ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CNKT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO VÀ CẢNH BÁO NỒNG ĐỘ cồn trong hơi thở

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CNKT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO VÀ CẢNH BÁO NỒNG ĐỘ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CNKT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO VÀ CẢNH BÁO NỒNG ĐỘ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CNKT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO VÀ CẢNH BÁO NỒNG ĐỘ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO VÀ CẢNH BÁO NỒNG ĐỘ

skkn Tiểu Luận PRO(123docz.net)

LỜI CẢM ƠN

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những

sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác.Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập tại trường đến nay, em đã nhậnđược rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc đối với các thầy

cô của trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội, đặc biệt là các thầy cô khoa đãtạo điều kiện cho em để em có thể hoàn thành tốt bài báo cáo đồ án tốt nghiệpnày Và em cũng xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Ngọc Anh đã nhiệt tìnhhướng dẫn em hoàn thành tốt bài báo cáo

Trong quá trình làm báo cáo khó tránh khỏi sai sót, rất mong các Thầy,

Cô bỏ qua Đồng thời kinh nghiệm thực tiễn của em còn hạn chế nên đồ ánkhông thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến đónggóp của Thầy, Cô để em học thêm được nhiều kinh nghiệm cho phát triển saunày

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2021Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Thư

skkn Tiểu Luận PRO(123docz.net)

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐO VÀ CẢNH BÁO

1.1.2 Những thiết bị đang có trong thực tế và hạn chế 1

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐO VÀ

skkn Tiểu Luận PRO(123docz.net)

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÔ HÌNH THIẾT BỊ ĐO VÀ CẢNH BÁO

3.2 Sơ đồ nguyên lí của thiết bị đo và cảnh báo nồng độ cồn 27

skkn Tiểu Luận PRO(123docz.net)

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG BIỂU

Hình 1 2: Máy đo nồng độ cồn TigerDirect ATAMT6100 2

Hình 2 1: Cảm biến MQ-3 5

Hình 2 3: Hình thực tế và sơ đồ nguyên lý của cảm biến MQ-3 7

Hình 2 5: Một số hình ảnh minh họa hoạt động của MQ-3 8Hình 2 6: Mặt trước và mặt sau cảumodule cảm biến MQ-3 8Hình 2 7: Hình ảnh sơ đồ nguyên lí của module cảm biến MQ-3 9

Hình 3 1: Sơ đồ khối của thiết bị đo nồng độ cồn trong hơi thở 26

skkn Tiểu Luận PRO(123docz.net)

Bảng 2 1: Các thông số kĩ thuật của cảm biến MQ-36

Bảng 2 2: Bảng chức năng của từng chân và ghép nối chi tiết LCD 11

skkn Tiểu Luận PRO(123docz.net)

LỜI NÓI ĐẦU

Theo thống kê của tổ chức y tế thế giới WHO thì bia rượu là nguyênnhân gây tai nạn hàng đầu cho người tham gia giao thông, đặc biệt ở ViệtNam luôn là quốc gia tiêu thụ lượng bia rượu đứng hàng đầu thế giới Nênviệc tuyên truyền vận động người dân không tham gia giao thông khi đã sửdụng rượu bia là ưu tiên hàng đầu

Với lí do trên, em đã chọn đề tài “Thiết kế, chế tạo thiết bị đo và cảnhbáo nồng độ cồn trong hơi thở” làm đồ án tốt nghiệp Thiết bị sẽ đo và cảnhbáo khi nồng độ cồn trong hơi thở vượt quá ngưỡng cho phép để người điềukhiển phương tiện tham gia giao thông chủ động trong việc giảm thiểu tai nạngiao thông và không vi phạm quy định của luật giao thông Đây cũng là mộttrong những đề tài rất sát với thực tế, mang tính ứng dụng thực tiễn rất cao.Điều đó càng tạo động lực và cảm hứng cho sinh viên tìm tòi và nghiên cứu

Trong đồ án chắc hẳn còn nhiều sai sót, em rất mong nhận được sự chỉbảo, hướng dẫn của các thầy cô cũng như sự đóng góp của các bạn sinh viên

để đồ án hoàn thiện hơn

Em chân thành cảm ơn!

skkn Tiểu Luận PRO(123docz.net)

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt

ADC Analog Digital Converter Bộ chuyển đổi tín hiệu

analog sang digital

Register

Thanh ghi định dạng thiết bị

Environment

Môi trường lập trình

LCD Liquid Crystal Display Màn hình tinh thể lỏng

SMS Short Message Services Tin nhắn văn bản

Asynchronous Receiver/ Transmitter

Truyền thông nối tiếp

I2C Inter Intergrated Circuit Đường bus giao tiếp giữa

các IC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐO VÀ CẢNH BÁO NỒNG

ĐỘ CỒN TRONG HƠI THỞ 1.1 Đặt vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Sự cần thiết của thiết bị trong thực tế

Trong những năm gần đây, số vụ tai nạn giao thông liên quan đến rượu,bia ngày càng tăng Các biện pháp cơ quan chức năng áp dụng cho đến naychưa mang tính triệt để mà chỉ lập các trạm kiểm tra cố định hoặc di động vàkiểm tra ngẫu nhiên các xe lưu thông trên đường bằng hình thức thổi vào máy

đo Biện pháp này không chủ động ngăn chặn kịp thời những lái xe uống rượubia mà vẫn điều khiển xe Mặt khác không thể kiểm tra liên tục tất cả các xelưu thông trên đường cũng như thời gian cần cho mỗi lần kiểm tra kéo dài gâyách tắc giao thông trên đường Các điều luật xử lý những người điều khiểnphương tiện trong tình trạng say rượu bia cũng được nhà nước ban hành Tuynhiên cho tới thời điểm hiện nay việc chấp hành các quy định trên chủ yếutrông chờ vào ý thức tự giác của người điều khiển các phương tiện giao thông.Trong khi đó, mức phạt nồng độ cồn cho ô tô và xe máy đều rất nghiêm khắc.Với xe máy, phạt tiền từ 2.000.000 đồng đến 3.000.000 đồng đối với ngườiđiều khiển xe trên đường mà trong máu hoặc hơi thở có nồng độ cồn vượt quá

50 miligam đến 80 miligam/100 mililít máu hoặc vượt quá 0,25 miligam đến

0,4 miligam/1 lít khí thở Hình phạt bổ sung là bị tước quyền sửdụng Giấy phép lai xe từ 10 tháng đến 12 tháng [1]

Trên thực tế có rất nhiều biện pháp đo nồng độ cồn của người điều khiểnphương tiện giao thông mà các hãng xe đưa ra như: Xác định nồng độ cồn quahơi thở, qua mồ hôi tiếp xúc qua da, trạng thái say rượu qua phản ứng nét mặt

và mắt người quan sát nhờ camera gắn trên vô lăng, trạng thái say rượu quahành vi lái xe, phát hiện nồng độ cồn trong mẫu máu Việc cảnh báo nồng độcồn qua hơi thở không tác động trực tiếp lên cơ thể, không gây cản trở cácthao tác điều khiển, khó chịu cho người lái xe

1.1.2 Những thiết bị đang có trong thực tế và hạn chế

Qua tham khảo các kết quả nghiên cứu, ứng dụng gần đây các phươngpháp xác định nồng độ cồn qua hơi thở hiện đang được sử dụng phổ biến vớicác loại máy đo nồng độ cồn khác nhau như: Máy đo nồng độ cồn TigerDirectATAMT198, máy đo nồng độ cồn TigerDirect ATAMT128

Hình 1 1: Máy đo nồng độ cồn DA 800

Hình 1 2: Máy đo nồng độ cồn TigerDirect ATAMT6100

Hầu hết các máy đo nồng độ cồn chính hãng được bán trên thị trường vớigiá gần 2 triệu đồng mà chỉ có chức năng xác định được nồng độ cồn màkhông có chức năng cảnh báo ngăn chặn người điều khiển phương tiện giaothông vi phạm do sử dụng rượu bia Với giá thành như vậy, việc nghiên cứu,

chế tạo lắp đặt một thiết bị xác định nồng độ cồn qua hơi thở, phát hiện, cảnhbáo, ngăn chặn người điều khiển phương tiện giao thông trong tình trạngnồng độ cồn cao quá mức cho phép là rất cần thiết tại thời điểm hiện nay.

1.1.3 Đặt vấn đề

Các ứng dụng của IoT đang thúc đẩy sự phát triển của các nền tảng đểthực hiện các hệ thống hỗ trợ cuộc sống, cung cấp các dịch vụ hỗ trợ trongcác lĩnh vực để tiến hành các hoạt động hàng ngày, hoạt động tăng cường antoàn và an ninh, cũng như các hệ thống giám sát sức khỏe, y tế và cấp cứu.Mục tiêu chính của đề tài là giám sát việc sử dụng rượu bia của ngườitham gia giao thông nhằm giảm thiểu những hậu quả nghiêm trọng do rượu,bia gây ra Vì vậy, em thực hiện đề tài “Thiết kế, chế tạo thiết bị đo và cảnhbáo nồng độ cồn trong hơi thở” mang lại những chức năng rất cần thiết đểđảm bảo tính mạng và sức khỏe cho mọi người sau khi sử dụng rượu, biacũng như hạn chế sử dụng thức uống có cồn

1.1.4 Mục tiêu của đề tài

Chức năng của thiết bị đo, cảnh báo nồng độ cồn trong hơi thở:

Thứ nhất, xác định được nồng độ cồn có trong hơi thở người lái xe trước

khi khởi động động cơ, truyền tín hiệu sẵn sàng nhận lệnh khởi động động cơ

từ thiết bị thổi đến bộ điều khiển trung tâm

Thứ hai, khi nồng độ cồn cao vượt mức cho phép sẽ kích còi báo động,

đèn sáng, gửi tin nhắn SMS đồng thời gọi khẩn cấp về cho người thân củangười lái xe

Đề tài sử dụng board Arduino Nano làm bộ xử lý trung tâm, cảm biếnnồng độ cồn sẽ đo để truyền tín hiệu về trung tâm xử lí Cùng một số thiết bịđầu ra như tín hiệu phát sáng (đèn), module SIM, còi buzzer nhận tín hiệu từtrung tâm sẽ gửi tin nhắn thông báo đồng thời có cuộc gọi khẩn cấp đến ngườithân kịp thời có những giải pháp phù hợp

1.2 Kế hoạch thực hiện đề tài

- Tìm hiểu tổng quan các thiết bị hiện có, phân tích đặc điểm, từ đó lựachọn giải pháp cho đề tài.

- Mô hình hóa hệ thống

- Thiết kế mạch, sơ đồ khối, mạch nguyên lí, lưu đồ thuật toán và viếtchương trình điều khiển

- Làm mạch in, chạy thử và chỉnh sửa, lắp ráp mạch

- Chỉnh sửa mạch và quyển báo cáo

1.3 Bố cục đề tài

Chương 1: Tổng quan về thiết bị đo và cảnh báo nồng độ cồn trong hơi

thở Chương này tập trung nêu mục tiêu và phương hướng thực hiện đề tài

Chương 2: Cơ sở lí thuyết thiết kế thiết bị đo và cảnh báo nồng độ cồn.

Chương này tập trung vào những lí thuyết liên quan đến đề tài bao gồm cáckiến thức về các linh kiện, thiết bị được sử dụng trong hệ thống như các cảmbiến, thiết bị ngoại vi, mạch điều khiển, phần mềm, ngôn ngữ lập trình liênquan đến đề tài

Chương 3: Thiết kế mô hình thiết bị đo và cảnh báo nồng độ cồn trong

hơi thở Chương này sẽ đi trình bày chi tiết về mô hình của hệ thống bao gồm

sơ đồ khối, nguyên lí hoạt động của hệ thống và thiết kế hệ thống Dựa trênthiết kế đó, tiến hành thi công phần cứng và phần mềm cho hệ thống

⇨ Kết luận và đánh giá kết quả thực hiện được đồng thời đưa ra nhậnxét về những hạn chế và hướng phát triển của đề tài

1.4 Kết luận chương 1

Kết thúc chương 1, em đã tìm hiểu ứng dụng đề tài và các phương pháp

đo nồng độ còn hiện nay Từ đó em đưa ra phương án thiết kế hệ thống chophù hợp với đồ án Sang chương 2 sẽ đi tìm hiểu chi tiết các linh kiện sử dụngtrong hệ thống

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐO VÀ

CẢNH BÁO NỒNG ĐỘ CỒN TRONG HƠI THỞ 2.1 Cảm biến nồng độ cồn.

2.1.1 Khái niệm nồng độ cồn.

Nồng độ cồn là số đo chỉ hàm lượng cồn (etanol) có trong thức uống cócồn (tính theo phần trăm thể tích) Độ cồn được tính theo số ml etanol nguyênchất có trong 100 ml dung dịch ở 20oC

Ở một vài quốc gia, độ cồn được tính theo cấp Gay-Lussac

Cảm biến này cung cấp một đầu ra điện trở tương tự dựa trên nồng độcồn Trong môi trường có nồng độ cồn càng cao, điện trở của cảm biến cànggiảm, độ dẫn điện của cảm biến sẽ cao hơn

Tuy nhiên hiệu ứng phát hiện nồng độ cồn của cảm biến này còn phụthuộc điều kiện nhiệt độ Khi nhiệt độ bề mặt cảm biến được sấy nóng tới

600C, thời gian cần thiết để phát hiện nồng độ cồn kéo dài khoảng 8 giây

Cũng trong môi trường đó, khi nhiệt độ bề mặt cảm biến là 200C thời gianphát hiện nồng độ cồn kéo dài từ 3 đến 5 phút.[4]

❖ Các thông số kĩ thuật của MQ-3:

Bảng 2 1: Các thông số kĩ thuật của cảm biến MQ-3

Điện trở cảm biến 2÷ 20 cồn 0,4 mg/lKΩ tại nồng độ

Tỉ lệ điện trở cảmbiến khi nồng độ cồnbằng 0 và 0,4mg/l

Hình 2 2: Sơ đồ mạch điện của cảm biến

❖ Cấu tạo bên trong:

Cảm biến MQ-3 được cấu tạo bởi ống gốm nhỏ Al2O3, lớp nhạy thiếcdioxit (SnO2), điện cực đo và bộ gia nhiệt được cố định vào một lớp vỏ làmbằng nhựa và thép không gỉ

Có một điện trở trên A và B bên trong cảm biến, điện trở này thay đổikhi phát hiện rượu Càng nhiều rượu, sức đề kháng càng thấp Độ cồn được

đo bằng cách đo điện trở này Cảm biến và điện trở tải tạo thành một bộ chiađiện áp, và điện trở cảm biến càng thấp thì số đọc điện áp sẽ càng cao

Cảm biến có 6 chân, 4 trong số chúng được sử dụng để lấy tín hiệu và 2chân khác đực sử dụng đề cung cấp dòng điện làm nóng.

Hình 2 3: Hình thực tế và sơ đồ nguyên lý của cảm biến MQ-3

❖ Nguyên lí hoạt động:

Nhìn tổng thể lớp cắt ngang bên trong MQ-3, có thể thấy đó là một ốngAlumina được bao phủ bởi thiếc đioxit(SnO2) Và giữ chúng có một điện cựcAurum Có thể thấy cách các dây được kết nối Về cơ bản, ống Alumina vàcuộn dây là hệ thống sưởi ấm, các phần màu vàng, nâu và cuộn dây tronghình

Hình 2 4: Các bộ phận bên trong MQ-3

Nếu cuộn dây được làm nóng, gốm SnO2 sẽ trở thành chất bán dẫn, do

đó có nhiều diện tích di chuyển hơn, có nghĩa là nó đã sẵn sàng để tạo ra dòngđiện nhiều hơn

Sau đó, khi các phân tử rượu trong không khí gặp điện cực nằm giữaalumina và thiếc dioxide, ethanol sẽ đốt cháy thành axit axetic sau đó tạo ranhiều dòng điện hơn Vì vậy, càng có nhiều phân tử rượu, dòng điện tạo racàng lớn

Hình 2 5: Một số hình ảnh minh họa hoạt động của MQ-3

b Module cảm biến MQ-3.

Hình 2 6: Mặt trước và mặt sau cảu module cảm biến MQ-3

❖ Thông số kỹ thuật:

- Điện áp vào: 2,5V - 5V

- Kích thước: 32*22*27mm.

- Nồng độ: 0.05 mg/l ~ 10mg/l rượu

- Nhiệt độ hoạt động: 5V ± 0,1

- Điện áp ra:0 – 5V (nồng độ cồn càng cao thì điện áp ra càng cao)

- Tín hiệu ra: tín hiệu tương tự (D0) và tín hiệu số (A0)

- MQ3 là bộ cảm biến sử dụng SnO2 làm vật liệu cảm ứng nồng độ cồntrong không khí, bộ cảm biến khí sẽ rất nhạy cảm ở những nơi có nồng

độ cồn trong không khí cao

Hình 2 7: Hình ảnh sơ đồ nguyên lí của module cảm biến MQ-3.

❖ Đặc điểm của module:

- Nhạy cảm với rượu và ethanol

- Điện áp đầu ra tăng khi nồng độ khí đo được tăng

- Phản ứng nhanh, ổn định

- Có thể điều chỉnh được độ nhạy cảm của module

- Có thể hiển thị kết quả trên màn hình LCD, OLED

=>Như vậy, em sử dụng cảm biến MQ-3 trong khối đo nồng độ cồn Cảmbiến có nhiệm vụ đo nồng độ cồn trong hơi thở của người lái xe, đưa dữ liệu

về khối xử lí trung tâm

2.2 Màn hình LCD.

2.2.1 Khái niệm màn hình LCD.

Màn hình LCD (Liquid Crystal Display) hay còn gọi là màn hình tinh thểlỏng, được cấu tạo bởi các các điểm ảnh chứa tinh thể lỏng có thể thay đổitính phân cực của ánh sáng và thay đổi cường độ ánh sáng truyền qua khi kếthợp với các kính lọc phân cực

2.2.2 Màn hình LCD 16x2

Hình 2 8: Màn hình LCD 16 x 2

Thiết bị hiển thị LCD 16x2 (Liquid Crystal Display) được sử dụng trongrất nhiều các ứng dụng của vi điều khiển LCD 16x2 có rất nhiều ưu điểm sovới các dạng hiển thị khác như:

- Khả năng hiển thị kí tự đa dạng (chữ, số, kí tự đồ họa)

- Dễ dàng đưa vào mạch ứng dụng theo nhiều giao thức giao tiếp khácnhau.

- Tiêu tốn rất ít tài nguyên hệ thống

- Giá thành rẻ,…

❖ Các tính năng:

- Độ tương phản cao STN 16x2 ký tự LCD

- Tối văn bản trên nền màu vàng-xanh

- Đơn 5,0 V hoạt động cung cấp

- Đèn nền LED

- 5x8 dot ký tự

- HD44780 điều khiển tương đương

- Giao diện 4 hoặc 8 bit

Bảng 2 2: Bảng chức năng của từng chân và ghép nối chi tiết LCD

Chọn chế độ đọc viếtH: Đọc từ LCD vào Vi xử lýL: Đọc từ Vi xử lý vào LCD

2.2.3 Điều khiển hoạt động của LCD

- Điều khiển hoạt động của LCD được điều khiển thông qua 3 tín hiệu E,

RS, RW

- Tín hiệu E là tín hiệu cho phép gửi dữ liệu Để gửi dữ liệu tới LCD,chương trình phải thiết lập E = 1, sau đó cài đặt các trạng thái điềukhiển thích hợp lên RS, RW và bus dữ liệu, sau đó đưa E = 0 Hoạtđộng chuyển đổi từ 1sang 0 cho phép LCD nhận dữ liệu hiện thời trêncác đường điều khiển cũng như trên bus dữ liệu và xem đó như mộtlệnh

- Tín hiệu RS là tín hiệu cho phép chọn thanh ghi (Register Select) KhiRS=0, dữ liệu được coi như là 1 lệnh hay 1 chỉ thị đặc biệt (Như là xóamàn hình, đặt vị trí con trỏ,… ) Khi RS = 1, dữ liệu được coi là dạngvăn bản và sẽ được hiển thị trên màn hình

- Tín hiệu RW là tín hiệu ĐỌC/GHI, khi RW=0, thông tin trên bus dữliệu được viết vào LCD Khi RW = 1, chương trình sẽ đọc LCD Tuynhiên chỉ có chỉ thị “xem trạng thái LCD” là lệnh đọc Trong chươngtrình, tất cả các lệnh đều là lệnh ghi, do đó RW luôn luôn ở mức thấp

- Bus dữ liệu bao gồm 04 hoặc 08 đường tùy thuộc vào chế độ hoạt động

mà người sử dụng lựa chọn Trong hệ thống này chúng ta sử dụng bus

dữ liệu 08 bit

Bảng 2 3: Bảng mã lệnh điều khiển LCD TC 1602A

Entry mode

07Display on/off

& cursor

0FDisplay/cursor

=>Màn hình LCD 16x2 sẽ làm nhiệm vụ hiển thị giá trị nồng độ cồn đo

do khối xử lí trung tâm đưa đến

2.3 Nguồn pin

2.3.1 Khái niệm pin

Pin (Bắt nguồn từ tiếng Pháp pile), còn được viết là bin, là một hoặcnhiều pin điện hóa (electronical cell) biến đổi năng lượng hóa học thành nănglượng điện Từ khi được sáng chế lần đầu (pin Volta) năm 1800 bởi

Alessandro Volta, pin đã trở thành nguồn năng lượng thông dụng cho nhiều

đồ vật trong gia đình cũng như cho các ứng dụng công nghiệp

Có hai loại pin:

2.3.2 Pin sạc 18650 3.7V 2000mAh:

Hình 2 10: Pin sạc 18650 3.7V 2000mAh

Điện thế 3,7 – 4,2V cùng dung lượng 2000mAh, pin thích hợp dùng vớicác thiết bị sử dụng có nguồn pin có hiệu thế tương đương

Pin sạc 18650 là loại pin chất lượng cao, dung lượng lớn, dùng ổn định

và an toàn Pin lithium có tuổi thọ dài, thân thiện với môi trường Pin chophép sạc lại đến 1000 lần mà không làm giảm chất lượng pin

=> Trong đồ án sử dụng hai pin sạc 18650 để cung cấp nguồn điện cho cáclinh kiện trong thiết bị Nguồn cấp sẽ là 7,4 – 8,4V nên cần sử dụng mạch hạ

áp module LM2596 để hạ áp cho phù hợp với từng linh kiện

2.4 Mạch Arduino

Arduino là một board mạch vi xử lí nhằm xây dựng các ứng dụng tươngtác với nhau hoặc với môi trường được thuận lợi hơn Phần cứng bao gồmmột board mạch nguồn được thiết kế trên nền tảng vi xử lý AVR Atmel 8-bit,hoặc ARM Atmel 32-bit

Những Model hiện tại được trang bị gồm 1 cổng giao tiếp USB, 6 chânđầu vào analog, 14 chân I/O kỹ thuật số tương thích với nhiều board mở rộngkhác nhau

2.4.1 Phần cứng

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 Mộtkhía cạnh quan trọng của Arduino là các kết nối tiêu chuẩn của nó, cho phépngười dùng kết nối với CPU của board với các module thêm vào có thể dễdàng chuyển đổi, được gọi là dây đốt nóng, thực tế tạo thông với boardArduino trực tiếp thông qua các chân khác nhau, nhưng nhiều shield đượcđịnh địa chỉ thông qua bus nối tiếp I2C, nhiều shield có thể được xếp chồng

và sử dụng dưới dạng song song Arduino chính thức thường sử dụng cácdòng chip điều chỉnh sinh biệt là ATmega8, ATmega168, ATmega328,ATmega1280, ATmega2560 Một vài các bộ vi xử lí khác cũng được sử dụngbởi các mạch Aquino tương thích Hầu hết các mạch gồm một bộ điều chỉnhtuyến tính 5V và một thạch anh dao động 16Mhz (hoặc bộ cộng hưởngceramic), mặc dù một vài thiết kế như LilyPad chạy tại 8 MHz và bỏ qua bộđiều chỉnh điện áp onboard do hạn chế về kích thước thiết bị.[2]

Theo nguyên tắc, khi sử dụng ngăn xếp Arduino, tất cả các board đượclập trình qua một kết nối RS-232, nhưng cách thức thực hiện lại tùy thuộc vàođời phần cứng Các board Serial Arduino có chứa một mạch chuyển đổi giữaRS232 sang TTL Các board Arduino hiện tại được lập trình qua cổng USB,thực hiện thông qua chip chuyển đổi USB-to-serial như là FTDI FT232 Vàibiến thể, như Arduino Mini và Boarduino không chính thức sử dụng mộtboard adapter hoặc cáp nối USB-to-serial có thể tháo rời được, Bluetoothhoặc các phương thức khác Một số loại arduino hiện tại: Arduino Uno R3,Arduino Nano, Arduino Mega 2560… Mỗi loại arduino có ưu, nhược điểmriêng

2.4.2 Phần mềm

Hình 2 11: Phần mềm Arduino IDE

Môi trường phát triển tích hợp (IDE) của Arduino là một ứng dụngcross-platform (đa nền tảng) được viết bằng Java, và từ IDE này sẽ được sửdụng cho ngôn ngữ lập trình xử lí (Processing programming language) và

“project Wiring”

Các chương trình Arduino này được viết bằng ngôn ngữ C hoặc C++.Arduino IDE đi kèm với một thư viện phần mềm được gọi là “Wiring”, từ