Lựa chọn linh kiện thiết bị lắp đặt hệ thống

3.2. Thiết kế phần cứng 1. Sơ đồ khối hệ thống

3.2.2. Lựa chọn linh kiện thiết bị lắp đặt hệ thống

Hình 3. 3: Hình ảnh linh kiện thực tế sử dụng

a) Các thiết bị giám sát

 Cảm biến

Cảm biến hay còn gọi là sensor. Đây là một thiết bị điện tử có thể nhận biết các yếu tố vật lý hoặc hoá học từ môi trường như: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, chuyển động,... Sau đó, cảm biến sẽ chuyển các thông tin nhận được thành các dạng tin mã hoá và xuất về màn hình hoặc máy tính. Nhờ vậy, cảm biến sẽ hỗ trợ hiệu quả việc nghiên cứu khoa học, đo đạc hay điều khiển thiết bị từ xa,...

 Cảm biến hiện diện người

Cảm biến hiện diện người là một loại cảm biến được sử dụng để phát hiện sự hiện diện của con người trong khu vực được giám sát. Cảm biến này có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như hệ thống an ninh, điều khiển ánh sáng tự động trong các ngôi nhà thông minh hoặc trong các toà nhà văn phòng. Cảm biến hiện diện người thường hoạt động dựa trên các công nghệ như hồng ngoại, siêu âm hoặc radar để phát hiện chuyển động hoặc cơ thể của con người trong đó.

Hình 3. 4: Cảm biến hiện diện người Thông số kỹ thuật:

– Nhận diện trạng thái chuyển động và bị động của con người – Tần số làm việc: 24GHz ~ 24.25Ghz

– Điện áp cấp: 5 ~ 12VDC (khuyên dùng 5V) – Khoảng cách cảm biến: 0.7m ~ 6m

– Góc làm việc: 60 độ

– Giao diện: UART, IO 3.3V – Tín hiệu ra 3.3V

+ Xuất mức cao 3.3V: khi có người + Xuất mức thấp 0V: khi không có người

 Module PZEM004T V3.0

Module đo điện AC đa năng giao tiếp UART PZEM004T được sử dụng để đo và theo dừi gần như hoàn toàn cỏc thụng số vờ̀ điện năng AC của mạch điện như điện ỏp hoạt động, dòng tiêu thụ, công suất và năng lượng tiêu thụ. Giao tiếp UART dễ dàng kết nối truyền dữ liệu tới Vi điều kiển hoặc máy tính.

Module đo điện giao tiếp UART PZEM004T nhỏ gọn, dễ lắp đặt, sử dụng cách đo dòng cách ly an toàn và khả năng đo dòng lên đến 100A, mạch có chất lượng gia công và linh kiện tốt, độ bền cao.

Hình 3. 5: Module đo điện năng PZEM004T v3.0 Thông số module đo điện AC đa năng

– Điện áp đo và hoạt động: 80 ~ 260VAC / 50 – 60Hz, sai số 0.01 – Dòng điện đo và hoạt động: 0 ~ 100A, sai số 0.01

– Công suất đo và hoạt động: 0 ~ 26000W – Năng lượng đo và hoạt động: 0~9999kWh.

– Giao tiếp UART mức logic TTL 5VDC baudrate mặc định 9600, 8 data bits, 1 stop bit, no parity.

– Có opto cách ly an toàn giữa mạch đo và mạch nhận tín hiệu UART.

– Lưu giữ thông số năng lượng tiêu thụ trong bộ nhớ.

– Có nút Reset, nhấn giữ 5 giây để xóa các thông số về 0.

– Kích thước: 30 x 75 mm b) Node MCU ESP8266

ESP8266 là dạng vi điều khiển tích hợp Wifi (Wifi SoC) được phát triển bởi Espressif Systems, một nhà sản xuất Trung Quốc có trụ sở tại Thượng Hải. Với vi điều khiển và Wifi tích hợp, ESP8266 cho phép lập trình viên có thể thực hiện vô số các tác vụ TCP/IP đơn giản để thực hiện vô số các ứng dụng khác nhau, đặc biệt là các ứng dụng IoT. Module ESP8266 có giá thành rẻ, phải nói là rẻ nhất trong tất cả các loại Wifi SoC từ trước tới nay.

Chip ESP8266 được phát triển bởi Espressif để cung cấp giải pháp giao tiếp Wifi cho các thiết bị IoT. Điểm đặc biệt của dòng ESP8266 là nó được tích hợp các mạch RF như balun, antenna switches, TX power amplifier và RX filter ngay bên trong chip với kích thước rất nhỏ chỉ 5x5mm nên các board sử dụng ESP8266 không cần kích thước board lớn cũng như không cần nhiều linh kiện xung quanh.

Sau nhiều năm phát triển, hiện tại AI-Thinker sản xuất 14 loại cho ESP từ module ESP-01 đến ESP-14. Ở thị trường VN thì ba module là ESP-01, ESP-07 và ESP-12F khá phổ biến, nhất là ESP-12.

 ESP8266-12

Hình 3. 6: ESP8266 và sơ đồ chân

ESP-12 kết hợp với firmware ESP8266 trên Arduino và thiết kế phần cứng giao tiếp tiêu chuẩn đã tạo nên NodeMCU, cách sử dụng, kết nối dễ dàng, có thể lập trình, nạp chương trình trực tiếp trên phần mềm Arduino, đồng thời tương tích với các bộ thư viện Arduino sẵn có. NodeMCU ESP8266 trở thành loại Kit phát triển phổ biến nhất trong thời điểm hiện tại.

Đặc tính nổi bật Module thu phát Wifi ESP8266 – Tích hợp 2 nút nhấn

– Tích hợp chip chuyển usb – uart CH340

– Full IO: 10 GPIO, 1 Analog, 1SPI, 2 UART, 1 I2C/I2S, PWM, v.v….

– Được hỗ trợ bởi cộng đồng lớn mạnh Nodemcu

Hình 3. 7: Module NODEMCU ESP8266 v12 Thông số cấu hình của NodeMCU

Bảng 3.1: Thông số cấu hình của NODEMCU ESP8266 Bảng 3. 1: Thông số cấu hình của NODEMCU ESP8266

Thông số giá tri ̣ Cấu hình

Công nghệ wifi 802.11 b/g/n

Giao thức tích hợp TCP / IP Tần số hoạt động 2.4 -2.5 GHz Điện áp hoạt động 3.0 – 3.6 V

Điện áp cung cấp 5V

Bộ xử lý 32-bit

Tốc độ xử lý 80 ~ 160MHz

Dòng điện hoạt động 80mA

Số chân I/O 11

Công suất đầu ra 20 dBm ở chế độ 802.11b

Giao tiếp ngoại vi UART/SDIO/SPI/I2C/I2S/IR Remote Control, GPIO/PWM

ADC Môt đầu vào với độ phân giải 1024

bước Phạm vi nhiệt độ hoạt động

-40C ~ 125°C