ổn định nhiệt độ trong phòng dùng cảm biến nhiệt lm35
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.8 MB, 82 trang )
<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">
HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬĐỒ ÁN MÔN HỌC 2
TÊN ĐỀ TÀI:ỔN ĐỊNH NHIỆT ĐỘ TRONG PHÒNG DÙNG CẢM BIẾN NHIỆT LM35
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: THS.TRẦN VĂN THIỆNSINH VIÊN: LÊ MINH NHẬT
MSSV: 1953020036LỚP: 19ĐHĐT01
</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAMKHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
MSSV: 1953020036Lớp: 19ĐHĐT01
Tên đồ án môn học: Thiết kế và thi công mạch cảm biến nhiệt độ dùngPIC16F877A.
Nhiệm vụ của đồ án: Thiết kế mạch nguyên lý, viết code trên phần mềm CCS,Arduino ESP8266 và thực hiện trên board mạch điện tử dùng để cảm biến nhiệt độ,đồng thời phân tích các tác dụng linh kiện, trình bày trình tự lắp ráp và hàn mạch.
1. Ngày giao đồ án mơn học: 15/10/2022.2. Ngày hồn thành đồ án môn học: 2/12/2022.3. Họ tên người hướng dẫn: THS.Trần Văn Thiện
T/p Hồ Chí Minh, ngày ….. tháng …. năm 2022GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)
</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪNGóp ý: e xem lại những phần thầy bơi vàng,
- Đánh số trang.
- Thêm mục tài liệu tham khảo sau chương 5 “Kết luận”
...
Phần đánh giá:Ý thức thực hiện: Nội dung thực hiện:Hình thức trình bày:Tổng hợp kết quả:
</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">Lời cảm ơn
Sau khi nhận đề tài dể làm báo cáo đồ án môn học 2 với những yêu cầu được đặtra, đúng với những yêu cầu của giáo viên hướng dẫn, cũng như yêu cầu về cấu trúcđể hoàn thành một bài báo cáo đồ án thật chỉnh chu, tôi đã chuẩn bị rất chu đáo.Để hoàn thành tốt một bài báo cáo đồ án đúng với yêu cầu, tôi đã tham khảo rấtnhiều nguồn tài liệu khác nhau và đặc biệt là nguồn tài liệu chuyên ngành về điệntử, để hỗ trợ cho tôi xuyên suốt q trình làm bài báo cáo. Vì thế tơi xin chân thànhcảm ơn các giảng viên bộ môn thuộc khoa (Điện – Điện Tử), đồng thời tôi xin cảmơn các tác giả của những tài liệu mà em đã tham khảo, nhờ chính những tài liệu ấyđã giúp cho em hoàn thành bài báo cáo đồ án này.
Trong quá trình thực hiện đề tài, nhờ có sự hướng dẫn tận tình của giảng viênhướng dẫn: Thạc sĩ Trần Văn Thiện đã tận tình giúp cho tơi chọn đề tài, chắc chắnsẽ có rất nhiều thiếu sót khơng thể tránh khỏi, tơi rất mong nhận được sự đóng gópý kiến của thầy và các bạn để đề tài được hoàn chỉnh và chỉnh chu hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy!
Mục Lục
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN 2...14
</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI...14
1.1.Lý do chọn đề tài...14
1.2. Mục tiêu nghiên cứu...14
1.3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu...14
1.4. Phương pháp nghiên cứu...14
1.5.Kết cấu của đề tài:...14
CHƯƠNG 2: CÁC LINH KIỆN ĐƯỢC THỰC HIỆN TRONG MẠCH...16
</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">2.17. Module Wifi ESP8266...39
2.18. Dây nạp code Pitkit 3 và dây cap micro cho PIC16F877A, Arduino ESP8266...42
2.19. Cảm biến nhiệt độ LM35...43
PHẦN II: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ...46
CHƯƠNG 3: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ...46
3.1.Sơ đồ khối và các linh kiện dùng trong mô phỏng...46
4.5.1. Nạp code vào PIC16F877A thông qua app Pickit 2 v2.61...58
4.5.2. Nạp code vào ESP8266 Arduino 1.8.13...61
4.6.Quy trình thi cơng mạch in...62
4.6.1. Các dụng cụ để thi công và các bước tiến hành mạch...62
</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">5.1.3. Nhược điểm...67
5.2. Kiến nghị...68
5.3.Tài liệu tham khảo...69
PHỤ LỤC I: LẬP TRÌNH CODE TRÊN PIC C COMPILER...70
PHỤ LỤC II: LẬP TRÌNH CODE TRÊN ESP8266-ARDUINO 1.8.13...76
Trang 7
</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">MỤC LỤC HÌNH Ả
Hình 2.1.1. Các linh kiện điện trở ...14
YHình 2.1.2: Điện trở 470 ohm ...11
Hình 2.1.3: Điện trở 1k ohm ...12
Hình 2.2.1: Tụ điện và kí hiệu của tụ ...12
Hình 2.2.2: Các loại tụ điện ...13
Hình 2.2.3: Hình tụ gốm, hình tụ hóa ...16
Hình 2.3.1: Ký hiệu và hình dáng của dio ...14
Hình 2.3.2: Cấu tạo của diode ...14
Hình 2.3.3: Diode 1N4007 ...15
Hình 2.4. Ký hiệu thạch anh, thạch anh 8MHz ...15
Hình 2.5.1 PIC16F877A ...17
</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">Hình 2.5.2: Sơ đồ chân PIC16F877A ...19
Hình 2.9.2. Cấu tạo của relay ...26
Hình 2.9.3. Nguyên lý hoạt động của rela ...26
Hình 2.10.1. Mạch giảm áp DC LM2596 3A ...27Trang 9
</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">Hình 2.11.1. Module điều khiển động cơ L ...29
Hình 2.17.1. Cấu tạo của ESP8266 ...37
Hình 2.17.2. Module WIFI ESP8266 ...37
Hình 2.18.1. Ứng dụng PICkit 2 v2.61 ...38
Hình 2.18.2. Ứng dụng ESP-Arduino 1.8.13 ...38
</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">Hình 2.18.3. Dây cap micro Esp8266 Hình 2.18.4. Dây Pitkit 3 ...39
Hình 2.18.3. Dây cap micro Esp8266 Hình 2.18.4. Dây Pitkit 3 ...39
Hình 2.19.1. Sơ đồ chân LM35 ...40
Hình 3.1. Sơ đồ khối mạch cảm biến ...40
Hình 4.1.1: Sơ đồ mơ phỏng ...43
Hình 4.1.2. Mơ phỏng khi nhiệt độ dưới 39 ...43
Hình 4.1.3. Mơ phỏng khi nhiệt độ là 40 ...44
Hình 4.2.1. Cơng tắc 2 chân của mạch in ...44
Hình 4.2.2. Nguồn 3 chân ...45
Hình 4.2.3. Chân L2596 ...45
Hình 4.2.4. Thiết kế chân trong mạch in ...
YHình 4.2.5. Vẽ mạch in PCB trong Proteus ...46
Trang 11
</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">Hình 4.5.3. File hex đã được nhập vào ...65
Hình 4.5.4. Hồn tất nạp chương trình ...66
Hình 4.5.5. Cách cắm dây micro vào ESP82 ...67
Hình 4.5.6. Nạp code vào ESP8266 ...67
Hình 4.6.1 Chạy mạch thực tế khi nhiệt ở 35,6 ...69
Trang 13
</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">- Thu hẹp phạm vi hơn, thiết bị cảm biến nhiệt độ có thể dùng trong hộ gia đình, cụthể hơn là nhà tơi có một chiếc quạt máy có cảm biến nhiệt độ ở trên đó, tơi thấy khá thích thú khi nó có thể nhận biết được nhiệt độ mơi trường ở ngồi thực tế một cách chính xác.
- Chính từ những nghiên cứu trên đã khiến tôi quan tâm và tò mò hơn về cách thứcvận hành và cách thiết kế một mạch cảm biến nhiệt độ. Đó là lý do tôi chọn mạchcảm biến nhiệt độ làm đề tài nghiên cứu cho đồ án 2.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu cách vận hành của mạch, các linh kiện cần có trong mạch, các thơng số của linh kiện dựa vào datasheet để mạch chạy phù hợp. Mạch thức tế phải đạt đầy đủ những yêu cầu như khi dưới ngưỡng nhiệt độ cho phép thì đèn phải sáng vàloa sẽ không hoạt động. Nhưng nếu trên ngưỡng nhiệt độ cho phép thì đèn sẽ tắt đồng thời loa sẽ hú và động cơ chạy. Kết hợp quan sát IOT trên smarphone.1.3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
- Các cơ sở lý thuyết liên quan và các linh kiện, cảm biến liên quan như cảm biến LM35, module L298, module relay và ứng dụng của vi điều khiển PIC16F877A.-Nghiên cứu lý thuyết: Tổng hợp kiến thức được học từ sách vở và internet. Xây dựng ý tưởng thực hiện trên phần mềm Proteus và tiến hành làm thực tế.1.4. Phương pháp nghiên cứu
-Phương pháp thực nghiệm: Thi cơng mạch điện tử trên mạch in có khả năng đo vàhiển thị và cảnh báo nhiệt độ , và tốc độ động cơ hoạt động theo các ngưỡng nhiệt độ cảnh báo hoặc nguy hiểm.
1.5.Kết cấu của đề tài:Phần I: Tổng quan về đề tài
Chương 1: Giới thiệu đề tài ( Lý do chọn đề tài, mục tiêu nghiên cứu, đối tượngnghiên cứu và phạm vi nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, kết cấu của đề tài)Chương 2: Các linh kiện được thực hiện trong mạch (Điện trở, tụ điện, diode,thạch
Anh, PIC16F877A, nút nhấn,LCD 1602A, biến trở, module relay, mạch giảm ápDC LM2596, module điều khiển động cơ, chip led 12V-10W, loa, quạt tản nhiệt,nhôm tản nhiệt
CHƯƠNG II: Nội dung và kết quả
</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">Chương 3: Nguyên lý hoạt động (Sơ đồ khối và linh kiện dùng trong mô phỏng,nguyên lý hoạt động)
Chương 4: Thi công mạch ( Sơ đồ mô phỏng, thiết kế mạch in, thiết kế các châncho linh kiện, mạch in tổng quát
Trang 15
</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">CHƯƠNG 2: CÁC LINH KIỆN ĐƯỢC THỰC HIỆN TRONG MẠCH2.1.Điện trở
- Trong điện tử và điện từ học, điện trở của một vật là đặc trưng cho tính chấtcản trở dịng điện của vật đó. Đại lượng nghịch đảo của điện trở là điện dẫn hay độdẫn điện, và là đặc trưng cho khả năng cho dịng điện chạy qua. Điện trở có một sốtính chất tương tự như ma sát trong cơ học. Đơn vị SI của điện trở là ohm (Ω), còncủa điện dẫn là siemens (S) (trước gọi là "mho" và ký hiệu bằng ).℧
Hình 2.1.1. Các linh kiện điện trở
- Điện trở của một vật chủ yếu phụ thuộc vào chất liệu làm nên nó. Nhữngvật làm từ chất cách điện như cao su thường có điện trở cao và điện dẫn thấp, trongkhi những vật làm từ chất dẫn điện như kim loại thì có điện trở thấp và điện dẫncao.
=> Chọn: 2 điện trở 470 Ω, 1 điện trở 1 kΩ,
Hình 2.1.2: Điện trở 470 ohm
</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">Hình 2.1.3: Điện trở 1k ohm 2.2.Tụ điện
- Tụ điện là linh kiện có khả năng tích điện. Tụ điện cách điện với dòngđiện một chiều và cho dòng điện xoay chiều truyền qua.
- Tụ điện được chia làm hai loại chính: loại khơng phân cực và loại cóphân cực.
- Loại có phân cực thường có giá trị lớn hơn loại khơng phân cực, trên haichân của loại phân cực có phân biệt chân nối âm, nối dương rõ ràng, khi gắn tụcó phân cực vào mạch điện, nếu gắn ngược chiều âm dương, tụ phân cực có thểbị hư và hoạt động sai. Ngồi ra người ta cịn gọi tên tụ điện theo vật liệu làmtụ.
-Ví dụ: tụ gốm, tụ giấy, tụ kẹo, tụ hóa...
Hình 2.2.1: Tụ điện và kí hiệu của tụ Đơn vị của tụ điện
- Đơn vị của tụ điện là Fara, 1 Fara có trị số rất lớn và trong thực tế người taTrang 17
</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">thường dùng các đơn vị nhỏ hơn như
+ P (Pico farad) 1 Pico = 1/1000.000.000.000 Farad (viết gọn là l pF)+ N (Nano farad) 1 Nano = 1/1000.000.000 Farad (viết gọn là l nF)+ Micro farad 1 Micro = 1/1000.000 Farad(viết gọn là l uF)+ Milli farad 1 Milli= 1/1000 Farad (viết gọn là 1mF)
Hình 2.2.2: Các loại tụ điện Chọn: 1 tụ gốm 1uF, 2 tụ hóa 22pF
Hình 2.2: Hình tụ gốm
</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">2.3. Diode
Diode hay còn gọi là Điốt hay điốt bán dẫn là các linh kiện điện tử thụ động và phi tuyến, nó chỉ cho phép dịng điện đi qua nó theo một chiều mà khơng theo chiều ngược lại, sử dụng các tính chất của các chất bán dẫn.
-Ký hiệu và hình dạng của diodeDiode có ký hiệu và hình dáng như sau:
Hình 2.3.1: Ký hiệu và hình dáng diode
Cấu tạo của diode là một linh kiện điện tử bán dẫn, do đó nó được chế tạo bởi hợp chất giữa Silic, Photpho và Bori. 3 nguyên tố này được pha tạp với nhau tạora hai lớp bán dẫn loại P và loại N được tiếp xúc với nhau.Tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuếch tán sang vùng bán dẫn P để lấp vào các lỗ trống => tạo thành một lớp Ion trung hoà về điện => lớp Ion này tạo thành miền cách điện giữa hai chất bán dẫn.
Hình 2.3.2: Cấu tạo của diode
Cực của diode đấu với lớp P được gọi là Anot (kí hiệu là A), cực còn lại đấu vớilớp N được gọi là Catot (kí hiệu là K). Đặc tính cơ bản nhất của một diode đó là chỉ cho phép dòng điện đi từ A sang K.
Trang 19
</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">Chọn: 5 Diode 1N4007 1A (1000V)
Hình 2.3.3: Diode 1N4007 2.4. Thạch anh
Thạch anh là một linh kiện điện tử được cấu thành từ SiO2 (Tinh thể thạch anh) được mài phẳng và chính xác. Vai trị chủ yếu của thạch anh là tạo ra các xung dao động. Nó hoạt động dựa trên hiệu ứng áp điện – Khi cho một điện áp vào 2 mặt củathạch anh thì nó sẽ bị biến dạng nhưng ngược lại khi tạo một sức ép lên 2 bề mặt của nó thì nó sẽ phát ra điện áp. Tóm lại, đây là một hiệu ứng có tính thuận nghịch.Ký hiệu và hình dáng thực tế của thạch anh
Hình 2.4. Ký hiệu thạch anh, thạch anh 8MHzNguyên lý hoạt động của thạch anh:
Nguyên lý hoạt động của thạch anhĐối với mạch điện xoay chiều thì hoạt động củathạch anh sẽ biến đổi theo tần số của điện áp đó. Cịn khi thay đổi một tần số nào đó thì nó sẽ cộng hưởng. Tần số cộng hưởng của thạch anh phụ thuộc vào kích thước và hình dáng của nó.
</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">Về bản chất, thạch anh có thể coi như một mạch dao động RLC. Trong đó, mạch tương đương của nó bao gồm một L và một C lắp nối tiếp với nhau. Cả cụm này được lắp song song với một C khác và một R cách điện.
Mỗi một tinh thể thạch anh sẽ có 2 loại tần số cộng hưởng đó là tần số cộng hưởng nối tiếp và tần số cộng hưởng song song. Điểm chung của hai loại tần số này là chúng đều có trị số khác bền vững và gần như khơng bị ảnh hưởng bởi mơi trường bên ngồi.
Một đặc điểm nữa về thạch anh đó là nó có hệ số phẩm chất trong mạch cộng hưởng rất lớn nên tổn hao cực nhỏ.
PIC16F877A là một Vi điều khiển PIC 40 chân và được sử dụng hầu hết trong các dự án và ứng dụng nhúng. Nó có năm cổng bắt đầu từ cổng A đến cổng E. Nó có ba bộ định thời trong đó có 2 bộ định thời 8 bit và 1 bộ định thời là 16 Bit. Nó hỗ trợ nhiều giao thức giao tiếp như giao thức nối tiếp, giao thức song song, giao thức I2C. PIC16F877A hỗ trợ cả ngắt chân phần cứng và ngắt bộ định thời.
Hình 2.5.1 PIC16F877A Thơng số kỹ thuật PIC16F877A
</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">EEPROM/HEF 256/HEF
Chọn chân ngoại vi (PPS) Không
Bộ tạo dao động bên trong Không
Độ phân giải ADC tối đa (bit) 10
Tham chiếu điện áp nội bộ Có
</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">Bộ tạo dao động được điều khiển bằng số 0
Nhiệt độ hoạt động tối thiểu (* C) -40
Nhiệt độ hoạt động tối đa (* C) 125
Điện áp hoạt động tối thiểu (V) 2
Điện áp hoạt động tối đa (V) 5.5
Sơ đồ chân PIC16F877A
Trang 23
</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">Hình 2.5.2: Sơ đồ chân PIC16F877A STT
1 MCLR / Vpp MCLR được sử dụng trong quá trình lập trình, chủ yếu được kết nối với programer như PicKit2 RA0 / AN0 Chân analog 0 hoặc chân 0 của PORTA3 RA1 / AN1 Chân analog 1 hoặc chân 1 của PORTA4 RA2 / AN2 / Vref- Chân analog 2 hoặc chân 2 của PORTA5 RA3 / AN3 / Vref + Chân analog 2 hoặc chân 2 của PORTA
8 RE0 / RD / AN5 Chân analog 5 hoặc chân 0 của PORTE
</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">9 RE1 / WR / AN6 Chân analog 6 hoặc chân 1 của PORTE
13 OSC1 / CLKI Bộ dao động bên ngoài / chân đầu vào clock14 OSC2 / CLKO Bộ dao động bên ngoài / chân đầu vào clock15 RC0 / T1OSO /
16 RC1 / T1OSI / CCP2
Chân 1 của POCTC hoặc chân Timer / PWM
17 RC2 / CCP1 Chân 2 của POCTC hoặc chân Timer / PWM18 RC3 / SCK / SCL Chân 3 của POCTC
23 RC4 / SDI / SDA Chân 4 của POCTC hoặc chân Serial Data vào24 RC5 / SDO Chân 5 của POCTC hoặc chân Serial Data ra25 RC6 / Tx / CK Chân thứ 6 của POCTC hoặc chân phát của Vi điều
26 RC7 / Rx / DT Chân thứ 7 của POCTC hoặc chân thu của Vi điều khiển
Trang 25
</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">27 RD4 / PSP4 Chân 4 của POCTD
33 RB0/INT Chân thứ 0 của POCTB hoặc chân ngắt ngoài
36 RB3/PGM Chân thứ 3 của POCTB hoặc kết nối với programmer
39 RB6/PGC Chân thứ 6 của POCTB hoặc kết nối với programmer40 RB7/PGD Chân thứ 7 của POCTB hoặc kết nối với programmerCổng nối tiếp PIC16F877a
PIC16F877a có một cổng nối tiếp trong đó được sử dụng để giao tiếp dữ liệu.Chân số 25 cũng hoạt động như TX vì vậy nếu bạn muốn thực hiện giao tiếp nối tiếp thì nó sẽ được sử dụng để gửi dữ liệu nối tiếp.
Chân 26 cũng hoạt động như RX, vì vậy nếu bạn muốn thực hiện giao tiếp nối tiếp thì nó sẽ được sử dụng để nhận dữ liệu nối tiếp.
Ngắt PIC16F877a
</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">PIC16F877a có tổng cộng 8 nguồn ngắt. Nguồn ngắt là một số sự kiện tạo ra ngắt, nguồn này có thể là bộ đếm thời gian như các ngắt được tạo sau mỗi 1 giây hoặc cũng có thể là sự kiện thay đổi trạng thái chân, chẳng hạn như nếu trạng thái chân bị thay đổi sau đó ngắt sẽ được tạo ra.
Vì vậy, ngắt PIC16F877a có thể được tạo ra bằng 8 cách sau:Ngắt ngoài.
+Ngắt bộ định thời (Timer0 / Timer1).+Thay đổi trạng thái cổng B.+Cổng Slave Song song Đọc / Ghi.+Bộ chuyển đổi A / D.
+Nhận / Truyền nối tiếp.+PWM (CCP1 / CCP2).+Thao tác ghi EEPROM.2.6. Nút nhấn
- Nút nhấn là một thiết bị dùng để bật/tắt các thiết bị khác, làm nút nguồn hay thay đổi trạng thái. Cơng dụng để reset lại nguồn.
Hình 2.6.1. Nút nhấn vuông đen 2.7.LCD 1602A (16x2)
Giới thiệu về LCD 16x2
Trang 27
</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">Hình 2.7.1: Thơng số LCD
Hình 2.7.2. LCD1602A Thông số kỹ thuật LCD 16x2:
LCD 16x2 được sử dụng để hiển thị trạng thái hoặc các thơng số.
LCD 16x2 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 16x2.
</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">Các chân điều khiển giúp ta dễ dàng cấu hình LCD ở chế độ lệnh hoặc chế độ dữ liệu.
Chúng còn 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.
2.8. Biến trởa.Biến trở là gì?
- Biến trở là các thiết bị có điện trở thuần có thể biến đổi được theo ý muốn. Chúngcó thể được sử dụng trong các mạch điện để điều chỉnh hoạt động của mạch điện.- Điện trở của thiết bị có thể được thay đổi bằng cách thay đổi chiều dài của dây dẫn điện trong thiết bị, hoặc bằng các tác động khác như nhiệt độ thay đổi, ánh sáng hoặc bức xạ điện từ,...
Ký hiệu của biến trở trong sơ đồ mạch điện có thể ở các dạng như sau:
Hình 2.8.1. Ký hiệu biến trở b.Cấu tạo của biến trở
Nhìn từ bên ngồi, chúng ta dễ dàng nhận thấy biến trở có cấu tạo gồm 3 bộ phận chính:
- Cuộn dây được làm bằng hợp kim có điện trở suất lớn
- Con chạy/chân chạy. Cho khả năng chạy dọc cuộn dây để làm thay đổi giá trị trở kháng.
- Chân ngõ ra gồm có 3 chân (3 cực). Trong số ba cực này, có hai cực được cố địnhở đầu của điện trở. Các cực này được làm bằng kim loại. Cực còn lại là một cực di Trang 29
</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">chuyển và thường được gọi là cần gạt. Vị trí của cần gạt này trên dải điện trở sẽ quyết định giá trị của biến trở.
Hình 2.8.2. Cấu tạo của biến trở c.Nguyên lý hoạt động của biến trở:
- Thiết kế mạch điện tử ln có một khoảng sai số, nên khi thực hiện điều chỉnh mạch điện người ta phải dùng biến trở, lúc này biến trở có vai trị phân áp, phân dịng trong mạch. Ví dụ: Biến trở được sử dụng để điều chỉnh độ sáng của LCD.d.Các loại biến trở thơng dụng
Hình 2.8.3: Các loại biến trở =>Chọn: 1 biến trở tam giác 104
</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">Hình 2.8.4. Biến trở tam giác 2.9.Module relay
a.Khái niệm về relay
- Relay hay còn gọi là rơ – le là tên gọi theo tiếng Pháp, là một cơng tắc (khóa K) điện từ được vận hành bởi một dịng điện tương đối nhỏ có thể bật hoặc tắt một dòng điện lớn hơn nhiều. Bản chất của relay là một nam châm điện (một cuộn dây trở thành một nam châm tạm thời khi dòng điện chạy qua nó) và hệ thống các tiếp điểm đóng cắt có thiết kế module hóa dễ dàng lắp đặt. Bạn có thể nghĩ relay sẽ nhưmột loại địn bẩy điện vậy, khi chúng ta kích nó bằng một dịng điện nhỏ thì nó sẽ bật “địn bẩy” một thiết bị nào đó đang sử dụng dịng điện lớn hơn nhiều.
Hình 2.9.1. Module Relayb.Cấu tạo về relay
Về cấu trúc cơ bản của relay (rơ – le) sẽ bao gồm một cuộn dây kim loại đồng hoặcnhôm được quấn quanh một lõi sắt từ. Bộ phận này có phần tĩnh được gọi là ách từ(Yoke) và phần động được gọi là phần cứng (Armature). Phần cứng sẽ được kết nốivới một tiếp điểm động, cuộn dây có tác dụng hút thanh tiếp điểm lại để tạo thành trạng thái NO và NC. Mạch tiếp điểm (mạch lực) có nhiệm vụ đóng cắt các thiết bịtải với dòng điện nhỏ và được cách ly bởi cuộn hút.
Trang 31
</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">Hình 2.9.2. Cấu tạo của relay c.Nguyên lý làm việc của relay
- Khi dịng điện chạy qua mạch thứ nhất (1) thì nó sẽ kích hoạt nam châm điện (màu nâu) và tạo ra từ trường để thu hút một tiếp điểm (màu đỏ) và kích hoạt mạchthứ hai (2). Khi tắt nguồn, một lò xo được lắp trước vào tiếp điểm có nhiệm vụ kéotiếp điểm trở lại vị trí ban đầu, tắt mạch thứ hai một lần nữa.
Hình 2.9.3. Nguyên lý hoạt động của relayd.Cách sử dụng relay
Thơng thường thì một relay sẽ có 6 chân gồm 3 chân kích và 3 chân kết nối với thiết bị điện áp cao. Cụ thể chúng ta sẽ đấu dây như sau:
</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">Nếu đang dùng module rơ-le kích ở mức cao và chân S bạn cấp điện thế dương vàothì module rơ-le sẽ được kích, ngược lại thì khơng.
Tương tự với module rơ-le kích ở mức thấp.Với 3 chân còn lại
+COM: chân nối với 1 chân bất kỳ của đồ dùng điện, nên mắc vào đây chân lửa (nóng) nếu dùng hiệu điện thế xoay chiều và cực dương nếu là hiệu điện một chiều.+ON hoặc NO: chân này bạn sẽ nối với chân lửa (nóng) nếu dùng điện xoay chiều và cực dương của nguồn nếu dòng điện một chiều.
2.10. Mạch giảm áp DC LM2596 3Aa. Khái niệm
- Mạch giảm áp DC LM2596 có khả năng giảm áp từ 30V xuống 1.5 tùy theo nhu cầu sử dụng, trong đồ án này em dùng để giảm áp xuống 5v ở đầu ra để cấp vào PIC16F877A
b.Thông số kỹ thuật
+ Điện áp đầu vào: Từ 3V đến 30V.
+ Điện áp đầu ra: Điều chỉnh được trong khoảng 1.5V đến 30V.+ Dòng đáp ứng tối đa là 3A.
+ Hiệu suất: 92%+ Cơng suất: 15W
+ Kích thước: 45 (dài) * 20 (rộng) * 14 (cao) mm
Trang 33
</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">Hình 2.10.1. Mạch giảm áp DC LM2596 3A
c.Cách nối dây
-Module có 2 đầu vào IN, OUT, 1 biến trở để chỉnh áp đầu ra. Khi cấp điện cho đầu vào (IN) thì người dùng vặn biến trở và dùng VOM để đo mức áp ở đầu ra (OUT) để đạt mức điện áp mà mình mong muốn. Điện áp đầu vào từ 4-35V, điện áp ra từ 1,25-30V, dòng Max 3A, có thể cấp nguồn sử dụng tốt cho PIC16F877A.2.11. Module điều khiển động cơ L298
a.Khái niệm
IC L298 là một IC tích hợp nguyên khối gồm 2 mạch cầu H bên trong. Với điện áp làm tăng công suất đầu ra từ 5V – 47V , dòng lên đến 4A, L298 rất thích hợp trong những ứng dụng cơng suất nhỏ như động cơ DC loại vừa …
- Hai chân ENA và ENB dung để điều khiển các mạch cầu H trong L298. Nếu ở mức logic “1” (nối với nguồn 5V) thì cho phép mạch cầu H hoạt động, nếu ở mức logic “0” thì mạch cầu H khơng hoạt động.
</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">Hình 2.11.1. Module điều khiển động cơ L c.Cách nối dây
-Khi ENA = 0: Động cơ không quay với mọi đầu vào .-Khi ENA = 1:
+ INT1 = 1; INT2 = 0: động cơ quay thuân.+ INT1 = 0; INT2 = 1: động cơ quay nghịch.+ INT1 = INT2: động cơ dừng ngay tức thì.(tương tự với các chân ENB, INT3, INT4).2.12. Chip Led 12v-10W
a.Khái niệm
- Chip led chính là một diode, diode này chứa bên trong một con chip bán dẫn pha các tạp chất có cơng dụng tạo ra tiếp giáp P-N. Để nguồn sáng của đèn led ở mức ổn định và giữ chất lượng tốt.
Hình 2.12.1: Chip Led 12V-10W b.Nguyên lý hoạt động
- Chip bán dẫn bên trong sẽ tạo ra lớp tiếp giáp P-N nhờ các tạp chất. P là kênh chứa lỗ trống và N là kênh điện tử. Dòng điện sẽ chạy từ kênh P qua đến kênh N, các điện tử sẽ lắp đầy lỗ trống và dẫn điện hiện tượng tạo ra các bức xạ ánh sáng
Trang 35
</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">Hình 2.12.2. nguyên lý hoạt động của chi 2.13. Loa (Buzzer)
- Buzzer là một thiết bị tạo ra tiếng cịi hoặc tiếng bíp. Có nhiều loại nhưng cơ bản nhất là buzzer áp điện, là một miếng phẳng của vật liệu áp điện với hai điện cực. Loại buzzer này địi hỏi phải có các bộ dao động (hoă -c vi điều khiển) để điều khiểnnó. Nếu sử dụng điện áp một chiều, nó chỉ kêu lách cách. Chúng được sử dụng ở những vị trí cần phát ra âm thanh nhưng khơng quan tâm đến việc tái tạo âm thanh trung thực, như lị vi sóng, báo cháy và đồ chơi điện tử. Chúng rẻ và kêu to mà không cần sử dụng nhiều năng lượng.
Hình 2.13. Loa – Buzzer
</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">2.14. Quạt tản nhiệt (Fan) a. Công dụng
- Dùng để làm mát mạch cảm biến nhiệt độ khi nhiệt độ vượt quá ngưỡng cài đặt cho phép.
b. Cấu tạo
- Cánh quạt: nhận nhiệm vụ tạo ra gió, tạo ra sự dịch chuyển trong khơng khí- Mơ tơ điện: có nhiệm vụ biến điện năng thành cơ năng, giúp cánh quạt quay tốt hơn
- Khung quạt: có chức năng cố định vị trí của mơ tơ và cánh quạt, chống lại lực li tâm và điều hướng hướng gió bạn mong muốn.
Hình 2.14. Quạt tản nhiệt 12V 2.15.Nhơm tản nhiệt
a.Khái niệm
Tản nhiệt nhôm ép lưng phẳng này là một trong những linh kiện nhôm tản nhiệt cấu trúc phổ biến nhất. Nó có thể được áp dụng trong các thiết bị và máy điện tử khác nhau.
Trang 37
</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">Hình 2.15.1. Nhơm tản nhiệt b.Cấu tạo
Bề mặt của vật liệu hợp kim nhơm có thể được chế tạo bằng một lớp màng oxit mềm dày, có khả năng chống ăn mòn cao, tuổi thọ dài. Cường độ và độ cứng cụ thểcủa hợp kim nhôm cao hơn nhiều so với vật liệu đồng, gang và thép.
Ngay cả trong trường hợp độ dày nhỏ hơn, tản nhiệt nhôm chịu được áp lực cao, lực uốn, lực kéo và lực tác động trong quá trình chuyển lắp ráp và ứng dụng. Tản nhiệt nhơm đùn ép này có trọng lượng nhẹ và dễ dàng lắp ráp và chuyển giao.c. Ứng dụng nhơm tản nhiệt cho chip Led
Hình 2.15.2. Chip Led được cố định trên nhôm
</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">2.16. Adapter 12v-1Aa. Khái niệm
- Nguồn adapter có vai trị chuyển đổi điện áp xoay chiều AC thành điện áp 1 chiềuDC phục vụ cho các thiết công nghệ hiện đại ngày nay.
- Nguồn adapter 12V-1A là một loại nguồn xung, có thể chuyển đổi từ 220VAC sang 12VDC, thường được sử dụng để cấp nguồn cho các thiết bị như Camera, switch, các bo mạch điều khiển, …
- Sản phẩm được thiết kế chắc chắn, vỏ ngựa cứng và dễ sử dụng
- Tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà chúng ta sẽ chọn cho mình một bộ nguồn phù hợp
b. Thông số kỹ thuật-Phân loại: Nguồn xung
-Điện áp đầu vào: 100VAC – 240VAC-Tần số:50-60Hz
-Điện áp đầu ra: 12VDC-Dòng điện tối đa đầu ra: 1A-Đầu vào AC: Giắc AC 2 chân-Đầu ra jack DC: 5.5mm x2.1mm-Dây dài: 1m
c.Cách sử dụng
-Kết nối giắc AC 2 chân của bộ nguồn vào nguồn xoay chiều 220VAC-Kết nối Jack DC 5.5x2 1mm vào thiết bị cần cấp nguồn.
Trang 39
</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">b. Điều khiển thiết bị qua ESP8266
- Điều khiển thiết bị qua esp8266 thực chất vẫn là điều khiển các thiết bị điện tử mà không cần tới trực tiếp. Các thao tác được thực hiện qua màn hình điều khiển của điện thoại hay máy tính. Nó cũng giống như ta điều khiển quạt trần bằng điện thoại di động.
</div>
