2. Tổng quan phƣơng pháp điều khiển nhà thơng minh hiện có trên thế giớ
3.3 Khối cảm biến
Khối cảm biến được sử dụng để phát hiện khí gas rị rì, đọc nhiệt độ độ ẩm mơi trường trong hệ thống nhà thông minh.
3.3.2 Cảm biến khí gas a) Cấu tạo a) Cấu tạo
Cảm biến khí gas được tích hợp của LM393 và cảm biến MQ-2. Cảm biến MQ-2 là cảm biến khí, dùng để phát hiện các khí có thể gây cháy. Nó được cấu tạo từ chất bán dẫn SnO2. Hình 3.5 là ảnh minh họa cảm biến MQ-2.
Hình 3-5 Cảm biến MQ-2
b) Nguyên lý hoạt động
Vì cảm biến khí gas MQ-2 được cấu tạo bằng chất SnO2-chất này có độ nhạy cảm thấp với khơng khí sạch. Nhưng khi trong mơi trường có chất ngây cháy, độ dẫn của nó thay đổi ngay. Chính nhờ đặc điểm này người ta thêm vào mạch đơn giản để biến đổi từ độ nhạy này sang điện áp. Khi môi trường sạch điện áp đầu ra của cảm biến thấp, giá trị điện áp đầu ra càng tăng khi nồng độ khí gây cháy xung quang MQ2 càng cao. MQ-2 hoạt động rất tốt trong mơi trường khí hóa lỏng LPG, H2, và các chất khí gây cháy khác. Nó được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và dân dụng do mạch đơn giản và chi phí thấp.
Cảm biến khí gas MQ2 đưa ra giá trị điện áp từ 0V đến 5V tương ứng với nồng độ chất gây cháy trong khơng khí. Chúng ta có thể kết hợp với các bộ chuyển đổi để đọc tín hiệu điện áp này và đo lường chất lượng khơng khí.
Ngồi ra, module được tích hợp bộ so sánh lm393 để đưa ra điện áp mức 0 hoặc mức 1. Biến trở điều chỉnh độ nhạy của cảm biến, khi tín hiệu từ chân analog
c) Thông số kỹ thuật
Hình 3-6 Cảm biến khí gas MQ-2 Thơng số kỹ thuật:
Điện áp hoạt đơng: 3.3-5.0V Dịng điện tiêu thụ: 150mA
Dạng tín hiệu: analog hoặc digital IC so sánh: LM393
3.3.3 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm
Trong đề tài nhà thông minh này, sử dụng cảm biến DHT11 để đo nhiệt độ và độ ẩm môi trường xung quanh và hiển thị. Mục này sẽ mô tả chi tiết về cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của cảm biên DHT11.
a) Cấu tạo
DHT11 được tích hợp giữa cảm biến độ ẩm HR202 và điện trở nhiệt. Hình 3.9 là ảnh minh họa của cảm biến DHT11.
Hình 3-7 Cảm biến DHT11
b) Nguyên lý hoạt động
Cảm biến độ ẩm và nhiệt độ DHT11 là cảm biến rất thơng dụng hiện nay vì chi phí rẻ và rất dễ lấy dữ liệu thông qua giao tiếp 1 dây (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 khơng phải qua bất kỳ tính tốn nào. So với cảm biến đời mới hơn là DHT22 thì DHT11 cho khoảng đo và độ chính xác kém hơn rất nhiều.
c) Thơng số kỹ thuật
Hình 3.8 là một loại module của DHT11 được tích hợp các IC đọc nhiệt độ, độ ẩm và truyền dữ liệu qua chân “DATA”.
Hình 3-8 Module DHT11 Thơng số kỹ thuật:
• Điện áp hoạt động: 3V - 5V (DC)
• Dãi độ ẩm hoạt động: 20% - 90% RH, sai số ±5%RH • Dãi nhiệt độ hoạt động: 0°C ~ 50°C, sai số ±2°C • Khoảng cách truyền tối đa: 20m