intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Đồ án điện tử: Nghiên cứu và thiết kế thiết bị cảnh báo khí gas & phòng chống cháy nổ

Chia sẻ: Hoang Duc Thanh | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:32

415
lượt xem
71
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của báo cáo là: Nắm bắt được cấu trúc phần cứng, sơ đồ khối, nguyên lý làm việc của mạch điều khiển. Tìm hiểu về lập trình Arduino. Biết cách làm một đồ án hoàn chỉnh phục vụ cho việc làm đồ án tốt nghiệp về sau. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án điện tử: Nghiên cứu và thiết kế thiết bị cảnh báo khí gas & phòng chống cháy nổ

  1. BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG                        ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ  THIẾT BỊ   CẢNH BÁO KHÍ GAS & PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ                            Người hướng dẫn: Ths. Đinh Văn Tuấn Người thực hiện:  Nhóm 8 – Lớp D10­DTVT1 Các thành viên :     1 . Hoàng Đức Thanh  2 . Nguyễn Thế Mạnh 3 . Nguyễn Thanh Nhật         1
  2. Hà Nội, tháng 12 năm 2017 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, khi khoa học công nghệ  phát triển một cách mạnh mẽ, việc  ứng  dụng các thiết bị điện tử  vào đời sống cũng ngày càng phổ  biến hơn, nhất là với   thời đại mà các hệ thống nhúng đang lên ngôi. Từ những ứng dụng đơn như đồng  hồ  kĩ thuật số, máy  nghe nhạc…đến những  ứng dụng cho xã hội như  đèn giao  thông, bộ kiểm soát trong nhà máy, cửa tự động…cho đến những ứng dụng mang   tính quy mô, tầm cỡ như robot, phi thuyền không người lái, kiểm soát nhà máy hạt   nhân….  Với những kiến thức đã được học và tìm hiểu từ  trường học và khoa học công  nghệ của cuộc sống hiện đại, em cũng có mong muốn góp thêm phần nào sự phát   triển xã hội bằng cách học hỏi và đưa ra những sản phẩm có ích cho cuộc sống.   Em xin giới thiệu một sản phẩm rất thiết thực cho cuộc sống của chúng ta: “  Thiết bị cảm biến khí gas và phòng chống cháy nổ ”. Với ý tưởng trên em mong muốn được góp phần bảo vệ  cho những gia đình, tập  thể hay công ty có sử dụng khí Gas được an toàn hơn. Mạch phát hiện sự rò rỉ khí   Gas sẽ cảnh báo cho chúng ta biết được có khí gas bị rò rỉ ra khỏi bình chứa hoặc  ống dẫn để tránh được những tai nạn đánh tiếc xảy ra.  2
  3. LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực hiện Đồ án điện tử 1  . chúng  e đã tìm hiểu bổ xung  và   học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm về  việc thiết kế   thực hiện và thi  công thiết bị “ Cảnh báo khi gas và phòng chống cháy nổ “ .   Do điều kiện về thời gian và kiến thức còn hạn chế  nên đề  tài của chúng   em chỉ  dừng lại  ở  mức nghiên cứu, thiết kế  và mô phỏng bằng mô hình. Trong  thời gian thực hiện đồ  án, chúng em đã tham khảo ý kiến của giảng viên hướng   dẫn, tìm hiểu tài liệu và sự hỗ trợ góp ý từ giảng viên cũng như bạn bè và các anh   chị đi trước. Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi sai sót,  chúng em rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và các bạn để đồ án của   chúng em được hoàn thiện hơn, và tạo lập cho chúng em có một cơ sở nhìn nhận   về khả năng, kiến thức, từ đó có hướng phấn tốt hơn cho các đồ án tiếp theo. Chúng em xin chân thành cảm  ơn các thầy cô trong khoa Điện Tử  Viễn   Thông Trường Đại Học Điện Lực đã dạy bảo, truyền đạt kiến thức cho chúng em  trong suốt quá trình học tập, các thầy cô đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho chúng em  trong quá trình thực hiện Đồ án điện tử. Đặc biệt , chúng em xin gửi lời chân thành cảm ơn đến thầy giáo Ths. Đinh  Văn Tuấn  – Giảng viên trường Đại học Điện Lực đã trực tiếp hỗ  trợ, tận tình  hướng dẫn, giúp đỡ và bổ  sung kiến thức cho chúng em trong quá trình thực hiện  và hoàn thiện đồ án này.    Trong quá trình thực hiện đồ án không tránh khỏi sai sót, rất mong nhận  được sự góp ý của thầy cô và các bạn . 3
  4.   Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô và các bạn ! NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………....                                                                             Hà Nội, ngày   tháng   năm 2018                                                                                   Giảng viên hướng dẫn               (ký, ghi rõ họ tên) 4
  5. PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ STT Mã SV Họ đệm Tên Lớp Chức Nhiệm vụ vụ Xây dựng sơ đồ khối  Nhóm chức năng 1 1581510139 Hoàng Đức Thanh D10­ĐTVT1 trưởng Thiết kế mạch sản phẩm, lập trình. . Lựa chọn module   Thành linh kiện 2 1581510130 Nguyễn Thanh Nhật D10­ĐTVT1 viên  Làm vỏ hộp, viết  báo cáo Vẽ mạch test,lập Thành trình, gia công mạch .  3 1581510125 Nguyễn Thế Mạnh D10­ĐTVT1 viên lắp giáp thiết bị .   5
  6. MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU.......................................................................................................1 LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................2 NHẬN XÉT...........................................................................................................3 MỤC LỤC.............................................................................................................4    BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC.......................................................................5 DANH MỤC HÌNH ẢNH.....................................................................................6 DANH MỤC VIẾT TẮT.......................................................................................7 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI............................................................8 1.1. LÝ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI.........................................................................8 1.2. GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI..............................................................................8 1.3.MỤC TIÊU ĐỒ ÁN.........................................................................................9 .................................................................................................................................. CHƯƠNG II: THIẾT KẾ ĐỀ TÀI.....................................................................10 2.1. CHỨC NĂNG BỘ THIẾT BỊ......................................................................10 2.2. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG............................................................................10 2.2.1. SƠ ĐỒ KHỐI CHỨC NĂNG...................................................................10 2.2.2. GIỚI THIỆU VỀ Board Arduino mega 2560............................................11 2.2.3. LỰA CHỌN LINH KIỆN & MODULE...................................................15 2.2.4. THIẾT KẾ MẠCH NGUYÊN LÝ............................................................21 2.2.5. THIẾT KẾ MẠCH IN...............................................................................22 2.2.6. THIẾT KẾ VỎ HỘP.................................................................................23 2.3 THIẾT KẾ PHẦN MỀM...............................................................................24 2.3.1VIẾT MàNGUỒN......................................................................................24 2.4. KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ..........................................................................28 2.4.1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC.............................................................................28 2.4.2 ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM............................................................................30 .................................................................................................................................. TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................30 DANH MỤC HÌNH ẢNH 6
  7. Hình 2.1: Sơ đồ khối chức năng bộ thiết bị ......................................................9 Hình 2.2.2.1 Board Arduino mega2560.............................................................14 Hình 2.2.3.1 Module cảm biến khí gas.............................................................15 Hình 2.2.3.2 Module cảm biến nhiệt độ..........................................................17 Hình 2.2.3.3 Module relay 2 kênh......................................................................18 Hình 2.2.3.4  Màn hình LCD 16*2....................................................................19 Hình 2.2.3.5 Module I2C...................................................................................21 Hình 2.2.4.1 Khối nút bấm điều khiển............................................................21 Hình 2.2.4.2 . Khối còi báo...............................................................................22 Hình 2.2.4.3 . Khối cung cấp nguồn cho các module......................................22 Hình2.2.5.1 . Măt trước và sau của mạch in....................................................23 Hình 2.2.6.1 Hộp sản phẩm..............................................................................23 Hình 2.4.1.1 .Thiết bị được lắp ráp hoàn chỉnh................................................29 Hình 2.4.1.2 . Demo sản phẩm.........................................................................29 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT AC Alternating Current Dòng điện xoay chiều AVR Automatic Voltage Regulator    Tự động điều chỉnh điện áp DC Direct Current Dòng điện một chiều IC  Integrated Circuit Vi mạch 7
  8. GND  Ground  Đất LCD Liquid Crystal Display LED  Light Emitting Diode                 Diode phát quang VĐK                                       Vi điều khiển IDE Integrated  Development  Môi trường phát triển tích hợp  Environment   SRAM Static Random Memory   Bộ nhớ ngẫu nhiên tĩnh EEPROM Electrically Erasable Bộ nhớ chỉ đọc có  Programmable Read­Only thể lập trình, xóa Memory bằng tín hiệu điện  IDE Integrated Development  Môi trường phát triển  Environment hợp nhất SPI Serial Peripheral Interface Chuẩn giao tiếp ngoại vi nối tiếp CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 . Lý do lựa chọn đề tài Ngày nay với sự  phát triển vượt bậc của khoa học kỹ  thuật, điện tử  đã được  ứng dụng  ở  rất nhiều lĩnh vực trong thực tế  để  phục vụ  nhu cầu : chăm sóc sức  khỏe, bảo vệ tính mạng và tài sản cho con người. 8
  9.   Khi đời sống con người được cải thiện thì việc sử dụng bếp gas hay các sản   phẩn của gas làm nhiên liệu đun nấu đang phổ  biến. Bên cạnh việc tiện lợi của  gas, một vấn đề khác của gas cũng được quan tâm đó là : an toàn khi sử dụng gas.  Khi con người tiếp xúc trực tiếp với khí gas (vượt quá một nộng độ cho phép nhất  định) trong thời gian dài thì rất dễ  bị  ngộ  độc gas và có thể gây tử  vong. Không  những vậy khí gas rò rỉ vào trong không khí có thể dễ dàng bắt lửa và gây cháy nổ,  ảnh hưởng nghiêm trọng tới an toàn của người sử  dụng cũng như  những người  xung quanh. Vì vậy, vấn đề  phát hiện và xử lý sự  cố rò gas là một việc rất cần  thiết với người thường xuyên sử  dụng gas. Đặc biệt là các bạn sinh viên thường  sử  dụng cácbình gas mini  không  đảm bảo chất lượng, có thể  rò rỉ gas bất cứ  khi nào. Xuất phát từ ý tưởng và tình hình thực tế  em thấy đây là một đề  tài hay,  có tính  ứng dụng cao và có thể  phát triển nên em đã chọn đề  tài nàylàm đề  tài   chính trong đồ án môn học.   Để khắc phục sự cố của khí gas khi sử dụng chúng em đã làm ra thiết bị cảnh   báo rò rỉ khí gas, thiết bị này giúp chúng ta dễ dàng  nhận biết khí gas khi bị rò rỉ,   được sử dụng trong các tòa nhà và hộ gia đình. 1.2 . Giớ thiệu về đề tài . Như thầy cô và mọi người đã biết trong cuộc sống xã hội hiện đại ngày nay  vấn đề sử dụng khí đốt ( ở đây chúng ta đang nói đến là khí Gas )  trong việc lấu ăn  hàng ngày và hay cả sử dụng khí đốt cho các ngành công nghiệp đang rất phổ biết .  Như ngày xưa khoảng 15 năm về trước  thì chỉ có thành phố mới sử dụng khí đốt  cho nấu ăn hay nhưng cho nhưng ngành công nghiệp  . còn nông thôn thường sử  dụng bếp rạ  và củi cho việc đun lấu thì nay gần như  từ  quê lên phố  thì 99% sử  dụng khí đốt cho bếp lúc đun lấu  . nên khi khí gas bị rò rỉ ra ngoài khả năng cháy   nổ  là rất cao vì chỉ  cần có tia nửa điện từ  các  ổ  cắm hay thiết bị  điện hay một   đoạn dây bị  hở sỉnh ra tia lửa điện là khả  năng hỏa hoạn cho ngồi nhà là rất cao   ảnh hưởng đến tài sản và tính mạng con người . vì thế  Đề  tài nghiên cứu của  9
  10. chúng em nhằm phần nào đó việc phát hiện hiện khí gas và ngăn chặn hỏa hoạn   cho cho người và tài sản . Với nội dung chính của đề  đó là khi phát hiện có khí gas thiết bị  sẽ  bật còi  báo cho người trong nhà biết được khí gas đang bị  rò rỉ  đểkhắc phục và bật quạt  thông gió thông qua việc đóng ngắt relay khi phát hiện có khi gas . khi trong phòng  có cháy thường thì nhiệt độ không khí trong phòng tăng rất nhanh và độ  ẩm giảm   xuống ngưỡng cho phép được setup trước thì thiết bị  sẽ  bật máy bơm nước làm  phun quang phòng để hạn nhiệt độ phòng và chữa cháy . 1.3 . Mục tiêu đồ án . . Mục tiêu đồ án chúng em đặt ra sau khi hoàn thành xong là:  Mục tiêu cá nhân: ­ Nắm bắt được cấu trúc phần cứng, sơ  đồ  khối, nguyên lý làm việc   của mạch điều khiển. ­ Tìm hiểu về lập trình Arduino  ­ Biết cách làm một đồ  án hoàn chỉnh phục vụ  cho việc làm đồ  án tốt  nghiệp về sau.  Mục tiêu sản phẩm: ­ Sản phẩm hoạt động ổn định với đầy đủ các chức năng cần thiết cho   việc “ cảnh báo khí gas và phòng chống cháy nổ “ . ­ Sản phẩm nhỏ, gọn, mang tính thẩm mỹ cao. ­ Giá thành sản phẩm phù hợp với người tiêu dùng hiện nay. 10
  11. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ ĐỀ TÀI 2.1. CHỨC NĂNG THIẾT BỊ Sau khi hoàn thiện bộ thiết bị cảnh báo khí ga và phòng chống cháy nổ sẽ có  các chức năng sau :  Thực hiện chức năng cảnh báo khi phát hiện có khí gas và bật quạt thông gió  hút khí gas ra khỏi phòng .  Khi nhiệt độ phòng lớn hơn nhiệt độ setup ( vì nhiệt độ phòng thường không  quá 45°C ) thì đóng Relay2 bật máy bơm phun nước để  hạ  nhiệt độ  trong  phòng và dập lửa . 2.2. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 2.2.1. Sơ đồ khối chức năng Hình 2.2.1. Sơ đồ khối chức của thiết bị 11
  12. 2.2.2. Giới thiệu về board Arduino mega2560 .  Giới thiệu về Arduino  Arduino là một board mạch vi xử  lý được sinh ra tại thị  trấn Ivrea  ở  Ý,   nhằm xây dựng các  ứng dụng tương tác với nhau hoặc với môi trường được  thuận lợi hơn. Phần cứng bao gồm một board mạch nguồn mở được thiết kế  trên nền tảng vi xử lý AVR Atmel 8bit, hoặc ARM Atmel 32­bit. Những Model   hiện tại được trang bị  gồm 1 cổng giao tiếp USB, 6 chân đầu vào analog, 14   chân I/O kỹ thuật số tương thích với nhiều board mở rộng khác nhau . a . Phần cứng của Arduino Một mạch Arduino bao gồm một vi điều khiển AVR với nhiều linh kiện   bổ sung giúp dễ dàng lập trình và có thể mở rộng với các mạch khác. Một khía  cạnh quan trọng của Arduino là các kết nối tiêu chuẩn của nó, cho phép người   dùng kết nối với CPU của board với các module thêm vào có thể  dễ  dàng  chuyển đổi, được gọi là shield. Vài shield truyền thông với board Arduino trực   tiếp thông qua các chân khác nhau, nhưng nhiều shield được định địa chỉ thông  qua serial bus I²C­nhiều shield có thể  được xếp chồng và sử  dụng dưới dạng  song song. Arduino chính thức thường sử  dụng các dòng chip megaAVR, đặc  biệt   là   ATmega8,   ATmega168,   ATmega328,   ATmega1280,   và   ATmega2560.  Một vài các bộ  vi xử lý khác cũng được sử  dụng bởi các mạch Aquino tương  thích. Hầu hết các mạch gồm một bộ điều chỉnh tuyến tính 5V và một thạch  anh dao động 16 MHz (hoặc bộ  cộng hưởng ceramic trong một vài biến thể),   mặc dù một vài thiết kế như LilyPad chạy tại 8 MHz và bỏ qua bộ điều chỉnh   điện áp onboard do hạn chế  về  kích cỡ  thiết bị. Một vi điều khiển Arduino  cũng có thể  được lập trình sẵn với một boot loader cho phép đơn giản là  upload chương trình vào bộ  nhớ flash on­chip, so với các thiết bị khác thường  phải cần một bộ nạp bên ngoài. Điều này giúp cho việc sử dụng Arduino được  trực tiếp hơn bằng cách cho phép sử dụng 1 máy tính gốc như  là một bộ  nạp   chương trình. ­Theo nguyên tắc, khi sử  dụng ngăn xếp phần mềm Arduino, tất cả  các   board được lập trình thông qua một kết nối RS­232, nhưng cách thức thực hiện  lại tùy thuộc vào đời phần cứng. Các board Serial Arduino có chứa một mạch   12
  13. chuyển đổi giữa RS232 sang TTL. Các board Arduino hiện tại được lập trình   thông qua cổng USB, thực hiện thông qua chip chuyển đổi USB­to­serial như là   FTDI FT232. Vài biến thể, như Arduino Mini và Boarduino không chính thức,   sử  dụng một board adapter hoặc cáp nối USB­to­serial có thể  tháo rời được,  Bluetooth hoặc các phương thức khác. (Khi sử  dụng một công cụ  lập trình vi  điều khiển truyền thống thay vì ArduinoIDE, công cụ  lập trình AVR ISP tiêu   chuẩn sẽ được sử dụng.) ­ Board Arduino sẽ  đưa ra hầu hết các chân I/O của vi điều khiển để  sử  dụng cho những mạch ngoài. Diecimila, Duemilanove, và bây giờ là Uno đưa ra  14 chân I/O kỹ thuật số, 6 trong số đó có thể tạo xung PWM (điều chế độ rộng  xung) và 6 chân input analog, có thể được sử dụng như là 6 chân I/O số. Những  chân này được thiết kế nằm phía trên mặt board, thông qua các header cái 0.10­ inch (2.5 mm). Nhiều shield ứng dụng plug­in cũng được thương mại hóa. Các  board Arduino Nano, và Arduino­compatible Bare Bones Board và Boarduino có  thể  cung cấp các chân header đực  ở  mặt trên của board dùng để  cắm vào các  breadboard. ­Có nhiều biến thể  như  Arduino­compatible và Arduino­derived. Một vài  trong số đó có chức năng tương đương với Arduino và có thể sử dụng để thay  thế qua lại. Nhiều mở rộng cho Arduino được thực thiện bằng cách thêm vào  các driver đầu ra, thường sử  dụng trong các trường học để  đơn giản hóa các   cấu trúc của các 'con rệp' và các robot nhỏ. Những board khác thường tương   đương về  điện nhưng có thay đổi về  hình dạng­đôi khi còn duy trì độ  tương  thích với các shield, đôi khi không. Vài biến thể sử dụng bộ vi xử lý hoàn toàn   khác biệt, với các mức độ tương thích khác nhau. b . Phần mềm của Arduino Môi trường phát triển tích hợp (IDE) của Arduino là một  ứng dụng cross­ platform (đa nền tảng) được viết bằng Java, và từ  IDE này sẽ  được sử  dụng  cho Ngôn ngữ  lập trình xử  lý (Processing programming language) và project   Wiring. Nó được thiết kế để dành cho những người mới tập làm quen với lĩnh  vực phát triển phần mềm. Nó bao gồm một chương trình code editor với các  chức năng như đánh dấu cú pháp, tự động brace matching, và tự động canh lề,  cũng như  compile(biên dịch) và upload chương trình lên board chỉ  với 1 cú   nhấp chuột. Một chương trình hoặc code viết cho Arduino được gọi là một  sketch . 13
  14. ­Các chương trình Arduino được viết bằng C hoặc C++. Arduino IDE đi   kèm với một thư viện phần mềm được gọi là "Wiring", từ project Wiring gốc,   có thể  giúp các thao tác input/output được dễ  dàng hơn. Người dùng chỉ  cần  định nghĩa 2 hàm để tạo ra một chương trình vòng thực thi (cyclic executive) có  thể chạy được: VD : setup(): hàm này chạy mỗi khi khởi động một chương trình, dùng để  thiết  lập các cài đặt loop(): hàm này được gọi lặp lại cho đến khi tắt nguồn board mạch ­Một chương trình điển hình cho một bộ  vi điều khiển đơn giản chỉ  là  làm cho một bóng đèn Led sáng/tắt. Trong môi trường Arduino, ta sẽ  phải  viết một chương trình giống như sau: #define LED_PIN 13 void setup () {   pinMode (LED_PIN, OUTPUT); // Đặt chân 13 làm đầu ra digital } void loop () {   digitalWrite (LED_PIN, HIGH); // Bật LED on   delay (1000); // chờ trong 1 giây (1000 mili giây)   digitalWrite (LED_PIN, LOW); // Tắt LED off   delay (1000); // chờ trong 1s } ­ Một đặc điểm của hầu hết các board Arduino là chúng có một đèn LED và   điện trở  nối giữa chân 13 với đất; một đặc điểm thuận tiện cho nhiều  ứng   dụng đơn giản. Đoạn code  ở  trên không thể  đọc được bởi một compiler C++  chuẩn như là một chương trình đúng, vì vậy khi ta click vào nút "Upload to I/O   board" trong IDE này, một bản copy của đoạn code này sẽ  được ghi vào một  file tạm với một extra include header  ở phía trên cùng và một hàm main () đơn  giản nằm ở phía đáy, để làm cho thàn một chương trình C++ khả dụng. ­Arduino   IDE   này   sử   dụng   GNU   toolchain   và   AVR   Libc   để   biên   dịch  chương trình, và sử dụng avrdude để upload chương trình lên board. ­Vì nền tảng của Arduino là các vi điều khiển của Atmel, cho nên môi  trường phát triển của Atmel, AVR Studio hoặc các phiên bản Atmel Studio mới   hơn, cũng có thể được sử dụng để làm phần mềm phát triển cho Arduino. 14
  15.  Arduino mega2560 Hình 2.2.2.1 Board Arduino mega2560 Arduino Mega 2560 là phiên bản nâng cấp của Arduino Mega hay còn gọi là  Arduino Mega 1280. Sự khác biệt lớn nhất với Arduino Mega 1280 chính là chip  nhân.   Ở   Arduino   Mega   1280   sử   dụng   chip   ATmega1280   với   flash   memory   128KB, SRAM 8KB và EEPROM 4 KB.* Ngắt ngoài : 6 chân Bộ nhớ Flash: 256 KB, 8KB sử dụng cho Bootloader SRAM: 8 KB EEPROM: 4 KB Nguồn nuôi mạch: 5VDC từ  cổng USB hoặc nguồn ngoài cắm từ  giắc   tròn DC 15
  16. Arduino Mega 2560 là sản phẩm tiêu biểu cho dòng mạch Mega là dòng bo   mạch có nhiều cải tiến so với Arduino Uno (54 chân digital IO và 16 chân  analog IO). Đặc biệt bộ nhớ flash của MEGA được tăng lên một cách đáng kể,  gấp 4 lần so với những phiên bản cũ của UNO R3. Điều này cùng với việc   trang bị 3 timer và 6 cổng interrupt khiến bo mạch Mega hoàn toàn có thể  giải   quyết được nhiều bài toán hóc búa, cần điều khiển nhiều loại động cơ và xử lý  song song nhiều luồng dữ liệu số cũng như tương tự Ngoài việc phát triển được ưu tiên, việc kế  thừa cũng được đặc biệt lưu   ý. Trên mạch MEGA các chân digital vẫn từ  0­13, analog từ  0­5 và các chân  nguồn tương tự thiết kế của UNO. Do vậy chúng ta dễ dàng phát triển nghiên  cứu theo kiểu gắp ghép module từ Arduino UNO bê sang Arduino mega. Ngoài  ra,  ở  phiên bản này, các nhà thiết kế  đã mạnh dạn thay đổi thiết kế. Để  có  thêm được nhiều vùng nhớ  và nhiều chân IO hơn, một con chip khác đã thay  thế cho Atmega1280. Theo dòng phát triển của vi điều khiển nhúng, những dự  án lớn cần nhiều dung lượng flash hơn. Do vậy, Arduino Mega 2560 ra đời  với sứ mệnh giải những bài toán như thế.  Arduino Mega được thiết kế cho nhiều dự án khó.Với 54 chân I/O kĩ thuật   số, 16 chân analog, cùng không gian khá rộng để bạn có thể tích hợp các mạch   điện tử của dự án của bạn lên đó. Tính năng nổi bật của Arduino Mega 2560 R3  Arduino   Mega   2560   là   board   mạch   vi   điều   khiển,   xây   dựng   dựa   trên  Atmega 2560. Nó có 54 chân I/O (trong đó có 15 chân có thể sử dụng làm chân  ouput với chức năng PWM), 16 chân đầu vào Analog, 4 UART, 1 thạch anh   16Mhz, 1 cổng USB, 1 jack nguồn, 1 header, 1 nút nhấn reset. Nó chứa mọi   thứ cần thiết hỗ trợ cho người lập trình vi điều khiển, đơn giản chỉ việc kết   nối nó với máy tính bằng cable USB là có thể bắt đầu học tập. Mach Arduino  2560 sử dụng tương thích với phần lớn các Shield của Arduino UNO . 2.2.3 Lựa chọ linh kiện và các module .  Cảm Biến Khí Gas 16
  17. Hình 2.2.3.1 Module cảm biến khí gas ­ Đặc tính kỹ thuật : + Nguồn cung cấp:  2.5 V ~ 5V. + Tích hợp MQ –5 gas Sensor. + Kích thước : 40mm * 21mm. + Led báo hiệu. + Chân DOUT : digital output. + Chân AOUT : analog output. + Chân GND: đất chung. + Chân VCC: kết nối nguồn 2.5 V ~ 5V. ­Nguyên lí hoạt động : Khi cảm biến hoạt động nó sẽ truyền tín hiệu từ các chân DOUT và AOUT  của mình về vi điều khiển. 17
  18. ­ Tín hiệu DOUT: + Tín hiệu thấp : có khí gas. + Tín hiệu cao : không có khí gas. ­ Tín hiệu AOUT: cho tín hiệu tương tự. Và khi có khí gas 2 đèn LED trên module sẽ phát sáng  Cảm Biến Nhiệt Độ DTH11 ­ DHT11 là cảm biến nhiệt độ, độ ẩm rất thông dụng hiện nay vì chi phí rẻ  và rất dễ  lấy dữ liệu thông qua giao tiếp 1­wire ( giao tiếp digital 1­wire   truyền dữ liệu duy nhất). Cảm biến được tích hợp bộ tiền xử lý tín hiệu   giúp dữ liệu nhận về được chính xác mà không cần phải qua bất kỳ tính  toán nào . Hình 2.2.3.2 Module cảm biến nhiệt độ Thông số sản phẩm: + Điện áp hoạt động: 3V­5V (DC). + Dải độ ẩm hoạt động: 20% ­ 90% RH, sai số ±5% RH. + Dải nhiệt độ hoạt động: 0˚C ~ 50˚C, sai số ±2˚C. + Khoảng cách truyền tối đa: 20m. ­ Cách điều khiển : 18
  19. + DHT11 gửi và nhận dữ liệu với một dây tín hiệu DATA, với chuẩn dữ  liệu truyền 1 dây này, chúng ta phải đảm bảo sao cho ở chế độ chờ  (idle) dây DATA có giá trị ở mức cao, nên trong mạch sử dụng DHT11,  dây DATA phải được mắc với một trở kéo bên ngoài(thông thường giá  trị là 4.7kΩ). + Dữ liệu truyền về của DHT11 gồm 40bit dữ liệu theo thứ tự: 8 bit  biểu thị phần nguyên của độ ẩm + 8 bit biểu thị phần thập phân của  độ ẩm + 8 bit biểu thị phần nguyên của nhiệt độ + 8 bit biểu thị phần  thập phân của nhiệt độ + 8 bit check sum. Ví dụ: ta nhận được 40 bit dữ liệu như sau: 0011 0101     0000 0000     0001 1000     0000 0000     0100 1101 Tính toán: 8 bit checksum 0011 0101 + 0000 0000 + 0001 1000 + 0000 0000 = 0100 1101 Độ   ẩm: 0011 0101 = 35H = 53% (ở  đây do phần thập phân có giá trị  0000   0000,nên ta bỏ qua không tính phần thập phân). Nhiệt độ: 0001 1000 = 18H = 24°C (ở đây do phần thập phân có giá trị 0000  0000, nên ta bỏ qua không tính phần thập phân).  Module RELAY Mạch Relay 1­2­4­8 Kênh gồm Relay hoạt động tại điện áp 5VDC, chịu  được hiệu điện thế lên đến 250VAC 10A. Có opto và transistor cách ly giúp  cho việc sử dụng trở nên an toàn với board mạch chính, mạch được sử dụng  để  đóng ngắt nguồn điện công suất cao AC hoặc DC. Module relay được  thiết kế  chắc chắn, khả  năng cách điện tốt. Trên module đã có sẵn mạch  kích relay sử dụng transistor và IC cách ly quang giúp cách ly hoàn toàn mạch  điều khiển (vi điều khiển) với rơ  le bảo đảm vi điều khiển hoạt động  ổn  định. Có  sẵn header rất tiện dụng khi kết nối với vi điều khiển. 19
  20. Hình 2.2.3.3 Module relay 2 kênh  THÔNG SỐ KỸ THUẬT Đầu vào:  ­ Điện áp nuôi : 5VDC  ­ Tín hiệu vào điều khiển: 0V    + Tín hiệu là 0: thì Relay đóng    + Tín hiệu là 1 : thì Relay mở   Đầu ra:     + Tiếp điểm relay 220V 10A ( Lưu ý tiếp điểm , không phải điện áp ra)    + NC : Thường đóng    + NO: Thường mở    + COM: Chân chung    Ký hiệu nguồn:    + VCC, GND là nguồn nuôi Relay     + In là chân tín hiệu điều khiển  LCD 16*2 và Module chuyển đổi I2C cho LCD 16*2  LCD 16*2 LCD text 1602 một sản phẩm quen thuộc với những người mới học   và muốn thực hiện các dự  án về  điện tử, lập trình. Với khả  hiển thị  2   dòng với mỗi dòng 16 ký tự, đồng thời có rất nhiều ví dụ  mẫu được  cộng đồng Arduino xây dựng sẵn sẽ giúp người mới sử dụng làm quen  20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2