kl doan minh quan 2015 621 384

Những thiết bị ngày nay không những cần đáp ứng có sử dụng hiệu quả hay không mà còn cầnphải thiết kế đơn giản và dễ sử dụng là điều mà rất khó khăn trong thời điểm hiệnnay và vì vậy nên

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT MỰC

NƯỚC VÀ CẢNH BÁO QUA VÔ

TUYẾN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT MỰC

NƯỚC VÀ CẢNH BÁO QUA VÔ

TUYẾN

Người hướng dẫn :TS TRẦN THANH PHƯƠNG

Người thực hiện: ĐOÀN MINH QUÂN

MSSV : 41000090

của Trường ĐH Tôn Đức Thắng đã truyền đạt cho em những kiến thức

quý báo trong suốt những năm qua để em có thể áp dụng khi thực hiện đồ

án này và mai sau ra trường làm việc

Trong thời gian thực hiện đồ án này, mặc dù có nhiều cố gắng tìm hiểu

và thi công mạch cảm biến mực nước bằng sóng vô tuyến nhưng do thờigian có hạn và những hạn chế về trình độ nên bài báo cáo này có thể khôngtránh khỏi những thiếu sót, nhầm lẫn Kính mong Thầy và các bạn góp ý đểbáo cáo này được hoàn thiện hơn nữa

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày….tháng năm

Tác giả

Đoàn Minh Quân

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được

sự hướng dẫn khoa học của ThầyTS Trần Thanh Phương Các nội dung

nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất

kỳ hình thức nào trước đây Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ choviệc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từ các nguồnkhác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo

Ngoài ra, trong luận văn còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũngnhư số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn vàchú thích nguồn gốc

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn của mình Trường đại học Tôn Đức

Thắng không liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây

ra trong quá trình thực hiện (nếu có)

TP Hồ Chí Minh, ngày….tháng năm

Tác giả

Đoàn Minh Quân

(Trang này dùng để đính kèm Nhiệm vụ Đồ án tốt nghiệp có chữ ký củaGiảng viên hướng dẫn)

(Trang này dùng để đính kèm Nhiệm vụ Đồ án tốt nghiệp có chữ ký củaGiảng viên hướng dẫn)

LỜI NÓI ĐẦU

Để góp phần vào sự phát triển chung của đất nước mọi ngành nghề đều chiếm một

vị trí quan trọng nhất định, lĩnh vực điện tử-viễn thông cũng không ngoại lệ

Với nhu cầu trao đổi thông tin, liên lạc, giải trí ngày càng tăng mạnh đòi hỏi một

cơ sở hạ tầng phải luôn cập nhật mới và không ngừng phát triển Và những thiết bịđiện tử ngày càng đa dạng nhiều chủng loại trong cuộc sống ngày nay Những thiết

bị ngày nay không những cần đáp ứng có sử dụng hiệu quả hay không mà còn cầnphải thiết kế đơn giản và dễ sử dụng là điều mà rất khó khăn trong thời điểm hiệnnay và vì vậy nên em mới làm đề tài về “Thiết kế hệ thống giám sát mực nước vàcảnh báo qua vô tuyến”

Đây là một hê thống thiết kế đạt cả 3 tiêu chí đã nêu ra ở trên đó là: hiệu quả, việcthiết kế không quá khó và dễ sử dụng Hệ thống thiết kế này sẽ đáp ứng cho mộtnhu cầu thực tế rất quan trọng là ngăn ngừa lũ lụt Một thiên tai khủng khiếp gâythiệt hại vừa tài sản vừa tính mạng con người Mục tiêu của luận văn sẽ làm rõ hệthống trên làm việc hiệu quả như thế nào và cách thức làm ra nó

Nội dung đề tài gồm 5 chương:

Chương 1: Tổng quan về hệ thống cảm biến mực nước bằng sóng vô tuyến

Chương 2: Thiết kế phần cứng

Chương 3: Thiết kế phần mềm

Chương 4: Kết quả thi công mạch

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT XI CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẢM BIẾN MỰC NƯỚC BẰNG

SÓNG VÔ TUYẾN 1

1.1 V ẤN ĐỀ - MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 1

1.2 N ỘI DUNG 1

1.2.1 Những nhiệm vụ và yêu cầu cần thực hiện 2

1.2.2 Các yêu cầu kĩ thuật trong lúc làm mạch 2

1.3 P HƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠCH 4

1.3.1 Hình vẽ minh họa 4

1.3.2 Sơ đồ khối chức năng 5

1.3.3 Các vấn đề chính cần nhấn mạnh 7

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 8

2.1 B Ộ VI XỬ LÝ A RDUINO 8

2.1.1 Arduino của bộ phát 8

2.1.2 Arduino của bộ thu 14

2.2 K HỐI THU PHÁT VÔ TUYẾN 22

2.2.1 Ảnh thực tế 22

2.2.2 Sơ đồ cấu tạo linh kiện 23

2.2.3 Hoạt động RF nRF24L01 24

2.3 K HỐI LCD16 X 2 27

2.3.1 Ảnh thực tế 27

2.3.2 Sơ đồ chân và hoạt động 28

2.4 C ÁC LINH KIỆN CẦN THIẾT KHÁC 29

2.5 K HỐI TRUNG TÂM 31

2.5.1 Sơ đồ nguyên lý 31

2.6.2 Hoạt động của khối phát 33

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ PHẦN MỀM 34

3.1 C ÁC CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM CẦN THIẾT LÚC LÀM MẠCH 34

3.1.1 Phần mềm proteus 34

3.1.2 Phần mềm arduino 36

3.1.3 Phần mềm microsoft visual studio 2010 41

3.2 L ƯU ĐỒ GIẢI THUẬT TRÊN BỘ PHÁT 42

3.3 L ƯU ĐỒ GIẢI THUẬT BỘ THU 43

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ THI CÔNG MẠCH 44

4.1 S Ơ ĐỒ LAYOUT CÁC KHỐI 44

4.2 S ẢN PHẨM HOÀN CHỈNH 46

4.3 K ẾT QUẢ THỬ NGHIỆM 48

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 50

5.1 K ẾT LUẬN 50

5.2 H ƯỚNG PHÁT TRIỂN 51

TÀI LIỆU THAM KHẢO 52

HÌNH 1.2: SƠ ĐỒ HỆ THỐNG BỘ PHÁT 5

HÌNH 1.3: SƠ ĐỒ HỆ THỐNG THU NHẬN 6

HÌNH 2.1: BOARD ARDUINO ATMEGA328P 8

HÌNH 2.2: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ARDUINO ATMEGA 328P 9

HÌNH 2.3: ĐẶC ĐIỂM KĨ THUẬT ARDUINO ATMEGA 328P 9

HÌNH 2.4: CHI TIẾT CHÂN CUA CHIP ATMEGA 328P 10

HÌNH 2.5: CÁC CỔNG VÀO RA CỦA ARDUINO ATMEGA 328P 13

HÌNH 2.6: ARDUINO MEGA 2560 14

HÌNH 2.7: CÁC LINH KIỆN VÀ CHÂN TRÊN ARDUINO MEGA 2560 15

HÌNH 2.8: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ARDUINO MEGA 2560 16

HÌNH 2.9: SƠ ĐỒ CHÂN HOẠT ĐỘNG CỦA ARDUINO MEGA 2560 17

HÌNH 2.10: SƠ ĐỒ CHI TIẾT CUA CHIP ATMEGA 2560 18

HÌNH 2.11: BẢNG TỔNG QUÁT CẤU TRÚC ARDUINO ATMEGA2560 19

HÌNH 2.12: KHỐI RF NRF24L01 22

HÌNH 2.13: CÔNG DỤNG CỦA TỪNG CHÂN 23

HÌNH 2.13: SƠ ĐỒ CHI TIẾT CỦA RF NRF24L01 23

HÌNH 2.14: CẤU TẠO BÊN TRONG CỦA RF NRF24L01 25

HÌNH 2.15: SƠ ĐỒ KẾT NỐI VI ĐIỀU KHIỂN 26

HÌNH 2.16: LCD16X2 27

HÌNH 2.17: SƠ ĐỒ CHÂN BÊN LCD16X2 28

HÌNH 2.18: ĐIỆN TRỞ 29

HÌNH 3.2: GIAO DIỆN CHƯƠNG TRÌNH PROTEUS PHẦN ARES 35

HÌNH 3.3: GIAO DIỆN PHẦN MỀM 36

HÌNH 3.4: KẾT NỐI ARDUINO VÀO MÁY TÍNH QUA USB 38

HÌNH 3,5: CỔNG COM TRONG MÁY TINH 39

HÌNH 3.6: XÁC ĐỊNH CỔNG COM 39

HÌNH 3.7: GIAO DIỆN CHƯƠNG TRÌNH 41

HÌNH 3.8: SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT BỘ PHÁT 42

HÌNH 3.9: SƠ ĐỒ HOẠT ĐỘNG BỘ THU 43

HÌNH 4.1: SƠ ĐỒ LAYOUT KHỐI PHÁT 44

HÌNH 4.2: MẠCH LAYOUT DÙNG ĐỂ IN KHỐI PHÁT 45

HÌNH 4.3: SƠ ĐỒ LAYOUT KHỐI THU 45

HÌNH 4.4: MẠCH LAYOUT DÙNG ĐỂ IN CỦA KHỐI THU 46

HÌNH 4.5: BỘ PHÁT SAU KHI HOÀN CHỈNH 46

HÌNH 4.6: BỘ THU SAU KHI HOÀN CHỈNH 47

HÌNH 4.7: BỘ THU CHẠY Ở MỨC NƯỚC THẤP 48

HÌNH 4.8: BỘ THU CHẠY MỨC NƯỚC TRUNG BÌNH 48

HÌNH 4.9: BỘ THU HOẠT ĐỘNG Ở MỨC CAO 49

USB Universal Serial Bus Chuẩn Kết nối các thiết bị điện tử

LCD Liquid crystal display Màn hình tinh thể lỏng

SRAM Static Random Access Memory Bộ nhớ ram tĩnh

EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory

Chip nhớ không xóa đượcSPI Serial Peripheral Interface Chuẩn truyền thông nối tiếp

UART Universal Asynchronous Receiver – Transmitter Kênh giao tiếpI2C Inter-Integrated Circuit Chuẩn giao tiếp các IC

OLED Organic light emitting diode Điốt phát quang hữu cơ

SD Card Secure Digital Card Dạng thẻ nhớ lưu dữ liệu trên di

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẢM BIẾN MỰC

NƯỚC BẰNG SÓNG VÔ TUYẾN

1.1 Vấn đề - mục đích của đề tài

Do sự thay đổi khí hậu nhanh chóng trong những thập kỷ gần đây, sự gia tăng mức

độ nghiêm trọng của thiệt hại liên quan đến lũ Điều này gây ra sự tàn phá nghiêmtrọng cho các khu dân cư và cũng đe dọa an toàn công cộng, đặc biệt người dân cácvùng ven biển hoặc trong những khu vực có lượng mưa lớn gây ra thiệt hại hàng tỷđồng mỗi năm

Mặc dù hệ thống cảnh báo lũ hiện đang có sẵn trên thị trường, rất nhiều trong số đórất đắt tiền và ko thể xác định được mực nước Trên thực tế, một số thiết bị pháthiện mực nước đươc thông báo qua một còi (chuông) Tuy nhiên nó thường quámuộn cho những người dân để bảo vệ đồ đạc của họ và sơ tán đến những nơi antoàn nếu thiết bị cảnh báo lũ lụt chỉ được kích hoạt bằng một mức nước nào đó màkhông cảnh báo trước khi lũ lụt

Mục tiêu của dự án thiết kế này là để tạo ra một hệ thống phát hiện mực nước cao

ko dây với chi phí thấp có thể cảm nhận mực nước trong thời gian thực và cảnh báo

1.2.1 Những nhiệm vụ và yêu cầu cần thực hiện

Các nội dung sơ lược cần được thực hiện:

 Xây dựng hệ thống cảm biến có thể xác định được mực nước sông hồ ở các

 Tìm hiểu chương trình xử lý, viết code cho mạch và thi công hoàn thànhmạch hoàn chỉnh

1.2.2 Các yêu cầu kĩ thuật trong lúc làm mạch

- Cần phải tìm hiểu và nắm rõ cấu trúc, ngôn ngữ trong lập trình cho board

mô phỏng giao diện thông qua máy tính vì phần mềm này đa dạng thiết kế vàcấu trúc.

1.2.2.2 Nắm vững cấu trúc mạch và các linh kiện chính trong mạch:

- Cấu trúc hệ thống gồm: Hệ thống phát hiện mực nước có chứa một hệ thốngcon là máy phát và một hệ thống nhận dữ liệu

Các hệ thống con máy phát bao gồm các thành phần sau:.

 Board Arduino Atmega 328P phát

 Linh kiện thu phát chuyển tiếp dữ liệu cho hệ thống phát RFnRF24L01

 Cảm biến mực nước để phát hiện mực nước tăng cao ở nhiều cấp độ

 Một số những linh kiện cần thiết khác như: điện trở, Transitor…

Các thành phần của hệ thống thu:

 Board Arduino Mega 2560 để xử lý dữ liệu vào và ứng phó nguồnthích hợp

 Linh kiện thu phát dữ liệu hệ thống RF nRF24L01 nhận

 Board hiển thị thông tin

 Còi báo động lúc mực nước lên cao nhất

- Mạch xuất hiện bộ xử lý trung tâm mới là Board Arduino nên cần tìmhiểu cấu trúc từng loại Board Arduino (có 2 loại), sơ đồ nguyên lý củaBoard, sơ đồ chân và chi tiết từng chân Tìm hiểu nguyên lý làm việc củaBoard mạch chính

- Bộ truyền nhận dữ liệu được sử dụng trong thiết kế là bộ RF nRF24L01.Tìm hiểu sơ đồ nguyên lý của con RF này, liệt kê và tìm hiểu công dụngtừng chân và cách lập trình cho linh kiện RF nRF24L01

- Tìm hiểu các linh kiện bổ sung khác như: LCD, còi báo, điện trở,Transitor…

- Tìm bộ nguồn thích hợp cho mạch Do mạch chính là Board Arduino nên

2 cách vào nguồn: nguồn từ ổ USB của máy tính và nguồn cắm bên ngoài

cho mạch Nếu cắm nguồn ngoài thì phải tìm hiểu kĩ mức điện áp V chophép và dòng I cho phù hợp.

- Cần phải nắm được các kĩ thuật in mạch, ủi mạch hàn mạch và thi côngcho hoàn chỉnh

1.3.2 Sơ đồ khối chức năng

1.3.2.1 Bộ phát

Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống bộ phát

Trong sơ đồ phần này, vi điều khiển xử lý tất cả những tín hiệu từ cảm biến nhậnliên tục tín hiệu về sự thay đổi mực nước sau đó dữ liệu sẽ được mã hóa phù hợpvào bộ RF Bộ RF sẽ liên tục truyền dữ liệu tới phần thu

năng lượng

Cảm biến mựcNước

Bảng mạch viĐiều khiển

Bộ thuphátrf

Tín hiệuwireless

Mực

1.3.2.2 Bộ thu

Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống thu nhận

Trong sơ đồ phần này, vi điều khiển xử lý tất cả những dữ liệu vào và làm sángLED tương ứng trên bảng hiển thị thông tin báo mực nước hiện tại và tình trạngtruyền Modul cảnh báo lũ lụt được kích hoạt khi hệ thống phát hiện mực nước caobằng tiếng còi điện tử được sử dụng ở hệ thống này

Ngoài ra, hệ thống thu tự động Reset Modul hiển thị ngay sau khi mực nước rútxuống dưới đường dây cảm biến

Tín hiệu

wireless

Bộ thu phátrf

Dữ liệuthô

Mạch dk

Nguồn dc

Modul hiểnthịThông tin

Còi báo lũ

1.3.3 Các vấn đề chính cần nhấn mạnh

Ưu điểm khi thiết kế hệ thống này:

- Thiết kế hệ thống này làm xuất hiện bộ xử lý Arduino cao cấp hơn Pic16f mà

ta thường dùng Trong Arduino các nhà sản xuất đã lắp ráp đủ hết các linhkiện cần thiết cho nên vì thế chỉ cần đấu đầu từ thiết bị tới chân cần dùngtrong Arduino là có thể sử dụng được điều đó giúp tránh được thiếu sót khilàm mạch

- Lập trình Arduino dễ hơn Pic16f cùng với nạp code dễ hơn Pic16f vì tất cảchỉ cần qua một sợi dây usb nối từ máy tính đến Board

- Bộ truyền nhận RF nRF24L01 là bộ truyền dẫn mạnh với phạm vi xa từ100m đổ lại với lại linh kiện này truyền theo kiểu Data trong môi trườngWireless nên sẽ không bị nhiễu khi thực hiện mạch Linh kiện này còn có ưuđiểm tuyệt vời khác là có thể truyền nhận lẫn nhau với nhiều thiết bị cùng lúcnên điều này giúp hệ thống cảm biến mực nước đa dạng hơn về cấu trúcnghĩa là có thể giám sát nhiều nơi trên cùng một lúc

2.1.1.2 Sơ đồ nguyên lý

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý Arduino Atmega 328P

Arduino Uno Summary Microcontroller ATmega 328

Physical Dimension 2.7” x 2.3”

Operating Voltage 5 V

Input Voltage Range 6 – 20 V

Analog Input Pins 6

Digital I/O Pins 14

DC Current per I/O Pin 40 mA

Hình 2.3: Đặc điểm kĩ thuật Arduino Atmega 328P

2.1.1.3 Hoạt động Arduino ATmega328p

Hình 2.4: Chi tiết chân cua chip Atmega 328P

Arduino Uno R3 là dòng mạch phổ biến nhất trong các dòng mạch Arduino, phiênbản Uno này là Revision 3 (R3) là phiên bản mới nhất hiện giờ, có độ chính xác và

độ bền cao hơn rất nhiều so với Arduino Uno phiên bản cũ

Arduino Uno R3 có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ 8bit AVR là ATmega8,ATmega168, ATmega328 Bộ vi điều khiển thông minh này có thể điều khiển Led

Chi tiết và những lưu ý về Nguồn:

Arduino có thể được cấp nguồn 5V thông qua cổng USB hoặc cấp nguồn ngoài vớiđiện áp khuyên dùng là 7-12V DC và giới hạn là 6-20V Thường thì cấp nguồnbằng pin vuông 9V là hợp lí nhất nếu bạn không có sẵn nguồn từ cổng USB Nếucấp nguồn vượt quá ngưỡng giới hạn trên, sẽ làm hỏng Arduino

GND (Ground): cực âm của nguồn điện cấp cho Arduino UNO R3 Khi bạn dùng

các thiết bị sử dụng những nguồn điện riêng biệt thì những chân này phải được nốivới nhau

5V: cấp điện áp 5V đầu ra Dòng tối đa cho phép ở chân này là 500mA.

3.3V: cấp điện áp 3.3V đầu ra Dòng tối đa cho phép ở chân này là 50mA.

Vin (Voltage Input): để cấp nguồn ngoài cho Arduino Uno, bạn nối cực dương của

nguồn với chân này và cực âm của nguồn với chân GND

IOREF: điện áp hoạt động của vi điều khiển trên Arduino Uno có thể được đo ở

chân này Và dĩ nhiên nó luôn là 5V Mặc dù vậy bạn không được lấy nguồn 5V từchân này để sử dụng bởi chức năng của nó không phải là cấp nguồn

RESET: việc nhấn nút Reset trên board để reset vi điều khiển tương đương với việc

chân Reset được nối với GND qua 1 điện trở 10KΩ

Arduino Uno R3 không có bảo vệ cắm ngược nguồn vào Do đó ta phải hết sức cẩnthận, kiểm tra các cực âm – dương của nguồn trước khi cấp cho Arduino Uno Việclàm chập mạch nguồn vào của Arduino Uno sẽ làm cho Arduino bị hư hại Vì vậynên dùng nguồn từ cổng USB nếu có thể

Các chân 3.3V và 5V trên Arduino là các chân dùng để cấp nguồn ra cho các thiết

bị khác, không phải là các chân cấp nguồn vào Việc cấp nguồn sai vị trí có thể làmhỏng Board Điều này không được nhà sản xuất khuyến khích

Cấp nguồn ngoài không qua cổng USB cho Arduino UNO với điện áp dưới 6V cóthể làm hỏng Board

Cấp điện áp trên 13V vào chân Reset trên Board có thể làm hỏng vi điều khiểnAtmega328.

Cường độ dòng điện vào/ra ở tất cả các chân Digital và Analog của Arduino Unonếu vượt quá 200mA sẽ làm hỏng vi điều khiển

Cấp điệp áp trên 5.5V vào các chân Digital hoặc Analog của Arduino UNO sẽ làmhỏng vi điều khiển

Cường độ dòng điện qua một chân Digital hoặc Analog bất kì của Arduino Unovượt quá 40mA sẽ làm hỏng vi điều khiển Do đó nếu không dùng để truyền nhận

dữ liệu, bạn phải mắc một điện trở hạn dòng

Bộ nhớ:

Vi điều khiển Atmega 328P tiêu chuẩn cung cấp cho người dùng:

32KB bộ nhớ Flash: những đoạn lệnh bạn lập trình sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ

Flash của vi điều khiển Thường thì sẽ có khoảng vài KB trong số này sẽ được dùngcho bootloader

2KB cho SRAM (Static Random Access Memory): giá trị các biến bạn khai báo

khi lập trình sẽ lưu ở đây Bạn khai báo càng nhiều biến thì càng cần nhiều bộ nhớRAM Tuy vậy, thực sự thì cũng hiếm khi nào bộ nhớ RAM lại trở thành thứ mà taphải bận tâm Khi mất điện, dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất

1KB cho EEPROM (Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory):

đây giống như một chiếc ổ cứng mini – nơi ta có thể đọc và ghi dữ liệu của mìnhvào đây mà không phải lo bị mất khi cúp điện giống như dữ liệu trên SRAM

Các cổng vào ra:

Hình 2.5: Các cổng vào ra của Arduino Atmega 328P.

Arduino UNO R3 có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu Chúng chỉ có 2mức điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là 40mA Ở mỗi chânđều có các điện trở pull-up từ được cài đặt ngay trong vi điều khiển ATmega328(mặc định thì các điện trở này không được kết nối)

Một số chân digital có các chức năng đặc biệt như sau:

2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): dùng để gửi (transmit – TX) và nhận (receive –

RX) dữ liệu TTL Serial Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết bị khác thông qua 2chân này Kết nối Bluetooth thường thấy nói nôm na chính là kết nối Serial khôngdây Nếu không cần giao tiếp Serial, ta không nên sử dụng 2 chân này nếu khôngcần thiết

Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép Board xuất ra xung PWM với độ

phân giải 8bit (giá trị từ 0 → 28-1 tương ứng với 0V → 5V) bằng hàmAnalogWrite() Nói một cách đơn giản, ta có thể điều chỉnh được điện áp ra ở chân

Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) Ngoài các chức

năng thông thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu bằng giao thức SPIvới các thiết bị khác

LED 13: trên Arduino UNO có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L) Khi bấm nút

Reset, ta sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu Nó được nối với chân số 13 Khichân này được người dùng sử dụng, LED sẽ sáng

Arduino UNO có 6 chân Analog (A0 → A5) cung cấp độ phân giải tín hiệu 10bit (0

→ 210-1) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V Với chân AREF trên

board, ta có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân Analog Tức lànếu ta cấp điện áp 2.5V vào chân này thì bạn có thể dùng các chân Analog để đođiện áp trong khoảng từ 0V → 2.5V với độ phân giải vẫn là 10bit

Đặc biệt, Arduino UNO R3 có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếpI2C/TWI với các thiết bị khác

2.1.2 Arduino của bộ thu

2.1.2.1 Ảnh thực tế

Hình 2.7: Các linh kiện và chân trên Arduino Mega 2560

2.1.2.2 Sơ đồ nguyên lý board: Arduino Mega 2560

Hình 2.8: Sơ đồ nguyên lý Arduino Mega 2560

2.1.2.3 Hoạt động Arduino Mega 2560

Hình 2.9: Sơ đồ chân hoạt động của Arduino Mega 2560

Board mạch Arduino sử dụng dòng vi xử lý 8-bit megaAVR của Atmel với hai chipphổ biến nhất là ATmega328 và ATmega2560 Các dòng vi xử lý này cho phép lậptrình các ứng dụng điều khiển phức tạp do được trang bị cấu hình mạnh với các loại

bộ nhớ ROM, RAM và Flash, các ngõ vào ra digital I/O trong đó có nhiều ngõ cókhả năng xuất tín hiệu PWM, các ngõ đọc tín hiệu Analog và các chuẩn giao tiếp đadạng như UART, SPI, TWI (I2C)

Hình 2.10: Sơ đồ chi tiết cua chip ATmega 2560

Vi điều khiển ATmega2560

Điện áp đầu vào (được đề

Điện áp đầu vào (giới hạn) 6-20V

Digital I / O Pins 54 (trong đó 15 người cung cấp đầu ra PWM)

DC hiện tại mỗi I / O Pin 40 mA

DC hiện tại cho 3.3V Pin 50 mA

Bộ nhớ flash 256 KB trong đó 8 KB sử dụng bởi bộ nạp khởi

Flash: 32KB (Atmega328) và 256KB (Atmega2560)

Xung nhịp: 16MHz

Nguồn:

Arduino Mega có thể được cấp nguồn thông qua kết nối USB hoặc với một nguồncung cấp điện bên ngoài Các nguồn năng lượng được chọn tự động