THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH HIỂN THỊ LED MA TRẬN ĐIỀU KHIỂN BẰNG REMOTE HỒNG NGOẠI( CÓ CODE)

MỤC LỤC
TRANG
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC................................................................................
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN............................................
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN...............................................
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................i
MỤC LỤC................................................................................................................ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT..........................................................................iv
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU..............................................................................v
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH...............................................................................vi
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.....................................................................................1
1.1. GIỚI THIỆU...................................................................................................1
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU...........................................................................1
1.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU........................................................................1
1.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU..............................................................................2
1.5. BỐ CỤC ĐỒ ÁN............................................................................................2
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT..........................................................................3
2.1. KHỐI THỜI GIAN THỰC.............................................................................3
2.2. CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ DHT11....................................................................5
2.3. LED MA TRẬN MAX7219...........................................................................6
2.4. REMOTE HỒNG NGOẠI HX1838...............................................................8
2.6. KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM........................................................................9
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG.......................................12
3.1. YÊU CẦU VÀ SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG.................................................12
3.1.1. Yêu cầu của hệ thống..............................................................................12
3.1.2. Sơ đồ khối và chức năng mỗi khối..........................................................12
3.1.3. Hoạt động của hệ thống..........................................................................13
3.2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHẦN CỨNG.......................................................13
3.2.1. Khối thời gian thực..............................................................................13
3.2.2.

Khối cảm biến nhiệt độ........................................................................13

3.2.3.

Khối hiển thị........................................................................................14


3.2.4.

Khối remote hồng ngoại......................................................................15

3.2.5.

Khối xử lý trung tâm...........................................................................16

3.2.6.

Khối nguồn..........................................................................................17

3.3. CHỨC NĂNG VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA PHẦN MỀM................................17
3.4. LƯU ĐỒ.......................................................................................................19
3.4.1. Lưu đồ giải mã remote hồng ngoại.........................................................19
3.4.2. Lưu đồ hoạt động khối xử lí trung tâm....................................................20
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC HIỆN...................................................................21
4.1. Kết quả từng khối.........................................................................................21
4.2. Kết quả hoạt động toàn hệ thống..................................................................21
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.........................................23
5.1. KẾT LUẬN..................................................................................................23
5.2. HẠN CHẾ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN......................................................23
5.2.1. Hạn chế...................................................................................................23

5.2.2. Hướng phát triển.....................................................................................23
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................24
PHỤ LỤC................................................................................................................25


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
UART
DC
PC
I2C

Universal Asynchronous
Receiver / Transmitter
Direct Current
Personal Computer
Inter-Integrated Circuit

I/O
IC
ADC hay A/D

Input/Output
Integrated Circuit
Analog Digital Converter

Truyền dữ liệu nối tiếp bất đồng
bộ
Dịng điện một chiều
Máy tính cá nhân
Vi mạch tích hợp truyền thơng

nối tiếp
Ngõ vào/ngõ ra
Mạch tích hợp
Chuyển đổi tín hiệu tương tự
sang tín hiệu số


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂ
Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật cho DS1307.................................................................4
Bảng 2.2: Bảng thông số các chân DS1307...............................................................4
Bảng 2.3:Thông số kỹ thuật cho DHT11...................................................................6
Bảng 2.4: Bảng các thông số chân cảm biến DHT11................................................6
Bảng 2.5: Thông số kỹ thuật cho led ma trận MAX7219..........................................7
Bảng 2.6: Bảng thông số các chân led ma trận MAX7219........................................8
Bảng 2.7: Thông số kỹ thuật cho Remote HX1838...................................................9
Bảng 2.8: Thông số kỹ thuật cho Arduino Nano.....................................................10
Bảng 2.9: Bảng thơng số các chân Arduino Nano...................................................11
YBảng 3.1: Dịng tiêu thụ và điện áp các linh kiện.................................................17


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1: Mạch thời gian thực RTC DS1307............................................................3
Hình 2.2: Cảm biến nhiệt độ DHT11.........................................................................5
Hình 2.3: Module led ma trận MAX7219..................................................................7
Hình 2.4: Remote hồng ngoại...................................................................................9
Hình 2.5: Arduino Nano..........................................................................................10
YHình 3.1: Sơ đồ khối của hệ thống........................................................................12
Hình 3.2: Kết nối DS1307 với Arduino...................................................................13
Hình 3.3: Kết nối DHT11 với Arduino Nano..........................................................14
Hình 3.4: Hình ảnh module led ma trận Max7219...................................................15

Hình 3.5: Remote hồng ngoại HX1838...................................................................15
Hình 3.6: Giao diện phần mềm Arduino IDE..........................................................18
Hình 3.7: Lưu đồ giải mã remote hồng ngoại..........................................................19
Hình 3.8: Lưu đồ hoạt động khối xử lý trung tâm...................................................20
YHình 4.1: Hiển thị giờ, phút, giây module DS1307..............................................21
Hình 4.2: Hiển thị ngày, tháng, năm module DS1307.............................................21
Hình 4.3: Hiển thị giá trị nhiệt độ thu được từ DHT11............................................21
Hình 4.4: Mơ hình sản phẩm...................................................................................22


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU
Xu hướng hiện nay là hiện đại hố các hệ thống trong cơng nghiệp lẫn các thiết
bị trong đời sống. Nói cách khác, các thiết bị đang ngày càng số hoá để đáp ứng
chất lượng cho hệ thống và dễ dàng điều khiển hoặc sử dụng. Trong cuộc cách
mạng công nghiệp lần thứ 4, các thiết bị điện tử thông minh đã, đang được phát
triển mạnh mẽ và mang lại hiệu quả cao trong hầu hết các lĩnh vực.
Chắc hẳn ai trong chúng ta cũng quan tâm về thời tiết, nhiệt độ hôm nay như
thế nào?,… Xuất phát từ thực tiễn này em đã chọn và thực hiện đề tài: “THIẾT KẾ
VÀ THI CÔNG MẠCH HIỂN THỊ LED MA TRẬN ĐIỀU KHIỂN BẰNG
REMOTE HỒNG NGOẠI” mạch hiển thị led ma trận ứng dụng này sẽ giúp chúng
ta có thể hiển thị các dữ liệu đang hoạt động một cách thơng minh. Thiết bị này có
thể giúp mọi người vừa xem được nhiệt độ, ngày giờ chỉ bằng remote thiết bị điều
khiển từ xa, từ đó có thể đảm bảo được việc xem thiết bị, hạn chế tình trạng lãng phí
thời gian. Ngồi tính năng như một chiếc đồng hồ điện tử, thiết bị này còn mang
được đi mọi nơi, dễ dành theo dõi tình hình cập nhật nhanh tốt nhất.
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về vi điều khiển hiển thị led ma trận, module thời
gian thực, cảm biến nhiệt độ và arduino nano.
Nghiên cứu, thực hành các thao tác kĩ thuật điện tử cơ bản (lắp ráp, test mạch,

mô phỏng, thiết kế...).
Ngoài ra khi nghiên cứu đề tài em muốn tạo ra sản phẩm có ích trong một số
lĩnh vực trong đời sống. Có thể đạt được độ chính xác cao trên 60%.
1.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
- Arduino Nano
- Module led ma trận 8x8
- Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11
- Module thời gian thực DS1307
- Remote hồng ngoại HX1838
Kết nối các module và cảm biến với board Arduino để hiển thị các giá trị cần
thiết lên led ma trận.

1


1.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về mạch hiển thị tên, ngày giờ, nhiệt độ…trên led
ma trận điều khiển bằng remote hồng ngoại. Mục đích của đề tài là lựa chọn thuật
tốn, phương pháp có độ chính xác tương đối để nhận diện remote và tăng độ chính
xác cho sản phẩm.
Tìm hiểu các lý thuyết có liên quan như ngôn ngữ Arduino.
1.5. BỐ CỤC ĐỒ ÁN
Chương 1: Tổng quan: Nêu tính cấp thiết của đề tài, xu hướng và tình hình
khoa học và cơng nghệ hiện nay. Sự phát triển công nghiệp và đời sống hằng ngày
và từ đó đưa ra lý do chọn đề tài và xác định mục tiêu cho đề tài.
Chương 2: Cở sở lý thuyết: Trình bày tổng quan về các thành phần và chức
năng của từng loại phần cứng có trong hệ thống, dẫn dắt chi tiết cụ thể để xây dựng
hồn chỉnh về mơ hình.
Chương 3: Thiết kế và xây dựng hệ thống: Từ yêu cầu đề tài, trình bày về sơ
đồ hệ thống. Nêu ra các phương pháp xử lý dữ liệu rồi từ đó thiết kế mơ hình.

Chương 4: Kết quả thực hiện: Trình bày về kết quả của từng khối nhỏ và kết
quả điều khiển hiển thị led bằng remote thơng qua hình ảnh, video. Đưa ra các hiển
thị như mong muốn đã lập trình.
Chương 5: Kết luận và hướng phát triển: Dựa vào kết quả có được từ
chương 4, đưa ra kết luận tổng quan về những gì đạt được và chưa đạt được của đề
tài. Từ đó đưa ra hướng phát triển để cải thiện hệ thống.

2


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. KHỐI THỜI GIAN THỰC [10]
Mạch thời gian thực RTC DS1307 được sử dụng để cung cấp thông tin thời
gian: ngày, tháng, năm, giờ, phút, giây,...cho Vi điều khiển qua giao tiếp I2C,
mạch tích hợp sẵn pin backup để duy trì thời gian trong trường hợp khơng cấp
nguồn, ngồi ra mạch cịn được tích hợp thêm IC EEPROM AT24C32 để lưu trữ
thông tin khi cần, thích hợp cho các ứng dụng điều khiển hoặc đồng bộ dữ liệu
thời gian thực RTC.

Hình 2. 1: Mạch thời gian thực RTC DS1307

Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật cho DS1307
3


Thơng số

Min
(nhỏ nhất)

Nom
(Chuẩn
)

Max
(tối đa)

Đơn vị

4.5

5

5.5

V

2.2

Vcc+0.
3

V

-0.3

+0.8

V

3.5

V

-1

1

μAA

-1

1

μAA

1.5

mA

ST
T

Ký
hiệu

1.

Vcc

2.

VIH

3.

VIL

4.

VBAT

Nguồn dự trữ

2

5.

ILI

Dịng rị SCL

6.

ILO

Dịng rị SDA

7.

ICCA

Dòng tiêu thụ

Điện áp cung cấp
Điện áp vào mức cao
Điện áp vào mức
thấp

3

Bảng 2.2: Bảng thông số các chân DS1307
Châ
n

Tên

Chức năng

1

X1

2

X2

Kết nối với thạch anh 32.768KHz tiêu chuẩn. Mạch dao
động bên trong thiết kế để hoạt động với tinh thể có điện
dung tải xác định 12,5pF.

3

VBAT

Nguồn cung cấp đầu vào 3V dự phòng cho mạch. Pin phải
được giữ ổn định để hoạt động thích hợp. nếu nguồn cung
cấp dự phịng là khơng cần thiết thì VBAT được nối đất.

4

GND

Ground

5

SDA

Đầu vào/ra dữ liệu nối tiếp (giao tiếp I2C). Chân SDA
truyền dữ liệu và cần có 1 điện trở kéo lên bên ngồi (điện
áp kéo lên có thể lên đến 5.5V)

6

SCL

Đầu vào nối tiếp. SCL truyền xung Clock đầu vào sử dụng
để đồng bộ hóa dữ liệu.

7

SQW/OUT

Điều khiển ngõ ra/ sóng vng
4


8

VCC

Nguồn sơ cấp. Khi điện áp được đặt trong giới hạn bình
thường có thể đọc và ghi dữ liệu. Khi kết nối nguồn cung
cấp dự phịng VBAT thì việc đọc và ghi bị hạn chế

( />2.2. CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ DHT11 [11]
Cảm biến độ ẩm và nhiệt độ DHT11 Temperature Humidity Sensor là cảm
biến rất thơng dụng hiện nay vì chi phí rẻ và rất dễ lấy dữ liệu thơng qua giao tiếp
1 wire (giao tiếp digital 1 dây truyền dữ liệu duy nhất). Bộ tiền xử lý tín hiệu tích
hợp trong cảm biến giúp bạn có được dữ liệu chính xác mà khơng phải qua bất kỳ
tính tốn nào. So với cảm biến đời mới hơn là DHT22 thì DHT11 cho khoảng đo
và độ chính xác kém hơn.

Hình 2. 2: Cảm biến nhiệt độ DHT11

Bảng 2.3:Thông số kỹ thuật cho DHT11
5

Min
(nhỏ nhất)

Nom
(Chuẩn
)

Max
(tối đa)

Đơn vị

Điện áp cung cấp

3

5

5.5

V

Itb

Dịng điện trung
bình

0.2

1

mA

3.

I

Dịng tiêu thụ

0.5

2.5

mA

4.

fs

Tần số lấy mẫu

ST
T

Ký hiệu

1.

Vcc

2.

Thông số

1

s

Bảng 2.4: Bảng các thông số chân cảm biến DHT11
Chân

Tên

Mô tả

1

Vcc

Nguồn cung cấp 3-5V

2

Data

Dữ liệu ngõ ra được lấy mẫu 1lan/1s

3

GND

Ground

( />2.3. LED MA TRẬN MAX7219 [12]
Led Matrix 8x8 là một bảng led gồm 8 hàng và 8 cột (tổng số led là 64).
Nếu điều khiển trực tiếp với Arduino thì điều đó khơng khả thi. Thế nên, IC
MAX7219 được sinh ra để có thể điều khiển nhiều led chỉ với 5 chân duy nhất là
Vcc, Gnd, Din, Cs, Clk. IC MAX7219 do MAXIM thiết kế và sản xuất có chức
năng điều khiển LED ma trận và LED 7 thanh rất tiện và chỉ cần 1 điện trở đầu
vào để hạn dòng cho tất cả các đèn LED (so với các IC khác cũng phải có 1 điện
trở trên mỗi đèn LED). Trên mỗi chip được tích hợp bộ giải mã BCD, thanh ghi
dịch, ... giống như với 74HC595, để điều khiển led ma trận sử dụng MAX7219
hoạt động như thanh ghi dịch. MAX7219 chỉ cần 3 chân từ Arduino để kết nối với
các chân DIN, CS (load) và CLK của IC.

6


Hình 2. 3: Module led ma trận MAX7219
Bảng 2.5: Thơng số kỹ thuật cho led ma trận MAX7219
ST
T

Ký
hiệu

1.

Vcc

2.

I

Thông số
Điện áp cung cấp
Dòng tiêu thụ

Min
(nhỏ nhất)

Nom
(Chuẩn
)

Max
(tối đa)

Đơn vị

4

5

5.5

V

2

mA

7


Bảng 2.6: Bảng thông số các chân led ma trận MAX7219
Chân

Tên

Chức năng

1

Din

Đầu vào dữ liệu nối tiếp. Thanh ghi dịch 16bit
Clk cạnh lên

2, 3, 5-8,
10, 11

DIG 0- DIG7

4, 9

GND

12

LOAD
(MAX7219)

13

CLK

14-17,
20-23

8 led kết nối từ cathode chung
Ground
Dữ liệu tải ngõ vào.16bit cuối dữ liệu nối tiếp
được chốt cạnh lên của tải
Xung Clock. Tốc độ tối đa 10MHz

SEG A – SEG G, LED 7 đoạn
DP

18

ISET

19

V+

24

Dout

Nối với VDD thông qua 1 điện trở (RSET) để
đặt dòng phân đoạn đỉnh
Nguồn nối với +5V
Dữ liệu đầu ra nối tiếp.

( />2.4. REMOTE HỒNG NGOẠI HX1838 [13]
Remote hồng ngoại HX1838 là một bộ điều khiển từ xa hồng ngoại không
dây bao gồm remote hoạt động với tần số 38KHz IR và module thu hồng ngoại.
Remote có 17 phím chức năng, phát IR xa đến 8 m, là thiết bị điều khiển lý tưởng
cho nhiều thiết bị trong phòng.
Mạch thu tín hiệu IR có thể nhận tín hiệu điều khiển từ remote 38 KHz,
thơng qua lập trình, bạn có thể giải mã tín hiệu điều khiển từ xa, có thể điểu khiển
robot từ xa và nhiều ứng dụng khác…
+ Khoảng cách truyền: 8m (phụ thuộc vào môi trường xung quanh, độ nhạy
của máy thu và các yếu tố khác)

8


Bảng 2.7: Thông số kỹ thuật cho Remote HX1838
ST
T

Ký
hiệu

1.

Vcc

Điện áp cung cấp

2.1

2.

VH

Điện áp ra mức cao

4.5

3.

VL

Điện áp ra mức thấp

4.

It

Dòng điện tĩnh

5.

Id

Dịng điện động

Thơng số

Min
(nhỏ nhất)

Nom
(Chuẩn
)

Max
(tối đa)

Đơn vị

5.5

V
V

0.5

V

3

5

μAA

3

5

mA

( />
Mắt thu hồng ngoại (giải mã)

Hình 2.4: Remote hồng ngoại
2.6. KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM [9]
Mạch arduino Nano CH340: Arduino Nano USB Mini là board mạch sử
dụng vi điều khiển ATmega328P tích hợp các chân I/O đơn giản nhỏ gọn dựa trên
mã nguồn mở được phát triển bởi Arduino, có lợi thế lớn về kích thước so với
phiên bản Arduino Uno và Arduino Mega. Arduino Nano có thể hoạt động độc lập
9


và tương tác hiệu quả với các thiết bị điện tử, cũng có thể giúp những người mới
tìm hiểu về Arduino có thể kết nối với PC, phối hợp với Flash, Xử lý, Max / Msp,
PD, và các phần mềm khác một cách dễ dàng. Điều này giúp Arduino Nano là sự
lựa chọn ưa thích khi muốn thực hiện một projects mà yếu cầu kết nối với các thiết
bị ngoại vi ít và đơn giản. Các chức năng rất giống giống với phiên bản Arduino
Uno nhưng kích thước nhỏ gọn hơn.

Hình 2.5: Arduino Nano

Bảng 2.8: Thơng số kỹ thuật cho Arduino Nano
STT

Thông số

Chuẩn

Đơn vị

5

V

1.

Điện áp hoạt động (mức logic)

2.

Điện áp đầu vào

7 - 12

V

3.
4.

Điện áp đầu vào (giới hạn)

6 - 20

V

14 (6 chân PWM)

chân

Các chân I/O số (digital I/O)

10


5.

Chân đầu vào tương tự

8

chân

6.

Dòng DC trên mỗi chân I/O

40

mA

7.

Bộ nhớ Flash

32

KB

8.

SRAM

2

KB

9.

EEPROM

1

KB

16

MHz

10. Tốc độ xung clock

Bảng 2.9: Bảng thông số các chân Arduino Nano
Pin No.

Name

Type

1-2, 5-16

D0 – D13

I/O

3, 28

Reset

Input

Reset

4, 29

GND

PWR

Ground

17

3V3

Output

Ngõ ra +3,3V

AREF

Input

ADC reference

A7-A0

Input

Ngõ vào Analog kênh 0-7

+5V

Output/Input

ngõ ra +5V từ điều chỉnh trên board
+ 5V từ nguồn cung cấp bên ngoài

VIN

PWR

Cung cấp điện thế (Supply voltage)

18
19-26

27
30

Description
Ngõ vào/ra số từ port 0-13

( />
11


CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG
3.1. YÊU CẦU VÀ SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG
3.1.1. Yêu cầu của hệ thống
Hệ thống có các chức năng sau:
- Hiển thị thời gian: giờ / phút/ giây.
-

Hiển thị ngày tháng: ngày/ tháng/ năm.

-

Hiển thị giá trị nhiệt độ.

-

Cho phép chuyển đổi trạng thái.

3.1.2. Sơ đồ khối và chức năng mỗi khối

Hình 3.1: Sơ đồ khối của hệ thống

Chức năng từng khối:
- Khối thời gian thực: Cập nhật thời gian hiện tại, gửi đến khối xử lí trung
tâm để hiển thị.
- Khối đo nhiệt độ: Đọc dữ liệu từ cảm biến đo nhiệt độ gửi về khối xử lý
trung tâm để hiển thị.
- Khối xử lý trung tâm: Trung tâm xử lý các yêu cầu từ các khối cảm
biến, remote, nút nhấn và gửi cho thiết bị hiển thị trên led ma trận.
- Khối hiển thị: Là nơi thi hành các yêu cầu của người dùng như hiển thị
thời gian thực, nhiệt độ.
- Khối điều khiển (remote hồng ngoại): dùng để chuyển đổi các trạng
thái.

12


- Khối nguồn: Cung cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống hoạt động.
3.1.3. Hoạt động của hệ thống
Khi cấp nguồn các khối cảm biến thời gian thực, cảm biến nhiệt độ sẽ gửi
dữ liệu về khối xử lý trung tâm. Khối xử lý trung tâm sẽ xử lý tín hiệu và hiển thị
ra màn hình led ma trận. Người dùng có thể thay đổi trạng thái hoặc cài đặt ngày
giờ thông qua remote hồng ngoại.
3.2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHẦN CỨNG
3.2.1. Khối thời gian thực
Ngồi thị trường hiện nay, có rất nhiều loại module về thời gian thực như
DS1307, DS1302, DS3231,… chúng khá giống nhau về chức năng và thiết kế.
Với nhiều tính năng phù hợp với thiết kế của mạch, nên em đã chọn module
DS1307 để sử dụng.
DS1307 là IC thời gian thực giá tương đối rẻ, chính xác về thời gian, ngày
tháng năm với thạch anh tích hợp sẵn. IC có đầu vào cho pin riêng, tách biệt khỏi
nguồn chính đảm bảo cho việc giữ thời gian chính xác.

- Chân SCL (serial clock input) của
module DS1307 nối với chân A5 của
Arduino Nano (N1). Được sử dụng để
đồng bộ sự chuyển dữ liệu trên đường
dây nối tiếp.
- Chân SDA (serial data input/out) của
module DS1307 nối với chân A4 của
Arduino Nano (N1). Là chân vào ra
cho 2 đường dây nối tiếp.

Hình 3.2: Kết nối DS1307 với Arduino

3.2.2. Khối cảm biến nhiệt độ
Cảm biến nhiệt độ hiện nay có rất nhiều loại với các thiết kế và độ chính
xác tương đối giống nhau như DHT11, AHT10, DHT22,… Ở mạch này em chọn
sử dụng cảm biến nhiệt độ DHT11 với giá thành rẻ, độ chính xác cao và sai số
thấp.
Chân Data của cảm biến nối với chân D6 của Arduino Nano (N1).

13


Hình 3.3: Kết nối DHT11 với Arduino Nano
Cảm biến nhiệt độ DHT11 lấy dữ liệu thông qua chuẩn giao tiếp 1 dây. Bộ
tiền xử lý tín hiệu được tích hợp trong cảm biến giúp có thể đọc dữ liệu chính xác
mà khơng phải qua bất kỳ tính tốn nào. DHT11 giao tiếp với arduino theo 2
bước:
- Gửi tín hiệu muốn đo (nhiệt độ) tới DHT11, sau đó DHT11 xác nhận lại.
- Khi đã giao tiếp được với DHT11, cảm biến sẽ chuyển tín hiệu tương tự
thành tín hiệu số gửi đến bộ xử lý trung tâm và trả kết quả nhiệt độ. Trong đó

DHT11 trả về nhiệt độ và độ ẩm dưới dạng 5 byte:
- Byte 1: giá trị phần nguyên của độ ẩm
- Byte 2: giá trị phần thập phân độ ẩm
- Byte 3: giá trị phần nguyên của nhiệt độ
- Byte 4: giá trị phần thập phân nhiệt độ
- Byte 5: kiểm tra Byte 5 = 8 bit (byte1 + byte2 + byte3 + byte4) thì giá trị
nhiệt độ và độ ẩm chính xác.
3.2.3. Khối hiển thị
Để hiện thị thông tin từ khối trung tâm sau khi xử lí, chúng ta có nhiều cách
như: led 7 đoạn, màn hình LCD, led ma trận,…Các thơng số hiển thị là thời gian
thực và nhiệt độ nên để sinh động, hiển thị rõ và nhìn giống lịch vạn niên nên em
đã chọn led ma trận 8x8 để hiển thị.
Ở mạch này em sử dụng hai module led ma trận 8x8 loại Max7219.
-

Các chân Din, Cs, Clk của 2 module kết nối lần lượt vớivới các chân từ
D12 đến D7 của Arduino Nano (N1).
Nguyên lý hoạt động của IC MAX7219 với led ma trận:
14


64 đèn LED được điều khiển bởi 16 chân đầu ra của IC. Số lượng tối đa
của đèn LED sáng lên cùng một lúc là tám. Các đèn LED được sắp xếp thành 8 ×
8 gồm hàng và cột. Vì vậy, MAX7219 kích hoạt mỗi cột trong một khoảng thời
gian rất ngắn và đồng thời nó cũng điều khiển từng hàng. Vì vậy, bằng cách nhanh
chóng chuyển qua các cột và hàng, mắt người sẽ chỉ nhận thấy một ánh sáng liên
tục.

Hình 3.4: Hình ảnh module led ma trận Max7219
3.2.4. Khối remote hồng ngoại [13]

Cảm biến hồng ngoại để điều khiển thiết bị hoặc điều chỉnh trạng thái của
mạch ngoài thị trường có rất nhiều loại và đa dạng. Tuy nhiên để phù hợp với kích
thước cũng như yêu cầu đơn giản của mạch nên em chọn remote hồng ngoại loại
HX1838 để sử dụng. HX1838 với mắt thu nhận tín hiệu tốt.
Chân tín hiệu của mắt thu hồng ngoại nối với chân D2 của Arduino Nano
(N2).

15