i
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN
====o0o====
BÁO CÁO ĐỒ ÁN 1
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ MẠCH ĐO NHIỆT ĐỘ SỬ DỤNG BOARD
ARDUINO, HIỂN THỊ TRÊN 4 LED 7 THANH
VÀ TRUYỀN PHÁT KHÔNG DÂY
SỬ DỤNG MODULE nRF24L01
Giáo viên hướng dẫn : TS. …
Sinh viên thực hiện : …
…
Lớp : TĐH2-K56
Hà nội, 11-2013
Mục lục
Trang 2
MỤC LỤC
MỤC LỤC ...................................................................................................................... 2
DANH MỤC HÌNH VẼ ................................................................................................. 4
DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU ...................................................................................... 6
LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................ 7
Chương 1: TỔNG QUAN .............................................................................................. 8
1.1. Giới thiệu chung về Arduino .................................................................................. 8
1.2. Giới thiệu về board Arduino Uno ........................................................................... 9
1.3. Giới thiệu về board Arduino Nano ....................................................................... 10
1.4. Giới thiệu về IC 74HC595 ................................................................................... 12
1.5. Giới thiệu về cảm biến nhiệt độ LM35 ................................................................. 13
1.6. Giới thiệu về module truyền phát nRF24L01 ....................................................... 15
1.6.1. Thông số kỹ thuật: ......................................................................................... 15
1.6.2. Phân tích........................................................................................................ 16
1.7. Giới thiệu chung về phần mềm mô phỏng Proteus ............................................... 17
1.8. Thư viện Arduino trong Proteus ........................................................................... 18
1.9. Giới thiệu về Arduino IDE và ngôn ngữ lập trình cho Arduino ............................ 19
Chương 2: THIẾT KẾ, LẬP TRÌNH VÀ LẮP ĐẶT MẠCH ĐO NHIỆT ĐỘ
VÀ TRUYỀN PHÁT KHÔNG DÂY........................................................................... 22
2.1. Thiết kế mạch trên Proteus................................................................................... 22
2.1.1. Thiết kế mạch đo nhiệt độ không truyền phát ................................................ 22
2.1.2. Thiết kế mạch đo nhiệt độ truyền phát không dây với module nRF24L01 ..... 25
2.2. Lập trình cho mạch đo nhiệt độ ............................................................................ 27
2.2.1. Lập trình cho mạch đo nhiệt độ không truyền phát có cảnh báo
giới hạn trên và dưới ............................................................................................... 27
2.2.2. Lập trình cho mạch đo nhiệt độ có truyền phát không dây ............................. 30
a. Các thư viện sử dụng: ...................................................................................... 30
Mục lục
Trang 3
b. Vấn đề lập trình truyền phát không dây với nRF24L01 ................................... 30
2.3. Lắp đặt mạch đo nhiệt độ và thử nghiệm trên test board ...................................... 33
2.3.1. Lắp đặt và thử nghiệm mạch đo nhiệt độ không truyền phát .......................... 33
2.3.2. Lắp đặt và thử nghiệm mạch đo nhiệt độ có truyền phát với nRF24L01 ........ 36
a. Lắp đặt mạch truyền (Transmitter) và mạch nhận (Receiver) ........................... 36
b. Quá trình thử nghiệm ....................................................................................... 38
2.4. Chi phí thực hiện đề tài ........................................................................................ 44
Chương 3: TỔNG KẾT ............................................................................................... 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 48
PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 49
Danh mục hình vẽ
Trang 4
DANH MỤC HÌNH VẼ
Chương 1: TỔNG QUAN
Hình 1.1: Những thành viên khởi xướng Arduino. ........................................................... 8
Hình 1.2. Board Arduino Uno. ......................................................................................... 9
Hình 1.3. Board Arduino Nano. ..................................................................................... 11
Hình 1.4. Cấu tạo IC 74HC595. ..................................................................................... 12
Hình 1.5. Cảm biến LM35. ............................................................................................ 14
Hình 1.6. Sơ đồ chân cảm biến LM35. ........................................................................... 14
Hình 1.7. Module nRF24L01. ........................................................................................ 15
Hình 1.8. Sơ đồ chân module nRF24L01. ...................................................................... 17
Hình 1.9. Giao diện khởi động phần mềm Proteus. ........................................................ 18
Hình 1.10. Các linh kiện trong thư viện Arduino cho Proteus. ....................................... 19
Hình 1.11. Giao diện phần mềm Arduino IDE. .............................................................. 20
Chương 2: THIẾT KẾ, LẬP TRÌNH VÀ LẮP ĐẶT MẠCH ĐO NHIỆT ĐỘ
VÀ TRUYỀN PHÁT KHÔNG DÂY
Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý mạch đo nhiệt độ không truyền phát thiết kế trên Proteus. .... 23
Hình 2.2. Mô phỏng hiển thị nhiệt độ trên Proteus. ........................................................ 24
Hình 2.3. Mô phỏng mạch đo nhiệt độ không truyền phát có thêm chức năng
cảnh báo giới hạn nhiệt độ bằng đèn led......................................................................... 25
Hình 2.4. Mạch đo nhiệt độ không truyền phát lắp đặt trên test board. ........................... 34
Hình 2.5. Chế độ hiển thị nhiệt độ thang Celsius (oC) trên mạch đo nhiệt độ.................. 35
Hình 2.6. Hiển thị nhiệt độ thang Fahrenheit (oF) trên mạch đo nhiệt độ. ....................... 36
Hình 2.7. Mạch transmitter lắp đặt trên test board. ......................................................... 37
Hình 2.8. Mạch Transmitter hiển thị nhiệt độ đo được. .................................................. 37
Hình 2.9. Mạch Receiver lắp đặt trên test board sau khi được cấp nguồn điện. .............. 38
Hình 2.10. Mạch Transmitter và Receiver khi chưa được cấp nguồn điện. ..................... 39
Danh mục hình vẽ
Trang 5
Hình 2.11. Hoạt động của 2 mạch Transmitter và Receiver trong
quá trình thử nghiệm. ..................................................................................................... 40
Hình 2.12. Hoạt động của mạch Transmitter. ................................................................. 41
Hình 2.13. Hoạt động của mạch Receiver. ..................................................................... 41
Hình 2.14. Toàn cảnh quá trình đo, truyền - phát, hiển thị nhiệt độ của
mạch Transmitter và Receiver........................................................................................ 42
Hình 2.15. Giao diện hiển thị của mạch Transmitter qua chức năng Serial Monitor
của Arduino IDE. ........................................................................................................... 43
Hình 2.16. Giao diện hiển thị của mạch Receiver qua chức năng Serial Monitor
của Aruino IDE. ............................................................................................................. 44
Hình 2.17. Giao diện hiển thị trên máy tính của cả mạch Transmitter
và mạch Receiver. .......................................................................................................... 44