Đồ án Điều khiển thiết bị điện báo nhiệt độ báo cháy (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Điều khiển thiết bị điện báo nhiệt độ báo cháy (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN BÁO NHIỆT ĐỘ BÁO CHÁY GVHD: ThS. NGUYỄN ĐÌNH PHÚ SVTH: NGUYỄN THANH TUẤN MSSV: 07101152 S K L 0 0 4 5 7 9 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2016
2. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN BÁO NHIỆT ĐỘ BÁO CHÁY GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phú SVTH : Nguyễn Thanh Tuấn MSSV : 07101152 Tp. Hồ Chí Minh – 7/2016
3. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN –ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN BÁO NHIỆT ĐỘ BÁO CHÁY GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phú SVTH: Nguyễn Thanh Tuấn MSSV: 07101152 Tp. Hồ Chí Minh – 7/2016
4. TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Tp. HCM, ngày 5 tháng 7 năm 2016 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn MSSV: 07101152 Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện - Điện tử Mã ngành: 01 Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1 Khóa: 2007 Lớp: 071011A I. TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN BÁO NHIỆT ĐỘ BÁO CHÁY II. NHIỆM VỤ 1. Các số liệu ban đầu: Kit ArduinoMega 2560. Modul cảm biến : khí ga MQ2 , nhiệt độ độ ẩm DTH11. Modul thời gian thực , LCD, HC-05,4-relay. Chuông ,bóng đèn 220v. 2. Nội dung thực hiện: Thiết kế thi công mạch kit Arduino giao tiếp cảm biến khí ga,cảm biến đo nhiệt độ,LCD,thiết bị điện. Thiết kế thi công và lập trình khối đo nhiệt đô độ ẩm. Thiết kế thi công và lập trình khối thời gian thực. Thiết kế thi công và lập trình khối giao diện kết nối Bluetooth. Thiết kế thi công và lập trình khối nút nhấn. Lắp ráp khối điều khiển và mô hình. Chạy thử nghiệp hệ thống. Chỉnh sửa các lỗi điều khiển, lỗi lập trình và lỗi của các thiết bị. Viết sách luận văn . Báo cáo đề tài tốt nghiệp III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 24/03/2016 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 27/06/2016 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS. Nguyễn Đình Phú CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
5. TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: 071011A MSSV: 07101152 Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN BÁO NHIỆT ĐỘ BÁO CHÁY Xác nhận Tuần/ngày Nội dung GVHD 21/03/2016 Trao đổi với giáo viên hướng dẫn và nhận đề tài. 26/03/2016 28/03/2016 GVHD giao công việc tìm hiểu mua linh kiện kit 02/04/2016 Arduino Mega2560 , cảm biến 04/04/2016 Tìm hiểu điều khiển giao tiếp kit Arduino với cảm biến 09/04/2016 khí ga , màn hình LCD. 11/04/2016 Tìm hiểu giao tiếp kit Arduino với cảm biến đo nhiệt độ 16/04/2016 ,độ ẩm hiển thị LCD. Báo cháy sử dụng cảm biến khí ga 18/04/2016 Thiết kế giao diện điều khiển thiết bị điện bằng phần 23/04/2016 mềm AndroidStudio điều khiển qua Bluetooth. 25/04/2016 Lập trình cho hệ thống. 30/04/2016 02/05/2016 Thi công phần cứng, kiểm tra, đo đạt các thông số tín 07/05/2016 hiệu 09/05/2016 Đang hoàn thành và chạy thử nghiệm. 14/05/2016 16/05/2016 Kiểm tra sai sót và khắc phục lỗi. 27/05/2016 30/05/2016 Chỉnh sửa hệ thống và viết báo cáo . 11/06/2016 13/06/2016 Hoàn thiện hệ thống và bài báo cáo 27/06/2016 GV HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên)
6. LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 06 năm 2016 (Ký tên và ghi rõ họ tên)
7. LỜI CẢM ƠN Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô khoa Điện – Điện tử đã giảng dạy em trong suốt bốn năm học và tạo điều kiện thuận lợi để em thực hiện tốt đề tài. Cảm ơn gia đình, cha mẹ đã là nguồn động viên to lớn về vật chất và tinh thần trong suốt thời gian học hành, để em có được tương lai, theo đuổi ước mơ và sự nghiệp. Đặc biệt cảm ơn thầy ThS.Nguyễn Đình Phú đã tạo điều kiện và hướng dẫn em cách học tập cũng như nghiên cứu để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp. Cuối cùng xin chúc gia đình, bạn bè và quý thầy, cô nhiều sức khỏe và thành công trong công việc. Xin chân thành cảm ơn! Người thực hiện đề tài Nguyễn Thanh Tuấn
8. MỤC LỤC Trang bìa i Nhiệm vụ đồ án ii Lịch trình iii Nhận xét của giáo viên hướng dẫn iv Cam đoan v Lời cảm ơn vi Mục lục vii Danh mục hình vẽ x Danh mục bảng xiii Tóm tắt xiv Chương 1. TỔNG QUAN 1 1.1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 1 1.2 MỤC TIÊU 2 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2 1.4 GIỚI HẠN 3 1.5 BỐ CỤC 3 Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4 2.1 Quy trình hoạt động của thiết bị 4 2.1.1 Mô tả quy trình 4 2.2 Giới thiệu phần cứng 5 2.2.1 Giới thiệu kit Arduino mega 2560 5 2.2.2 Màn hình LCD 12 a. Giới thiệu 12 b. Lựa chọn LCD 12 c. Màn hình LCD 16x2 14 2.2.3 Cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm 17 a. Giới thiệu 17 b. Các loại cảm biến 17
9. c. Cảm biến độ ẩm và nhiệt độ DHT11 21 2.2.4 Cảm biến khí gas 22 a. Giới thiệu 22 b. Cảm biến khí gas MQ2 22 c. Giới thiệu 25 d. Module đồng hồ thời gian thực RTC 25 2.2.5 Bộ truyền nhận Bluetooth 29 a. Giới thiệu 29 b. Module Bluetooth HC-05 30 2.2.6 Module relay 31 2.3 giới thiệu các phương thức giao tiếp sử dụng 33 2.3.1 Giao tiếp I2C 33 a. Giới thiệu 33 b. Chế độ hoạt động (tốc độ truyền): 36 c. Điều kiện START và STOP (START and STOP conditions) 37 2.3.2 Truyền thông nối tiếp không đồng bộ (UART) 39 a. Giới thiệu 39 b. Các thông số cơ bản trong truyền nhận UART 40 2.3.3 Giao tiếp với cảm biến DHT11 41 a. Giới thiệu 41 b. Cách giao tiếp với cảm biến 41 Chương 3. Tính toán và thiết kế 43 3.1 Giới thiệu 43 3.2 tính toán và thiết kế hệ thống 44 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối 44 3.2.2 Tính toán và thiết kế mạch 45 a. Tính toán khối cảm biến 45 b. Thiết kế khối hiển thị 46 c. Khối tải 46
10. d. Khối nút nhấn 47 e. Khối nguồn: 48 Chương 4. Thi công hệ thống 50 4.1 Giới thiệu 50 4.1.1 Thi công khối nút nhấn 50 4.1.2 Thi công vỏ thiết bị 51 4.2 Lập trình hệ thống 52 4.2.1 Lưu đồ giải thuật 52 a. Lưu đồ chương trình chính của thiết bị 52 b. Lưu đồ chương chình con chỉnh giờ của thiết bị 53 c. Lưu đồ chương trình chính của chương trình trên điện thoại 54 4.2.2 Phần mềm lập trình cho bộ điều khiển 54 a. Giới thiệu phần mềm lập trình IDE 54 b. Code của chương trình chính 60 4.2.3 Giới thiệu bộ phần mềm Android Studio 63 a. Giới thiệu phần mềm Android Studio 63 4.3 chương trình điều khiển trên điện thoại 77 4.3.1 Hướng dẫn sử dụng phần mềm điều khiển 77 4.3.2 Quy trình thao tác 79 Chương 5. Kết quả - Nhận xét – đánh giá 82 5.1 Kết quả đạt được 82 5.2 Nhận xét 82 5.2.1 Về sản phẩm 82 Chương 6. Kết luận và hướng phát triển 84 6.1 KẾT LUẬN 84 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 84 Tài liệu tham khảo 86 Phụ lục .87
11. DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Arduino Mega 2560. 5 Hình 2.2: Sơ đồ chân Arduino Mega 2560. 7 Hình 2.3: Sơ đồ chân của chip Atmega2560. 7 Hình 2.4: Màn hình GLCD. 13 Hình 2.5: Màn hình TFT có cảm ứng. 13 Hình 2.6: Màn hình LCD của điện thoại Nokia. 14 Hình 2.7: Hình dáng và các chân của màn hình LCD 16x2. 14 Hình 2.8: Hình dáng và các chân modul I2C LCD16x2 mặt trước. 16 Hình 2.9: Hình dáng và các chân modul I2C LCD16x2 mặt sau. 16 Hình 2.10: Cảm biến nhiệt điện trở (RTC). 18 Hình 2.11: Một số loại nhiệt trở oxit kim loại. 19 Hình 2.12: Hình dạng và cấu tạo cặp trở nhiệt. 20 Hình 2.13: Cảm biến bán dẫn LM35. 20 Hình 2.14: Cảm biến đo nhiệt độ và độ ẩm DHT11. 21 Hình 2.15: Cảm biến khí ga MQ2. 22 Hình 2.16: Sơ đồ kết nối MQ2. 23 Hình 2.17: Hai gói cấu tạo chip DS1307. 25 Hình 2.18: Tổ chức bộ nhớ của DS1307. 27 Hình 2.19: Module RTC tích hợp sẵn. 27 Hình 2.20: Sơ đồ nguyên lý module RTC. 28 Hình 2.21: Mặt trước và mặt sau module HC-05. 30 Hình 2.22: Module 4 kênh dùng Relay. 31 Hình 2.23: Sơ đồ nguyên lý module Relay 4 kênh. 33 Hình 2.24: Bus I2C và các thiết bị ngoại vi 34 Hình 2.25: Kết nối thiết bị vào bus I2C. 35 Hình 2.26: Đường truyền dữ liệu trong chuẩn I2C 36 Hình 2.27: Phương thức truyền I2C. 36 Hình 2.28: Khung truyền dữ liệu chuẩn I2C 38 Hình 2.29: Tín hiệu tương đương của UART và RS232. 39 Hình 2.30: Khung truyền cơ bản trong truyền nhận UART. 40 Hình 2.31: Khung truyền dữ liệu của cảm biến DHT11. 42 Hình 2.32: Xung bắt đầu, xung phản hồi và chuỗi dữ liệu. 42
12. Hình 2.33: Sự khác nhau về thời gian giữa bit 0 và bit 1. 42 Hình 3.1: Sơ đồ khối toàn hệ thống. 44 Hình 3.2: Giao diện trên LCD 46 Hình 3.3: Sơ đồ mắc tải ngõ ra. 46 Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý khối nút nhấn. 47 Hình 3.5: Khối nguồn của thiết bị. 49 Hình 4.1: Sơ đồ layout của khối nút nhấn. 50 Hình 4.2: Thiết bị được gắn hoàn chỉnh. 51 Hình 4.3: Lưu đồ chương trình chính. 52 Hình 4.4: Lưu đồ chương trình con chỉnh giờ. 53 Hình 4.5: Lưu đồ chương trình trên điện thoại. 54 Hình 4.6: Hình 4.42 Giao diện download IDE. 55 Hình 4.7: Chọn just download để tải IDE về máy tính. 56 Hình 4.8: Chọn thư mục lưu file tải về. 56 Hình 4.9: Giải nén thư mục tải về. 57 Hình 4.10: Giao diện sau khi cài đặt của Arduino IDE. 58 Hình 4.11: Các nút lệnh trong IDE. 58 Hình 4.12: Giao diện vùng viết chương trình IDE. 59 Hình 4.13: Vùng thông báo của IDE. 59 Hình 4.14: Giao diện tải Androi Studio. 63 Hình 4.15: Chọn điều khoản và tải Androi Studio. 64 Hình 4.16: Chọn next để cài đặt file. 65 Hình 4.17: Đánh dấu vào các thành phần bạn muốn cài đặt 65 Hình 4.18: Chọn I Agree để chấp nhận cài đặt. 66 Hình 4.19: Chọn ổ đĩa để cài đặt 66 Hình 4.20: Chọn dung lượng bộ nhớ cho HAXM. 67 Hình 4.21: Chọn Install để cài đặt bất đầu. 67 Hình 4.22: Chọn dòng thứ 2 để chạy ứng dụng. 68 Hình 4.23: Chọn giao diện den hoăc trắng mà bạn thích. 68 Hình 4.24: Giao diện làm việc của Android Studio. 69 Hình 4.25: Nội dung của file AndroidMainfest.xml. 70 Hình 4.26: Thành phần Design của activity_main.xml. 71 Hình 4.27: Thành phần Text của activity_main.xml. 72 Hình 4.28: Giao diện thành phần MainActivity.java. 73
13. Hình 4.29: Nội dung chương trình sau khi lập trình. 75 Hình 4.30: Thao tác xử lý của hàm nút nhấn. 76 Hình 4.31: Giao diện phần mềm. 77 Hình 4.32: Giao diện đồ án tốt nghiệp khi đã kết nối. 78 Hình 4.33: Các thiết bị được bật qua phần mềm. 79 Hình 4.34: Hộp điều khiển sau khi đã cấp nguồn. 79 Hình 4.35: Khối phím Mode, Up, Down, 1, 2, 3, 4. 80
14. DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Bảng số chân, tên chân trên board của arduino mega 2560. 8 Bảng 2.2: Kết nối chân modul I2C LCD16x2 với Arduino Mega 2560. 17 Bảng 2.3: Kết nối chân DTH11 với Arduino Mega2560. 21 Bảng 2.4: Kết nối chân MQ2 với Arduino Mega2560. 24 Bảng 2.5: Kết nối module RTC với bộ điều khiển. 28 Bảng 2.6: Kết nối chân modul HC-05 với Arduino Mega 2560. 30 Bảng 2.7: Kết nối modul 4relay với Arduino Mega2560. 32 Bảng 3.1: Dòng tiêu thụ của các thiết bị. 48
15. TÓM TẮT Ngày nay, dưới sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đã làm cho cuộc sống con người ngày cảng tốt hơn, tiện nghi hơn, trong đó phải kể đến vai trò của các bộ điều khiển thông minh, chúng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống và trong công nghiệp. Do đó, việc phát triển các bộ điều khiển thông minh là vô cùng quan trọng và cấp thiết. Ở Việt Nam, trong những năm gần đây thì các bộ điều khiển các thiết bị điện dân dụng trong nhà đang dần được chú ý, đã có những dự án về “ngôi nhà thông minh” hay các đề tài về điều khiển thiết bị điện trong nhà. . Nhìn chung các năm trước, đề tài về điều khiển thông minh được các sinh viên thực hiện xoay quanh các nội dung như: điều khiển qua tin nhắn điện thoại và điều khiển bằng tần số vô tuyến, sử dụng chủ yếu các loại cảm biến thông dụng như cảm biến nhiệt độ, cảm biến khói, cảm biến khí gas, ứng dụng công nghệ RFID, lập trình trên hệ điều hành android và sử dụng vi điều khiển PIC, ARM Với sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp điện tử với sự ra đời nhiều dòng vi xử lý của nhiều hãng điện tử nổi tiếng như STMicroelectronics, Microchip, Atmel, Intel ra đời nhiều dòng vi xử 8 bit, 16 bit, 32 bit được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và đời sống. Hãng Atmel đưa ra thị trường nhiều vi điều khiển trên nền bộ xử lý ATMEGA2560 hiệu suất cao dễ dàng sử dụng và phát triển ứng dụng một cách nhanh chóng, giảm chi phí phát triển và năng lượng tiêu thụ. Nên em ứng dụng điều khiển thiết bị điện qua Bluetooth bằng điện thoại android sử dụng kit Arduino Mega2560.
16. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Chương 1. TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU Hiện nay trên thế giới vấn đề nghiên cứu các bộ điều khiển thông minh đang phát triển rất mạnh mẽ, chúng không chỉ được ứng dụng trong công nghiệp mà còn được ứng dụng rộng rãi trong đời sống. Nó góp phần không nhỏ vào việc nâng cao tính tiện nghi và chất lượng cuộc sống cho con người. Do đó, việc phát triển các bộ điều khiển thông minh là vô cùng quan trọng và cấp thiết. Ở Việt Nam, trong những năm gần đây thì các bộ điều khiển các thiết bị điện dân dụng trong nhà đang dần được chú ý, đã có những dự án về “ngôi nhà thông minh” hay các đề tài về điều khiển thiết bị điện trong nhà. Nhìn chung các năm trước, đề tài về điều khiển thông minh được các sinh viên thực hiện xoay quanh các nội dung như: điều khiển qua tin nhắn điện thoại và điều khiển bằng tần số vô tuyến, sử dụng chủ yếu các loại cảm biến thông dụng như cảm biến nhiệt độ, cảm biến khói, cảm biến khí gas, ứng dụng công nghệ RFID, lập trình trên hệ điều hành android và sử dụng vi điều khiển PIC, ARM Với sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp điện tử cùng với sự ra đời nhiều dòng vi xử lý của nhiều hãng điện tử nổi tiếng như STMicroelectronics, Microchip, Atmel, Intel ra đời nhiều dòng vi xử 8 bit, 16 bit, 32 bit được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và đời sống. Hãng Atmel đưa ra thị trường nhiều vi điều khiển trên nền bộ xử lý ATMEGA2560 hiệu suất cao dễ dàng sử dụng và phát triển ứng dụng một cách nhanh chóng, giảm chi phí phát triển và năng lượng tiêu thụ. Thấy được những ưu điểm của dòng vi xử lý ATMEGA2560 nên em chọn đề tài ĐIỀU KHIỂN BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 1
17. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN THIẾT BỊ ĐIỆN BÁO NHIỆT ĐỘ BÁO CHÁY sử dụng kit Arduino mega2560. 1.2 MỤC TIÊU Thiết kế cảnh báo nhiệt độ,độ ẩm hiển thị LCD. Thiết kế cảnh báo cháy bằng chuông. Thiết kế thời gian thực hiển thị LCD. Thiết kế giao diện kết nối kit Arduino Mega2560 với điện thoại qua Bluetooth. Sử dụng kit Arduino Mega2560, LCD, cảm biến đo nhiệt độ độ ẩm, cảm biến khí ga, điều khiển thiết bị điện qua Bluetooth bằng điện thoại sử dụng hệ điều hành android. 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Thiết kế thi công mạch kit Arduino giao tiếp cảm biến khí ga,cảm biến đo nhiệt độ, LCD, thiết bị điện. Thiết kế thi công và lập trình khối đo nhiệt đô độ ẩm. Thiết kế thi công và lập trình khối thời gian thực. Thiết kế thi công và lập trình khối giao diện kết nối bluetooth. Thiết kế thi công và lập trình khối nút nhấn . Lắp ráp khối điều khiển và mô hình. Chạy thử nghiệm hệ thống. Chỉnh sửa các lỗi điều khiển, lỗi lập trình và lỗi của các thiết bị. Viết luận văn. Báo cáo đề tài tốt nghiệp. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 2
18. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.4 GIỚI HẠN Sử dụng kit Arduino điều khiển cảm biến đo nhiệt độ đọ ẩm, LCD, cảm biến khí ga, thiết bị điện, thời gian thực. Hiển thị nhiệt độ , độ ẩm , thời gian thực trên LCD. Báo cháy bằng chuông. Điều khiển thiết bị qua nút nhấn và qua Bluetooth. Hệ thống chỉ sử dụng trong nhà. 1.5 BỐ CỤC Chương 1: Tổng Quan Chương này trình bày đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nôi dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án. Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Chương này trình bày quy trình hoạt động , giới thiệu phần cứng , lựa chọn linh kiện thiết bị, giới thiệu các chuẩn giao tiếp. Chương 3: Tính toán và thiế kế Chương này tính toán thiết kế hệ thống ,thiết kế sơ đồ khối ,tính toán thiết kế mạch , các khối trong sơ đồ khối . Chương 4: Thi công hệ thống Chương này thi công hệ thống , lưu đồ giải thuật , phần mềm cho hộp điều khiển ,giao diện cho điện thoại Android . Chương 5: Kết quả - Nhận xét – Đánh giá Chương này nêu kết quả đã đạt được , nhận xét đánh giá về hệ thống ,về các khối cảm biến , kết nối Bluetooth. Chương 6: Kết luận và hướng phát triển Chương này trình bày các kết quả đã đạt được và chưa đạt được so với muc tiêu ban đầu ,nêu hướng phát triển của đề tài . BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 3
19. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ 2.1.1 Mô tả quy trình Quy trình hoạt động của hệ thống là một quy trình khép kín. Khi có hiện tượng về sự cháy (chẳng hạn như nhiệt độ gia tăng đột ngột, có sự xuất hiện của khói hoặc các tia lửa) các thiết bị đầu vào (đầu báo, công tắc khẩn) nhận tín hiệu và truyền thông tin của sự cố về thiết bị. Tại đây bộ xử lý trung tâm sẽ xử lý thông tin nhận được, truyền thông tin đến các thiết bị đầu ra (điện thoại người sử dụng, chuông), các thiết bị này sẽ phát tín hiệu âm thanh, ánh sáng để mọi người nhận biết đang xảy ra sự cháy. Ngoài ra trên thiết bị còn hiển thị thời gian và có thể điều chỉnh bằng tay. Khi sự cố cháy nổ xảy ra hiện tượng kèm theo là sinh khói, nhiệt và lửa lúc này tại vùng được lắp đặt các bộ cảm biến cháy các đầu cảm biến khói. Các bộ cảm biến này sẽ nhận biết được các hiện thượng của đám cháy và nó sẽ truyền tín hiệu đó về bộ xử lý trung tâm để cảnh báo cháy. Sau khi trung tâm xử lý xác minh lại chính xác có cháy xảy ra không thì mới đưa ra tín hiệu báo cháy. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 4
20. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.2 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 2.2.1 Giới thiệu kit Arduino mega 2560 Arduino Mega 2560 là 1 bo mạch thiết kế với bộ xử lý trung tâm là vi điểu khiển AVR Atmega2560: Hình 2.1 Arduino Mega 2560. Đi cùng với Board Arduino là một phần mềm hỗ trợ phát triển tích hợp : IDE (Integrated Development Environment) cho phép người dùng viết các chương trình cho Arduino bằng ngôn ngữ C hoặc C++. Cấu tạo chính của Arduino Mega 2560 bao gồm các phần sau[5]: Cổng USB: đây là loại cổng giao tiếp để ta upload code từ PC lên vi điều khiển. Đồng thời nó cũng là giao tiếp serial để truyền dữ liệu giữa vi điều khiển và máy tính. Vi điều khiển AVR: đây là bộ xử lí trung tâm của toàn bo mạch. Với mỗi mẫu Arduino khác nhau thì con chip là khác nhau. Ở con Arduino Mega2560 này thì sử dụng ATMega2560. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 5
21. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Kích thước: Dài : 101,98 mm Rộng : 53,63 mm Cao : 15,29 mm Cân nặng : 34,9 g Thông số kỹ thuật: Vi xử lý : 5V Điện áp hoạt động : 7-12V Điện áp đầu vào : 6-20V Chân vào/ra : 54 + 12 chân đầu ra PWM, độ phân giải 8 bit, từ chân số 2 đến 13. + 10 chân giao tiếp, từ chân số 14 đến 21 và 2 chân số 0,1. + 32 chân vào/ra số, từ chân số 22 đến 53. + Ngoài ra có 3 chân nối đất (GND) và một chân điện áp tham chiếu (AREF), 2 chân nguồn 5v. + Chân vào tương tự: 16 ( từ chân số 0 đến 15). + Dòng điện trong mỗi chân I/O: 40mA + Dòng điện Chân nguồn 3.3V: 50mA Bộ nhớ trong: 256kB SRAM: 8kB EEPROM: 4kB Xung nhịp: 16MHz Các bộ vi điều khiển Mega 2560 có 16 đầu vào tương tự, mỗi ngõ vào tương tự đều có độ phân giải 10 bit (tức là 1024 giá trị khác nhau). Theo mặc định đo từ 0 đến 5 volts, mặc dù là nó có thể thay đổi phần trên của phạm vi bằng cách sử dụng chân Aref và chức năng analogReference. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 6
22. S K L 0 0 2 1 5 4