Chương 3 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
3.2 Sơ đồ nguyên lý của từng khối
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 33
3.2.1 Khối vi điều khiển
Khối này đóng vai trị trung tâm, là bộ phận xử lý, giao tiếp với các thiết bị khác và các khối khác như khối cảm biến, khối hiển thị, khối module SIM900A.
Trong khối này có rất nhiều linh kiện có khả năng sử dụng được, ví dụ: Pic, ATmega,… Việc thực hiện thi công mạch hồn tồn có thể. Tuy nhiên nếu làm mạch, phải tốn rất nhiều thời gian, nhưng hiệu quả khơng cao. Có thể xảy ra nhiễu, mặt khác chi phí cũng khá cao, có thể tương đương với giá của module được tích hợp sẵn ngồi thị trường. Giải pháp đưa ra là sử dụng board Arduino để sử dụng cho khối xử lý này. Với các ưu điểm mà board Arduino mang lại như sau:
Giá thành rẻ: So với việc mua linh kiện và thi cơng mạch thì việc mua board Arduino để thi công hệ thống sẽ tiết kiệm chi phí hơn mà vẫn đáp ứng được các yêu cầu của hệ thống. Mạch nạp đã được tích hợp sẵn bên trong nên tiết kiệm chi phí mua mạch nạp cho người dùng.
Hoạt động ổn định: Với bộ dao động ngoài 16 MHz, board Arduino hoạt động ổn định, mang lại tính ổn định cho hệ thống.
Tiện dụng: Với các chân ngõ vào ra sẵn có, board Arduino thuận tiện cho người sử dụng khi kết nối, lập trình giao tiếp với các thiết bị ngoại vi.
3.2.2 Khối cảm biến
Khối cảm biến dùng cảm biến YHDC current transformer, đo dòng điện xoay chiều gửi các giá trị đo được về cho vi điều khiển để vi điều khiển xử lý tính tốn điện năng tiêu thụ.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 34
Hình 3.2: Sơ đồ kết nối cảm biến YHDC current transformer. 3.2.3 Khối hiển thị 3.2.3 Khối hiển thị
Khối này có chức năng hiển thị các giá trị đo được để tiện lợi cho quá trình giám sát và sử dụng.
Để hiển thị các thông tin không quá phức tạp như vậy, nhóm chọn LCD 20x4 làm nhiệm vụ hiển thị các thơng số đo được.
BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 35
3.2.4 Khối Internet
Dữ liệu thu thập được từ cảm biến sẽ được gửi lên Internet. Từ khối Internet chúng ta biết các thông tin đo của hệ thống, thống kê, tính tiền giá điện. Giúp người sử dụng biết được lượng điện sử dụng hàng tháng.
3.2.5 Khối Module SIM900A
Khối này có chức năng gửi dữ liệu cảm biến lên Internet thông qua chức năng GPRS của SIM900A.
Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý giữa Arduino và SIM900A. 3.2.6 Khối nguồn
Khối nguồn có chức năng cung cấp điện áp 5 VDC cho board Arduino, đảm bảo cung cấp đủ điện áp và dòng điện cho cả hệ thống vận hành trong thời gian dài mà không cần bảo dưỡng, thay thế thường xuyên.
Vì đồ án đang dừng ở mức mơ hình nên nhóm lấy nguồn trực tiếp từ máy tính làm nguồn cho cả hệ thống. Trong đó: Dịng tiêu thụ của board Arduino là 30mA, LCD là 800mA, cảm biến YHDC current transformer 5mA, cịn SIM900A thì dịng khởi động chưa tới 2A.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 36