Đồ án môn học hệ thống nhúng đề tài thiết kế hệ thống cảm biến chuyển động và relay

LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, việc ứng dụng cho các hệ thống nhúng ngày càng trở nên phổ biến: từnhững ứng dụng đơn giản như điều khiển một chốt đèn giao thông định thời, đếm sảnphẩm trong một

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

KHOA ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

HỆ THỐNG NHÚNG

Đề tài : Thiết Kế Hệ thống Cảm Biến Chuyển Động Và ReLay

Nhóm sinh viên thực hiện : Vũ Tiến Hoàng-K195520207026 : Phạm Minh Hùng- K195520207028 Lớp : 55ĐVT.01

Giáo viên hướng dẫn : ThS Đỗ Duy Cốp

Thái Nguyên – 2022

KHOA ĐIỆN TỬ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN MÔN HỌC

HỆ THỐNG NHÚNG

Nhóm sinh viên: : Nguyễn Thị Hoài-K195520207024

:Nguyễn Thanh Hoa - K195520207022

Lớp:55 KĐT.01 Ngành: Kỹ Thuật Điện Tử

Ngày giao đề: Ngày hoàn thành:

1 Tên đề tài

Thiết kế cảm biến độ ẩm, nhiệt độ và rơlay

2 Yêu cầu của các bước thực hiện

1- Giới thiệu và phân tích các yêu cầu của bài toán thiết kế

2- Trình bày tổng quan về công nghệ

3- Mô tả cụ thể trình tự các bước thiết kế, các kết quả minh họa

4- Kết luận và hướng phát triển

TRƯỞNG BỘ MÔN

(Ký và ghi rõ họ tên)

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

Thái Nguyên, ngày….tháng… năm 2022 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký ghi rõ họ tên)

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM

………

………

………

………

………

………

………

………

Thái Nguyên, ngày….tháng… năm 2022 GIÁO VIÊN CHẤM

(Ký ghi rõ họ tên)

1.3 Yêu cầu công nghệ của hệ thống tắt bật đèn thôngminh 10

động 16

2.3.3 Tính năng, đặc điểm nổi

bật 16

2.3.4 Ưu điểm 17

2.3.5 Nhược điểm 17

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 18

3.1 Sơ đồ nguyên lý 18

3.2 Chọn linh kiện 18

3.2.1 Module ESP8266 18

3.2.2 Module Relay 5V 21

3.2.3 DHT11 21

3.2.4 I2CLCD 21

3.2.5 Mạch sạc pin lion 3.7V 21

CHƯƠNG 4: CÀI ĐẶT 24

4.1 Home Assistant 24

4.2 MQTT – Add-on Mosquitto broker 30

4.3 Sơ đồ thuật toán 38

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 39

5.1 Các kết quả đạt được 39

5.2 Hướng phát triển của đềtài 39

m c l c hình n ụ ụ ả

Hình 1.1 Ảnh minh họa 9

Hình 1.2 Đèn thông minh trên thị trường hiện nay 10

Hình 2.1 Một giao diện quản lý nhà thông minh với Home Assistant 12

Hình 2.2 Giao diện quản lý của Home Assistant thân thiện dễ dùng 13

Hình 2.3 Home Assistant có thể kết nối các thương hiệu khác nhau để hoàn tất tác vụ nhà thông minh cần thiết 15 Hình 2.4 Sơ đồ hoạt động của MQTT 16

Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý 18 Hình 3.2 Module ESP8266 18 Hình 3.3 Sơ Đồ Chân NodeMCU ESP8266 19 Hình 3.4 Sơ đồ chân Module Relay 5V 1 kênh 21

Hình 3.5 DHTT 22

Hình 4.1 Sơ đồ thuật toán 38

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, việc ứng dụng cho các hệ thống nhúng ngày càng trở nên phổ biến: từnhững ứng dụng đơn giản như điều khiển một chốt đèn giao thông định thời, đếm sảnphẩm trong một dây chuyền sản xuất, điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều, thiết

kế một biển quảng cáo dùng Led ma trận, một đồng hồ thời gian thực….đến các ứngdụng phức tạp như hệ thống điều khiển robot, bộ kiểm soát trong nhà máy hoặc hệthống kiểm soát các máy năng lượng hạt nhân Các hệ thống tự động trước đây sử dụngnhiều công nghệ khác nhau như các hệ thống tự động hoạt động bằng nguyên lý khínén, thủy lực, rơle cơ điện, mạch điện tử số, các thiết bị máy móc tự động bằng cáccam chốt cơ khí các thiết bị, hệ thống này có chức năng xử lý và mức độ tự động thấp

so với các hệ thống tự động hiện đại được xây dựng trên nền tảng của các hệ thốngnhúng

Với mong muốn giới thiệu ứng dụng cơ bản của hệ thống nhúng trong đời sống hiện

đại, nhóm chúng em đưa ra mô hình: Thiết Kế Hệ thống Cảm Biến Nhiệt Độ ,Độ Ẩm

Và ReLay

Trong quá trình thực hiện đồ án môn học, nhóm chúng em cố gắng thiết kế sao cho

mô hình là đơn giản nhất, ổn định nhất; tuy nhiên do vấn đề thời gian và kinh nghiệmnên mô hình vẫn còn gặp phải những vấn đề chưa thể khắc phục được

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo chúng em trong quá trình thực hiện đồ án này.

CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN

1.1 Khái niệm về nhà thông minh

Nhà thông minh (tiếng Anh là “Smart Home”) hoặc hệ thống nhà thông minh là mộtngôi nhà/căn hộ được trang bị hệ thống tự động tiên tiến dành cho điều khiển đèn chiếusáng, nhiệt độ, truyền thông đa phương tiện, an ninh, rèm cửa, cửa và nhiều tính năngkhác nhằm mục đích làm cho cuộc sống ngày càng tiện nghi, an toàn và góp phần sửdụng hợp lý các nguồn tài nguyên

Nhà thông minh sử dụng các thiết bị kết nối Internet để có thể quản lý và giámsát các thiết bị và hệ thống từ xa như ánh sáng và nhiệt độ

Hình 1.1 Ảnh minh họa

Công nghệ nhà thông minh Smart Home, còn được biết đến như HomeAutomation (tự động hóa ngôi nhà), cung cấp cho chủ nhà sự an toàn, thoải mái, tiệnlợi và tiết kiệm năng lượng bằng cách cho phép họ kiểm soát các thiết bị thông minhbởi một ứng dụng smart home trên điện thoại smartphone hoặc các thiết bị kết nốimạng khác Một phần của mạng lưới vạn vật kết nối (Internet of Things - IoT), các hệthống và thiết bị nhà thông minh thường hoạt động cùng nhau, chia sẻ dữ liệu ngườidùng và tự động hóa các hành động dựa trên quyền ưu tiên của chủ nhà.

Với những kiến thức đã học qua môn “ Hệ thống nhúng ”, chúng em xin được phép

trình bày nghiên cứu và kết quả đồ án môn học với đề tài “ Thiết Kế Hệ thống Cảm Biến Nhiệt Độ ,Độ Ẩm Và ReLay”

1.2 Cơ sở hình thành hệ thống cảm biến nhiệt độ,độ ẩm

Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu của con người ngày càng tang cao, đồng thờitiết kiệm năng lượng cũng đang là nhiệm vụ hàng đầu của mỗi quốc gia Thiết bị đonhiệt độ, độ ẩm luôn gắn liền với đời sống của con người, vì vậy việc kiểm soát cácthiết bị đo nhiệt độ , độ ẩm là rất cần thiết để tạo sự tiện nghi cho người sử dụng cũngnhư giảm đáng kể sự lãng phí năng lượng không cần thiết

 Xuất phát từ những vấn đề thực tiễn trên, đã có rất nhiều thiết bị đo nhiệt độ , độ

ẩm được ra đời nhằm phục vụ nhu cầu đời sống của con người Một số thiết bị đo nhiệt độ , độ ẩm thông minh trên thị trường hiện nay đến từ nhiều nước phát triển

như: Model KLK 100 ( Phần Lan), cảm biến được sản suất bởi VCP-Thụy Điển, Model OM352UNI ( Cộng Hòa Séc)….

Hình 1.2 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm trong phòng

1.3 Yêu cầu công nghệ của hệ thống cảm biến nhiệt độ , độ ẩm thông minh 1.3.1 Tính tự động

Do yêu cầu ngày càng cao của sản xuất công nghiệp, sự phát triển khoa học kĩ thuật,các thiết bị máy móc ngày càng hiện đại nên tính tự động của hệ thống của một hệ

thống cảm biến nhiệt độ , độ ẩm thông minh nói riêng và các máy móc khác nói chung

là vô cùng cần thiết và quan trọng Tính tự động giúp giảm lượng hao phí điện năng,hạn chế tối đa can thiệp của con người

1.3.2 Tính thông minh

Với sự phát triển của công nghệ IoT, các thiết bị tự động thông minh ngày nay đaphần đều được kết nối với mạng Internet nhằm giúp người sử dụng có thể giám sát vàđiều khiển các thiết bị tự động từ xa

1.3.3 Tính đơn giản

Tiếp đến một trong những tiêu chuẩn mà bất kỳ hộ gia đình,cơ quan, công ty, … nàocũng phải xem xét đó là tính đơn giản của hệ thống Tính đơn giản đảm bảo ngườidùng có thể dễ dàng sử dụng, dễ dàng thao tác, vận hành, lắp đặt, bảo trì, bảo dưỡng,sửa chữa dễ dàng khi có sự cố

1.3.4 Tính thẩm mỹ

Khi xã hội ngày càng văn minh hiện đại thì con người cũng đòi hỏi tính thẩm mỹ cao

do vậy các sản phẩm phục vụ nhu cầu của con người cũng phải đa dạng phong phú vàmang tính năng mỹ quan, hình thức mẫu mã bắt mắt đồng thời cũng cần phải có độ bền

và độ chắc chắn cao, hoạt động trơn tru, ít xảy ra sự cố

1.3.5 Tính thuận tiện

Ngày nay tính thuận tiện trong các sản phẩm cũng là một tiêu chí để người dùng lựachọn Yêu cầu tính thuận tiện có trong hầu hết các khâu từ lắp rắp, vận hành đến đếnkhâu bảo trì, sửa chữa để không mất nhiều thời gian, tiết kiệm chi phí, công sức

CHƯƠNG 2: NỀN TẢNG GIAO TIẾP 2.1 Home Assistant

Home Assistant còn được gọi là “HA” hay “HASS” là một nền tảng quản lý nhàthông minh được lập trình bằng ngôn ngữ Python Nó có thể chạy trên mọi nền tảng hệđiều hành và quản lý ngôi nhà thông minh qua giao diện web hay qua ứng dụng trênsmartphone Home Assistant có 2 phiên bản Phiên bản “Home Assistant” hay "HomeAssistant Core" là thành phần cốt lõi nhất, có thể cài đặt lên bất kỳ nền tảng hệ điềuhành nào giống như một phần mềm máy tính

“Home Assistant OS” kết hợp giữa “Home Assistant Core” và các công cụ khác.Phiên bản này có thể cài đặt lên một chiếc máy tính như Raspberry Pi, máy ảo Haiphiên bản này khi cài lên thiết bị nào đó sẽ biến thiết bị đó thành một hub tổng giúp kếtnối và điều khiển thiết bị nhà thông minh, tương tự như Gateway trên nền tảng Xiaomi,Aqara, Hub tổng trên nền tảng Samsung SmartThings

Hình 2.1 Một giao diện quản lý nhà thông minh với Home Assistant

Là phần mềm nguồn mở với sự hỗ trợ của đội ngũ kỹ sư, lập trình viên trên khắp thếgiới, Home Assistant tương thích với hầu hết mọi thiết bị nhà thông minh, mở ra khảnăng làm việc không giới hạn của các thiết bị trong ngôi nhà.

Dù là sử dụng phiên bản nào, người dùng cũng phải cài đặt Home Assistant trước,sau đó hệ thống sẽ quét qua các thiết bị nhà thông minh hiện có, người dùng sẽ tiếnhành cấu hình để các thiết bị làm việc theo nhu cầu

Như vậy, nếu xét về sự tiện lợi, nhanh chóng, các nền tảng nhà thông minh đã giớithiệu trong các bài viết trước tỏ ra vượt trội, trong khi đó, Home Assistant lại mạnh ởkhả năng điều khiển trong mạng nội bộ và tùy biến mạnh mẽ

2.2 Các tính năng của Home Assistant

Hình 2.2 Giao diện quản lý của Home Assistant thân thiện dễ dùng

Home Assistant đóng vai trò như hub tổng điều khiển nhà thông minh, giúp tạo racác ngữ cảnh để thực hiện các tác vụ nhà thông minh từ đơn giản đến phức tạp, đóngvai trò là cầu nối cho các thiết bị nhà thông minh sử dụng các công nghệ IoT khácnhau

Nền tảng nhà thông minh mã nguồn mở này cung cấp giải pháp lưu trữ dữ liệu tạichỗ (On-Premises) giúp đảm bảo an toàn, không dùng nền tảng đám mây (Cloud), giúp

kết nối các thiết bị nội bộ hoặc với nền tảng đám mây từ các nhà cung cấp nền tảng nhàthông minh mở hoặc đóng.

Home Assistant cung cấp các thành phần có khả năng tích hợp (ở dạng add-on hoặcplugin) các hệ sinh thái IoT khác dự trên phần mềm như Google, Apple, Amazon, haysản xuất phần cứng như IKEA, Philips, Sonos, Tuya, Xiaomi…

Thay vì mỗi hãng phải cài mỗi app khác nhau để có thể thêm và sử dụng, HomeAssistant giúp gom mọi thứ về một mối, vừa dễ dàng quản lý, vừa dễ dàng trong việctạo ra các ngữ cảnh linh hoạt để các thiết bị làm việc liền mạch với nhau

Hình 2.3 Home Assistant có thể kết nối các thương hiệu khác nhau để hoàn tất tác vụ

nhà thông minh cần thiết

Việc điều khiển mọi thứ từ một “máy chủ” nội bộ vừa đảm bảo an toàn cho ngôinhà, dữ liệu cá nhân, còn đảm bảo mỗi khi đường truyền mạng gặp vấn đề – đa phầncác nền tảng khác đều đặt máy chủ ở nước ngoài – thì mọi thứ vẫn làm việc trôi chảy Người dùng có thể sử dụng trợ lý ảo kỹ thuật số Google Assistant hay AmazonAlexa để điều khiển nhà thông minh qua giọng nói rảnh tay Vì tính mở và tùy biếncao, Home Assistant không dễ cho tất cả mọi người Tuy nhiên, cộng đồng người dùngnền tảng này cực kỳ đông đảo và năng động, nên hầu như người dùng có thể làm, họchỏi mọi thứ mà không gặp khó khăn gì

Người dùng cũng cần có kiến thức về hệ thống để cài đặt Home Assistant Core nềntảng lên hệ điều hành hiện có (Windows, Mac…) hoặc cài đặt Home Assistant OS Để

có thể tùy biến, người dùng cần có kiến thức về lập trình Python

2.3 Giao thức MQTT

2.3.1 MQTT là gì?

MQTT - viết tắt của Message Queueing Telemetry Transport, là một giao thứcmạng mở, dùng để truyền thông điệp giữa các thiết bị MQTT được xem là giao thứcnhắn tin tiêu chuẩn cho IoT bởi nó hoạt động truyền tải cực kỳ nhẹ, có độ tin cậy cao

và kết nối với mức băng thông tối thiểu

Xuất hiện đầu tiên vào năm 1999, cho đến nay, MQTT đã được sử dụng rộng rãitrong nhiều lĩnh vực Được biết, phiên bản mới nhất của MQTT là MQTT 5.0 vớinhiều thay đổi tối ưu hơn so với các phiên bản trước đó

Kiến trúc MQTT bao gồm 2 phần chính là Broker - có nhiệm vụ xuất bản

và Client - có nhiệm vụ đăng ký

sẽ nhận được thông tin

Mô hình này được thiết kế để việc giao nhận thông tin diễn ra ngay cả khi đườngtruyền không ổn định, và là giao thức lý tưởng cho các ứng dụng M2M (Machine toMachine - Máy đến máy)

Hình 2.4 Sơ đồ hoạt động của MQTT

2.3.3 Tính năng, đặc điểm nổi bật

 Dạng truyền thông điệp theo mô hình Pub/Sub cung cấp việc truyền tin phân tánmột chiều, tách biệt với phần ứng dụng

 Việc truyền thông điệp là ngay lập tức, không quan tâm đến nội dung đượctruyền

 Sử dụng TCP/IP là giao thức nền

 Tồn tại ba mức độ tin cậy cho việc truyền dữ liệu (QoS: Quality of service)

o QoS 0: Broker/client sẽ gửi dữ liệu đúng một lần, quá trình gửi được xácnhận bởi chỉ giao thức TCP/IP

o QoS 1: Broker/client sẽ gửi dữ liệu với ít nhất một lần xác nhận từ đầukia, nghĩa là có thể có nhiều hơn 1 lần xác nhận đã nhận được dữ liệu

o QoS 2: Broker/client đảm bảo khi gửi dữ liệu thì phía nhận chỉ nhận đượcđúng một lần, quá trình này phải trải qua 4 bước bắt tay

 Phần bao bọc dữ liệu truyền nhỏ và được giảm đến mức tối thiểu để giảm tảicho đường truyền

2.3.4 Ưu điểm

Với những tính năng, đặc điểm nổi bật trên, MQTT mang lại nhiều lợi ích nhất làtrong hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) khi truy cập dữliệu IoT

 Truyền thông tin hiệu quả hơn

 Tăng khả năng mở rộng

 Giảm đáng kể tiêu thụ băng thông mạng

 Rất phù hợp cho điều khiển và do thám

 Tối đa hóa băng thông có sẵn

 Chi phí thấp

 Rất an toàn, bảo mật

 Được sử dụng trong các ngành công nghiệp dầu khí, các công ty lớn nhưAmazon, Facebook,

 Tiết kiệm thời gian phát triển

 Giao thức publish/subscribe thu thập nhiều dữ liệu hơn và tốn ít băng thông hơn

so với giao thức cũ

2.3.5 Nhược điểm

 Máy chủ môi giới (Broker) không cần thông báo về trạng thái gửi thông điệp

Do đó không có cách nào để phát hiện xem thông điệp đã gửi đúng hay chưa

 Publisher không hề biết gì về trạng thái của subscribe và ngược lại Vậy làm saochúng ta có thể đảm bảo mọi thứ đều ổn

 Những kẻ xấu (Malicious Publisher) có thể gửi những thông điệp xấu, và cácSubscriber sẽ truy cập vào những thứ mà họ không nên nhận

ESP8266 là một vi mạch dạng SoC, nổi bật với tính năng thu phát wifi được tíchhợp sẵn bên trong vi mạch ESP8266 dùng CPU 32-bit với xung nhịp bình thường80Mhz cung cấp khả năng xử lý mạnh mẽ Số lượng ngoại vi của ESP8266 không quánhiều, nhưng cũng đủ dùng cho các ứng dụng nhỏ Để ESP8266 hoạt động phải cần kếtnối chip với bộ nhớ Flash bên ngoài và cần một thiết kế antena tốt Do đó, module tíchhợp ESP8266 được sử dụng phổ biến hơn vi mạch ESP8266 đơn lẻ

Các module phổ biến hiện nay là module có tên dạng ESP-WROOM-XX của nhàsản xuất ESPRESSIF và module có tên ESP-XX của nhà sản xuất AI-Thinker Mạchphát triển ESP-8266 được tích hợp module ESP8266 cùng với các chức năng cấpnguồn, giao tiếp máy tính và kết nối ngoại vi

Có thể kể đến các mạch phát triển phổ biến như ESP8266 NodeMCU, ESP8266Wemos D1, ESP8266 - IoT WiFi Uno

* ESP8266 NodeMCU

NodeMCU là firmware dựa trên mã nguồn mở LUA được phát triển cho chip wifiESP8266 Firmware NodeMCU đi kèm với bo ESP8266, tức là bo Dev NodeMCU

Vì NodeMCU là một nền tảng mã nguồn mở, thiết kế phần cứng của nó có thể mở

để chỉnh sửa hoặc sửa đổi hoặc xây dựng thêm

Nó hỗ trợ các giao thức truyền thông nối tiếp như UART, SPI, I2C,

Hình 3.3 Sơ Đồ Chân NodeMCU ESP8266

3.2.2 Module Relay 5V

Relay (hay gọi là Rơ le) là một công tắc điện từ đóng mở mạch điện cơ hoặc điện

tử Rơle có thể chuyển đổi một dòng điện tương đối nhỏ thành một dòng điện lớn hơntuỳ ý theo tắt hoặc bật Rơ le hoạt động bằng cách nhận tín hiệu điện và gửi tín hiệuđến thiết bị khác bằng cách bật và tắt công tắc Ngay cả khi tiếp điểm rơ le normallyclosed hoặc normally closed, chúng vẫn không được cấp điện Trạng thái của nó sẽ chỉthay đổi nếu bạn đặt dòng điện vào các điểm tiếp xúc

Nhãn GPIO Đầu vào Đầu ra Ghi chú

D0 GPIO16không gián đoạn

không hỗ trợ PWM hoặc I2C

MỨC CAO khi khởi động Sử dụng để đánh thức khi ngủ sâu

D1 GPIO5 OK OK thường được sử dụng như

SCL (I2C)D2 GPIO4 OK OK thường được sử dụng nhưSDA (I2C)

D3 GPIO0 kéo lên OK

kết nối với nút FLASH,khởi động không thànhcông nếu kéo MỨC THẤP

D4 GPIO2 Kéo lên OK

MỨC CAO khi khởi động kết nối với đèn LED trên bo mạch, khởi động không thành công nếu kéo MỨC THẤP

D8 GPIO15kéo đến

SPI (CS)Khởi động không thành công nếu kéo MỨC CAO

RX GPIO3 OK Chân RX MỨC CAO khi khởi động

TX GPIO1 Chân TX OK

MỨC CAO khi khởi động đầu ra gỡ lỗi khi khởi động, khởi động không thànhcông nếu kéo MỨC THẤPA0 ADC0 Đầu vào analog X

Module này được thiết kế để chỉ chuyển đổi một thiết bị công suất cao duy nhất từNodeMCU ESP8266 Nó có một rơ le lên đến 10A ở 250VAC hoặc 30VDC.

Hình 3.4 Sơ đồ chân Module Relay 5V 1 kênh

 IN: chân được sử dụng để điều khiển rơ le Nó là hoạt động tích cực thấp, cónghĩa là rơle sẽ được kích hoạt khi bạn kéo chân LOW và nó sẽ không hoạtđộng khi bạn kéo chân CAO

 GND: là chân nối đất

 VCC: là chân cấp nguồn cho module

 COM (Common): Đây là chân nên kết nối với tín hiệu (điện lưới trong nhà) bạnđang định chuyển đổi

 NC (normally closed): Cấu hình normally closed được sử dụng khi bạn muốn tắtrơle theo mặc định Trong cấu hình này, rơle luôn đóng và vẫn đóng cho đến khibạn gửi tín hiệu từ Arduino hay NodeMCU ESP8266 đến mô-đun rơle để mởmạch

 NO (normally open): Cấu hình normally open hoạt động theo, trong đó rơleluôn mở cho đến khi bạn gửi tín hiệu từ Arduino hay NodeMCU ESP8266 đếnmô-đun rơle để đóng mạch

3.2.3 Cảm biến nhiệt độ , độ ẩm DHT11

Cảm biến độ ẩm và nhiệt độ DHT11 là cảm biến rất thông dụng hiện nay vì chi

phí rẻ và rất dễ lấy dữ liệu thông qua chuẩn giao tiếp 1 wire Chuẩn giao tiếp 1 wire làdùng 1 chân Digital để truyền dữ liệu Bộ tiền xử lý tín hiệu được tích hợp trong cảmbiến giúp bạn có thể đọc dữ liệu mà không phải qua bất kỳ tính toán nào

Cấu tạo:Cảm biến DHT11 bao gồm một phần tử cảm biến độ ẩm điện dung và mộtđiện trở nhiệt để cảm nhận nhiệt độ Tụ điện cảm biến độ ẩm có hai điện cực vớichất nền giữ ẩm làm chất điện môi giữa chúng Thay đổi giá trị điện dung xảy ra với

sự thay đổi của các mức độ ẩm IC đo, xử lý các giá trị điện trở đã thay đổi này vàchuyển chúng thành dạng kỹ thuật số

Để đo nhiệt độ, cảm biến này sử dụng một nhiệt điện trở có hệ số nhiệt độ âm, làmgiảm giá trị điện trở của nó khi nhiệt độ tăng Để có được giá trị điện trở lớn hơnngay cả đối với sự thay đổi nhỏ nhất của nhiệt độ, cảm biến này thường được làmbằng gốm bán dẫn hoặc polymer.

Ưu điểm: DHT11 có kích thước nhỏ gọn, tiêu thụ điện năng rất thấp, khoảng cáchtruyền tín hiệu có thể lên tới hơn 20 mét, khiến nó trở thành một sự lựa chọn hàng đầutrong nhiều trường hợp không cần đến độ chính xác tuyệtđối

Hình 3.5 Màn hình LCD 16*2

*Thông số kỹ thuật:

 LCD 16×2 có 16 chân trong đó 8 chân dữ liệu (D0 – D7) và 3 chân điều khiển (RS, RW, EN)

 5 chân còn lại dùng để cấp nguồn và đèn nền cho LCD 16×2

 Các chân điều khiển giúp ta dễ dàng cấu hình LCD ở chế độ lệnh hoặcchế độ dữ liệu

 Chúng còn giúp ta cấu hình ở chế độ đọc hoặc ghi

LCD 16×2 có thể sử dụng ở chế độ 4 bit hoặc 8 bit tùy theo ứng dụng ta đang làm

*Giao tiếp I2C LCD Arduino

*Ưu Điểm : Module I2C LCD ra đời và giải quyết vấn để này cho bạn Thay vì phải mất 6 chân vi điều khiển để kết nối với LCD 16×2 (RS, EN, D7, D6, D5 và D4) thì module IC2 bạn chỉ cần tốn 2 chân (SCL, SDA) để kết nối Module I2C hỗ trợ các loại LCD sử dụng driver HD44780(LCD 16×2, LCD 20×4, …) và tương thích với hầu hết các vi điều khiển hiện nay Tiết kiệm chân cho vi điều khiển.Dễ dàng kết nối với LCD.

 Dòng điện sạc tối đa: 1A +Dòng xả tối đa: 2A +Dòng điện xả tham chiếu tương

tự như sau: 5v - 1.4A / 9V - 0.8A / 12V - 0.6A

 Dòng tĩnh: 0.3mA ,có bảo vệ quá dòng, không có chức năng bảo vệ quá áp