báo cáo mạch arduino đo nhiệt độ, độ ẩm tưới nước, quạt mát

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ


BÁO CÁO ĐỒ ÁN 1
Đề tài: Thiết kế mạch đo và hiển thị nhiệt độ, độ ẩm
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Trịnh Lương Miên
Sinh viên thực hiện:
Mã sinh viên:
Lớp: K23D

Hà Nội - 2022


NHẬN XÉT
Nhận xét của giảng viên hướng dẫn:
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

MỤC LỤ
LỜI MỞ ĐẦU.......................................................................................................4
NỘI DUNG...........................................................................................................5
CHƯƠNG 1: NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU..........................................5
1.1. Tên Đề Tài................................................................................................5
1.2. Nhiệm vụ và nội dung..............................................................................5
1.3. Mục tiêu đề tài..........................................................................................5
1.4. Vấn đề giải quyết.....................................................................................5
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ.................................6
2.1. Danh sách các linh kiện...........................................................................6
2.2. Tìm hiểu về các linh kiện cần thiết..........................................................6
2.2.1. ARDUINO UNO R3..........................................................................6
2.2.2. Relay là gì?......................................................................................15
2.2.3. BATTERY 12V................................................................................19
2.2.4. Motor bơm nước..............................................................................21
2.2.5. Giới thiệu LCD 16×2.......................................................................21
2.2.6. Module I2C Arduino........................................................................22
2.2.7. Quạt tản nhiệt 12v............................................................................23
2.2.8. Module DHT11................................................................................24
2.2.9. Bread broad......................................................................................28
CHƯƠNG 3: GIẢI PHÁP, THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG.................................30

3.1 Lựa chọn giải pháp thiết kế.....................................................................30
3.1.1 PLC là gì?.........................................................................................30
3.1.2. Vi điều khiển là gì?..........................................................................31
Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

2


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

3.1.3 So sánh PLC với vi điều khiển..........................................................31
3.2 Sơ đồ khối của mạch điều khiển.............................................................33
3.3 Sơ đồ PROTEUS.....................................................................................34
3.4 Lập trình code.........................................................................................34
KẾT LUẬN.........................................................................................................38
4.1. Kết luận..................................................................................................38

Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

3


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

LỜI MỞ ĐẦU
Khái niệm về đo nhiệt độ đã có từ lâu, trong tất cả các đại lượng vật lý thì

nhiệt độ được quan tâm đến nhiều nhất. Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp
đến tính chất của vật chất và môi trường sống. Trong công nghiệp sản xuất và
trong lĩnh vực đo lường điều khiển, quá trình đo nhiệt độ và xử lý kết quả giữ
một vai trò quan trọng. Ngày nay khi nền công, nông nghiệp phát triển mạnh,
việc kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm , lưu trữ các sản phẩm trong các phòng chứa là
rất quan trọng. Ở nước ta, vườn hay các nhà kính vẫn làm theo các phương pháp
thủ cơng. Khi trồng cây, q trình sinh hóa vẫn diễn ra, do đó nhiệt độ và độ ẩm
tăng nhanh. Để kiểm tra nhiệt độ, độ ẩm trong phịng, hàng ngày phải dùng thiết
bị đo thủ cơng, rồi ghi vào sổ. Với phương pháp thủ công này, việc đo nhiệt độ,
độ ẩm khơng chính xác, khơng đo được nhiệt độ, độ ẩm cụ thể, không theo dõi
được nhiệt độ, độ ẩm thường xuyên. Để góp phần làm sáng tỏ hiệu quả của
những ứng dụng trong thực tế của ngành điện – điện tử, sau một thời gian học
tập, em đã nghiên cứu đề tài “Điều khiển nhiệt độ – độ ẩm”. Hệ thống giám sát
này giúp ta có thể điều khiển cũng như quản lý nhiệt độ của vườn cây hay nhà
kính tối ưu nhất.
Trước tiên, tơi xin gửi lời cảm ơn tới thầy hướng dẫn PGS.TS. Trịnh Lương Miên
đã rất tận tình chỉ bảo tơi trong q trình thực hành. Tơi cũng xin cảm ơn các Thầy/Cơ
Khoa Công nghệ Điện tử - Thông tin, các cán bộ Khoa Phòng Trường Đại học mở Hà
Nội đã quan tâm, tạo điều kiện giúp đỡ tơi trong q trình học tập và nghiên cứu tại
Trường.
Tôi cũng xin cảm những người bạn và gia đình đã ln bên tơi, cổ vũ và động
viên tơi những lúc khó khăn để có thể vượt qua và hoàn thành tốt nội dung đợt thực tập
này.
Trân trọng cảm ơn!

Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

4

Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
1.1. Tên Đề Tài
Đo nhiệt độ, độ ẩm và hiển thị lên màn hình LCD

1.2. Nhiệm vụ và nội dung
 Tìm hiểu cơng dụng của từng thiết bị điện, điện tử.
 Đưa ra phương án nghiên cứu.
 Thiết kế hệ thống “Đo nhiệt độ, độ ẩm và hiển thị lên màn hình LCD”
 Kiểm tra, đánh giá tính ứng dụng của đề tài.

1.3. Mục tiêu đề tài
 Đề tài nhằm mục đích chế tạo thành công mạch “Đo nhiệt độ, độ ẩm và
hiển thị lên màn hình LCD”

1.4. Vấn đề giải quyết
 Tìm hiểu các tài liệu liên quan tới đề tài nghiên cứu, đưa ra giải pháp hợp
lý và tối ưu cho việc thiết kế và chế tạo mạch ra thực tế.
 Thiết kế và chế tạo mạch gồm các khối: Khối xử lý trung tâm dùng
Arduino Uno ATMEGA 328P, khối cảm biến và khối hiển thị.
 Tiến hành viết code với phần mềm Arduino, mô phỏng lên Proteus.
 Thực nghiệm và kiểm chứng đối tượng
 Báo cáo và nghiệm thu đề tài

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

5


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

2.1. Danh sách các linh kiện
STT

TÊN LINH KIỆN

SỐ LƯỢNG

1

ARDUINO

1

2

RELAY

2

3

BATTERY 12V

1

4

MOTOR BƠM NƯỚC 12V

1

5

LCD 16X2

1

6

MODULE I2C

1

7

QUẠT TẢN NHIỆT 12V

1

8

CẢM BIẾN DHT11

1

9

BREAD BOARD (Bo Test)

1

2.2. Tìm hiểu về các linh kiện cần thiết.
2.2.1. ARDUINO UNO R3
Nhắc tới dịng mạch Arduino dùng để lập trình, cái đầu tiên mà người ta
thường nói tới chính là dịng Arduino UNO. Hiện dòng mạch này đã phát
triển tới thế hệ thứ 3 (R3). Bạn sẽ bắt đầu đến với Arduino qua thứ này.

Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

6


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

Bạn có thể dùng Arduino Nano cũng được nhưng mình khuyên bạn nên dùng
cái này.

Một vài thông số của Arduino UNO R3
Vi điều khiển

ATmega328 họ 8bit

Điện áp hoạt động

5V DC (chỉ được cấp qua cổng USB)

Tần số hoạt động

16 MHz

Dòng tiêu thụ

khoảng 30mA

Điện áp vào khuyên
dùng

7-12V DC

Điện áp vào giới hạn 6-20V DC
Số chân Digital I/O

14 (6 chân hardware PWM)

Số chân Analog

6 (độ phân giải 10bit)

Dòng tối đa trên mỗi
chân I/O

Dòng ra tối đa (5V)

30 mA
500 mA

Dòng ra tối đa (3.3V) 50 mA
Bộ nhớ flash

32 KB (ATmega328) với 0.5KB dùng bởi

Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

7


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

bootloader
SRAM

2 KB (ATmega328)

EEPROM

1 KB (ATmega328)

Vi điều khiển

Arduino UNO có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ 8bit AVR là ATmega8,
ATmega168, ATmega328. Bộ não này có thể xử lí những tác vụ đơn giản
như điều khiển đèn LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa,
làm một trạm đo nhiệt độ - độ ẩm và hiển thị lên màn hình LCD,… hay
những ứng dụng khác.
Thiết kế tiêu chuẩn của Arduino UNO sử dụng vi điều khiển ATmega328
với giá khoảng 90.000đ. Tuy nhiên nếu yêu cầu phần cứng của bạn khơng
cao hoặc túi tiền khơng cho phép, bạn có thể sử dụng các loại vi điều khiển
khác có chức năng tương đương nhưng rẻ hơn như ATmega8 (bộ nhớ flash
8KB) với giá khoảng 45.000đ hoặc ATmega168 (bộ nhớ flash 16KB) với giá
khoảng 65.000đ.
Ngoài việc dùng cho board Arduino UNO, bạn có thể sử dụng những IC
điều khiển này cho các mạch tự chế. Vì sao ? Vì bạn chỉ cần board Arduino
UNO để lập trình cho vi điều khiển. Trên thực tế, bạn không cần phải dụng
Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

8


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

Arduino UNO trên các sản phẩm của mình, thay vào đó là các mạch tự chế
để giảm chi phí như hình dưới đây:

Sử dụng mạch in

Chế tạo thủ cơng

Năng lượng
Arduino UNO có thể được cấp nguồn 5V thông qua cổng USB hoặc cấp
nguồn ngoài với điện áp khuyên dùng là 7-12V DC và giới hạn là 6-20V.
Thường thì cấp nguồn bằng pin vng 9V là hợp lí nhất nếu bạn khơng có
sẵn nguồn từ cổng USB. Nếu cấp nguồn vượt quá ngưỡng giới hạn trên, bạn
sẽ làm hỏng Arduino UNO.
Các chân năng lượng
 GND (Ground): cực âm của nguồn điện cấp cho Arduino UNO. Khi bạn
dùng các thiết bị sử dụng những nguồn điện riêng biệt thì những chân này
phải được nối với 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.

Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

9


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

 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 ln là 5V. Mặc dù vậy bạn không
được lấy nguồn 5V từ chân này để sử dụng bởi chức năng của nó khơng
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.

Lưu ý:
 Arduino UNO khơng có bảo vệ cắm ngược nguồn vào. Do đó bạn phải hết
sức cẩn thận, kiểm tra các cực âm – dương của nguồn trước khi cấp cho
Arduino UNO. Việc làm chập mạch nguồn vào của Arduino UNO sẽ biến
nó thành một miếng nhựa chặn giấy. mình khun bạn nên 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 làm hỏng board. Điều này khơng được nhà sản xuất
khuyến khích.
 Cấp nguồn ngồi khơng qua cổng USB cho Arduino UNO với điện áp
dưới 6V có thể làm hỏng board.
 Cấp điện áp trên 13V vào chân RESET trên board có thể làm hỏng vi điều
khiển ATmega328.
 Cường độ dòng điện vào/ra ở tất cả các chân Digital và Analog của
Arduino UNO nếu vượt quá 200mA sẽ làm hỏng vi điều khiển.
Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

10


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

 Cấp điệp áp trên 5.5V vào các chân Digital hoặc Analog của Arduino
UNO sẽ làm hỏng vi điều khiển.
 Cường độ dòng điện qua một chân Digital hoặc Analog bất kì của Arduino
UNO vượt quá 40mA sẽ làm hỏng vi điều khiển. Do đó nếu khơng dùng
để truyền nhận dữ liệu, bạn phải mắc một điện trở hạn dịng.

Khi mình nói rằng bạn “có thể làm hỏng”, điều đó có nghĩa là chưa chắc
sẽ hỏng ngay bởi các thông số kĩ thuật của linh kiện điện tử ln có một sự
tương đối nhất định. Do đó hãy cứ tuân thủ theo những thông số kĩ thuật của
nhà sản xuất nếu bạn không muốn phải mua một board Arduino UNO thứ
2.Khi mình nói rằng bạn “có thể làm hỏng”, điều đó có nghĩa là chưa chắc sẽ
hỏng ngay bởi các thông số kĩ thuật của linh kiện điện tử ln có một sự
tương đối nhất định. Do đó hãy cứ tuân thủ theo những thông số kĩ thuật của
nhà sản xuất nếu bạn không muốn phải mua một board Arduino UNO thứ 2.
Bộ nhớ
Vi điều khiển Atmega328 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 dùng cho bootloader nhưng đừng lo, bạn hiếm khi nào cần
quá 20KB bộ nhớ này đâu.
 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 nhớ RAM. Tuy vậy, thực sự thì cũng hiếm khi nào bộ nhớ
RAM lại trở thành thứ mà bạn phải bận tâm. Khi mất điện, dữ liệu trên
SRAM sẽ bị mất.
 1KB cho
EEPROM (Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory):
Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

11


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

đây giống như một chiếc ổ cứng mini – nơi bạn có thể đọc và ghi dữ liệu
của mình vào đây mà khơng phải lo bị mất khi cúp điện giống như dữ liệu
trên SRAM.
Các cổng vào/ra

Arduino UNO có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu. Chúng
chỉ có 2 mức điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là
40mA. Ở mỗi chân đều có các điện trở pull-up từ được cài đặt ngay trong vi
điều khiển ATmega328 (mặc định thì các điện trở này khơng 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 2 chân này. Kết nối bluetooth thường thấy nói nơm na
chính là kết nối Serial không dây. Nếu không cần giao tiếp Serial, bạn
không nên sử dụng 2 chân này nếu không cần thiết
 Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép bạn xuất ra xung PWM
với độ phân giải 8bit (giá trị từ 0 → 28-1 tương ứng với 0V → 5V) bằng
hàm analogWrite(). Nói một cách đơn giản, bạn có thể điều chỉnh được
Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

12


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

điện áp ra ở chân này từ mức 0V đến 5V thay vì chỉ cố định ở mức 0V và
5V như những chân khác.
 Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ngồi

các chức năng thơng thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu
bằng giao thức SPI với các thiết bị khác.
 LED 13: trên Arduino UNO có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L). Khi
bấm nút Reset, bạn sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu. Nó được nối
với chân số 13. Khi chân 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, bạn có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử
dụng các chân analog. Tức là nếu bạn cấp điện áp 2.5V vào chân này thì bạn
có thể dùng các chân analog để đo điện áp trong khoảng từ 0V → 2.5V với
độ phân giải vẫn là 10bit.
Đặc biệt, Arduino UNO có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp
I2C/TWI với các thiết bị khác.
Lập trình cho Arduino
Các thiết bị dựa trên nền tảng Arduino được lập trình bằng ngơn riêng.
Ngơn ngữ này dựa trên ngôn ngữ Wiring được viết cho phần cứng nói
chung. Và Wiring lại là một biến thể của C/C++. Một số người gọi nó là
Wiring, một số khác thì gọi là C hay C/C++. Riêng mình thì gọi nó là “ngơn
ngữ Arduino”, và đội ngũ phát triển Arduino cũng gọi như vậy. Ngôn ngữ
Arduino bắt nguồn từ C/C++ phổ biến hiện nay do đó rất dễ học, dễ hiểu.
Nếu học tốt chương trình Tin học 11 thì việc lập trình Arduino sẽ rất dễ thở
đối với bạn.
ATMEGA328P - PU Vi điều khiển 8 bit
Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

13


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

Atmega328 là một chíp vi điều khiển được sản xuất bời
hãng Atmel thuộc họ MegaAVR có sức mạnh hơn hẳn Atmega8. Atmega
328 là một bộ vi điều khiển 8 bít dựa trên kiến trúc RISC bộ nhớ chương
trình 32KB ISP flash có thể ghi xóa hàng nghìn lần, 1KB EEPROM, một bộ
nhớ RAM vô cùng lớn trong thế giới vi xử lý 8 bít (2KB SRAM).
Với 23 chân có thể sử dụng cho các kết nối vào hoặc ra i/O, 32 thanh
ghi, 3 bộ timer/counter có thể lập trình, có các gắt nội và ngoại (2 lệnh trên
một vector ngắt), giao thức truyền thơng nối tiếp USART, SPI, I2C. Ngồi ra
có thể sử dụng bộ biến đổi số tương tự 10 bít (ADC/DAC) mở rộng tới 8
kênh, khả năng lập trình được watchdog timer, hoạt động với 5 chế độ
nguồn, có thể sử dụng tới 6 kênh điều chế độ rộng xung (PWM), hỗ trợ
bootloader.

2.2.2. Relay là gì?
Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

14


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

Relay là một cơng tắc điện từ được vận hành bởi một dịng điện tương
đối nhỏ có thể bật hoặc tắt một dịng điện lớn hơn nhiều. Trái tim của relay
là một nam châm điện (một cuộn dây trở thành một nam châm tạm thời khi
dịng điện chạy qua nó). Bạn có thể nghĩ về relay như một loại đòn bẩy điện:
Khi bật nó bằng một dịng điện nhỏ và nó bật (“địn bẩy”) một thiết bị khác

sử dụng dòng điện lớn hơn nhiều.
Cấu tạo của Relay là gì?
Relay (rơ-le) bao gồm 3 khổi cơ bản:
– Khối tiếp thu (cơ cấu tiếp thu): Có nhiệm vụ tiếp nhận tín hiệu đầu vào và
sau đó biến nó thành đại lượng cần thiết cung cấp tín hiệu phù hợp cho khối
trung gian.
– Khối trung gian (cơ cấu trung gian): Tiếp nhận thông tin từ khối tiếp thu
và biến đối nó thành đại lượng cần thiết cho rơ le tác động
– Khối chấp hành (cơ cấu chấp hành): làm nhiệm vụ phát tín hiệu cho mạch
điều khiển.
Các loại relay trên thị trường:
Theo mình được biết thì trên thị trường hiện nay sẽ có hai dạng relay là
module rơ-le đóng ở mức thấp (nối cực âm vào chân tín hiệu rơ-le sẽ đóng)
và module rơ-le đóng ở mức cao (nối cực dương vào chân tín hiệu rơ-le sẽ
đóng). Nếu chúng ta so sánh giữa 2 module rơ-le có cùng thơng số kỹ thuật
thì hầu hết mọi linh kiện của nó đều giống nhau, chỉ khác nhau ở chỗ cái
transistor của mỗi module. Chính vì bộ phận transistor này nên ta mới có
được 2 loại module rơ-le (có 2 loại transistor là NPN – kích ở mức cao, và
PNP – kích ở mức thấp).

Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

15


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

Cách xác định trạng thái của 1 Relay là gì?

Vấn đề được đặt ra ở đây là làm sao có thể xác định được cái rơ – le mà
chúng ta đang cầm trên tay là dạng nào. Và để giải quyết vấn đề này mình sẽ
đề xuất cho các bạn một số cách thức khá thú vị nhưng hiệu quả như sau:
 Cách 1: hỏi người cung cấp relay (rơ – le), đây là cách phổ biến nhất và
nhanh nhất nếu chúng ta khơng có thời gian.
 Cách 2: kiểm tra bằng cách cấp nguồn vào các chân điều khiển của
module relay (cách này dùng như thế nào thì khi đến phần sử dụng sẽ rõ
nhé)
 Cách 3: khơng biết thì tra google, nói có vẻ đùa nhưng thực chất thì đúng
vậy đấy các bạn. Có thể thử tìm kiếm trên google model relay của các bạn
đang dùng xem nó thuộc loại gì nhé. Nếu nó thuộc dạng NPN là module
mức cao và ngược lại PNP thì rơ – le đó thuộc mức thấp.
Các thông số thường thấy của bộ module relay là gì ?
Các thơng số của module rơ – le cũng chính là các thơng số của hai bộ
phận cấu thành nên chúng là rơ – le và transistor. Cụ thể thì chúng sẽ có các
thơng số như sau:

Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

16


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

Hiệu điện thế kích tối ưu:
Thơng số này khá quan trọng vì nó sẽ quyết định đến chuyện cái relay
của các bạn có sử dụng được hay không. Chẳng hạn như bạn cần một
module relay sẽ làm nhiệm vụ bật tắt một bóng đèn có điện áp 220V khi trời

tối từ một cảm biến ánh sáng hoạt động ở mức 5 -12V. Lúc này thì bạn bảo
họ bán loại module relay 5V (5 volt) hoặc module relay 12V (12 volt) kích ở
mức cao. Có như thế thì mới hoạt động tốt được nhé.
Hiệu điện thế và cường độ dòng điện tối đa:
Đây là các thơng số thể hiện mức dịng điện cũng như hiệu điện thế tối
đa của các thiết bị mà các bạn muốn đóng/ngắt có thể đấu dây với rơ – le. Và
thường chúng sẽ in lên trên thiết bị để chúng ta quan sát, đại loại như hình
bên dưới:

 10A – 250VAC: cường độ dòng điện tối đa qua các tiếp điểm của rơ-le là
10A với hiệu điện thế 250VAC
 10A – 30VDC: cường độ dòng điện tối đa qua các tiếp điểm của rơ-le là
10A với hiệu điện thế 30VDC
 10A – 125VAC: cường độ dòng điện tối đa qua các tiếp điểm của rơ-le là
10A với hiệu điện thế 125VAC
 10A – 28VDC: cường độ dòng điện tối đa qua các tiếp điểm của rơ-le là
10A với hiệu điện thế 28VDC
Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

17


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

 SRD - 05VDC – SL - C: hiệu điện thế kích tối ưu là 5V.
Các thiết bị có ngõ ra Relay NO/NC
Có rất nhiều chức năng mà ta có thể kể đến. Sau đây chúng ta sẽ cùng
nhắc đến một số chức năng cơ bản nhất của rơ le nhé:

– Cách li các mạch điều khiển khỏi mạch tải hay mạch được cấp điện AC
khỏi mạch cấp điện DC
– Chuyển mạch nhiều dòng điện hoặc điện áp sang các tải khác nhau sử
dụng một tín hiệu điều khiển
– Giám sát các hệ thống an tồn cơng nghiệp và ngắt điện máy móc nếu
đảm bảo độ an tồn
– Có thể sử dụng một vài rơ le để cung cấp các chức năng đơn giản như
AND, NOT, OR cho điều khiển tuần tự hoặc khóa liên động an tồn
Ngun Tắc Vận Hành Của Relay (rơ-le)
Trong khi vận hành có một số bước cơ bản xảy ra khi rơ le cơ điện được
cấp điện hay ngắt điện:
– Điện được cung cấp cho cuộn dây tạo ra từ trường.
– Từ trường được chuyển thành lực cơ học bằng cách hút phần ứng.
– Phần ứng động đóng/mở một hoặc nhiều tiếp điểm điện.
– Các tiếp điểm cho phép chuyển mạch điện sang tải như động cơ, bóng
đèn,…
– Sau khi điện áp cuộn bị loại bỏ từ trường biến mất các tiếp điểm tách ra
và trở về vị trí bình thường.
– Các tiếp điểm có thể thường đóng hoặc thường mở.

2.2.3. BATTERY 12V
Trong tiếng Anh, pin được gọi là battery hoặc là cell. Nhưng chúng ta sẽ
hay bắt gặp từ battery hơn. Một từ kỹ thuật rất phổ thơng đúng khơng nào.
Chúng xuất hiện trên bao bì, nhãn hộp, trên thân các thiết bị điện tử cầm tay,
Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

18


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

và trong các sách hướng dẫn sử
dụng thiết bị nữa.
Cấu tạo của pin
Pin có ba phần, cực dương
(-), cực âm (+) và chất điện
phân. Cực âm và cực dương (hai

mặt điện cực ở hai đầu của pin truyền thống). Bên ngoài được bao bọc bởi
một lớp vỏ.
Cấu tạo pin
Nguyên lý hoạt động của pin
Các phản ứng hóa học trong pin gây ra sự tích tụ các electron ở cực
dương. Điều này dẫn đến sự khác biệt về điện giữa cực dương và cực âm.
Bạn có thể nghĩ về sự khác biệt này như là sự tích tụ khơng ổn định của các
điện tử. Các điện tử muốn tự sắp xếp lại để thoát khỏi sự khác biệt này. Các
electron đẩy nhau và cố gắng đi đến một nơi có ít electron điện tử hơn.

Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

19


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

Trong pin, nơi duy nhất để đi đến là cực âm. Nhưng, chất điện phân giữ

cho các electron không đi thẳng từ cực dương đến cực âm trong pin.

Khi mạch được đóng lại (một dây nối giữa cực âm và cực dương), các
electron sẽ có thể đến cực âm. Ví dụ, các electron đi qua dây, chiếu sáng
bóng đèn mắc trên dây. Đây là một cách mô tả cách điện thế khiến các
electron chạy qua mạch.
Tuy nhiên, các q trình điện hóa này thay đổi các hóa chất ở cực dương
và cực âm để làm cho chúng ngừng cung cấp các electron điện tử. Vì vậy,
chỉ có một lượng năng lượng hạn chế có sẵn trong pin.
Khi bạn sạc lại pin, bạn thay đổi hướng của dòng điện tử bằng cách sử
dụng một nguồn năng lượng khác. Các q trình điện hóa xảy ra ngược lại,
cực dương và cực âm được khôi phục về trạng thái ban đầu và một lần nữa
có thể cung cấp năng lượng đầy đủ.

2.2.4. Motor bơm nước

Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

20


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

Motor bơm nước là một trong thiết bị
điện không thể thiếu trong cuộc sống của
mỗi gia đình, giúp bạn bơm nước nhằm
phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt, ăn uống,
vệ sinh,... thường ngày. Máy bơm nước

gia đình thường được chia ra làm nhiều
loại như: máy bơm nước định lượng,
máy bơm nước đẩy cao, máy bơm nước
tăng áp, máy bơm nước hỏa tiễn,...

2.2.5. Giới thiệu LCD 16×2

Màn hình LCD 16×2
Thơng số kỹ thuật LCD 16×2
LCD 16×2 được sử dụng để hiển thị trạng thái hoặc các thơng số.
 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 hoặc chế
độ dữ liệu.
Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

21


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

 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.

2.2.6. Module I2C Arduino

Module I2C LCD 16×2
LCD có q nhiều nhiều chân gây khó khăn trong q trình đấu nối và
chiếm dụng nhiều chân trên vi điều khiển.
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.
Ưu điểm
 Tiết kiệm chân cho vi điều khiển.
 Dễ dàng kết nối với LCD.
Thông số kĩ thuật
 Điện áp hoạt động: 2.5-6V DC.
Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

22


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

 Hỗ trợ màn hình: LCD1602,1604,2004 (driver HD44780).
 Giao tiếp: I2C.
 Địa chỉ mặc định: 0X27 (có thể điều chỉnh bằng ngắn mạch chân
A0/A1/A2).
 Tích hợp Jump chốt để cung cấp đèn cho LCD hoặc ngắt.
 Tích hợp biến trở xoay điều chỉnh độ tương phản cho LCD.

2.2.7. Quạt tản nhiệt 12v
Tính năng
 Quạt tản nhiệt là một thành phần
không thể thiếu trong ngành
cơng nghiệp tản nhiệt. Chúng
đóng vai trị quan trọng, thiết yếu
với các sản phẩm liên quan trực
tiếp đến linh kiện điện tử, công
nghiệp bán dẫn, thiết bị gia dụng.
 Quạt tản nhiệt có chức năng tản
nhiệt, làm mát các thiết bị điện tử như: bảng mạch điện tử công suất lớn,
PC, Laptop,...
 Quạt sử dụng điện 1 chiều DC làm nguồn ni.
 Tuỳ vào từng mục đích cụ thể của sản phẩm như yêu cầu tản nhiệt tốt,
hiệu năng cao,...mà chúng ta sẽ chọn mua các loại quạt tản nhiệt sao cho
phù hợp.
Thông số kỹ thuật
 Điện áp định mức: 12VDC
Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

23


Báo cáo Đố án 1

PGS.TS. TRỊNH LƯƠNG NIÊN

 Dòng điện định mức: 0.3A
 Chất liệu (khung+Vỏ): Nhựa
 Hình dạng: Vng dạng khối

 Màu sắc: Đen
 Kích thước: 9 x 9 x 2,5cm; Dài: 9cm + Rộng: 9cm
 Dày: 2,5cm - Có chức năng chống ngược điện áp đầu vào

2.2.8. Module DHT11
DHT11 là gì?
DHT11 là một cảm biến kỹ thuật số giá rẻ để cảm nhận nhiệt độ và độ
ẩm. Cảm biến này có thể dễ dàng giao tiếp với bất kỳ bộ vi điều khiển vi nào
như Arduino, Raspberry Pi, ... để đo độ ẩm và nhiệt độ ngay lập tức.
DHT11 là một cảm biến độ ẩm tương đối. Để đo khơng khí xung quanh,
cảm biến này sử dụng một điện trở nhiệt và một cảm biến độ ẩm điện dung.
Cấu tạo cảm biến nhiệt độ độ ẩm DHT11
Cảm biến DHT11 bao gồm một phần tử cảm biến độ ẩm điện dung và
một điện trở nhiệt để cảm nhận nhiệt độ. Tụ điện cảm biến độ ẩm có hai điện
cực với chất 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 và chuyển 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, làm giảm giá trị điện trở của nó khi nhiệt độ tăng. Để có được giá trị
điện trở lớn hơn ngay cả đối với sự thay đổi nhỏ nhất của nhiệt độ, cảm biến
này thường được làm bằng gốm bán dẫn hoặc polymer.
Sơ đồ chân DHT11
Số

Tên

chân
1

chân

Vcc

Mô tả
Nguồn 3.5V đến 5.5V

Khoa Điện – Điện Tử – Trường Đại học Mở Hà Nội

24