Ngoài Arduino Uno R3 và Module MCP 2515 như giới thiệu ở trên thì còn một số linh kiện sẽ được sử dụng.
Cảm biến nhiệt độ LM 35
Cảm biến nhiệt độ LM35 là một loại cảm biến tương tự rất hay được ứng dụng trong các ứng dụng đo nhiệt độ thời gian thực ( nhưng vẫn còn sai số lớn) . Với kích thước nhỏ và giá thành rẻ là một trong những ưu điểm của nó. Vì đây là cảm biến tương tự (analog sensor) nên ta có thể dễ dàng đọc được giá trị của nó bằng hàm analogRead().
Hình 3.5 Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ LM35
Nhiệt độ được xác định bằng cách đo hiệu điện thế ngõ ra của LM35. → Đơn vị nhiệt độ: °C.
→ Nhiệt độ thay đổi tuyến tính: 10mV/°C
Độ chính xác thực tế: 1/4°C ở nhiệt độ phòng và 3/4°C ngoài khoảng 2°C tới 150°C công suất tiêu thụ là 60uA. Cảm biến LM35 hoạt động bằng cách cho ra một giá trị hiệu điện thế nhất định tại chân Vout (chân giữa) ứng với mỗi mức nhiệt độ.
Như vậy, bằng cách đưa vào chân bên trái của cảm biến LM35 hiệu điện thế 5V, chân phải nối đất, đo hiệu điện thế ở chân giữa bằng các pin A0 trên arduino (giống hệt cách đọc giá trị biến trở), bạn sẽ có được nhiệt độ (0 -100ºC) bằng công thức:float temperature = (5.0*analogRead(A0)*100.0/1024.).
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...
Biến trở
Hình 3.6 Cảm biến trên xe sử dụng nguyên lí biến trở
Biến trở là các thiết bị có điện trở thuần có thể biến đổi được theo ý muốn. Chúng có thể được sử dụng trong các mạch điện để điều chỉnh hoạt động của mạch điện. Đúng như tên gọi của nó là làm thay đổi điện trở, nguyên lý hoạt động chủ yếu của biến trở là các dây dẫn được tách rời dài ngắn khác nhau. Trên các thiết bị sẽ có vi mạch điều khiển hay các núm vặn. Khi thực hiện điều khiển các núm vặn các mạch kín sẽ thay đổi chiều dài dây dẫn khiến điện trở trong mạch thay đổi. Thực tế việc thiết kế mạch điện tử luôn có một khoảng sai số, nên khi thực hiện điều chỉnh mạch điện người ta phải dùng biến trở, lúc này biến trở có vai trò phân áp, phân dòng trong mạch. Qua tính chất của biến trở
thì biến trở được ứng dụng rất nhiều trên xe để thức hiện các chức năng của cảm biến như cảm biến vị trí bàn đạp ga , cảm biến vị trí bướm ga ...[6]. Module LCD 1602
Hiện giờ, thiết bị hiển thị LCD 1602 (Liquid Crystal Display) được dùng trong rất nhiều các ứng dụng của VĐK. LCD 1602 có rất nhiều ưu điểm so với các dạng hiển thị khác như: khả năng hiển thị kí tự đa dạng (kí tự đồ họa, chữ, số, ); đưa vào mạch ứng dụng theo nhiều giao thức giao tiếp khác nhau dễ dàng , tiêu tốn rất ít tài nguyên hệ thống, giá thành rẻ,…
Hình 3.7 Sơ đồ các chân của LCD 1602
Thông số kĩ thuật của mà hình LCD 1602: - Điện áp MAX : 7V
- Điện áp MIN : - 0,3V
- Điện áp ra mức thấp : <0.4V - Điện áp ra mức cao : > 2.4 - Hoạt động ổn định : 2.7-5.5V
- Nhiệt độ hoạt động : - 30 - 75 độ C Chức năng của từng chân LCD 1602:
- Chân số 1 - VSS : chân nối đất cho LCD được nối với GND của mạch điều khiển
- Chân số 2 - VDD : chân cấp nguồn cho LCD, được nối với VCC=5V của mạch điều khiển
- Chân số 3 - VE : điều chỉnh độ tương phản của LCD
- Chân số 4 - RS : chân chọn thanh ghi, được nối với logic "0" hoặc logic "1":
+ Logic “0”: Bus DB0 - DB7 sẽ nối với thanh ghi lệnh IR của LCD (ở chế độ “ghi” - write) hoặc nối với bộ đếm địa chỉ của LCD (ở chế độ “đọc” - read)
+ Logic “1”: Bus DB0 - DB7 sẽ nối với thanh ghi dữ liệu DR bên trong LCD
- Chân số 5 - R/W : chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write), được nối với logic “0” để ghi hoặc nối với logic “1” đọc
- Chân số 6 - E : chân cho phép (Enable). Sau khi các tín hiệu được đặt lên bus DB0-DB7, các lệnh chỉ được chấp nhận khi có 1 xung cho phép của chân này như sau:
+ Ở chế độ ghi: Dữ liệu ở bus sẽ được LCD chuyển vào thanh ghi bên trong khi phát hiện một xung (high-to-low transition) của tín hiệu chân E
+ Ở chế độ đọc: Dữ liệu sẽ được LCD xuất ra DB0-DB7 khi phát hiện cạnh lên (low-to-high transition) ở chân E và được LCD giữ ở bus đến khi nào chân E xuống mức thấp
- Chân số 7 đến 14 - D0 đến D7: 8 đường của bus dữ liệu dùng để trao đổi thông tin với MPU. Có 2 chế độ sử dụng 8 đường bus này là: Chế độ 8 bit (dữ liệu được truyền trên cả 8 đường, với bit MSB là bit DB7) và Chế độ 4 bit (dữ liệu được truyền trên 4 đường từ DB4 tới DB7, bit MSB là DB7)
- Chân số 15 - A : nguồn dương cho đèn nền - Chân số 16 - K : nguồn âm cho đèn nền Module I2C
Như ở trên ta thấy LCD có quá nhiều chân gây khó khăn trong quá trình kết nối và chiếm dụng nhiều chân của vi điều khiển. Module chuyển đổi I2C cho LCD sẽ giải quyết vấn đề này cho bạn, thay vì sử dụng tối thiểu 6 chân của vi điều khiển để kết nối với LCD (RS, EN, D7, D6, D5 và D4) thì với module chuyển đổi bạn chỉ cần sử dụng 2 chân (SCL, SDA) để kết nối. Module chuyển đổi I2C hỗ trợ các loại LCD sử dụng driver HD44780(LCD 1602, LCD 2004, … ), kết nối với vi điều khiển thông qua giao tiếp I2C, tương thích với hầu hết các vi điều khiển hiện nay [8].
Ưu điểm
Tiết kiệm chân cho vi điều khiển Dễ dàng kết nối với LCD
Thông số kĩ thuật
Điện áp hoạt động: 2.5-6V DC
Hỗ trợ màn hình: LCD1602,1604,2004 (driver HD44780) Giao tiếp: I2C
Địa chỉ mặc định: 0X27 (có thể điều chỉnh bằng ngắn mạch chân A0/A1/A2)
Kích thước: 41.5mm(L)x19mm(W)x15.3mm(H) Trọng lượng: 5g
Tích hợp Jump chốt để cung cấp đèn cho LCD hoặc ngắt Tích hợp biến trở xoay điều chỉnh độ tương phản cho LCD
Hình 3.8 Cấu trúc chân của Module I2C