Nhóm 7 nghiên cứu và thiết kế bộ Đo nồng Độ cồn

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

Giáo viên hướng dẫn: Ths.Trần Quốc Bảo

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Minh - 2021602617 Hà Duy Nhật Nam - 2021603712 Nguyễn Thành Nam - 2021603760

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>LỜI NÓI ĐẦU </b>

Trong xã hội hiện đại, vấn đề về an tồn giao thơng và giữ gìn sức khỏe của cộng đồng đang ngày càng trở nên quan trọng. Theo thống kê của Ủy ban An toàn giao thông Quốc gia, năm 2022, cả nước xảy ra 20.000 vụ tai nạn giao thông, làm chết 9.000 người, bị thương 13.000 người. Trong đó, nguyên nhân chủ yếu của tai nạn giao thông là do người lái xe vi phạm luật giao thông đặc biệt là vi phạm về việc sử dụng cồn khi tham gia giao thông và gây tai nạn.

Việc giám sát và kiểm soát nồng độ cồn trong cơ thể người lái xe đang trở thành một ưu tiên hàng đầu. Sự ảnh hưởng tiêu cực của việc lái xe dưới tác động của cồn đối không chỉ đến bản thân người lái mà còn lan rộng đến an tồn của những người tham gia giao thơng khác. Việc đo nồng độ cồn là một phương tiện quan trọng để ngăn chặn và kiểm soát nguy cơ tai nạn giao thông liên quan đến việc sử dụng cồn.

Xuất phát từ thực tế này nhóm chúng em quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu và thiết kế hệ thống đo nồng độ cồn” tập trung vào việc thiết kế và phát triển một hệ thống đo nồng độ cồn có khả năng cảnh báo sớm vấn đề trên.

Qua quá trình nghiên cứu và phát triển, chúng em hy vọng rằng sản phẩm của mình sẽ khơng chỉ giúp giảm thiểu tai nạn giao thơng liên quan đến cồn mà cịn mang lại sự thuận tiện và tin cậy cho người lái xe. Đồng thời, đề tài cũng mở ra những triển vọng mới trong lĩnh vực công nghệ an tồn giao thơng và sức khỏe cộng đồng.

Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Th.s Trần Quốc Bảo đã tận tình chỉ bảo cho chúng em trong suốt quá trình thực hiện đồ án cùng với những kinh nghiệm thiết thực của thầy đã giúp chúng em hoàn thành đồ án này.

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

1.1. Giới thiệu chung. ... 1

1.2. Các yêu cầu cơ bản. ... 2

1.3. Phương pháp, phạm vi, và giới hạn nghiên cứu. ... 2

1.3.1. Phương pháp nghiên cứu: ... 2

1.3.2. Phạm vi nghiên cứu và giới hạn nghiên cứu: ... 3

1.4. Ý nghĩa thực tiễn. ... 3

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG ... 5

2.1. Thiết kế sơ đồ khối hệ thống ... 5

2.2. Phân tích và lựa chọn cảm biến ... 6

2.2.1. Khối đo nồng độ cồn ... 6

2.2.2. Module cảm biến MQ3... 9

2.2.3. Khối hiển thị ... 11

2.2.4. Khối cảnh báo ... 14

2.3. Phân tích và lựa chọn bộ điều khiển ... 16

2.4. Mơ hình hóa và mơ phỏng hệ thống ... 19

2.4.1. Giới thiệu phần mềm mô phỏng proteus ... 19

2.4.2. Mô phỏng trên Proteus ... 20

CHƯƠNG 3: CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG ... 24

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

Hình 2.11: Sơ đồ chân của led ... 15

Hình 2.12: Module Arduino Uno ... 17

Hình 2.13: Thơng số kĩ thuật của module Arduino ... 19

Hình 2.14: Mơ phỏng mạch trên proteus ... 20

Hình 2.15 Mơ phỏng hệ thống khi chưa có cồn ... 21

Hình 2.16 Mơ phỏng hệ thống khi phát hiện cồn vượt ngưỡng ... 21

Hình 2.17: lưu đồ thuật tốn ... 22

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

Hình 3.1 Mơ hình bộ đo nồng độ cồn... 24

Hình 3.2: thiết kế các bộ phận điện-điện tử ... 25

Hình 3.3 Thiết kế các bộ phận điện-điện tử đặt bên trong mơ hình ... 26

Hình 3.4 Bộ đo nồng độ cồn sau khi đã thiết kế ... 27

Hình 3.5 Bộ đo nồng độ cồn khi chưa tiến hành đo ... 27

Hình 3.6 Kết quả đo nồng độ cồn sau khi đo lần thứ nhất ... 28

Hình 3.7 Kết quả đo nồng độ cồn sau khi đo lần thứ hai ... 29

Hình 3.8 Kết quả đo nồng độ cồn sau khi đo lần thứ ba ... 29

Hình 3.9 Kết quả đo nồng độ cồn sau khi đo lần thứ 4 ... 30

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG </b>

<b>1.1. Giới thiệu chung. </b>

Việt Nam là một trong những quốc gia thuộc top đầu các nước sử dụng rượu, bia khi tham gia giao thơng. Tình trạng sử dụng rượu, bia tràn lan ở nhiều nơi đã khiến trật tự an tồn giao thơng trở thành vấn đề báo động đây chính là nguyên nhân hàng đầu gây tai nạn giao thông, khi điều khiển phương tiện bởi người lái xe thường phản ứng chậm, buồn ngủ, thiếu tập trung, việc nhìn thấy các biển báo, tín hiệu hoặc quan sát trên đường khơng cịn rõ ràng. Người say cũng bốc đồng, khơng cịn khả năng kiểm sốt tốc độ cho nên thường phóng nhanh, vượt ẩu, lấn đường rất dễ gây tai nạn.

Để hướng tới mục tiêu an tồn giao thơng, giảm thiểu tối đa tai nạn, luật giao thông đường bộ đã đưa ra rất nhiều quy định mới, một trong số đó là quy định về nồng độ cồn cho phép khi điều khiển phương tiện giao thông. Khẩu hiệu “Đã uống rượu bia thì khơng lái xe” đã khá quen thuộc với người dân Việt Nam. Vì thế, để giảm thiểu tối đa tai nạn giao thông, Bộ giao thông vận tải đã đưa ra các mức xử phạt tương ứng với mức độ vi phạm của người tham gia giao thông. Bước đầu tuyên truyền cho quy định này của luật, bộ y tế, Ủy ban an tồn giao thơng quốc gia, tổ chức y tế thế giới đã phối hợp tổ chức buổi hội thảo “rượu bia và tai nạn giao thông”. Các thông điệp buổi hội thảo đưa ra: “Điều khiển xe trong tình trạng có men rượu là vi phạm pháp luật – Đã uống rượu bia thì khơng lái xe”.

Theo thống kê, hàng năm ở nước ta khoảng 9.000 người tử vong do tai nạn giao thông. Một trong những nguyên nhân dẫn đến tình trạng tai nạn giao thơng là do người điều khiển phương tiện sử dụng rượu bia khi tham gia giao thông. Những hậu quả của người uống rượu bị tai nạn trong lúc tham gia giao thông và hiện nay đang là nỗi lo lắng, bức xúc của cá nhân, gia đình và xã hội.

Chính vì thế có nhiều rất nhiều cơng trình nghiên cứu về vấn đề đo nồng độ cồn đối với những người tham gia giao thơng. Thấy được tính chất cấp bách và quan trọng của vấn đề trên nhóm chúng em đã quyết định lựa chọn chủ đề: “ Nghiên cứu và thiết kế hệ thống đo nồng độ cồn”, nhằm mục đích chủ động ngăn ngừa kịp thời và cảnh báo sớm hiểm họa về tai nạn giao thông xảy ra, tạo nên một thói quen và ý thức tốt cho người tham gia giao thông.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<b>1.2. Các yêu cầu cơ bản. </b>

Trong quá trình nghiên cứu và phát triển hệ thống đo nồng độ cồn, chúng ta cần tìm hiểu qua một loạt các vấn đề quan trọng và phải đặt ra các vấn đề trọng tâm để đảm bảo rằng sản phẩm cuối cùng không chỉ đáp ứng mục tiêu cụ thể mà còn đáp ứng được những yêu cầu cơ bản như:

- Độ chính xác và tin cậy cao trong q trình đo nồng độ cồn:

• Sự chính xác là yếu tố quyết định giữa việc cảnh báo một tình huống nguy hiểm và việc tạo ra cảnh báo giả mạo. Điều này đặt ra yêu cầu cao về cảm biến nồng độ cồn, đặc biệt là về độ nhạy và độ chính xác trong môi trường đa dạng.

- Thời gian phản ứng của hệ thống:

• Khi phát hiện mức độ cồn vượt quá ngưỡng an toàn. Điều này đặt ra yêu cầu về khả năng xử lý nhanh chóng của bộ xử lý trung tâm, cùng với sự tối ưu hóa của cảm biến nồng độ cồn để đảm bảo thời gian đáp ứng là tối thiểu.

- Tính di động và tiện ích của hệ thống:

• Chúng ta cần thiết kế một hệ thống linh hoạt, dễ mang theo và sử dụng ở nhiều vị trí khác nhau mà vẫn đảm bảo hiệu suất việc này liên quan đến kích thước và trọng lượng của thiết bị.

<b>1.3. Phương pháp, phạm vi, và giới hạn nghiên cứu. </b>

1.3.1. Phương pháp nghiên cứu:

Hiện nay có hai phương pháp đo nồng độ cồn thông dụng :

- Phương pháp đo nồng độ cồn trong máu là phương pháp được sử dụng để xác định lượng các chất kích thích và hoạt chất gây ảnh hưởng tới cơ thể con người trong máu. Sử dụng các biện pháp hóa sinh trong phịng thí nghiệm để đo đạc với độ chính xác cao.

- Phương pháp đo nồng độ cồn trong hơi thở: Hơi thở của người say rượu sẽ có nồng độ cồn cao. Sử dụng các thiết bị đo nồng độ cồn từ hơi thở hoặc đo nồng độ trong khơng khí của khơng gian thở trước mặt người lái để đánh giá tình trạng say rượu bia.

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Nhóm chúng em nhận thấy rằng phương pháp xác định nồng độ cồn trong máu có nhược điểm là phải lấy mẫu máu của người cần kiểm tra tại cơ sở y tế, thơng qua quy trình thử nghiệm trong phịng thí nghiệm mới cho ra kết quả do đó gây tốn thời gian và không thể áp dụng trong các trường hợp cần kiểm tra nhanh, tại hiện trường.

Trong khi đó phương pháp đo nồng độ cồn qua hơi thở hiện đang được sử phổ biến vì tính cơ động và thời gian đo nhanh chỉ khoảng 8 – 10 giây. Điều này phù hợp với những yêu cầu cơ bản đã nêu ra ở trên Vì thế nhóm chúng em sẽ sử dụng phương pháp đo nồng độ cồn qua hơi thở.

1.3.2. Phạm vi nghiên cứu và giới hạn nghiên cứu:

Ở đề tài “Nghiên cứu và thiết kế hệ thống đo nồng độ cồn” nhóm em tập trung vào việc thiết kế và chế tạo một hệ thống đo nồng độ cồn di động, sử dụng Board Arduino làm bộ xử lý trung tâm và cảm biến nồng độ cồn để đo lường và các thiết bị điều khiển tín hiệu cảnh báo. Mục tiêu chính của nghiên cứu là tạo ra một sản phẩm linh hoạt, nhẹ nhàng, và dễ sử dụng có khả năng đo đạc chính xác nồng độ cồn trong hơi thở của người dùng.

<b>1.4. Ý nghĩa thực tiễn. </b>

Ý nghĩa thực tiễn của đề tài "Nghiên cứu và thiết kế hệ thống đo nồng độ cồn" là rất lớn. Việc phát triển và triển khai hệ thống đo nồng độ cồn độc lập mang lại một giải pháp thực tế và hiệu quả để giảm nguy cơ tai nạn giao thông do lái xe dưới tác động của cồn. Hệ thống này không chỉ là một công cụ cảnh báo cá nhân mà còn là một biện pháp phòng tránh rủi ro cho cả cộng đồng.

Trong lĩnh vuẹc an tồn giao thơng, hệ thống có thể chủ động ngăn chặn những tình huống nguy hiểm trước khi chúng xảy ra. Việc cảnh báo người lái xe về mức độ cồn quá mức an tồn khơng chỉ giúp bảo vệ tính mạng của họ mà còn giảm nguy cơ tạo ra các vụ tai nạn giao thơng do tình trạng say rượu. Bên cạnh đó, hệ thống này có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao nhận thức và trách nhiệm cá nhân. Người dùng sẽ được nhắc nhở về trạng thái nồng độ cồn của mình, từ đó khuyến khích họ thực hiện quyết định an tồn như không lái xe hoặc sử dụng phương tiện giao thông.

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<b>Kết luận chương 1: </b>

Qua chương 1, nhóm em trình bày một cái nhìn tổng quan về đề tài "Nghiên cứu và thiết kế hệ thống đo nồng độ cồn." Từ việc giới thiệu vấn đề về tình trạng sử dụng rượu, bia khi tham gia giao thông ở Việt Nam và những nguy cơ mà nó gây ra, nhóm chúng em đã đặt ra mục tiêu nghiên cứu và thiết kế một hệ thống đo nồng độ cồn.

Các yêu cầu cơ bản cho hệ thống đã được xác định, với sự chú ý đặc biệt đến độ chính xác và tin cậy, thời gian phản ứng, tính di động và tiện ích. Chúng tơi đã giải thích lựa chọn phương pháp đo nồng độ cồn qua hơi thở và xác định phạm vi nghiên cứu và giới hạn.

Ý nghĩa thực tiễn của đề tài không chỉ giới hạn trong việc phát triển một sản phẩm có ứng dụng thực tế mà cịn trong việc nâng cao nhận thức và trách nhiệm cá nhân đối với an tồn giao thơng. Hệ thống có tiềm năng đặc biệt trong việc giảm nguy cơ tai nạn và tạo ra một môi trường giao thông an toàn hơn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<b>CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG </b>

<b>2.1. Thiết kế sơ đồ khối hệ thống </b>

+ Sơ đồ bao gồm các khối thành phần chính như sau:

- Khối nguồn: Có chức năng cung cấp năng lượng cho toàn bộ hệ thống.

- Khối xử lý trung tâm: Có chức năng thu thập và xử lý tín hiệu chung cho tồn hệ thống

- Khối cảm biến: Có chức năng cảm biến qua hơi thở để xác định có nống độ cồn hay khơng , sau đó sẽ gửi tín hiệu tới khối xử lý trung tâm.

- Khối hiển thị: Sẽ hiển thị nồng độ đo được lên màn hình LCD và cảnh báo mức đo nồng độ cồn phụ thuộc vào mức độ cồn đo được.

- Khối cảnh báo: Gồm đèn và còi báo nhằm cảnh báo khi kết quả đo được vượt quá nồng độ cho phép

Giải thích sơ đồ khối:

Khi hệ thống hoạt động, toàn bộ hệ thống được cung cấp năng lượng để làm việc từ khối nguồn. Khối cảm biến đo các giá trị môi trường sau đó gửi tín hiệu về khối xử lý trung tâm. Khối xử lý trung tâm Arduino nhận các giá trị, tín hiệu được gửi về từ khối cảm biến sau đó giải mã, xử lý từ đó đưa ra các lệnh điều khiển tới các khối hiển thị và

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

khối cảnh báo. Các khối hiển thị và khối cảnh báo nhận lệnh từ khối xử lý trung tâm từ đó hiển thị thơng giá trị đo cũng như cảnh báo nồng độ cồn đo được.

<b>2.2. Phân tích và lựa chọn cảm biến </b>

2.2.1. Khối đo nồng độ cồn

Trên thế giới hiện nay có rất nhiều phương pháp đo nồng dộ cồn như: phương pháp đo dùng cảm biến bán dẫn, phương pháp đo dùng phù kế, phương pháp đo dùng cảm biến fuel cell, phương pháp đo dùng cảm biến màng oxit bán dẫn. Trong những phương pháp trên phương pháp đo dùng cảm biến màng oxit bán dẫn được sử dụng thông dụng và phổ biến nhất. Có thể kể đến một số loại cảm biến màng oxit bán dẫn trên thị trường hiện nay như: MQ3, AL6000, AL7000,…

Bảng 2.1: So sánh thông số của cảm biến MQ3 và cảm biến AL6000

Ta có thể thấy rằng MQ3 có rất nhiều đặc điểm vượt trội hơn so với các dòng các cảm biến màng oxit bán dẫn khác trên thị trường. Nhiệt độ hoạt động và thang đo nồng độ cồn của MQ3 khá lớn rất phù hợp cho công việc nghiên cứu và học tập. Độ chính

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

xác cao, giá thành rẻ, nhỏ gọn và dễ dàng sử dụng rất phù hợp với điều kiện của học sinh, sinh viên. Vì những lý do đó mà nhóm chúng em quyết định lựa chọn cảm biến MQ3 để sử dụng.

Cảm biến MQ3

❖ Cấu tạo bên trong:

Cảm biến MQ3 được làm từ vật liệu <i>SnO . Vật liệu này có tính đẫn điện kém </i>₂

trong mơi trường khơng khí sạch nhưng lại rất nhạy cảm với hơi cồn. Trong môi trường có nồng độ cồn càng cao, điện trở của cảm biến càng giảm. Cũng trong mơi trường đó,

<i>khi nhiệt độ bề mặt cảm biến là 200 C</i> thời gian phát hiện nồng độ cồn kéo dài từ 3 – 5 phút.

Hình 2.2 Hình thực tế và sơ đồ nguyên lý của cảm biến MQ3

Cảm biến MQ3 có 6 chân , vỏ và thân. Mặc dù nó có 6 chân, nhưng ta có thể sử dụng 4 chân. Hai trong số chúng là hệ thống đốt nóng, mà ta gọi là H và 2 cái còn lại là để kết nối nguồn và đất hay A và B.

❖ Nguyên lý hoạt động:

Nhìn tổng thể lớp cắt ngang bên trong MQ3, ta có thể thấy đó là một ống Alumina được bao phủ bởi <i>SnO , đó là thiếc Dioxit. Và giữa chúng có một điện cực Aurum. </i>₂

Chúng ta có thể thấy cách các dây được kết nối. Về cơ bản, ống alumina và cuộn dây là hệ thống sưởi ấm, các phần màu vàng, nâu và cuộn dây trong hình.

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Hình 2.3 :Các bộ phận bên trong MQ3

Nếu cuộn dây được làm nóng, gốm <i>SnO sẽ trở thành chất bán dẫn, do đó có nhiều điện </i>₂

tích di chuyển hơn, có nghĩa là nó đã sẵn sàng để tạo ra dịng điện nhiều hơn.

Sau đó, khi các phần tử rượu khơng khí gặp điện cực nằm giữa alumina và thiếc dioxit, ethanol sẽ đốt cháy thành axit axetic sau đó tạo ra nhiều dịng điện hơn. Vì vậy, càng có nhiều phần tử rượu, chúng ta sẽ nhận được nhiều hơn. Do sự thay đổi hiện tại này, chúng ta nhận được các giá trị khác nhau từ cảm biến.

Hình 2.4: Sự thay đổi điện trở của cảm biến theo giá trị nồng độ cồn Để chọn được đặc tính đầu ra của cảm biến là mối quan hệ của điện áp ra với nồng độ cồn ta tính như sau:

- <i>R</i>₀là điện trở của cảm biến khi chưa có cồn trong khơng khí.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

- <i>R là điện trở của cảm biến khi có nồng độ cồn trong khơng khí. _s</i>

- Tính tốn giá trị thực của nồng độ cồn từ giá trị áp đo được( bỏ qua sự ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm).

2.2.2. Module cảm biến MQ3.

Hình 2.5 : Module MQ3

Module cảm biến MQ3 thích hợp cho việc phát hiện nồng độ cồn trong hơi thở. Phát hiện khí phát ra từ Etanol, Alcohol. Đặc điểm của module cảm biến MQ3: Có bốn chân, điện áp cung cấp là nguồn 5V, Dout đầu ra là tín hiệu số (0 và 1), Aout đầu vào là tín hiệu tương tự, đèn Led sáng khi phát hiện có khí, GND cấp điện cực âm, đọ nhạy cao và chọn lọc tốt với ethanol, bền và ổn định đáng tin cậy, độ nhạy cao và thời gian đáp ứng nhanh.

Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý của module cảm biến MQ3 ❖ Giao diện 4 chân:

- VCC: Cung cấp năng lượng đầu vào. - GND: Mặt bằng cung cấp.

- DO: Đầu ra tín hiệu số. - AO: Đầu ra tín hiệu tương tự. ❖ Tính năng, đặc điểm:

- Hoạt động điện áp 5V.

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

- Có thể điều chỉnh độ nhạy đầu ra. - Đầu ra tương tự 0V – 5V.

- Giá thấp.

- Phản ứng nhanh, ổn định, nhạy cảm với rượu cồn.

- Có 2 tín hiệu ra: tín hiệu số (D0) và tín hiệu tương tự (A0).

Nguyên lý hoạt động của cảm biến MQ3 dựa trên sự biến thiên của điện trở, ở mơi trường có nồng độ cồn càng lớn thì điện trở trong cảm biến sẽ càng nhỏ, tương ứng với điện áp ra của cảm biến gửi về vi điều khiển sẽ càng tăng. Với mỗi một giá trị điện áp ra sẽ tương ứng với một giá trị PPM tương ứng. PPM được sử dụng để đo nồng độ hóa học thường là trong dung dịch nước. Nồng độ tan của 1 ppm là nồng độ chất tan của

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Màn hình LED 1602 giao tiếp I2c cho khả năng hiện thị đẹp, sang trọng , rõ nét với mức chi phí phù hợp, do sử dụng giao tiếp I2C ít tốn chân nên cho chất lượng đường truyền ổn định và rất dễ giao tiếp, LED thích hợp cho các ứng dụng tiêt kiệm năng lượng, môi trường hiện thị sáng hoặc các ứng dụng cần đến sự sang trọng.

Hình 2.7: Màn hình LED16x2

<b>Thơng số kĩ thuật của màn hình LED 16x2: </b>

<b> LCD 16x2 được sử dụng để hiển thị trạng thái hoặc các thông số: </b>

LCD 16x2 có 16 chân trong đó 8 chân dữ liệu (D0 - D7) và 3 chân điều khiển (RS, RW, EN).

• 5 chân cịn lại dùng để cấp nguồn và đèn nền cho LCD 16x2.

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

• Các chân điều khiển giúp ta dễ dàng cấu hình LCD ở chế độ lệnh hoặc chế độ dữ liệu.

• Chúng cịn giúp ta cấu hình ở chế độ đọc hoặc ghi.

• LCD 16x2 có thể sử dụng ở chế độ 4 bit hoặc 8 bit tùy theo ứng dụng ta đang làm.

Chức năng các chân của LCD:

+ Chân 1: (Vss) Chân nối đất cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này với GND của mạch điều khiển.

+ Chân 2: VDD Là chân cấp nguồn cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này với VCC = 5V của mạch điều khiển.

+ Chân 3: VEE là chân điều chỉnh độ tương phản của LCD.

+ Chân 4: RS Là chân chọn thanh ghi (Register select). Nối chân RS với logic “0” (GND) hoặc logic “1” (VCC) để chọn thanh ghi.

- Logic “0”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi lệnh IR của LCD (ở chế độ “ghi” - write) hoặc nối với bộ đếm địa chỉ của LCD (ở chế độ “đọc” - read).

- Logic “1”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi dữ liệu DR bên trong LCD. + Chân 5: R/W là chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write). Nối chân R/W với logic “0” để LCD hoạt động ở chế độ ghi, hoặc nối với logic “1” để LCD ở chế độ đọc. + Chân 6: E Là chân cho phép (Enable). Sau khi các tín hiệu được đặt lên bus DB0-DB7, các lệnh chỉ được chấp nhận khi có 1 xung cho phép của chân E.

- Ở chế độ ghi: Dữ liệu ở bus sẽ được LCD chuyển vào(chấp nhận) thanh ghi bên trong nó khi phát hiện một xung (high-to-low transition) của tín hiệu chân E.

- Ở chế độ đọc: Dữ liệu sẽ được LCD xuất ra DB0-DB7 khi phát hiện cạnh lên (low-to-high transition) ở chân E và được LCD giữ ở bus đến khi nào chân E xuống mức thấp.

+ Chân 7 - 14: DB0 - DB7 - Tám đường của bus dữ liệu dùng để trao đổi thông tin với MPU. Có 2 chế độ sử dụng 8 đường bus này:

- Chế độ 8 bit: Dữ liệu được truyền trên cả 8 đường, với bit MSB là bit DB7.

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

- Chế độ 4 bit: Dữ liệu được truyền trên 4 đường từ DB4 tới DB7, bit MSB là DB7

+ Chân 15: Nguồn dương cho đèn nền. + Chân 16: GND cho đèn nền .

<b>Sơ đồ chân giao tiếp: </b>

Hình 2.8: Sơ đồ chân của màn hình LCD6x2 +Module I2C

Hình 2.9: Module I2C

LCD có q nhiều chân gây khó khăn trong q trình kết nối và chiếm dụng nhiều chân của vi điều khiển nên việc sử dụng Module chuyển đổi I2C cho LCD sẽ giải quyết vấn đề này, thay vì sử dụng tối thiểu 6 chân của vi điều khiển để kết nối với LCD (RS, EN, D7, D6, D5 và D4) thì với module chuyển đổi ta chỉ cần sử dụng 2 chân (SCL, SDA) để

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

kết nối. Module chuyển đổi I2C hỗ trợ các loại LCD sử dụng driver HD44780(LCD 1602, LCD 2004, … ), kết nối với vi điều khiển thơng qua giao tiếp I2C, tương thích với hầu hết các vi điều khiển hiện nay. • Giao tiếp: I2C

• Địa chỉ mặc định: 0X27 (có thể điều chỉnh bằng ngắn mạch chân A0/A1/A2) • Kích thước: 41.5mm(L)x19mm(W)x15.3mm(H)

• Trọng lượng: 5g

• Tích hợp Jump chốt để cung cấp đèn cho LCD hoặc ngắt • Tích hợp biến trở xoay điều chỉnh độ tương phản cho LCD

2.2.4. Khối cảnh báo a.Còi báo động:

Còi hú Buzzer 5 V được thiết kế phù hợp với các hệ thống báo động nhanh chóng và tức thời. Với tiếng báo động dễ nghe trong 1 thiết kế nhỏ gọn. Thường sử dụng trong các hệ thống báo động nhỏ, các thiết bị kiểm tra...

Hình 2.10: Cịi báo động

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

<b>-Thơng số kĩ thuật: </b>

Còi chip 5 V là linh kiện được dùng trong các mạch điện tử với mục đích tạo ra tín hiệu âm thanh.

- Loa, cịi có kích thước nhỏ và khối luượng nhẹ giúp thuận tiện khi lắp đặt cũng

LED được dùng để làm bộ phận hiển thị trong các thiết bị điện, điện tử, đèn quảng

<b>cáo, trang trí, chiếu sáng, đèn giao thông,... </b>

LED- viết tắt của cụm từ Light Emitting Diode, tạm dịch làm Điot phát quang. Là các điot có khả năng phát ra ánh sán hay tia hồng ngoại, tử ngoại cũng giống như

<b>điot, Led được cấu tạo từ một bán dẫn loại P ghép với một bán dẫn loại N. </b>

Hình 2.11: Sơ đồ chân của led

Giống như nhiều loại điot bán dẫn khác tùy theo mức năng lượng giải phóng cáo hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát ra khác nhau( tức màu sắc của Led sẽ khác

</div>