Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
1/ Sơ đồ khối tổng quát

1/ Sơ đồ khối tổng quát

Tải bản đầy đủ - 0trang

3.1.1/ Khối nguồn

Khối nguồn được thiết kế riêng dùng LM2596S cho phép cung cấp điện áp ổn

định 5V-2A với điện áp ngõ vào thay đổi từ 4.5-30V. Mạch được thiết kế nhằm giảm

thiểu sai số do mạch không ổn định của điện áp cung cấp cho mạch để hạn chế sự gia

tăng đợt ngợt gây hỏng linh kiện.



Hình 3.1.1a: Khới nguồn

* Thơng sớ kỹ thuật LM2596S

- Kích thước: 4.3 x 3 x 1.2 (cm)

- Dòng ra tới đa: 3A (có thể gắn tản nhiệt cho IC để tăng dòng đầu ra cực đại)

- Công suất: 20W

- Dài điện áp đầu vào: 3-40V

- Dải điện áp ra: có thể tùy chỉnh điện áp ra từ 1.23-37 V

- Mạch ổn áp LM2596S là mạch nguồn giảm áp sử dụng IC ổn áp LM2596S

+ Áp ra có thể điều chỉnh bằng biến trở

+ IC LM2596 là IC nguồn xung có chu kỳ đóng/ngắt lên đến 125Khz cho hiệu

suất làm việc cao.

Mạch nguồn có nguyên tắc đi qua các phần thứ tự sau:

1) Biến áp ( điều chỉnh điện áp cho phù hợp)

2) Chỉnh lưu (biến đổi dòng xoay chiều thành dòng 1 chiều)

3) Lọc nhiễu cao và trự điện tốt

39



4) Ổn áp (ổn định dòng điện)

LM2596 có 4 chân: 2 chân đầu vào (IN+ và IN-) và 2 chân đầu ra (OUT+ và

OUT-).



Hình 3.1.1b: Sơ đồ ổn áp

3.1.2/ Khối vi điều khiển và khối hiển thị LCD

Vi điều khiển là Arduino UNO, điều khiển các khối cảm biến, khối động cơ, khối

hiển thị LCD, khối giap tiếp điện thoại.

a/ Vi điều khiển Arduino

Ở đây, em dùng vi điều khiển là Arduino UNO, một vi điều khiển phổ biến, đang

phát triển hiện nay và cũng rất dễ sử dụng, lập trình cho nó.



Hình 3.1.2: Vi điều khiển Arduino

Arduino UNO gồm: 14 chân digital (D0 đến D13) và 6 chân analog (A0 đến A5).

Trong đó:

40



- 2 chân digital D2 và D3 lần lượt nối với TX và RX của Module sim900.

- 6 chân digital tiếp theo từ D4 đến D9 lần lượt nối với DB7, DB6, DB5, DB4, E

và RS của màn hình hiển thị LCD 1602.

- 2 chân digital D10 và D11 sẽ được nối với module cảm biến mưa và cảm biến

PIR HC-SR501.

- 2 chân digital còn lại D12 và D13 nới với 2 đợng cơ servo để đóng/mở cửa sổ

và cửa chính khi nhận tín hiệu từ module cảm biến mưa và cảm biến PIR HC-SR501.

- 1 chân analog A0 nối với cảm biến nhiệt độ LM35.

Nguồn vào Arduino UNO được cấp nguồn 9V-2A thông qua ổn áp đồng thời

giảm áp là LM2596.

b/ Kết nối LCD 1602 với Arduino UNO

Sơ đồ nối dây kết nới giữa màn hình LCD 1602 với Arduino UNO như hình trên.

- DB7, DB6, DB5, DB4, E, RS lần lượt được nối với các chân digital D4, D5,

D6, D7, D8, D9 của Arduino UNO.

- 2 chân VSS và RW sẽ được nối vào chân GND của biến trở 10K và được đưa

vào mass của Arduino UNO.

- V0 được gắn với chân giữa của biến trở 10K dùng để điều chỉnh đợ tương phản

đợ sáng đèn màn hình LCD 1602.

- VDD nối với nguồn 5V của Arduino.

3.1.3/ Khối cảm biến

a/ Cảm biến nhiệt độ LM35

Cảm biến nhiệt độ LM35 gồm 3 chân: VCC, VOUT, GND.

- Chân VCC được nối với nguồn 5V của Arduino UNO

- Chân VOUT được nối với chân analog A0 của Arduino UNO



41



Hình 3.1.3a: Cảm biến nhiệt độ LM35

- Chân GND nối với GND của Arduino

Khi nhiệt đợ của mơi trường thay đổi thì chân A0 của Arduino sẽ nhận tín hiệu từ

chân VOUT của LM35 và hiển thị nhiệt độ vừa đọc được lên màn hình LCD 1602.

Từ giá trị ADC đọc được ta quy đổi ngược lại nhiệt độ:

+ Chọn chế độ ADC 10 bit ( ngĩa là ADC có giá trị từ 0 đến 1023)

+ ta có: Read_adc() = 1023  ứng với điện áp 5 (V)

Read_adc() = x



 ứng với điện áp



+ Mặt khác:

Cứ 10 (mV)



(mV)



 ứng với 1oC



 ứng với (oC)



Lập trình với Arduino, dùng cơng thức:

float temperature = (5.0*analogRead(A0)*100.0/1024.0);



Để hiển thị nhiệt đợ lên màn hình LCD 1602:

Lcd.println(nhietdo);



42



(V)



b/ Module cảm biến mưa



Hình 3.1.3b: Module cảm biến mưa

Module cảm biến mưa (Rain sensor) là module cảm biến nhận biết có mưa hay

khơng, thơng qua đó để hiển thị lên màn hình LCD 1602 và kích hoạt đợng cơ

đóng/mở cửa khi có/khơng mưa. Module cảm biến này gồm 1 tấm dùng nhận biết có

mưa hay khơng và 4 chân: VCC, A0, D0, GND.

- VCC và GND được nối lần lượt với nguồn 5V và mass.

- D0 được nối với chân D10 của Arduino UNO

- Ngồi ra, để xác định đợ lớn của giọt nước ta nối chân A0 của cảm biến mưa

vào chân A1 Arduino UNO (có thể nới với các chân A2, A3, A4, A5).

Khi 2 đường kim loại (dương và âm) trên miếng nhận biết được nối với nhau sẽ

báo cho chúng ta có mưa và ngược lại. Trời mưa, cảm biến mưa sẽ truyền tín hiệu cho

VĐK Arduno xửa lý và từ VĐK gửi tín hiệu đến đợng cơ để đóng cửa, tránh bị nước

mưa qua cửa sổ vào nhà.



43



c/ Cảm biến chyển đợng PIR HC-SR501



Hình 3.1.3c: Cảm biến chuyển đợng PIR HC-SR501

Module cảm biến PIR HC-SR501 gồm có 3 chân: VCC, GND và OUT. Trong đó:

VCC và GND sẽ được lần lượt nối với nguồn 3.3V và mass; chân OUT sẽ được gắn

với chân D11 của Arduino UNO.

Module cảm biến này trong đề tài dùng để đóng/mở cửa khi khơng/có người; nó

được đặt phía trên cửa chính. Khi có người đi gần đến cửa, module cảm biến sẽ nhận

biết và truyền tín hiệu đến vi điều khiển Arduino xử lý, sau đó Arduino sẽ truyền tín

hiệu đến đợng cơ để mở cửa; khi khơng nhận biết có người, đợng cơ sẽ tự đợng đóng

cửa lại.

Module cảm biến PIR hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng các tia nhiệt của

các vật thể sống phát ra, khi cảm biến pyroelectric thứ nhất nhận được tia nhiệt, nó sẽ

phát ra tín hiệu và khi nguồn nóng di chuyển ngang, sẽ đến cảm biến pyroelectric thứ

hai và cảm biến pyroelectric 2 nhận được biết rằng đã có mợt nguồn nhiệt di chuyển

ngang và mạch sẽ phát ra tín hiệu điều khiển.

d/ Module sim900

Module sim900 gồm có 7c hân: VCC, GND, PWR, SPK, MIC, TX, RX và GND.



44



Trong đó, VCC sẽ được nối với LM2596 từ nguồn vào 9V-2A; GND nối mass;

chân PWR nới mass có tác dụng khi cấp nguồn cho module sim900 thì module này sẽ



tự đợng boost mà chúng ta không cần phải boost thủ công; chân TX sẽ được nối với

chân D2 của Arduino; chân RX được nối với chân D3 của Arduino.

Hình 3.1.3d: Arduino

Khi nhiệt đợ q cao, trên mức cài đặt thì module sim900 sẽ gọi điện thoại cho

chúng ta để báo hiệu có nguy cơ cháy nổ cao; đồng thời, khi chủ vắng nhà mà ḿn

biết tình trạng nhà mình như thế nào thì có thể gửi tin nhắn theo cú pháp rồi gửi đến số

thuê bao đã được gắn vào module sim900 tại nhà mình, module sim900 nhận và đọc

tin nhắn, truyền tín hiệu cho Arduino kiểm tra các cảm biến tại nhà, sau đó module

sim900 gửi tin nhắn đến sớ th bao của mình để báo cáo tình trạng nhà.



45



3.2/ Thiết kế chương trình

3.2.1/ Lưu đồ giải thuật

Trước khi viết chương trình điều khiển, cần thiết phải có lưu đồ giải thuật để dễ

dàng theo dõi và xử lý chương trình hợp lý, nhanh chóng.



Hình 3.2.1: Lưu đồ giải thuật

3.2.2/ Viết chương trình cho vi điều khiển Arduino

Chương trình được viết bằng phần mềm Arduino IDE dựa vào lưu đồ giải thuật đã

thiết lập. Tham khảo chương trình điều khiển trong phụ lục.



46



Chương 4

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ KHẢO NGHIỆM

Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu. em đã thiết kế và hồn thành mơ hình cảm

biến đa chức năng ứng dụng trong giảng dạy và thí nghiệm. trong chương này chúng

tơi sẽ hồn thiện mơ hình để chạy lấy kết quả khảo nghiệm. 4.1/ Mơ hình mơ phỏng và mơ

hình thực tế



4.1.1/ Mơ hình mơ phỏng



Hình 4.1.1: Mơ hình mơ phỏng

47



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

1/ Sơ đồ khối tổng quát

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×