MSP430G2553 và Cảm biến nhiệt độ LM35 (Có code mẫu và sơ đồ chi tiết ) THIẾT KẾ VÀ ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ CẢNH BÁO CHÁY NỔ TRONG NHÀ Và cảnh báo nếu vượt quá ngưỡng cho phép

Sử dụng vi điều khiển MSP430G2553 và Cảm biến nhiệt độ LM35 (Có code mẫu và sơ đồ chi tiết ) ĐỂ THIẾT KẾ VÀ ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ CẢNH BÁO CHÁY NỔ TRONG NHÀ Và cảnh báo nếu vượt quá ngưỡng cho phép

Mục Lục

1 MỤC TIÊU VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI CẦN ĐẠT ĐƯỢC 2

2 MÔ HÌNH HỆ THỐNG THÔNG QUA SƠ ĐỒ KHỐI 2

3 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN LINH KIỆN 3

3.1.Giới Thiệu về MSP430G2553 3

3.2.Giới thiệu về cảm biến nhiệt độ LM 35 4

3.3.Giới thiệu về LCD 16x2 5

4 LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH DIỀU KHIỂN 6

5 PHẦN CODE CỦA ĐỒ ÁN 6

5.1.THƯ VIỆN LCD 6

5.2.CODE CHƯƠNG TRÌNH CHÍNH : 13

6 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 17

7 MẠCH IN 17

8 TỔNG KẾT ĐỀ TÀI 18

9 TÀI LIỆU THAM KHẢO 18

BÁO CÁO ĐỒ ÁN VI XỮ LÝ THIẾT KẾ VÀ ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH HỆ

THỐNG GIÁM SÁT VÀ CẢNH BÁO CHÁY NỔ

TRONG NHÀ CBHD:

Ths Trần Hữu Danh

1 MỤC TIÊU VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI CẦN ĐẠT ĐƯỢC

Mục tiêu : Thiết kế và điều khiển được mô hình đo nhiệt độ và cảnh báo khi nhiệt độ quá cao Cảnh báo khi có khói, khí gas,… Giới hạn :

- Mạch hiển thị được nhiệt độ và nhiệt độ đặt trước trên lcd Khi nhiệt độ vượt quá nhiệt độ đặt trước thì mạch sẽ cảnh báo led tắt mở.

- Mạch cảnh báo led tắt mở khi có khí gas, khói,…

- không hiển thị nồng độ chất khí lên LCD.

2 MÔ HÌNH HỆ THỐNG THÔNG QUA

SƠ ĐỒ KHỐI

3.PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN LINH KIỆN

 Sử dụng ADC10 Để biến đổi ngã ra của LM 35 và hiển thị nhiệt độ đo được lên LCD.

 Sử dụng trực tiếp ngõ ra số của MQ-2 vào msp.

 Thực hiện cảnh báo bằng cách tắt mở led đơn.

 Dùng các nút nhấn để điều chỉnh nhiệt độ đặt trước.

• Trở kháng đầu ra thấp 0.1 cho 1mA tải

• Dải nhiệt độ đo được của LM35 là từ -55 C  150 C với các mức điện áp ra khác nhau.

+ Nhiệt độ -55 C điện áp đầu ra -550mV

+ Nhiệt độ 25 C điện áp đầu ra 250mV

+ Nhiệt độ 150 C điện áp đầu ra 1500mV

3.3.Giới thiệu về LCD 16x2

Ký hiệu và chắc năng các chân lcd 16x2

4 LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH DIỀU KHIỂN

BẮT ĐẦU

KHỞI TẠO LCD HIỂN THỊ THÔNG TIN ĐỀ TÀI

HIỂN THỊ NHIỆT ĐỘ ĐO ĐƯỢC VÀ

NHIỆT ĐỘ SET

{ unsigned char b0:1; //bit 0 trong byte

unsigned char b1:1; //bit 1 trong byte

unsigned char b2:1; //bit 2 trong byte

unsigned char b3:1; //bit 2 trong byte

unsigned char b4:1; //bit 2 trong byte

unsigned char b5:1; //bit 2 trong byte

unsigned char b6:1; //bit 2 trong byte

unsigned char b7:1; //bit 7 trong byte

} _bit;

};

union reg* P3_dir=(union reg*)0x1a;

union reg* P3_out=(union reg*)0x19;

union reg* P3_sel=(union reg*)0x1b;

union reg* P3_in=(union reg*)0x18;

union reg* P3_ren=(union reg*)0x10;

union reg* P2_dir=(union reg*)0x2a;

union reg* P2_out=(union reg*)0x29;

union reg* P2_sel=(union reg*)0x2e;

union reg* P2_in=(union reg*)0x28;

union reg* P2_ren=(union reg*)0x2f;

union reg* P1_sel=(union reg*)0x26;

union reg* P1_dir=(union reg*)0x22;

union reg* P1_out=(union reg*)0x21;

union reg* P1_in=(union reg*)0x20;

union reg* P1_ren=(union reg*)0x27;

/* Function Set definitions – LCD s? d?ng ch? d? 4 bit*/

#define FOUR_BIT 0x2C /* 4-bit Interface */

#define LINES_5X7 0x38 /* 5x7 characters, multiple line */

/*note:

EIGHT_BIT 0x3C == 8-bit Interface

LINE_5X7 0x30 == 5x7 characters, single line

LINE_5X10 0x34 == 5x10 characters */

/* Display ON/OFF Control definitions */

#define DON 0x0F /* Display on */

#define DOFF 0x0B /* Display off */

#define CURSOR_ON 0x0F /* Cursor on */

#define CURSOR_OFF 0x0D /* Cursor off */

#define BLINK_ON 0x0F /* Cursor Blink */

#define BLINK_OFF 0x0E /* Cursor No Blink */

/* Cursor or Display Shift definitions */

#define SHIFT_CUR_LEFT 0x04 /* Cursor shifts to the left */

/*note:

SHIFT_CUR_RIGHT 0x05 == Cursor shifts to the right

SHIFT_DISP_LEFT 0x06 == Display shifts to the left

SHIFT_DISP_RIGHT 0x07 == Display shifts to the right */

#define LCD_RS P2_out -> _bit.b1

#define LCD_RS_DIR P2_dir -> _bit.b1

#define LCD_EN P2_out -> _bit.b3

#define LCD_EN_DIR P2_dir -> _bit.b3

#define LCD_DATA_4 P2_out -> _bit.b4

#define LCD_DATA_4_DIR P2_dir -> _bit.b4

#define LCD_DATA_5 P2_out -> _bit.b5

#define LCD_DATA_5_DIR P2_dir -> _bit.b5

#define LCD_DATA_6 P2_out -> _bit.b6

#define LCD_DATA_6_DIR P2_dir -> _bit.b6

#define LCD_DATA_7 P2_out -> _bit.b7

#define LCD_DATA_7_DIR P2_dir -> _bit.b7

void lcd_delay_us (unsigned long t)

// Send a byte of data (rs == 1) or command (rs == 0) to LCD

void lcd_put_byte(unsigned char rs, unsigned char data)

lcd_delay_ms(200); // delay for LCD reset

lcd_delay_ms(2); // wait for LCD

lcd_put_byte(0,FOUR_BIT & LINES_5X7); // Set LCD type

lcd_delay_ms(2); // wait for LCD

lcd_put_byte(0,DOFF&CURSOR_OFF&BLINK_OFF); // display off

lcd_delay_ms(2); // wait for LCD

lcd_put_byte(0,DON&CURSOR_OFF&BLINK_OFF); // display on

lcd_delay_ms(2); // wait for LCD

lcd_put_byte(0,0x01); // clear display and move cursor to home

lcd_delay_ms(2); // wait for LCD

lcd_put_byte(0,SHIFT_CUR_LEFT); // cursor shift mode

lcd_delay_ms(2); // wait for LCD

lcd_put_byte(0,0x01); // clear display and move cursor to home

lcd_delay_ms(2); } // wait for LCD

void lcd_clear(void)

{ lcd_put_byte(0,0x01); // display off

lcd_delay_ms(2); } // wait for LCD

void lcd_gotoxy(unsigned char row, unsigned char col)

{ unsigned char address;

while(length > 0) // Write data to LCD up to null

{ lcd_putc(*data); // Write character to LCD

data++; length ; }}// Increment buffer

void lcd_2l_puts (const char* s1 , const char* s2)

void main(void)

{ WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;

// chon tan so dao dong noi

BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ; /* Set DCO to 1MHz */

DCOCTL = CALDCO_1MHZ;

P1DIR |= BIT5+BIT7;// chon P1.5 va P1.7 la ngo ra dieu khien LED don

P1DIR &=~ BIT2;

P1OUT|=0X00;

P2DIR =BIT1 + BIT3 + BIT4 + BIT5 + BIT6 + BIT7; // d?nh nghia P2 là ngõ raP2SEL &= ~(BIT6 + BIT7); // su dung chuc nang tich hop

P2SEL2 &= ~(BIT6 + BIT7); // chon bit P2.6 và P2.7 là ngõ ra,

P2OUT &= ~(BIT6 + BIT7); //dat chuc nang mac dinh la ngo ra

// Khoi tao ngat ngoai cho 2 phim don

P1IE |= 0x18; // cho phep ngat ngoai tai P1.3 va P1.4

P1IES &= ~0x18; // P1.3 & P1.4 Hi/lo chon canh ngat

P1IFG &= ~0x18; // xoa co ngat IFG

// Khai báo ADC

// tham chieu noi 1,5V, cho phep ngat ADC, bat ADC10, Time lay

mau16*ADC10CLKs

ADC10CTL0 = SREF_1 + ADC10SHT_2 + REFON + ADC10ON + ADC10IE;

delay_cycles (30);

ADC10CTL1 = INCH_0; // chon kênh ngõ vào A0

ADC10AE0 |= 0x01; // chon P1.1 là ngõ vào bien doi ADC

// khoi tao LCD

lcd_init();// hàm khoi tao cho LCD

lcd_clear();// xoa man hinh LCD

//dinh vi vi tri con tro tren LCD de in ky tu (y,x)

lcd_puts("NHIETDOSET: C "); // HANG 2 HIEN THI NHIET DO SET.

_BIS_SR(GIE); // ngat toan cuc

{nhietdo = (unsigned long)(ADC10MEM*1.5*100)/1024;

ADC10CTL0 |= ENC + ADC10SC;// cho phep va bat dau bien doi ADC

}

LM35 VỚI ARDUINO:

Cảm biến nhiệt độ LM35 là một loại cảm biến tương tự rất hay được

ứng dụng trong các ứng dụng đo nhiệt độ thời gian thực Vì nó hoạt động khá chính xác với sai số nhỏ, đồng thời với kích thước nhỏ và giá thành rẻ là một trong những ưu điểm của nó Vì đây là cảm biến tương tự (analog sensor) nên ta có thể dễ dàng đọc được giá trị của

nó bằng hàm analogRead() Nào, cùng nhau tìm hiểu thôi!

LM35 là một cảm biến nhiệt độ analog

Nhiệt độ được xác định bằng cách đo hiệu điện thế ngõ ra của LM35.

→ Đơn vị nhiệt độ: °C.

→ Nhiệt độ thay đổi tuyến tính: 10mV/°C

Sơ đồ chân của LM35

LM35 không cần phải canh chỉnh nhiệt độ khi sử dụng.

Độ chính xác thực tế: 1/4°C ở nhiệt độ phòng và 3/4°C ngoài khoảng 2°C tới 150°C

LM35 có hiệu năng cao, công suất tiêu thụ là 60uA

Cảm biến LM35 hoạt động bằng cách cho ra một giá trị hiệu điện thế nhất định tại chân Vout (chân giữa) ứng với mỗi mức nhiệt độ.

Như vậy, bằng cách đưa vào chân bên trái của cảm biến LM35 hiệu điện thế 5V, chân phải nối đất, đo hiệu điện thế ở chân giữa bằng các pin A0 trên arduino (giống y hệt cách đọc giá trị biến trở), bạn sẽ

có được nhiệt độ (0-100ºC) bằng công thức:

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

Với LM35, bạn có thể tự tạo cho mình mạch cảm biến nhiệt độ sử dụng LM35 và tự động ngắt điện khi nhiệt độ vượt ngưỡng tối đa, đóng điện khi nhiệt độ thấp hơn ngưỡng tối thiểu thông qua module

rơ le

LM35 thay đổi nhiệt độ nhanh và chính xác.

void canhbao1()// neu nhiet do lon hon nhiet do set thi LED chop tat

P1IFG &= ~BIT3;} // tang nhiet do set

{if (P1IFG & BIT4)

{nhietdoset ;}

P1IFG &= ~BIT4;} // giam nhiet do set

}

4 Serial.begin(9600); //Khởi động Serial ở mức baudrate 9600

5 // Bạn không cần phải pinMode cho các chân analog trước khi dùng nó

15 // ở trên mình đã giới thiệu, cứ mỗi 10mV = 1 độ C

16 // Vì vậy nếu biến voltage là biến lưu hiệu điện thế (đơn vị Volt)

17 // thì ta chỉ việc nhân voltage cho 100 là ra được nhiệt độ!

18

19 float temp = voltage * 100.0;

20

21 Serial.println(temp);

8 TỔNG KẾT ĐỀ TÀI

Mạch chạy không đúng với yêu cầu.

Mạch chỉ chạy đúng phần cảm biến khí gas MQ-2

Mạch hiển thị không đúng nhiệt độ của LM 35.

9 TÀI LIỆU THAM KHẢO

Giáo trình vi điều khiển msp430, tác giả TS Lương Vinh Quốc Danh và Ths Trần Hữu Danh.

Nguồn internet : google, youtube, datasheet,…