BÁO CÁO HỆ THỐNG ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ SUWR DỤNG SMARTPHONE

HỆ THỐNG ĐÈN GIAO THÔNG: CHỨC NĂNG GIÁM SÁT QUA ĐIỆN THOẠI, BẬT TẮT ĐÈN QUA ĐIỆN THOẠI VÀ ĐIỀU CHỈNH THỜI GIAN BẬT TẮT ĐÈN Ở CHẾ ĐỘ TỰ ĐỘNG

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

TRAN VAN TUAN

GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ

TƯ QUA ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

THÁI NGUYÊN, NĂM 2022

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

Đề tài:

GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ

TƯ QUA ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG

Sinh viên thực hiện :

Giáo viên hướng dẫn :

THÁI NGUYÊN, NĂM 2022

THÁI NGUYÊN, NĂM 2015 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

Chương I: Tổng quan về đề tài

Chương II: Phân tích và lựa chọn linh kiện sử dụng trong hệ thống

Chương III: Phân tích và xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển đèn giao thôngngã tư qua điện thoại di động

3 Danh mục ảnh, chương trình:

- Chương trình điều khiển

- Hình ảnh hệ thống

- Bản vẽ sơ đồ đấu nối dây

Ngày giao đề tài:………

Ngày hoàn thành:………

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TRƯỞNG BỘ MÔN

(Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô giáo trongtrường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông Thái Nguyên và các thầy côgiáo trong Khoa Tự Động Hoá đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em những kiếnthức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn

đến thầy đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình làm

báo cáo tốt nghiệp Trong thời gian làm việc với cô em không ngừng tiếp thu thêmđược nhiều kiến thức bổ ích, học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoahọc nghiêm túc và hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho em trong quá trình học

và công tác sau này

Sau cùng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đã động viên, đónggóp ý kiến và giúp đỡ trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành Đồ án tốtnghiệp

Thái nguyên, tháng 02 năm 2022

SINH VIÊN THỰC HIỆN

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Những nội dung trong đồ án này là do tôi thực hiện dưới

sự hướng dẫn của thầy và nghiên cứu trên Internet, sách báo, các tài liệu trong vàngoài nước có liên quan, không sao chép hay sử dụng bài làm của bất kỳ ai khác.Mọi tham khảo dùng trong đồ án đều được trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên côngtrình, thời gian, địa điểm công bố Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời camđoan của mình trước quý thầy cô và nhà trường

Thái nguyên, tháng 02 năm 2022

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 4

LỜI CAM ĐOAN 5

DANH MỤC HÌNH ẢNH 8

LỜI MỞ ĐẦU 10

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 11

1.1 Tổng quan về tình hình nghiên cứu 11

1.1.2 Mục tiêu nghiên cứu 11

1.2 Tổng quan về hệ thống đèn giao thông 11

1.2.1 Mạch dùng IC số 14

1.2.2 Điều khiển bằng vi điều khiển 14

1.2.3 Điều khiển bằng ứng dụng trên điện thoại 15

1.2.4.Chức năng của hệ thống đèn giao thông 15

1.3 Tổng quan về công nghệ Wifi 15

1.3.1 Giới thiệu 15

1.3.2 Công nghệ truyền nhận dữ liệu 16

1.4 Giới thiệu chuẩn giao tiếp 18

1.5 Kết luận chương 1 22

CHƯƠNG 2: LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG 23

2.1 Linh kiện sử dụng 23

2.1.1 Giới thiệu vi điều khiển 23

2.1.2 Arduino nano 26

b.NODE MCU ESP8266 33

2.1.3 Cảm biến nhiệt độ DHT11 35

2.1.4 IC 74LS47 36

2.1.5.LED 7 đoạn 39

2.1.6 Cảm biến MQ7 41

2.1.7 Module LM2596 ic ổn áp 42

2.1.8.Giới thiệu linh kiện khác 43

2.2.Ứng dụng blynk 48

2.3 Kết luận chương 2 50

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ QUA ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG 51

3.1 Thiết kế hệ thống 51

3.1.1.Sơ đồ khối hệ thống 51

3.1.2 Nguyên lý hoạt động 52

3.2 Xây dựng hệ thống điều khiển 52

3.2.1.Sơ đồ nguyên lý 52

3.2.2 Lưu đồ thuật toán 54

3.3 Kết quả thi công 57

3.4 Kết luận và đánh giá 61

3.4.1 Kết quả đạt được 61

3.4.2 Ưu điểm của hệ thống 62

3.4.3 Nhược điểm của hệ thống 62

3.4.4 Hướng phát triển sản phẩm 62

KẾT LUẬN 63

Phụ Lục 64

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Hình ảnh 3 đèn màu giao thông 11

Hình 1.2 Đèn cho người đi bộ 12

Hình 1.3 Truyền thông UART 18

Hình 1.4 UART giao tiếp với vi điều khiển 19

YHình 2 1 Vi điều khiển PIC………22

Hình 2 2 Arduino 27

Hình 2 3 Các chân giao tiếp chuẩn SPI trên Arduino nano 31

Hình 2 4 Hình ảnh thực tế của Chip NODEMCU ESP8266 32

Hình 2 5 Hình ảnh sơ đồ chân kết nối ESP8266 33

Hình 2 6 Cảm biến DHT11 35

Hình 2.7 Các chân 74LS47 37

Hình 2.8 Led 7 thanh 38

Hình 2 9 Cấu tạo led 7 thanh 39

Hình 2.10 Cấu tạo led 7 thanh chung canot 39

Hình 2 11 ký hiệu các led 40

Hình 2 12 Cảm biến mq7 41

Hình 2.13 Module hạ áp lm2596 42

Hình 2 14 Diode 42

Hình 2 15 Các loại diot 44

Hình 2 16 Điện áp tiếp xúc hình thành 45

Hình 2 17 Điện trở 47

Hình 2 18 Blynk giao thức 48

YHÌNH 3 1 Sơ đồ khối………

50 HÌNH 3 2 Sơ đồ nguyên lý 52

Hình 3 3 Giao diện BLYNK hiển thị chế độ và các giá trị 56

Hình 3 4.Giao diện BLYNK nút điều khiển 57

Hình 3 5 Kết quả mạch thật 57

HÌNH 3 6 Mô hình hệ thống 59

đề tài: ” Giám sát và điều khiển đèn giao thông ngã tư qua điện thoại di động".

Trong quá trình thực hiện đồ án em đã nhận được sự chỉ bảo, hướng dẫn tận tình

của các thầy cô trong khoa đặc biệt đó là sự chỉ bảo của thầy ThS.Vũ Thạch Dương.

Em xin trân thành cảm ơn sự chỉ bảo của các thầy cô!

Trong khi thực hiện đồ án do kiến thức còn hạn chế cũng như em chưa có nhiềuđiều kiện để đi khảo sát thực tế, với một khoảng thời gian ngắn thực hiện, do vậy mà

đồ án của em còn nhiều thiếu sót mong các thầy cô đóng góp và bổ sung ý kiến đề đồ

án của em được hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan về tình hình nghiên cứu

Ngày nay, kỹ thuật điện tử đã liên tục có những tiến bộ vượt bậc, đặc biệt làtrong kỹ thuật chế tạo vi mạch điện tử và công nghệ chế tạo cảm biến Sự ra đời vàphát triển nhanh chóng của kỹ thuật điện tử mà đặc trưng là kỹ thuật vi xử lý và kỹthuật công nghệ chế tạo cảm biến đã tạo ra một bước ngoặt quan trọng trong sự pháttriển của khoa học kỹ thuật tạo tiền đề cho việc chế tạo các sản phẩm máy móc cóchức năng tự động hóa cao hơn và thông minh hơn

Trong sự phát triển ngày càng nhanh chóng và hiện đại của khoa học kỹ thuật,ngành điện tử tự động đã tạo nên một dấu ấn quan trọng trong lĩnh vực sản xuất và chếtạo, chúng luôn thay đổi và phát triển từng giờ, không dừng lại ở đó trong những nămgần đây ngành điện tử tự động đã ngày càng gần gũi hơn với đời sống con người, hỗtrợ con người trong cuộc sống hằng ngày

Nhu cầu về giao thông ngày càng trở nên cấp thiết, nhất là trong các khu vựcthành thị Do nhu cầu của đời sống con người, đặc biệt là nhu cầu đi lại, các loạiphương tiện giao thông đã tăng một cách chóng mặt Riêng tại Việt Nam số lượng xemáy trong những năm qua tăng một cách đột biến, mật độ xe lưu thông trên đườngngày một nhiều, trong khi đó hệ thống đường xá tại Việt Nam còn quá nhiều hạn chếnên thường gây ra các hiện tượng như kẹt xe, ách tắc giao thông, đặc biệt là tai nạngiao thông ngày càng phổ biến trở thành mối hiểm họa cho nhiều người

Vì lý do đó các luật giao thông lần lượt ra đời và được đưa vào sử dụng mộtcách lặng lẽ rồi dần trở nên phố biến như hiện nay Trong đó hệ thống đèn giao thông

là công cụ điều khiển giao thông công cộng thực tế và hiệu quả có vai trò rất lớn trongviệc đảm bảo an toàn và giảm thiểu tai nạn giao thông

1.1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Chế tạo thành công thiết bị giúp điều khiển đèn giao thông linh hoạt, tiện dụng,

có thể điều khiển trên điện thoại di động Từ đó đưa ra hướng phát triển để tạo ra hệthống điều khiển nhiều đèn giao thông trong một thành phố, giúp các phương tiện dichuyển tốt hơn, không bị ùn tắc

1.2 Tổng quan về hệ thống đèn giao thông

Đèn giao thông (còn được gọi tên khác là đèn tín hiệu giao thông, đèn điềukhiển giao thông, hay đèn xanh đèn đỏ) là một thiết bị được dùng để điều khiển giao

thông ở những giao lộ có lượng phương tiện lưu thông lớn (thường là ngã ba, ngã tưđông xe qua lại) Đây là một thiết bị quan trọng không những an toàn cho các phươngtiện mà còn giúp giảm ùn tắc giao thông vào giờ cao điểm Nó được lắp ở tâm giao lộhoặc trên vỉa hè Đèn tín hiệu giao thông có thể hoạt động tự động hay cảnh sát giaothông điều khiển.

Hình 1.1 Hình ảnh 3 đèn màu giao thông

*Phân loại đèn giao thông

+ Loại 3 màu (dành cho xe cộ)

Loại 3 màu có 3 kiểu: xanh, vàng, đỏ Tác dụng như sau:

 Đỏ: Khi gặp đèn đỏ, tất cả các phương tiện đang lưu thông phải dừng lại ở phía

trước vạch dừng (trừ trường hợp những xe rẽ phải theo đèn báo hoặc biển báo rẽ phải

và những xe được quyền ưu tiên đi làm nhiệm vụ)

 Xanh: Khi gặp đèn xanh, tất cả các phương tiện được phép đi.

 Vàng: Đèn vàng là dấu hiệu của sự chuyển đổi tín hiệu từ xanh sang đỏ.

Khi đèn vàng bật sau đèn xanh nghĩa là chuẩn bị dừng, khi đó các phương tiện phảidừng lại trước vạch sơn dừng vì tiếp đó đèn đỏ sẽ sáng, trường hợp đã vượt quá vạchdừng hoặc nếu dừng sẽ gây nguy hiểm thì được đi tiếp

Nếu đèn vàng bật sau đèn đỏ có nghĩa là chuẩn bị đi, người lái xe có thể đi trướchoặc chuẩn bị để đi vì tiếp đó đèn xanh sẽ sáng Thông thường đèn xanh bật ngay sauđèn đỏ

Khi đèn vàng nhấp nháy ở tất cả các hướng (hoặc không hoạt động) nghĩa là được

đi nhưng người lái xe phải giảm tốc độ, chú ý quan sát, nhường đường cho người đi bộqua đường hoặc các phương tiện khác Thường đèn sẽ chuyển sang trạng thái này vàoban đêm

Loại đèn này lắp theo thứ tự: Nếu lắp chiều dọc thì đèn đỏ ở trên, vàng ở giữa,xanh ở dưới Nếu lắp chiều ngang thì theo thứ tự đỏ ở bên trái, vàng ở giữa, xanh ở

bên phải hay ngược lại(đèn xanh luôn luôn hướng về phía vỉa hè hoặc dải phân cách,đèn đỏ hướng xuống lòng đường).

+ Loại 2 màu có hai màu xanh, đỏ.

Tác dụng như sau:

 Đỏ: Đèn đỏ có nghĩa là "không được sang đường" Nó có hình ảnh người màu

đỏ đang đứng yên hoặc dòng chữ "dừng lại" Khi gặp đèn đỏ, người đi bộ phải đứngyên trên vỉa hè

 Xanh: Đèn xanh có nghĩa là "được phép sang đường" Nó có hình ảnh ngườimàu xanh đang bước đi hoặc dòng chữ "sang đường" Khi gặp đèn xanh, người đi bộđược phép sang đường Khi đèn xanh nhấp nháy, người đi bộ phải khẩn trương sangnốt quãng đường còn lại Trường hợp chưa kịp sang đường thì phải dừng lại, chờ lượtđèn xanh tiếp theo

 Loại đèn này lắp theo thứ tự: Nếu lắp chiều dọc thì đèn đỏ ở trên, đèn xanh ởdưới Nếu lắp chiều ngang thì đèn đỏ ở bên trái, đèn xanh ở bên phải hoặc ngược lại.Loại này đôi khi được lắp kèm với đèn đếm lùi để người đi bộ có khả năng ước lượngthời gian sang đường là bao lâu, thậm chí được lắp kèm với nút bấm để xin sangđường

Hình 1.2 Đèn cho người đi bộ

+ Loại 1 màu (đèn chớp vàng)

Đây là loại đèn tín hiệu chỉ có duy nhất màu vàng, và thường nhấp nháy đểcảnh báo các phương tiện ở những đoạn đường hay xảy ra tai nạn Loại đèn này hoạtđộng bằng năng lượng mặt trời nên không bị ngừng hoạt động khi mất điện

+ Đèn đếm lùi

Đèn đếm lùi là loại đèn lắp đặt bổ sung bên cạnh đèn tín hiệu chính Đèn đếmlùi được hiển thị bằng một con số đếm ngược với những màu sắc khác nhau, trùng vớimàu của đèn đang bật Khi đèn đếm đến "0" là lập tức chuyển màu đèn chính Đènđếm lùi có thể có số 0 ở hàng chục hoặc không có, một số đèn đếm lùi có khả năngnhấp nháy khi chuẩn bị về 0 Đèn vàng cũng có thể có đèn đếm lùi nhưng đa số loạiđèn không có Thông thường đèn đếm lùi có 2 chữ số, trường hợp thời gian của đènchính (thường là đèn đỏ) dài hơn 100 giây, tùy vào loại đèn có thể xảy ra các khả năng:

 Đèn chưa đếm ngược, khi còn 99 giây thì bắt đầu đếm.

 Đèn đếm 2 chữ số cuối của thời gian chờ (đèn đếm là 15 khi thời gian là 115giây)

o Vì thế có những loại đèn có thêm chữ số 1 ở hàng trăm để dễ nhận biết

+ Đèn dành cho người đi xe đạp (đèn phụ bổ sung)

Đèn giao thông cho người đi xe đạp là loại đèn dành cho xe đạp dắt ngang quađường Loại đèn này có biểu tượng hình chiếc xe đạp, được gắn ở phía bên trái hoặcbên phải cột đèn để báo hiệu cho người đi xe đạp biết Loại đèn này thường chỉ lắp đặt

ở đường dành cho xe đạp, cũng có 3 màu xanh, đỏ, vàng và ý nghĩa như trên Đôi khi,

có loại chỉ có 2 màu xanh, đỏ mà không có màu vàng (những đoạn đường vắng xe cộ)hoặc chỉ có màu vàng độc lập để cảnh báo người đi xe đạp Loại này được lắp đặt ởnhững quốc gia có nhiều xe đạp

1.2.1 Mạch dùng IC số.

Với mạch dùng IC số có các ưu điểm sau:

 Tổn hao công suất bé, mạch có thế dùng pin hoặc acquy

 Giá thành rẻ

 Mạch đơn giản dễ thực hiện Song với việc sử dụng kỹ thuật số rất khó khăntrong việc thay đổii chương trình Muốn thay đổi một yêu cầu nào đó của chương trìnhthì buộc lòng phải thay đổi phần cứng Do đó mỗi lần phải lắp lại mạch dẫn đến tốnkém về kinh tế mà nhiều khi yêu cầu đó không thực hiện được nhờ phương pháp này.Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành kỹ thuật số đặc biệt là cho ra đời các họ vi

xử lý, vi điều khiển hay PLC đã giải quyết được những bế tắc và kinh tế hơn màphương pháp dùng IC số kết nối lại không thực hiện được

1.2.2 Điều khiển bằng vi điều khiển.

Ngoài những ưu điểm có của hai phương pháp trên, phương pháp này còn có những ưu điểm sau:

 Trong mạch có thể sử dụng ngay bộ nhớ trong đối với chương trình có quy

mô nhỏ, rất tiện lợi mà vi xử lý không thực hiện được

 Nó có thể giao tiếp nối tiếp trực tiếp với máy tính mà vi xử lý cũng giao tiếpđược nhưng là giao tiếp song song nên cần có linh kiện chuyển đổi dữ liệu từ songsong sang nối tiếp đế giao tiếp với máy tính

 Do trong vi điều khiển có sử dụng các bộ timer, các hệ thống ngắt, câu lệnh đơn giản nên việc lập trình đơn giản, dễ thực hiện

 Phù hợp với kiến thức của sinh viên

1.2.3 Điều khiển bằng ứng dụng trên điện thoại

Với phương pháp điều khiển bằng ứng dụng trên điện thoại có những ưu điểm sau:

 Làm việc chắc chắn, liên tục và có tuổi thọ cao

 Chức năng điều khiển thay đổi dễ dàng bằng cách nhấn chọn các chức năng trênđiện thoại

 Có thể làm việc trong nhiều điều kiện khác nhau

 Hướng dẫn người sử dụng đơn giản

 Thời gian hoàn thành một chu trình điều khiển rất nhanh (vài ms).Có thể chỉnhsửa được các chức năng cho hệ thống trên điện thoại

1.2.4.Chức năng của hệ thống đèn giao thông

 Không có chế độ phân làn xe ở các thời điểm.

Hệ thống có thể điều khiển theo ý muốn của mình bằng cách điều khiển điệnthoại:Đèn giao thông gồm có chức năng chính là:

 Thay đổi thời gian đèn xanh,vàng theo ý mình

 Có thể bật tắt các đèn khi mà đường đông cần chuyển hướng

 Giám sát được các giá trị nhiệt độ, độ ẩm và nồng đồ khí trên điện thoại

 Điều khiển bằng điện thoại

1.3 Tổng quan về công nghệ Wifi

1.3.1 Giới thiệu

Wifi là một mạng thay thế cho mạng có dây thông thường, thường được sửdụng để kết nối các thiết bị ở chế độ không dây bằng việc sử dụng công nghệ sóng vôtuyến Dữ liệu được truyền qua sóng vô tuyến cho phép các thiết bị truyền nhận dữliệu ở tốc độ cao trong phạm vi của mạng Wifi Kết nối các máy tính với nhau, vớiInternet và với mạng có dây

Wifi (Wireless Fidelity) là thuật ngữ dùng chung để chỉ tiêu chuẩn IEEE802.11cho mạng cục bộ không dây (Wireless Local Networks) hoặc WLANs Việc sử dụngrộng rãi và tính sẵn có của nó ở nhà và nơi công cộng như công viên, quán café, sânbay, đã khiển Wifi trở thành một trong những công nghệ truyền nhận dữ liệu phổbiến nhất hiện nay

1.3.2 Công nghệ truyền nhận dữ liệu

Các chuẩn của wifi Wifi là viết tắt của từ Wireless Fidelity trong tiếng Anh,được gọi chung là mạng không dây sử dụng sóng vô tuyến Wifi là loại sóng vô tuyếntương tự như sóng điện thoại, sóng truyền hình và radio Hầu hết các thiết bị sử dụngđiện tử hiện nay như : Smartphone, Máy tính bảng, Tivi, Laptop… đều có thể kết nối

được WiFi Và Wifi là thứ gắn liền và không thể thiếu với đời sống của người dântrong hầu hết công việc cũng như giải trí hàng ngày Chúng truyền và phát tín hiệu ởtần số 2.4 GHz hoặc 5 GHz Tần số này cao hơn so với các tần số sử dụng cho điệnthoại di động, các thiết bị cầm tay và truyền hình Tần số cao hơn cho phép tín hiệumang theo nhiều dữ liệu hơn

họ được giảm Các thiết bị 802.11b có thể bị xuyên nhiễu từ các thiết bị điện thoạikhông dây (kéo dài), lò vi sóng hoặc các thiết bị khác sử dụng cùng dải tần 2.4 GHz.Mặc dù vậy, bằng cách cài đặt các thiết bị 802.11b cách xa các thiết bị như vậy có thểgiảm được hiện tượng xuyên nhiễu này

 Ưu điểm của 802.11b là giá thành thấp nhất; phạm vi tín hiệu tốt và không dễ

từ các thiết bị khác Tuy nhiên, đây cũng là nhược điểm của chuẩn này vì phạm vi phát

sẽ hẹp hơn (40-100m) và khó xuyên qua các vật cản như vách tường Chuẩn nàythường được sử dụng trong các mạng doanh nghiệp thay vì gia đình vì giá thành của

nó khá cao

Chuẩn 802.11g

Năm 2003, chuẩn Wifi thế hệ thứ 3 ra đời và mang tên 802.11g Chuẩn nàyđược kết hợp từ chuẩn a và b Được hỗ trợ tốc độ 54Mpbs như chuẩn a và sử dụngbăng tầng 2.4GHz của chuẩn b vì vậy chuẩn này có phạm vi tín hiệu khá tốt (80-

200m) và vẫn dễ bị nhiễu từ các thiết bị điện tử khác Ngày nay, một số hộ gia đìnhvẫn còn sử dụng chuẩn này

 Ưu điểm của 802.11g – tốc độ cao; phạm vi tín hiệu tốt và ít bị che khuất

 Nhược điểm của 802.11g – giá thành đắt hơn 802.11b; các thiết bị có thể bịxuyên nhiễu từ nhiều thiết bị khác sử dụng cùng băng tần

Chuẩn 802.11n (hay 802.11 b/g/n)

Đây là chuẩn được sử dụng phổ biến nhất hiện nay và tương đối mới ChuẩnWiFi 802.11n được đưa ra nhằm cải thiện chuẩn 802.11g bằng cách sử dụng công nghệMIMO (Multiple-Input Multiple-Output) tận dụng nhiều anten hơn chuẩn kết nối802.11n hỗ trợ tốc độ tối đa lên đến 600 Mpbs, có thể hoạt động trên cả băng tần 2,4GHz và 5 GHz, nếu router hỗ trợ thì hai băng tần này có thể cùng phát sóng song song.Chuẩn kết nối này đã và đang dần thay thế chuẩn 802.11g với tốc độ cao, phạm vi tínhiệu rất tốt (từ 100-250m) và giá thành đang ngày càng phù hợp với túi tiền người tiêudùng

 Ưu điểm của 802.11n – tốc độ nhanh và phạm vi tín hiệu tốt nhất; khả năngchịu đựng tốt hơn từ việc xuyên nhiễu từ các nguồn bên ngoài

 Nhược điểm của 802.11n – chuẩn vẫn chưa được ban bố, giá thành đắt hơn802.11g; sử dụng nhiều tín hiệu có thể gây nhiễu với các mạng 802.11b/g ở gần

Chuẩn 802.11ac (hay chuẩn 802.11 a/b/g/n/ac)

Trong khoảng một vài năm trở lại đây chúng ta được nghe nhắc nhiều đếnchuẩn Wi-Fi 802.11ac, hay còn gọi là Wi-Fi thế hệ thứ năm Nó là chuẩn mạng khôngdây đang ngày càng xuất hiện nhiều hơn trên các router, máy tính và tất nhiên là cả cácthiết bị di động như smartphone So với Wi-Fi 802.11n đang được dùng phổ biến hiệnnay, chuẩn 802.11ac mang lại tốc độ nhanh hơn

Là chuẩn Wifi mới nhất được IEEE giới thiệu Chuẩn ac có hoạt động ở băngtầng 5 GHz và tốc độ tối đa lên đến 1730 Mpbs khi sử dụng lại công nghệ đa antentrên chuẩn 802.11n cho người dùng trải nghiệm tốc độ cao nhất Hiện tại, chuẩn nàyđược sử dụng trên một số thiết bị cao cấp của các hãng điện thoại như Apple,Samsung, Sony,…

Tuy nhiên, do giá thành khá cao nên các thiết bị phát tín hiệu cho chuẩn nàychưa được phổ biến trên thị trường nên mặc dù các thiết bị này không hoạt động tối ưukhi sử dụng bởi sự hạn chế của các thiết bị phát

1.4 Giới thiệu chuẩn giao tiếp

*Truyền thông UART

UART là “Universal Asynchronous Receiver/Transmitter” và nó là một vi mạchsẵn có trong một vi điều khiển nhưng nó lại không giống như một giao thức truyềnthông (I2C & SPI)

Chức năng chính của UART là truyền dữ liệu nối tiếp Trong UART, giao tiếpgiữa hai thiết bị có thể được thực hiện theo hai cách là giao tiếp dữ liệu nối tiếp vàgiao tiếp dữ liệu song song

Trong giao tiếp dữ liệu nối tiếp, dữ liệu có thể được truyền qua một cáp hoặcmột đường dây ở dạng bit-bit và nó chỉ cần hai cáp

Truyền thông dữ liệu nối tiếp không đắt khi chúng ta so sánh với giao tiếp songsong Nó đòi hỏi rất ít mạch cũng như dây Vì vậy, giao tiếp này thực sự rất hữu íchtrong các mạch ghép so với giao tiếp song song

Trong giao tiếp dữ liệu song song, dữ liệu có thể được truyền qua nhiều cáp cùngmột lúc Truyền dữ liệu song song tốn kém nhưng rất nhanh, vì nó đòi hỏi phần cứng

và cáp bổ sung Các ví dụ tốt nhất cho giao tiếp này là máy in cũ, PCI, RAM,…

Trong giao tiếp này, có hai loại UART có sẵn là truyền UART và nhận UART vàgiao tiếp giữa hai loại này có thể được thực hiện trực tiếp với nhau Đối với điều này,chỉ cần hai cáp để giao tiếp giữa hai UART

Luồng dữ liệu sẽ từ cả hai chân truyền (Tx) và nhận (Rx) của UART TrongUART, việc truyền dữ liệu từ Tx UART sang Rx UART có thể được thực hiện khôngđồng bộ (không có tín hiệu CLK để đồng bộ hóa các bit )

Việc truyền dữ liệu của UART có thể được thực hiện bằng cách sử dụng bus dữliệu ở dạng song song bởi các thiết bị khác như vi điều khiển, bộ nhớ, CPU, Sau khinhận được dữ liệu song song từ bus, nó tạo thành gói dữ liệu bằng cách thêm ba bitnhư bắt đầu, dừng lại và trung bình Nó đọc từng bit gói dữ liệu và chuyển đổi dữ liệunhận được thành dạng song song để loại bỏ ba bit của gói dữ liệu Tóm lại, gói dữ liệunhận được bởi UART chuyển song song về phía bus dữ liệu ở đầu nhận

Hình 1.3 Truyền thông UART

Start bit: còn được gọi là bit đồng bộ hóa được đặt trước dữ liệu thực tế Nóichung, một đường truyền dữ liệu không hoạt động được điều khiển ở mức điện áp cao

Để bắt đầu truyền dữ liệu, truyền UART kéo đường dữ liệu từ mức điện áp cao (1)xuống mức điện áp thấp (0) UART thu được thông báo sự chuyển đổi này từ mức cao

sang mức thấp qua đường dữ liệu cũng như bắt đầu hiểu dữ liệu thực Nói chung, chỉ

có một start-bit

Stop bits: được đặt ở phần cuối của gói dữ liệu Thông thường, bit này dài 2 bitnhưng thường thường chỉ sử dụng 1 bit Để dừng sóng, UART giữ đường dữ liệu ởmức điện áp cao

Bit chẵn lẻ: cho phép người nhận đảm bảo liệu dữ liệu được thu thập có đúng haykhông Đây là một hệ thống kiểm tra lỗi cấp thấp & bit chẵn lẻ có sẵn trong hai phạm

vi như chẵn lẻ – chẵn lẻ cũng như Chẵn lẻ – lẻ Trên thực tế, bit này không được sửdụng rộng rãi nên không bắt buộc

Giao diện UART:

Hình 1.4 UART giao tiếp với vi điều khiển

Hình trên cho thấy UART giao tiếp với vi điều khiển Giao tiếp UART có thểđược thực hiện bằng ba tín hiệu như TXD, RXD và GND

Bằng cách sử dụng điều này, chúng ta có thể hiển thị một văn bản trong máytính cá nhân từ board vi điều khiển 8051 cũng như mô-đun UART Trong board 8051,

có hai giao diện nối tiếp như UART0 và UART1 Ở đây, giao diện UART0 được sửdụng Chân Tx truyền thông tin đến chân PC & Rx nhận thông tin từ PC Tốc độ Baud

có thể được sử dụng để biểu thị tốc độ của cả vi điều khiển và PC Việc truyền và nhận

dữ liệu có thể được thực hiện đúng khi tốc độ truyền của cả vi điều khiển và PC làtương tự nhau

Các ứng dụng của UART:

UART thường được sử dụng trong các bộ vi điều khiển cho các yêu cầu chínhxác và chúng cũng có sẵn trong các thiết bị liên lạc khác nhau như giao tiếp không dây,thiết bị GPS, module Bluetooth và nhiều ứng dụng khác

Các tiêu chuẩn truyền thông như RS422 & TIA được sử dụng trong UART ngoạitrừ RS232 Thông thường, UART là một IC riêng được sử dụng trong giao tiếp nối tiếpUART

Những ưu và nhược điểm của UART:

- Nó chỉ cần hai dây để truyền dữ liệu

- Tín hiệu CLK là không cần thiết

- Nó bao gồm một bit chẵn lẻ để cho phép kiểm tra lỗi

- Sắp xếp gói dữ liệu có thể được sửa đổi vì cả hai mặt được sắp xếp

- Kích thước khung dữ liệu tối đa là 9 bit.

- Nó không chứa một số hệ thống phụ

- Tốc độ truyền của UART phải ở mức 10% của nhau

* Bộ chuyển đổi ADC

ADC là từ viết tắt của Analog to Digital Converter hay bộ chuyển đổi analogsang kỹ thuật số là một mạch chuyển đổi giá trị điện áp liên tục (analog) sang giá trịnhị phân (kỹ thuật số) mà thiết bị kỹ thuật số có thể hiểu được sau đó có thể được sửdụng để tính toán kỹ thuật số Mạch ADC này có thể là vi mạch ADC hoặc đượcnhúng vào một bộ vi điều khiển

Thiết bị điện tử ngày nay hoàn toàn là kỹ thuật số, không còn là thời kỳ củamáy tính analog Thật không may cho các hệ thống kỹ thuật số, thế giới chúng ta đangsống vẫn là analog và đầy màu sắc, không chỉ đen và trắng

Thay vào đó, chúng ta sử dụng một bộ ADC để chuyển đổi đầu vào điện ápanalog thành một chuỗi các bit có thể được kết nối trực tiếp với bus dữ liệu của bộ vi

xử lý và được sử dụng để tính toán

ADC hoạt động như thế nào

Một cách rất hay để xem xét hoạt động của ADC là tưởng tượng nó như một bộchia tỷ lệ toán học Tỷ lệ về cơ bản là ánh xạ các giá trị từ dải này sang dải khác, vìvậy ADC ánh xạ một giá trị điện áp sang một số nhị phân

Những gì chúng ta cần là một thứ có thể chuyển đổi điện áp thành một loạt cácmức logic, ví dụ như trong một thanh ghi Tất nhiên, các thanh ghi chỉ có thể chấpnhận các mức logic làm đầu vào, vì vậy nếu bạn kết nối tín hiệu trực tiếp với đầu vàologic, kết quả sẽ không tốt Vì vậy cần có một giao diện ở giữa logic và điện áp đầuvào analog

Điện áp tham chiếu

Tất nhiên, không có ADC nào là tuyệt đối, vì vậy điện áp được ánh xạ tới giá trịnhị phân lớn nhất được gọi là điện áp tham chiếu Ví dụ: trong bộ chuyển đổi 10 bitvới 5V làm điện áp tham chiếu, 1111111111 (tất cả các bit một, số nhị phân 10 bit caonhất có thể ) tương ứng với 5V và 0000000000 (số thấp nhất tương ứng với 0V) Vìvậy, mỗi bước nhị phân lên đại diện cho khoảng 4,9mV, vì có thể có 1024 chữ số trong

10 bit Số đo điện áp trên mỗi bit này được gọi là độ phân giải của ADC

Số lượng chuyển đổi từ analog sang kỹ thuật số mà bộ chuyển đổi có thể thựchiện mỗi giây được gọi là tốc độ mẫu Ví dụ: một bộ ADC thực sự tốt có thể có tốc độ

mẫu là 300Ms/s Đơn vị này được đọc là megasamples trên giây, nghĩa là một triệumẫu mỗi giây Lưu ý rằng tiền tố SI áp dụng ở đây.

Tốc độ lấy mẫu phụ thuộc hoàn toàn vào loại bộ chuyển đổi và độ chính xáccần thiết Nếu cần đọc rất chính xác, ADC thường dành nhiều thời gian hơn để xem xéttín hiệu đầu vào (thường là lấy mẫu và giữ hoặc đầu vào tích hợp) và nếu không cần

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG HỆ

THỐNG 2.1 Linh kiện sử dụng

2.1 Giới thiệu vi điều khiển

Là một máy tính được tích hợp trên một con chip (single chip microcomputer)được tạo ra qua VLSI Vi điều khiển cũng được gọi là bộ điều khiển nhúng bởi vì viđiều khiển và các mạch điện hỗ trợ được tích hợp hoặc nhúng vào thiết bị mà nó kiểmsoát Vi điều khiển có nhiều bit khác nhau giống như vi xử lý (cho đến nay thì có cácloại vi điều khiển 4bit, 8bit, 16bit, 32bit, 64bit và 128 bit)

Hình 2 1 Vi điều khiển PIC

Vi điều khiển thường chứa các linh kiện sau:

 Bộ xử lý trung tâm (CPU)

 Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM)

 Bộ nhớ chỉ đọc (ROM)

 Cổng đầu vào / đầu ra

 Bộ đếm thời gian và bộ đếm

 Bộ chuyển đổi analog sang digital

 Bộ chuyển đổi digital sang analog

 Cổng giao tiếp nối tiếp

 Hầu hết các chân trong chip vi điều khiển có thể được lập trình bởingười dùng.

 Vi điều khiển có khả năng xử lý các hàm logic

 Tốc độ và hiệu suất cao

 Cấu trúc on-chip ROM trong vi điều khiển giúp bảo mật firmware tốthơn

 Dễ thiết kế với chi phí thấp và kích thước nhỏ

Cấu tạo của vi điều khiển

Cấu tạo cơ bản và sơ đồ khối của vi điều khiển như hình bên dưới

CPU

CPU là bộ não của vi điều khiển CPU chịu trách nhiệm tìm nạp lệnh, giải mã

và thực thi CPU kết nối tất cả bộ phận của vi điều khiển vào một hệ thống duy nhất.Chức năng chính của CPU là tìm nạp và giải mã lệnh Lệnh được lấy từ bộ nhớchương trình sau đó được CPU giải mã

Bộ nhớ

Chức năng bộ nhớ trong vi điều khiển giống như bộ vi xử lý Nó được sử dụng

để lưu trữ dữ liệu và chương trình Vi điều khiển thường có một lượng RAM và ROMnhất định (EEPROM, EPROM…) hoặc bộ nhớ flash để lưu trữ mã nguồn chươngtrình

Cổng đầu vào / đầu ra

Cổng đầu vào / đầu ra được sử dụng chủ yếu điều khiển hoặc giao tiếp các thiết

bị như màn hình LCD, đèn LED, máy in, bộ nhớ…cho vi điều khiển

Cổng nối tiếp

Cổng nối tiếp tạo ra giao diện nối tiếp giữa vi điều khiển và các thiết bị ngoại vikhác như cổng song song.

Bộ đếm thời gian / bộ đếm

Đây là một trong những chức năng hữu ích của vi điều khiển Một vi điều khiển

có thể có nhiều bộ đếm thời gian và bộ đếm Bộ đếm thời gian và bộ đếm có chứcnăng đếm thời gian và đếm bên trong vi điều khiển Hoạt động chính của bộ phận này

là làm chức năng đồng hồ, phát xung, đo tần số, tạo ra dao động… Nó cũng được sửdụng để đếm xung bên ngoài

Bộ chuyển đổi analog sang digital (ADC)

Bộ chuyển đổi ADC được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu analog sang dạngdigital Tín hiệu đầu vào trong bộ chuyển đổi này phải ở dạng analog (ví dụ: đầu racảm biến) và đầu ra từ thiết bị này ở dạng digital Đầu ra digital có thể được sử dụngcho các ứng dụng kỹ thuật số (ví dụ: các thiết bị đo lường)

Bộ chuyển đổi Digital sang Analog (DAC)

Hoạt động của DAC là đảo ngược của ADC DAC chuyển đổi tín hiệu digitalthành định dạng analog Nó thường được sử dụng để điều khiển các thiết bị analog nhưđộng cơ DC, các ổ đĩa…

Điều khiển ngắt

Điều khiển ngắt được sử dụng để ngắt (trễ) một chương trình làm việc Việcngắt có thể ở bên ngoài (được kích hoạt bằng cách sử dụng chân ngắt) hoặc bên trong(bằng cách sử dụng lệnh ngắt trong khi lập trình)

Khối chức năng đặc biệt

Một số vi điều khiển chỉ được sử dụng cho một số ứng dụng đặc biệt (ví dụ: hệthống không gian và rô bốt) các bộ điều khiển này có chứa các cổng bổ sung để thựchiện các hoạt động đặc biệt đó Đây được coi là khối chức năng đặc biệt

Ưu điểm của vi điều khiển

Những ưu điểm chính của vi điều khiển là:

 Vi điều khiển hoạt động như một máy vi tính không có bất kỳ bộ phận kỹ thuật

 Hầu hết các chân được lập trình bởi người dùng để thực hiện các chức năngkhác nhau.

 Dễ dàng kết nối thêm các cổng RAM, ROM, I / O

 Cần ít thời gian để thực hiện các hoạt động

Nhược điểm của vi điều khiển

 Vi điều khiển có kiến trúc phức tạp hơn so với vi xử lý

 Chỉ thực hiện đồng thời một số lệnh thực thi giới hạn

 Chủ yếu được sử dụng trong các thiết bị vi mô

 Không thể trực tiếp giao tiếp các thiết bị công suất cao

Ứng dụng

Có thể tìm thấy vi điều khiển trong tất cả các loại thiết bị điện tử hiện nay Bất

kỳ thiết bị nào liên quan đến đo lường, lưu trữ, điều khiển, tính toán hoặc hiển thịthông tin đều phải có chip vi điều khiển bên trong Ứng dụng lớn nhất của vi điềukhiển là trong ngành công nghiệp ô tô (vi điều khiển được sử dụng rộng rãi để kiểmsoát động cơ và điều khiển công suất trong ô tô) Cũng có thể tìm thấy vi điều khiểnbên trong bàn phím, chuột, modem, máy in và các thiết bị ngoại vi khác Trong thiết bịthử nghiệm, vi điều khiển giúp bạn dễ dàng thêm các tính năng như khả năng lưu trữ

số đo, tạo và lưu trữ các thói quen của người dùng và hiển thị thông báo cũng nhưdạng sóng Sản phẩm tiêu dùng sử dụng bộ vi điều khiển bao gồm máy quay kỹ thuật

số, đầu phát quang, màn hình LCD / LED…

2.1.1 Arduino nano

Arduino Nano là một bảng vi điều khiển thân thiện, nhỏ gọn, đầy đủ ArduinoNano nặng khoảng 7g với kích thước từ 1,8cm - 4,5cm Bài viết này trình bày về cácthông số kỹ thuật quan trọng, nhất là sơ đồ chân và chức năng của mỗi chân trongbảng Arduino Nano

Phương thức hoạt động

Arduino Nano có chức năng tương tự như Arduino Duemilanove nhưng khácnhau về dạng mạch Nano được tích hợp vi điều khiển ATmega328P, giống nhưArduino UNO Sự khác biệt chính giữa chúng là bảng UNO có dạng PDIP (PlasticDual-In-line Package) với 30 chân còn Nano có sẵn trong TQFP (plastic quad flatpack) với 32 chân Trong khi UNO có 6 cổng ADC thì Nano có 8 cổng ADC BảngNano không có rắc nguồn DC như các bo mạch Arduino khác, mà thay vào đó có cổng

mini-USB Cổng này được sử dụng cho cả việc lập trình và bộ giám sát nối tiếp Tínhnăng hấp dẫn của arduino Nano là nó sẽ chọn công suất lớn nhất với hiệu điện thế củanó.

Đặc điểm kỹ thuật Arduino Nano

Số chân analog I/O 8

Dòng tiêu thụ I/O 40mA

Số chân Digital I/O 22

Bộ nhớ EEPROM 1 KB

Bộ nhớ Flash 32 KB of which 2 KB used

by BootloaderĐiện áp ngõ vào (7-12) Volts

Vi điều khiển ATmega328P

Sơ đồ chân

Theo sơ đồ bên dưới, chúng ta sẽ thảo luận về tất cả các chức năng của mỗi chân

Hình 2.2 Arduino nano

Chức năng của các chân

Thứ tự

chân Tên Pin Kiểu Chức năng

1 D1 / TX I / O Ngõ vào/ra sốChân TX-truyền dữ liệu

17 3V3 Đầu ra Đầu ra 3.3V (từ FTDI)

18 AREF Đầu vào Tham chiếu ADC

19 A0 Đầu vào Kênh đầu vào tương tự kênh

28 RESET Đầu vào Chân đặt lại, hoạt động ở

mức thấp

29 GND Nguồn Chân nối mass

30 VIN Nguồn Chân nối với nguồn vào

Chân ICSP

Tên pin Arduino Nano

MISO Đầu vào hoặc đầu ra Master In Slave Out

MOSI Đầu ra hoặc đầu vào Master Out Slave InRST Đầu vào Đặt lại, Hoạt động ở

mức thấp

GND Nguồn Chân nối dất

 Chân 1, 2: Chân nối tiếp

Hai chân nhận RX và truyền TX này được sử dụng để truyền dữ liệu nối tiếpTTL Các chân RX và TX được kết nối với các chân tương ứng của chip nối tiếp USBtới TTL

 Chân 13, 14, 15 và 16: Giao tiếp SPI

Khi bạn không muốn dữ liệu được truyền đi không đồng bộ, bạn có thể sử dụngcác chân ngoại vi nối tiếp này Các chân này hỗ trợ giao tiếp đồng bộ với SCK Mặc

dù phần cứng có tính năng này nhưng phần mềm Arduino lại không có Vì vậy, bạnphải sử dụng thư viện SPI để sử dụng tính năng này

 Chân 16: Led

Khi bạn sử dụng chân 16, đèn led trên bo mạch sẽ sáng

 Chân 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 và 26 : Ngõ vào/ra tương tự

Như đã đề cập trước đó UNO có 6 chân đầu vào tương tự nhưng Arduino Nano

có 8 đầu vào tương tự (19 đến 26), được đánh dấu A0 đến A7 Điều này có nghĩa làbạn có thể kết nối 8 kênh đầu vào tương tự để xử lý Mỗi chân tương tự này có mộtADC có độ phân giải 1024 bit (do đó nó sẽ cho giá trị 1024) Theo mặc định, các chânđược đo từ mặt đất đến 5V Nếu bạn muốn điện áp tham chiếu là 0V đến 3.3V, có thểnối với nguồn 3.3V cho chân AREF (pin thứ 18) bằng cách sử dụng chức nănganalogReference () Tương tự như các chân digital trong Nano, các chân analog cũng

có một số chức năng khác

 Chân 23, 24 như A4 và A5: chuẩn giao tiếp I2C

Khi giao tiếp SPI cũng có những nhược điểm của nó như cần 4 chân và giới hạntrong một thiết bị Đối với truyền thông đường dài, cần sử dụng giao thức I2C I2C hỗtrợ chỉ với hai dây Một cho xung (SCL) và một cho dữ liệu (SDA) Để sử dụng tínhnăng I2C này, chúng ta cần phải nhập một thư viện có tên là Thư viện Wire

Hình 2.3 Các chân giao tiếp chuẩn SPI trên Arduino nano

ICSP là viết tắt của In Circuit Serial Programming, đại diện cho một trongnhững phương pháp có sẵn để lập trình bảng Arduino Thông thường, một chươngtrình bộ nạp khởi động Arduino được sử dụng để lập trình một bảng Arduino, nhưngnếu bộ nạp khởi động bị thiếu hoặc bị hỏng, ICSP có thể được sử dụng thay thế ICSP

có thể được sử dụng để khôi phục bộ nạp khởi động bị thiếu hoặc bị hỏng

Mỗi chân ICSP thường được kết nối với một chân Arduino khác có cùng tênhoặc chức năng Ví dụ: MISO của Nano nối với MISO / D12 (Pin 15) Lưu ý, các chânMISO, MOSI và SCK được ghép lại với nhau tạo nên hầu hết giao diện SPI

Chúng ta có thể sử dụng Arduino để lập trình Arduino khác bằng ICSP này.

2.1.2.NODE MCU ESP8266

ESP8266 là dòng chip tích hợp Wi-Fi 2.4Ghz có thể lập trình được, rẻ tiền đượcsản xuất bởi một công ty bán dẫn Trung Quốc: Espressif Systems Được phát hành đầutiên vào tháng 8 năm 2014, đóng gói đưa ra thị trường dạng Module ESP-01 Có khảnăng kết nối Internet qua mạng Wi-Fi một cách nhanh chóng và sử dụng rất ít linh kiện

đi kèm Với giá cả có thể nói là rất rẻ so với tính năng và khả năng ESP8266 có thểlàm được ESP8266 có một cộng đồng các nhà phát triển trên thế giới rất lớn, cung cấpnhiều Module lập trình mã mở giúp nhiều người có thể tiếp cận và xây dựng ứng dụngrất nhanh Hiện nay tất cả các dòng chip ESP8266 trên thị trường đều mang nhãnESP8266EX, là phiên bản nâng cấp của ESP8266, đã có hơn 14 phiên bản ESP ra đời,trong đó phổ biến nhất là ESP-12

Hình 2.4 Hình ảnh thực tế của Chip NODEMCU ESP8266

*Cấu tạo của ESP8266

Module ESP8266 có các chân dùng để cấp nguồn và thực hiện kết nối

Chức năng của các chân như sau:

+ VCC: 3.3V lên đến 300Ma

+ GND: Chân Nối đất

+ Tx: Chân Tx của giao thức UART, kết nối đến chân Rx của vi điều khiển

+ Rx: Chân Rx của giao thức UART, kết nối đến chân Tx của vi điều khiển + RST: chân reset, kéo xuống mass để reset

+ 10 chân GPIO từ D0 – D8, có chức năng PWM, IIC, giao tiếp SPI, 1-Wire

và ADC trên chân A0

+ Kết nối mạng wifi (có thể là sử dụng như điểm truy cập và/hoặc trạm máychủ lưu trữ một, máy chủ web), kết nối internet để lấy hoặc tải lên dữ liệu

Hình 2.5 Hình ảnh sơ đồ chân kết nối ESP8266

Module ESP-12 kết hợp với firmware ESP8266 trên Arduino và thiết kế phầncứng giao tiếp tiêu chuẩn đã tạo nên NodeMCU, loại Kit phát triển ESP8266 phổ biếnnhất trong thời điểm hiện tại Với cách sử dụng, kết nối dễ dàng, có thể lập trình, nạpchương trình trực tiếp trên phần mềm Arduino, đồng thời tương tích với các bộ thưviện Arduino sẵn có

*Tính năng của NODEMCU ESP8266

Thông số kĩ thuật:

 IC chính: ESP8266 Wifi SoC

 Phiên bản firmware: NodeMCU Lua

 Chip nạp và giao tiếp UART: CP2102

 GPIO tương thích hoàn toàn với firmware Node MCU

 Cấp nguồn: 5VDC MicroUSB hoặc Vin

 GIPO giao tiếp mức 3.3VDC

 Tích hợp Led báo trạng thái, nút Reset, Flash

 Tương thích hoàn toàn với trình biên dịch Arduino

 Kích thước: 25 x 50 mm

2.2 Cảm biến nhiệt độ DHT11

DHT11 là một cảm biến đơn giản để đo nhiệt độ và độ ẩm, tất cả hợp lại thànhmột Các bạn sẽ không phải mua hai cảm biến riêng biệt Giá của nó là khoảng 2€, vì

vậy nó khá rẻ, mặc dù bạn cũng có thể tìm thấy nó được gắn trên một mô-đun (gắntrên PCB để dễ sử dụng) như thường thấy trong loại linh kiện điện tử này cho Arduino.Trong trường hợp của bo mạch, nó bao gồm một điện trở kéo lên 5 kilo ohm và mộtđèn LED cảnh báo về hoạt động.

DHT11 có độ tin cậy và độ ổn định cao do tín hiệu kỹ thuật số được hiệu chỉnh.Ngoài ra, nếu bạn nhìn vào biểu dữ liệu của nó, bạn sẽ thấy rằng nó có các tính năngthú vị, ta sẽ thấy trong các phần sau

Có một sản phẩm tương tự như DHT11 mà bạn có thể quan tâm Nó là DHT22.

Nó cũng là một cảm biến nhiệt độ và độ ẩm tích hợp, nhưng trong trường hợp này, giácủa nó cao hơn một chút, khoảng € 4 Độ chính xác để đo nhiệt độ là biến thiên 5%cũng giống như DHT11, nhưng không giống như nó, nó đo ngoài phạm vi độ ẩm từ 20đến 80% Do đó, bạn có thể quan tâm đến DHT22 cho các dự án cần đo độ ẩm từ 0đến 100%

Tần suất thu thập dữ liệu nó cũng gấp đôi so với DHT11, trong DHT22 2 mẫuđược lấy mỗi giây thay vì 1 mẫu mỗi giây của DHT11 Đối với nhiệt độ, nó có thể đo

từ -40ºC đến + 125ºC với độ chính xác cao hơn, vì nó có thể đo các phần của độ, đặcbiệt nó có thể đánh giá cao các biến thể cộng / trừ 0,5ºC

Sơ đồ chân, tính năng và biểu dữ liệu

Hình 2.6 Cảm biến DHT11

Số chân Tên chân Mô tả

1 Vcc Nguồn 3.5V đến 5.5V

2 Data Đầu ra cả nhiệt độ và độ ẩm thông qua dữ liệu nối tiếp

3 NC Không có kết nối và do đó không sử dụng

4 Ground Nối đất