Trang 45
2.1.9 Cảm biến đo tổng chất rắn hồ tan TDS
Hình: Cảm biến đo chất rắn hồ tan
TDS là gì ???
TDS là viết tắt của “Total Dissolved Solids”, có thể gọi nơm na là Tổng chất rắn hòa tan.
TDS là một trong những chỉ số dùng để kiểm tra chất lượng của nước, hàm lượng tất cả các chất hữu cơ, vô cơ chứa trong chất lỏng (cụ thể là nước)
Đơn vị TDS: mg/l (minigrams/liter) hoặc ppm (part/million)
Chỉ số TDS càng nhỏ thì nước càng sạch, nhưng nếu nhỏ q mức thì nước gần như khơng có khống chất, tuy nhiên khơng phải chỉ số TDS cao là nước bẩn
TDS không được coi là chỉ số gây ơ nhiễm, nó là chỉ số tổng hợp về sự hiện diện của các hợp chất hóa học.
Cảm biến TDS giúp đo được chỉ số TDS của nước.
Thông số kỹ thuật:
Với mạch chuyển đổi phát tín hiệu
- Điện áp hoạt động: 3.3V - 5V
- Tín hiệu đầu ra : Analog 0V - 2.3V tương ứng dải đo TDS: 0 - 1000ppm
Trang 46
- Độ chính xác: +-10% FS (25*C)
- Kích thước: 42mm * 32mm
- Kết nối với đầu đo TDS qua Jac kết nối Với đầu đo TDS
- Kết nối với mạch chuyển đổi phát tín hiệu qua Jac kết nối
- Độ dài: 83cm
- Đầu đo chống nước
Sơ đồ chân:
Hình: Sơ đồ chân
Trang 47
2.1.10 Biến tần Yaskawa V1000
Dòng biến tần Yaskawa V1000 có thiết kế nhỏ gọn, hiệu suất cao, chất lượng và đáng tin cậy. Là dòng biến tần công nghệ mới cho phép điều khiển động cơ không đồng bộ và cả động cơ đồng bộ. Việc cài đặt thông số biến tần V1000 dễ dàng, tuân theo các tiêu chuẩn quốc tế về môi trường.
Hình: Biến tần Yaskawa V1000
Dịng biến tần V1000 có dãy cơng suất từ 0,2 – 18,5 kW điện áp 220V và 380V. Có các phương pháp điều khiển là V/F, Vector dòng điện, điều khiển vịng hở. Moment khởi động có thể đạt đến 200% ở 0,5 Hz, khả năng quá tải đối với tải nặng là 150% trong vòng 60s.
Trang 48 Tích hợp đầy đủ các tính năng PID, truyền thơng, tích hợp mạch điều khiển dừng nhanh. Chức năng bảo vệ động cơ quá dòng, bảo vệ thấp áp, quá áp, quá nhiệt … Ứng dụng: thích hợp cho các loại tải thường như quạt, bơm, máy nén khí, cho đến các loại tải nặng như băng truyền, máy đóng gói, cầu trục …
Sơ đồ đấu dây dịng biến tần V1000
Hình: Sơ đồ đấu dây biến tần V1000
Mạch động lực:
+ Đối với biến tần 3 pha thì nguồn vào sẽ nối với chân L1, L2, L3.
+ Đối với biến tần 1 pha thì nguồn vào sẽ đấu vào 2 chân L1, L2. Khơng nên sử dụng chân L3 vì có thể dẫn đến hỏng biến tần.
Trang 49 + Biến tần V1000 có tích hợp mạch dừng nhanh, nên với ứng dụng cần dừng nhanh ta chỉ cần chọn điện trở thắng và kết nối với 2 chân B1, B2.
+ Nếu sử dụng cuộn DC reactor để lọc nhiễu thì trước tiên cần loại bỏ thanh kim loại được nối giữa 2 chân +1 và +2 trước khi thêm cuộn DC reactor.
+ Trong trường hợp sử dụng nguồn một chiều để cấp cho biến tần, thì điện một chiều được nối với chân +1 và chân –
Mạch điều khiển
– Các chân ngõ số
+ Các chân từ S1 đến S7 có thể lựa chọn nhiều chức năng : chạy thuận, chạy nghịch, reset lỗi, chạy nhiều cấp tốc độ…
+ Chân SC là GND
– Ngõ vào điều khiển tần số chạy:
+ RP: Ngõ vào dạng chuỗi xung, tần số xung điều khiển có thể từ 0,5 – 20Khz và độ rộng xung từ 30 -70%
+ AI1 là ngõ vào tương tự dạng điện áp từ 0 – 10V
+ AI2 là ngõ vào tương tự dạng điện áp 0 – 10V hoặc dạng dòng điện 4 – 10mA hay 0 – 20mA.
+ Chân V+ là chân ngồn 10,5V, chân AC là 0V.
– Ngõ ra dạng rơ le MA, MB, MC có thể chọn chức năng như báo chạy, báo lỗi, báo sẵn sàng…
– Ngoài ra biến tần yaskawa V1000 còn cung cấp các ngõ ra dạng số (P1, P2), dạng tương tự (AM) và dưới dạng một chuỗi xung (MP).
Trang 50
Cài đặt thông số biến tần Yaskawa V1000
Quy trình cài đặt thơng số biến tần Yaskawa V1000
* Các thông số cơ bản:
- Các thông số cơ bản bao gồm cài đặt lệnh chạy, tần số chạy, tần số giới hạn trên và giới hạn dưới, thời gian tăng tốc và giảm tốc …
Trang 51 * Cài đặt thông số động cơ:
-Cài đặt thông số đúng với động cơ giúp cho biến tần hoạt động hiệu quả hơn, việc bảo vệ động cơ tốt hơn.
Cài đặt các chân ngõ vào
Trang 52
Cài đặt chức năng các chân ngõ ra
Cài đặt chức năng truyền thông RS485
Để điều khiển biến tần qua cổng RS485, chúng ta cần cấu hình các thơng số như bảng dưới đây:
Địa chỉ thanh ghi sử dụng.
Trang 53 + Đặt Word 1 = 1 >>> Motor Run Forward
Đặt Word 1 = 2 >>> Motor Run Reverse Đặt Word 1 = 0 >>> Động cơ dừng >>> Địa chỉ cài đặt tần số động cơ = 2 Địa chỉ thanh ghi phản hồi data
+ Địa chỉ tần số đầu ra = 24 (Hex) + Địa chỉ điện áp đầu ra = 25 (Hex) + Địa chỉ dòng điện đầu ra = 26 (Hex)
Trang 54
2.2 Phần mềm sử dụng
2.2.1 Phần mềm Visual Studio Code
Hình: Giao diện phần mềm Visual Studio Code
Visual Studio Code (VS Code hay VSC) là một trong những trình soạn thảo mã nguồn phổ biến nhất được sử dụng bởi các lập trình viên. Nhanh, nhẹ, hỗ trợ đa nền tảng, nhiều tính năng và là mã nguồn mở chính là những ưu điểm vượt trội khiến VS Code ngày càng được ứng dụng rộng rãi.
Là một trình biên tập lập trình code miễn phí dành cho Windows, Linux và macOS, Visual Studio Code được phát triển bởi Microsoft. Nó được xem là một sự kết hợp hoàn hảo giữa IDE và Code Editor.
Visual Studio Code hỗ trợ chức năng debug, đi kèm với Git, có syntax highlighting, tự hồn thành mã thơng minh, snippets, và cải tiến mã nguồn. Nhờ tính năng tùy chỉnh, Visual Studio Code cũng cho phép người dùng thay đổi theme, phím tắt, và các tùy chọn khác.
2.2.2 Phần mềm Proteus
Proteus là phần mềm cho phép mô phỏng hoạt động của mạch điện tử bao gồm phần thiết kế mạch và viết chương trình điều khiển cho các họ vi điều khiển như MCS-51, PIC, AVR, …
Proteus là phần mềm mô phỏng mạch điện tử của Lancenter Electronics, mô phỏng cho hầu hết các linh kiện điện tử thông dụng, đặc biệt hỗ trợ cho cả các MCU như PIC, 8051, AVR, Motorola.
Trang 55 Phần mềm bao gồm 2 chương trình: ISIS cho phép mơ phỏng mạch và ARES dùng để vẽ mạch in. Proteus là công cụ mô phỏng cho các loại Vi Điều Khiển khá tốt, nó hỗ trợ các dịng VĐK PIC, 8051, PIC, dsPIC, AVR, HC11, MSP430, ARM7/LPC2000 ... các giao tiếp I2C, SPI, CAN, USB, Ethenet,... ngồi ra cịn mơ phỏng các mạch số, mạch tương tự một cách hiệu quả. Proteus là bộ công cụ chuyên về mơ phỏng mạch điện tử.
Hình: Giao diện phần mềm Proteus
2.2.3 Phần mềm Altium designer
Altium Designer trước kia có tên gọi quen thuộc là Protel DXP, là một trong những
công cụ vẽ mạch điện tử mạnh nhất hiện nay. Được phát triển bởi hãng Altium Limited. Altium designer là một phần mềm chuyên nghành được sử dụng trong thiết kế mạch điện tử. Nó là một phần mềm mạnh với nhiều tính năng thú vị, tuy nhiên phần mềm này cịn được ít người biết đến so với các phần mềm thiết kế mạch khác như orcad hay proteus.
Trang 56
Hình: Giao diện phần mềm Altium degisner
2.2.4 Phần mềm Arduino IDE
Hình: Giao diện phần mềm Arduino
Arduino IDE là một phần mềm mã nguồn mở chủ yếu được sử dụng để viết và biên dịch mã vào modulee Arduino.
Trang 57 Đây là một phần mềm Arduino chính thức, giúp cho việc biên dịch mã trở nên dễ dàng mà ngay cả một người bình thường khơng có kiến thức kỹ thuật cũng có thể làm được.
Nó có các phiên bản cho các hệ điều hành như MAC, Windows, Linux và chạy trên nền tảng Java đi kèm với các chức năng và lệnh có sẵn đóng vai trị quan trọng để gỡ lỗi, chỉnh sửa và biên dịch mã trong mơi trường.
Có rất nhiều các modulee Arduino như Arduino Uno, Arduino Mega, Arduino Leonardo, Arduino Micro và nhiều modulee khác.
Mỗi modulee chứa một bộ vi điều khiển trên bo mạch được lập trình và chấp nhận thơng tin dưới dạng mã.
Mã chính, cịn được gọi là sketch, được tạo trên nền tảng IDE sẽ tạo ra một file Hex, sau đó được chuyển và tải lên trong bộ điều khiển trên bo.
Môi trường IDE chủ yếu chứa hai phần cơ bản: Trình chỉnh sửa và Trình biên dịch, phần đầu sử dụng để viết mã được yêu cầu và phần sau được sử dụng để biên dịch và tải mã lên modulee Arduino.
Môi trường này hỗ trợ cả ngôn ngữ C và C ++.
Trang 58
Hình: Giao diện phần mềm Android Studio
Android Studio là IDE chính thức được sử dụng trong phát triển ứng dụng Android dựa trên IntelliJ IDEA.
Chức năng chính của Android Studio là cung cấp các giao diện giúp người dùng có thể tạo các ứng dụng và xử lý các công cụ file phức tạp sau hậu trường. Ngơn ngữ lập trình được sử dụng trong Android Studio là Java và Kotlin.
Ngoài ra, bạn có thể xem Android Studio là đuôi cho code Java cho phép nó chạy trơn tru trên các thiết bị Android rồi tận dụng được lợi thế của phần cứng gốc. Bạn chỉ cần sử dụng ngơn ngữ lập trình Java để có thể viết chương trình, khi đó Android SDK sẽ có nhiệm vụ kết nối các phần này lại với nhau.
Khi đó, Android Studio sẽ kích hoạt để thực hiện chạy code và thơng qua trình giả lập hoặc dựa vào bất kỳ phần cứng giúp kết nối với thiết bị. Sau đó, bạn có thể gỡ rối cho chương trình của mình ngay khi nó chạy và nhận phản hồi giúp giải thích các sự cố,...
Cho đến hiện nay, Google đã và đang rất nỗ lực để giúp cho Android Studio sẽ trở nên mạnh mẽ và hữu ích hơn. Khi bạn gõ code, nó sẽ giúp bạn cung cấp danh sách gợi ý hồn thành để giúp người dùng có thể hồn thiện được dịng code đó. Đây là một trong những chức năng rất hữu ích đề phịng cho trường hợp người dùng khơng nhớ chính xác cú pháp giúp bạn tiết kiệm thời gian hiệu quả hơn.
2.3 Firebase
2.3.1 Firebase là gì?
Firebase là một nền tảng để phát triển ứng dụng di động và trang web, bao gồm các API đơn giản và mạnh mẽ mà không cần backend hay server.
Firebase là một nền tảng sở hữu bởi google giúp chúng ta phát triển các ứng dụng di động và web. Họ cung cấp rất nhiều cơng cụ và dịch vụ tiện ích để phát triển ứng dụng
Trang 59 nên một ứng dụng chất lượng. Điều đó rút ngắn thời gian phát triển và giúp ứng dụng sớm ra mắt với người dùng.
Firebase cung cấp cho người dùng các dịch vụ cơ sở dữ liệu hoạt động trên nền tảng đám mây với hệ thống máy chủ cực kỳ mạnh mẽ của Google. Chức năng chính của firebase là giúp người dùng lập trình ứng dụng, phần mềm trên các nền tảng web, di động bằng cách đơn giản hóa các thao tác với cơ sở dữ liệu.
Với firebase, bạn có thể tạo ra những ứng dụng real-time như app chat, cùng nhiều tính năng như xác thực người dùng, Cloud Messaging,... Bạn có thể dùng firebase giống như phần backend của app.
Các dịch vụ của firebase hoàn tồn miễn phí, tuy nhiên bạn cần phải trả thêm tiền nếu muốn nâng cấp lên. Điều này bạn nên cân nhắc nếu muốn xây dựng một ứng dụng lớn sử dụng phần backend là firebase, vì cái giá khi muốn nâng cấp còn khá đắt đỏ so với việc xây dựng backend truyền thống.
2.3.2 Lý do chọn firebase Firebase Realtime Database
Firebase realtime database là một cơ sở dữ liệu thời gian thực, NoSQL được lưu trữ đám mây cho phép bạn lưu trữ và đồng bộ dữ liệu. Dữ liệu được lưu trữ dưới dạng cây Json, và được đồng bộ theo thời gian thực đối với mọi kết nối.
Khi bạn xây dựng những ứng dụng đa nền tảng như Android, IOS và Web App, tất cả các client của bạn sẽ kết nối trên cùng một cơ sở dữ liệu Firebase và tự động cập nhật dữ liệu mới nhất khi có sự thay đổi
Cả một cơ sở dữ liệu là một cây json lớn, với độ trễ thấp, Firebase realtime database cho phép bạn xây dựng các ứng dụng cần độ realtime như app chat, hay game online… Firebase có các tính năng bảo mật hàng đầu Tất cả dữ liệu được truyền qua một kết nối an toàn SSL, việc truy vấn cơ sở dữ liệu truy vấn và việc xác nhận thông tin được điều khiển theo một số các quy tắc security rules language. Các logic bảo mật dữ liệu của bạn được tập trung ở một nơi để dễ dàng cho việc sửa đổi, cập nhật và kiểm thử. Làm việc offline Ứng dụng của bạn sẽ duy trì tương tác mặc dù có các vấn đề về kết nối internet như mạng chậm chờn, mất mạng hay mạng yếu. Trước khi bất kỳ dữ liệu được ghi đến firebase thì tất cả dữ liệu lập tức sẽ được ghi tạm vào một cơ sử dữ liệu ở local.
Sau khi có kết nối internet lại, client sẽ nhận bất kỳ thay đổi mà nó thiếu/ bỏ lỡ và đồng bộ hố nó với cơ sở dữ liệu tại firebase. -Firebase realtime database cho phép
Trang 60 nhiều kết nối đồng thời mà bạn khơng cần tính tốn đến vấn đề nâng cấp máy chủ. Tuy nhiên bạn vẫn cần phải trả phí để có thể nâng cấp firebase khi quy mô ứng dụng đủ lớn.
Firebase Authentication
Firebase Authentication là chức năng xác thực người dùng. Hiểu một cách đơn giản, app của bạn cần phải đăng nhập/ đăng ký tài khoản để sử dụng, Firebase cung cấp cho chúng ta chức năng xác thực người dùng bằng email, số điện thoại, hay tài khoản Facebook, Google,...
Việc xác thực người dùng là một chức năng vô cùng quan trọng trong việc phát triển ứng dụng. Tuy nhiên, khi bạn muốn xác thực với nhiều phương thức khác nhau như email, số điện thoại, google, facebook sẽ tốn nhiều thời gian và công sức. Firebase Authentication giúp thực hiện việc đó một cách dễ dàng, giúp người dùng nhanh chóng tiếp cận sản phẩm hơn.
Vì thế, nó là một chức năng vơ cùng hữu ích của firebase. Nếu bạn muốn xây dựng sản phẩm một cách nhanh chóng, hay chỉ đơn giản là làm bài tập, đồ án thì việc tích hợp Firebase Authentication và Firebase Realtime Database vào ứng dụng sẽ giúp bạn giảm rất nhiều thời gian so với các cách khác.
Firebase Cloud Function
Cloud Functions Firebase cho phép chúng ta viết những câu truy vấn database lưu trữ trên cloud. Code của bạn được lưu trữ trong cloud của Google và chạy trong một môi trường bảo mật, được quản lý. Bạn không cần quan tâm đến vấn đề mở rộng các máy chủ. Với firebase, khi bạn muốn lấy dữ liệu bạn cần phải viết các câu truy vấn trực tiếp từ client.
Điều này có thể vơ tình để lộ một số thơng tin nhạy cảm. Để khắc phục vấn đề đó, Cloud Function đã ra đời. Nhiều lúc, các developers muốn kiểm soát logic trên server để tránh giả mạo phía client. Ngồi ra, đơi khi khơng muốn mã của mình khi bị decode sẽ gây ra các vấn đề về bảo mật. Cloud Functions được tách biệt hồn tồn với client, vì vậy bạn có thể n tâm nó bảo mật và ln thực hiện chính xác những gì bạn muốn.
=> Chính vì tất cả những yếu tố đơn giản, ổn định, bảo mật, dễ sử dụng tính ứng dụng cao, cung cấp các dịch vụ cần thiết… thích hợp với các yêu cầu của đề tài