- Thông số kỹ thuật:
Tần số: 433MHz Trở kháng: 50 Ohm Độ lợi: 3dBi
Công suất tối đa: 10W Đường kính: 4mm Chiều cao: 10~15 cm Chuẩn kết nối: Ipex
Trang 38
2.1.5 Cảm biến nhiệt độ DS18B20
Hình: Cảm biến nhiệt độ DS18B20
Cảm biến nhiệt độ DS18B20 dây mềm, là phiên bản chống nước, chống ẩm của Cảm biến nhiệt độ DS18B20. Cảm biến nhiệt độ DS18B20 là cảm biến ( loại digital ) đo nhiệt độ mới của hãng MAXIM với độ phân giải cao ( 12bit ). IC sử dụng giao tiếp 1 dây rất gọn gàng, dễ lập trình. IC cịn có chức năng cảnh báo nhiệt độ khi vượt ngưỡng và đặc biệt hơn là có thể cấp nguồn từ chân data ( parasite power ).
Cảm biến nhiệt độ này có thể hoạt động ở 125 độ C nhưng cáp bọc PVC => nên giữ nó dưới 100 độ C. Đây là cảm biến kỹ thuật số, nên khơng bị suy hao tín hiệu đường dây dài
Thông số của Cảm biến nhiệt độ DS18B20 dây mềm - Nguồn: 3 – 5.5V
- Dải đo nhiệt độ: -55 đến 125 độ C ( -67 đến 257 độ F)
- Sai số: +- 0.5 độ C khi đo ở dải -10 – 85 độ C
- Độ phân giải: người dùng có thể chọn từ 9 – 12 bits
- Chuẩn giao tiếp: 1-Wire ( 1 dây ).
- Có cảnh báo nhiệt khi vượt ngưỡng cho phép và cấp nguồn từ chân data.
- Thời gian chuyển đổi nhiệt độ tối đa : 750ms ( khi chọn độ phân giải 12bit ).
o Mỗi IC có một mã riêng (lưu trên EEPROM của IC) nên có thể giao tiếp nhiều DS18B20 trên cùng 1 dây
- Ống thép khơng gỉ (chống ẩm , nước) đường kính 6mm, dài 50mm
Trang 39
- Chiều dài dây: 1m
Hình: Sơ đồ kết nối cảm biến nhiệt độ
2.1.6 Cảm biến DO đo lượng Oxy hịa tan
Hình: Cảm biến Do Oxy hồ tan
Đây là bộ cảm biến oxy hịa tan, tương thích với Arduino. Sản phẩm này được sử dụng để đo oxy hòa tan trong nước, để phản ánh chất lượng nước. Nó được áp dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng chất lượng nước, như nuôi trồng thủy sản, giám sát môi trường, khoa học tự nhiên,..
Sản phẩm này dễ sử dụng với khả năng tương thích cao. Với mã nguồn mở và hướng dẫn sử dụng chi tiết, sản phẩm này rất phù hợp cho các dự án nước của bạn trong việc phát hiện nồng độ oxy hòa tan cho các sinh vật dưới nước.
Thông số kỹ thuật:
Trang 40
- Loại đầu dò Galvanic
- Dải đo: 0~20mg/L
- Thời gian phản hồi: Phản hồi đầy đủ lên tới 98%, trong vòng 90 giây (25 độ C)
- Phạm vi áp suất: 0~50 PSI
- Tuổi thọ điện cực: 1 năm (sử dụng bình thường)
- Thời gian bảo trì: Thời gian thay thế nắp màng: 1 ~ 2 tháng (trong nước bùn); 4 ~ 5 tháng (trong nước sạch)
- Độ dài cable: 2m
- Đầu kết nối: BNC
- Board mạch chuyển đổi tín hiệu:
- Điện áp hoạt động: 3.3~5V
- Tín hiệu đầu ra: 0~3V
- Cable kết nối: BNC
- Đầu nối tín hiệu: Gravity Analog Interface (PH2.0-3P)
- Kích thước: 42mm * 32mm
Trang 41
2.1.7 Cảm biến pH
Hình: Cảm biến pH
Đây là một thiết bị đo chỉ số pH chuyên nghiệp với điện cực được thiết kế theo chuẩn cơng nghiệp. Nó được tích hợp đơn giản, thuận tiện, đo trực tiếp trong dung dịch với tuổi thọ lên đến 1 năm. Cảm biến đo pH này rất phù hợp trong các dự án giám sát và theo dõi chỉ số pH liên tục trong một thời gian dài.
Điện cực pH công nghiệp này được làm bằng màng thủy tinh nhạy cảm với trở kháng thấp. Nó có thể được sử dụng trong nhiều phép đo pH với phản ứng nhanh và độ ổn định nhiệt tuyệt vời. Nó có khả năng tái sản xuất tốt, khó thủy phân và có thể loại bỏ lỗi kiềm cơ bản. Trong phạm vi 0pH đến 14pH, điện áp đầu ra là tuyến tính.
Thơng số kỹ thuật:
- Điện áp hoạt động: 5V
- Dải đo chỉ số pH: 0 - 14 pH
- Dữ liệu đầu ra: Analog
- Nhiệt độ làm việc: 0 - 60 ℃
- Độ chính xác: ± 0.1pH (25 ℃)
- Thời gian đáp ứng: ≤ 1 phút
- Sử dụng điện cực công nghiệp với kết nối chuẩn BNC
- Tích hợp Led chỉ thị nguồn
- Kết nối đầu ra PH2.0 3 chân
Trang 42
Trang 43
2.1.8 Cảm biến siêu âm chống nước ( đo mức nước)
Hình: Cảm biến siêu âm chống nước
Thông số kỹ thuật:
- Điện áp hoạt động: 5VDC
- Dòng điện (Chế độ tĩnh): 5mA
- Dòng điện (Khi làm việc): 30mA
- Dải đo: 25cm ~ 4.5m
- Độ phân dải: 0.5cm
- Góc phát hiện < 70*
- Nhiệt độ hoạt động: -10 ~ 70*C
- Chiều dài dây cap: 2.5mm
- Kích thước: 41mm * 28.5mm
Trang 44
Sơ đồ chân tín hiệu:
Hình: Sơ đồ chân tín hiệu
Trang 45
2.1.9 Cảm biến đo tổng chất rắn hoà 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 quá 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.
Thơng 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 dịng biến tần cơng 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 mơi 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 dịng 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. Không 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…
– Ngồi ra biến tần yaskawa V1000 cịn 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 mô 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 cơng cụ chun 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 môi 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 thông 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.
Ngồi 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