đến 28 micro giây thì chân data ở mức 0. Nếu chân data tồn tại trong khoảng thời gian 70 micro giây thì chân data ở mức 1. Do đó trong quá trình lập trình thì ta sẽ bắt sườn lên của chân data và delay 50micro giâỵ Nếu giá trị đo được là 0 thì ta đọc được bit 0 còn ngươc lại giá trị đo được là 1 thì ta đọc bit1.
3.2.4 Khối điều khiển
Hình 3 – 7. PIC 16F887
PIC16F887 làm vi xử lý trung tâm, điều khiển toàn bộ hoạt động của hệ thống bao gồm:
o Đọc giá trị nhiệt độ, độ ẩm từ DHT22.
o Đọc thời gian thực từ DS1307.
o Điều khiển tăng giảm nhiệt độ, độ ẩm .
o Điều khiển motor đảo khay, quạt điều hòạ
o Cài đặt thông số hoạt động.
Sử dụng: PICKIT V1 để làm board mạch chính; module 4 relay cách ly bằng opto để điều khiển thiết bị AC.
Thông số PICKIT V1:
o Điện áp : 5 VDC.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 46
o Thạch anh 20MHz.
o Hỗ trợ cho dòng PIC 16F, 18F (dang chân cắm 40 chân).
o Hỗ trợ chân nạp ICSP. Hình 3 – 8. KITPIC 40 chân. Sơ đồ nguyên lý: Hình 3 – 9. Khối nạp Hình 3 – 10. Khối USB
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 47
Hình 3 – 11.Khối RESET Hình 3 – 12.Khối Led, button
Hình 3 – 13.Khối NRF24L01 Hình 3 – 14. Khối UART
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 48
Hình 3 – 16. Khối ra chân IC PIC 16F887
Module 4 relay cách ly bằng opto:
Hình 3 - 17. Mạch module 4 Relay
Module 4 relay dùng để đóng ngặt điện AC hoặc DC, có opto và transistor cách ly, kích đóng bằng mức thấp (0V) .
Dùng để điều khiển: bóng đèn nhiệt hồng ngoại, quạt thổi, motor, đảo khaỵ Thông số:
o Điện áp 5VDC
o 4 Relay (80mA) đóng ngắt, kích bằng 0V.
o Điện thế đóng ngắt tối đa: AC250 – 10A hoặc DC30V-10Ạ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 49
Sơ đồ nguyên lý:
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 50 3.2.5 Khối đảo khay trứng