thiết kế mô hình cân điện tử từ 0kg đến 2kg hiển thị lcd

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CƠ ĐIỆN
-------  -------

ĐỒ ÁN
VI XỬ LÝ TRONG ĐIỀU
KHIỂN
ĐỀ TÀI:

“THIẾT KẾ MÔ HÌNH CÂN ĐIỆN TỬ TỪ 0kg đến 2kg
HIỂN THỊ LCD ’’

Giáo viên hướng dẫn

: Thầy LẠI VĂN SONG

Sinh viên thực hiện

: TRƯƠNG MẠNH DUY

Khóa

: 57

Ngành

: TỰ ĐỘNG HÓA

MSV

: 576165
Hà Nội – 2017


LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây theo sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, công cuộc
công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước đang phát triển mạnh mẽ. Trước tình
hình đó đã có khá nhiều yêu cầu cấp bách và cũng là những thách thức được đặt
ra cho giới trí thức.
Để tiếp tục dẫn dắt sự phát triển của đất nước ngày càng giàu mạnh, thì phải
đầu tư cho giáo dục, đào tạo thế hệ trẻ có đủ kiến thức để đáp ứng nhu cầu ngày
càng cao của xã hội. Đòi hỏi phải nâng cao chất lượng đào tạo, thì phải đưa các
phương tiện dạy học hiện đại vào trong giảng đường, trường học có như vậy thì
trình độ con người ngày càng cao đáp ứng được yêu cầu của xã hội.
Để làm quen với công việc thiết kế, chế tạo và tìm hiểu các về các loại
linh kiện điện tử, em đã chọn đề tài đồ án vi xử lý trong điều khiển là :
“THIẾT KẾ MÔ HÌNH CÂN ĐIỆN TỬ TỪ 0kg đến 2kg HIỂN THỊ
LCD ’’ nhằm củng cố về kiến thức trong quá trình thực tế.
Sau khi nhận được đề tài, với sự hướng dẫn của Thầy LẠI VĂN SONG
cùng với sự nỗ lực của bản thân, sự tìm tòi nghiên cứu tài liệu đến nay đồ
án của em về mặt cơ bản đã hoàn thành. Trong quá trình thực hiện dù đã
có gắng nhưng do thời gian cũng như trình độ vẫn còn hạn chế nên không
thể tránh khỏi sai sót. Vậy em kính mong sự chỉ bảo giúp đỡ và đóng góp
ý kiến của các thầy để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cám ơn thầy LẠI VĂN SONG cùng các thầy cô trong
khoa đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án.


CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.Cơ sở lựa chọn đề tài:
Ngày nay cùng với sự phát triển của công nghiệp điện tử, kỹ thuật thì một
số các hệ thống điều khiển đã dần dần được tự động hóa. Với những kỹ thuật
tiên tiến như vi điều khiển, PLC … được ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển thì
các hệ thống điều khiển cơ khí thô sơ, với tốc độ xử lý chậm chạp, ít chính xác
đã được thay thế bằng các hệ thống điều khiển tự động với các lệnh chương
trình đã được thiết lập trước.
Đối với vấn đề sử dụng cân điện tử thì trong các hệ thống điều khiển
trong công nghiệp hiện nay luôn yêu cầu cần độ chính xác và thời gian đáp
ứng , xử lý nhanh nhất bởi vậy trung tâm của chương trình điều khiển thường là
những vi điều khiển .
Để đáp ứng được theo yêu cầu thì có rất nhiều phương pháp để thực hiện,
qua quá trình học và nghiên cứu khảo sát module vi điều khiển Arduinon thì
thấy rằng vi điều khiển có ứng dụng rất tốt như yêu cầu của đề tài và muốn hệ
thống chính xác đạt được hiệu quả nhanh nhất thì cần phải có bộ sử lý tín hiệu
tốt. Được sự đồng ý của Thầy LẠI VĂN SONG bộ môn Tự động hóa khoa CơĐiện Học viện Nông Nghiệp Việt Nam
Nhóm em tiến hành thực hiện đề tài:
“THIẾT KẾ MÔ HÌNH CÂN ĐIỆN TỬ TỪ 0kg đến 2kg HIỂN
THỊ LCD ’’


Các hệ thống điều khiển khi thiết kế đều yêu cầu thỏa mãn chất lượng đặt
ra, các chỉ tiêu chất lượng phải tốt nhất theo một nghĩa nào đó. Trong trường
hợp tổng quát, các chỉ tiêu tối ưu của một hệ thống điều khiển thường được gọi
là tiêu chuẩn tối ưu, các tiêu chuẩn tối ưu đó là:
+ Thời gian hiệu chỉnh ngắn nhất.
+ Tốc độ điều chỉnh nhanh nhất.
+ Cấu trúc nhỏ nhất.
+ Năng lượng tiêu thụ trong hệ thống ít nhất
Việc nâng cao chất lượng hệ thống điều khiển tự động luôn là chỉ tiêu

quan tâm đầu tiên của các nhà thiết kế.
2: Đối tượng nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu trong đề tài là cân điện tử : Trong thực tế về cuộc
sống và trong công nghiệp nhiều vị trí cần và thường dùngcảm biến trọng lượng
hoặc điện trở tinh . Khi điều khiển trọng lượng, đặc tính cần chú ý là nhận và sử
lý thông tin nhanh từ cảm biến tới bộ sử lý trung tâm .
3: Nội dung và phạm vi nghiên cứu.
Nội dung chính của đồ án đề cập đến những vấn đề chính sau:
- Arduino Uno R3
- Loadcell
- Module HX-711
- LCD
- Module I2C
Toàn bộ nội dung đồ án được chia thành 4 chương:
Chương I: Tổng quan về đề tài
Chương II: Giới thiệu về công nghệ được sử dụng trong đề tài
Chương III: Chế tạo và thử nghiệm


Chương IV: Kết quả thảo luận
4. Nhiệm vụ nghiên cứu.
+ Thiết kế khối nguồn.
+ Nghiên cứu về đối tượng điều khiển .
+ Viết chương trình điều khiển.
+ Nghiên cứu lý thuyết vi điều khiển Atmega.
+ Xây dụng được sơ đồ, thuật toán và chương trình điều khiển.
5. Phương pháp nghiên cứu.
- Nghiên cứu lí thuyết để xây dựng thuật toán điều khiển.
- Dùng mô phỏng để kiểm nghiệm kết quả nghiên cứu lý thuyết.
- Dùng thực nghiệm để khẳng định kết quả nghiên cứu.

6. Ứng dụng:
Hệ thống cân băng định lượng(đã làm được mô hình)


CHƯƠNG II:
GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ ĐƯỢC SỬ DỤNG
TRONG ĐỀ TÀI
2.1. Mô hình hệ thống cân điện tử:

Bộ nhớ

Loadcell

Khuếch đại

Nguồn
cung cấp

ADC

Xử lý

Hiển thị

Nút
nhấn

In ấn

2.2. Giới thiệu các thiết bị trong hệ thống cân điện tử:

Cân điện tử thực hiện công việc định lượng liệu theo một tỷ lệ nhất định đòi hỏi
sự chính xác, công việc này thực hiện được nhờ vào nhiều bộ phận cấu thành,
mà trong đó bao gồm một số phẩn tử đo lường và điều khiển sau:


- Máy tính:chức năng là để ứng dụng phần mềm viết chương trình cho Arduino
Uno R3.
- Bộ vi điều khiển(Arduino uno r3):Arduino UNO có thể sử dụng 3 vi điều
khiển họ 8bit AVR là ATmega8, ATmega168, ATmega328. Bộ não này xử lý
tín hiệu từ module HX-711.
- Cảm biến trọng lượng loadcell: Cảm biến đóng vai trò quan trọng, là đầu vào
của Arduino, mục đích là cân trọng lượng vật liệu
- Bộ biến đổi ADC(module chuyển đổi tín hiệu HX-711) : Là các thiết bị biến
đổi tín hiệu tương tự- số, số- tương tự để giao tiếp giữa arduino với cảm biến
loadcell.
- LCD: hiển thị khối lượng
- Module I2C:
Thông thường, để sử dụng màn hình LCD, ta sẽ phải mất rất nhiều chân
trên Arduino để điều khiển.
Do vậy, để đơn giản hóa công việc, người ta đã tạo ra một loại mạch
điều khiển màn hình LCD sử dụng giao tiếp I2C. Nói một cách đơn giản, ta chỉ
tốn 2 dây để điều khiển màn hình, thay vì 8 dây như cách thông thường.

2.2.Giới thiệu chung về Arduino Uno R3.


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 30 mA

Dòng ra tối đa (5V)

500 mA

Dòng ra tối đa (3.3V)

50 mA

Bộ nhớ flash

32 KB (ATmega328) với 0.5KB dùng bởi
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.
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 vuông 9V là hợp lí nhất nếu không có sẵn nguồn từ cổng
USB. Nếu cấp nguồn vượt quá ngưỡng giới hạn trên 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.

•

Vin (Voltage Input): để cấp nguồn ngoài cho Arduino UNO, 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 luôn là 5V. Mặc dù vậy không được

lấy nguồn 5V từ chân này để sử dụng bởi chức năng của nó không 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 không có bảo vệ cắm ngược nguồn vào. Do đó 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, 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 không được nhà sản xuất
khuyến khích.

•

Cấp nguồn ngoài không 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.

•

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
không dùng để truyền nhận dữ liệu, bạn phải mắc một điện trở hạn dòng.

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.
2KB cho SRAM (Static Random Access Memory): giá trị các biến khai
báo khi lập trình sẽ lưu ở đây. 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 ta phải bận tâm. Khi mất điện, dữ liệu trên SRAM sẽ
bị mất.
1KB cho
EEPROM (Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory):
đây giống như một chiếc ổ cứng mini – nơi có thể đọc và ghi dữ liệu của
mình vào đây mà không 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 không 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 nôm 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 xuất ra xung PWM với
độ phân giải 8bit (giá trị từ 0 → 2 8-1 tương ứng với 0V → 5V) bằng hàm
analogWrite(). Nói một cách đơn giản, có thể điều chỉnh được 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). Ngoài
các chức năng thông 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, 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, có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân analog. Tức
là nếu cấp điện áp 2.5V vào chân này thì 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 ngôn riêng. Ngôn
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 tôi thì gọi nó là “ngôn 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.


Để lập trình cũng như gửi lệnh và nhận tín hiệu từ mạch Arduino, nhóm phát
triển dự án này đã cũng cấp đến cho người dùng một môi trường lập trình
Arduino được gọi là Arduino IDE (Intergrated Development Environment) như
hình dưới đây.

Đoạn mã nguồn như trong hình sẽ điều khiển một đèn LED nhấp nháy với chu
kì 1 giây.

2.3. Cảm biến:


Cảm biến là thiết bị thực hiện một quan hệ đơn vị giữa hai đại lượng vật lí với
một độ chính xác nhất định. Là thiết bị chịu tác động của đại lượng cần đo (m)
không có tính chất điện và cho ta một đặc trưng mang bản chất điện ( như: điện
tích, điện áp, dòng điện hoặc trở kháng), ký hiệu là S. Đặc trưng điện S là hàm
của đại lượng cần đo m.
S=f(m)
Trong đó S là đại lượng đầu ra hoặc phản ứng của cảm biến và m là đại
lượng đầu vào hay kích thích ( có nguồn gốc là đại lượng cần đo).Việc đo đạc S
cho phép nhận biết giá trị của m.Biểu thức S= f(m) là dạng lý thuyết của định
luật vật lý biểu diễn hoạt động của cảm biến, đồng thời là dạng số biểu diễn sự
phụ thuộc của nó vào cấu tạo, vào vật liệu làm cảm biến, đôi khi cả vào môi
trường và chế độ sử dụng.
Cảm biến trọng lượng (Loadcell).
Cảm biến trọng lượng (cảm biến lực) dùng trong việc đo khối lượng được

sử dụng phổ biến là loadcell. Đây là một kiểu cảm biến lực biến dạng. Lực chưa
biết tác động vào một bộ phận đàn hồi, lượng di động của bộ phận đàn hồi biến
đổi thành tín hiệu điện tỷ lệ với lực chưa biết. Sau đây là giới thiệu về loại cảm
biến này :
Bộ phận chính của loadcell là những tấm điện trở mỏng loại dán. Tấm
điện trở là một phương tiện để biến đổi một biến dạng nhỏ thành sự thay đổi
tương ứng trong điện trở. Một mạch đo dùng các miếng biến dạng sẽ cho phép
thu được một tín hiệu điện tỷ lệ với mức độ thay đổi của điện trở. Mạch thông
dụng nhất sử dụng trong loadcell là cầu Wheatstone .


 Nguyên lý:
Cầu Wheatstone là mạch đo được chọn dùng nhiều nhất cho việc đo những biến
thiên điện trở nhỏ (tối đa là 10%), chẳng hạn như việc dùng các miếng đo biến
dạng. Phần lớn các thiết bị đo đạc có sẵn trên thị trường đều không ít thì nhiều
dùng phiên bản của cầu Wheatstone đã được sàng lọc. Như vậy việc tìm hiểu
nguyên lý cơ bản của loại mạch này là một điều cần thiết.

Mạch cầu Wheatstone
Cho một mạch gồm bốn điện trở giống nhau R1, R2, R3, R4 tạo thành cầu
Wheatstone như trên hình trên. Đối với cầu Wheatstone này, bỏ qua những số
hạng bậc cao, hiệu thế đầu ra Em thông qua thiết bị đo với trở kháng Zm sẽ là:
∆R1 ∆R 2 ∆R3 ∆R 4
−
+
−
]
R
R
1

R
2
R
3
R
4
4(1 +
)
Zm
Em =
V

[

∆Ri
Với: Ri là biến đổi đơn vị của mỗi điện trở Ri .

R là điện trở danh nghĩa ban đầu của các điện trở R1, R2, R, R4 (thường là
350Ω , nhưng có thể là 750Ω dành cho các bộ cảm biến ).
V là hiệu thế nguồn.


Điện thế nguồn có thể thuộc loại liên tục với điều kiện là dùng một nguồn năng
lượng cung cấp thật ổn định. Các thiết bị trên thị trường đôi khi lại dùng nguồn
cung cấp xoay chiều .Trong trường hợp đó phải tính đến việc sửa đổi mạch cơ
bản để có thể giải điều chế thành phần xoay chiều của tín hiệu .
Trong phần lớn các trường hợp, Zm rất lớn so với R (Ví dụ như Volt kế số, bộ
khuếch đại với phần nối trực tiếp) nên biểu thức trên có thể viết lại là:
V ∆R1 ∆R 2 ∆R3 ∆R 4
[

−
+
−
]
Em = 4 R1 R 2 R3 R 4

Phương trình trên cho thấy là sự biến đổi đơn vị điện trở của hai điện trở đối
mặt nhau, ví dụ là R1 và R3, sẽ là cộng lại với nhau trong khi tác động của hai
điện trở kề bên nhau, ví dụ là R1 và R2, lại là trừ khử nhau. Đặc tính này của
cầu Wheatstone thường được dùng để bảo đảm tính ổn định nhiệt của các mạch
miếng đo và cũng để dùng cho các thiết kế đặc biệt.
 Giới thiệu một số loại Loadcell.
Có nhiều loại loadcell do các hãng sản xuất khác nhau như KUBOTA (của
Nhật), Global Weighing (Hàn Quốc), Transducer Techniques. Inc, Tedea –
Huntleigh ... Mỗi loại loadcell được chế tạo cho một yêu cầu riêng biệt theo tải
trọng chịu đựng, chịu lực kéo hay nén. Tùy hãng sản xuất mà các đầu dây ra của
Loadcell có màu sắc khác nhau. Có thể kể ra như sau:


Tên tín

Màu

Hoặc

Hoặc

Hoặc

hiệu

Exc+
ExcSig+
Sig-

Đỏ
Đen
Xanh
Trắng

Vàng
Nâu
Xanh
Trắng

Xanh
Đen
Trắng
Đỏ

Đỏ
Trắng
Xanh lá cây
Xanh dương


Các màu sắc này đều được cho trong bảng thông số kỹ thuật khi mua từng loại
Loadcell.
Trong thực tế còn có loại Loadcell sử dụng kỹ thuật 6 dây cho ra 6 đầu dây. Sơ
đồ nối dây của loại Loadcell này có thể có hai dạng như sau:

Cầu đo thực tế
Như vậy, thực chất load cell cho ra 6 dây nhưng bản chất vẫn là 4 dây vì ở cả
hai cách nối ta tìm hiểu ở trên thì các dây +veInput (Exc+) và +veSense
(Sense+) là nối tắt, các dây -veInput (Exc-) và -veSense (Sense-) là nối tắt .
Có nhiều kiểu hình dạng Loadcell cho những ứng dụng khác nhau. Do đó cách
kết nối Loadcell vào hệ thống cũng khác nhau trong từng trường hợp.
Thông số kỹ thuật của từng loại loadcell được cho trong catalogue của mỗi
loadcell và thường có các thông số như: tải trọng danh định, điện áp ra danh
định (giá trị này có thể là từ 2mV/V đến 3 mV/V hoặc hơn tùy loại loadcell),
tầm nhiệt độ hoạt động, điện áp cung cấp, điện trở ngõ ra, mức độ chịu được
quá tải…
Tùy ứng dụng cụ thể mà cách chọn loại loadcell có thông số và hình dạng khác
nhau. Hình dạng loadcell có thể đặt cho nhà sản xuất theo yêu cầu ứng dụng
riêng. Sau đây là hình dạng của một số loại loadcell có trong thực tế.


Giới thiệu hình ảnh một số Loadcell có trong thực tế
Loadcell sử dụng trong hệ thống cân điện tử.
Hiện nay có nhiều loại loadcell do nhiều hãng khác nhau chế tạo. Chúng phân
biệt với nhau ở phạm vi hoạt động, dải đo, độ chính xác và nhiều thông số khác.
Việc lựa chọn loại loadcell phụ thuộc vào từng ứng dụng cụ thể .Dưới đây giới
thiệu về loadcell thí nghiệp 2kg

Loadcell 2kg

Bảng Các thông số kỹ thuật chính của Loadcell 2kg


Khả năng tải lớn nhất khi làm việc
Khả năng chịu tải lớn nhất (over load / tải phá

Pmax = 2 kg
P = 150kg

hỏng)
Sai số tuyến tính
Điện trở ra
Độ nhạy
Độ lặp lại
Nhiệt độ làm việc
Điện áp cung cấp

± 0,2 %
350 Ω
2 mV/V
± 0,02 %
-20 ÷ +60oC
Umax = 12V

2.4. Module HX-711:

Đây là mạch đọc giá trị cảm biến loadcell với độ phân giải 24bit và chuyển sang
giao tiếp 2 dây (clock và data) để gửi dữ liệu cho arduino.
Thông số kỹ thuật:
- Điện áp hoạt động: 2.7 – 5V
- Dòng tiêu thụ: <1.5mA
- Tốc độ lấy mẫu: 10 – 80sps(tùy chỉnh)
- Độ phân giải: 24 bit ADC
- Độ phân giải điện áp: 40mV
- Kích thước: 38 * 21 * 10 mm

2.5.LCD:


Trong những năm gần đây LCD đang ngày càng được sử dụng rộng rãi thay thế
dần cho các đèn LED (các đèn LED 7 đoạn hay nhiều đoạn). Đó là vì các
nguyên nhân sau:
-Các LCD có giá thành hạ.
-Khả năng hiển thị các số, các ký tự và đồ hoạ tốt hơn nhiều so với các đèn LED
(vì các đèn LED chỉ hiển thị được các số và một số ký tự).
Nhờ kết hợp một bộ điều khiển làm tươi vào LCD làm giải phóng cho CPU
công việc làm tươi LCD. Trong khi đèn LED phải được làm tươi bằng CPU
(hoặc bằng cách nào đó) để duy trì việc hiển thị dữ liệu.
-Dễ dàng lập trình cho các ký tự và đồ hoạ.


Mô tả các chân của LCD:
-LCD được nói trong mục này có 14 chân, chức năng của các chân được cho
trong bảng 3. Vị trí của các chân được mô tả trên hình 12 cho nhiều LCD khác
nhau.
- Chân VCC, VSS và VEE: Các chân VCC, VSS và VEE: Cấp dương nguồn - 5v và đất
tương ứng thì VEE được dùng để điều khiển độ tương phản của LCD.
- Chân chọn thanh ghi RS (Register Select): Có hai thanh ghi rất quan trọng bên
trong LCD, chân RS được dùng để chọn các thanh ghi này như sau: Nếu RS = 0
thì thanh ghi mà lệnh được chọn để cho phép người dùng gửi một lệnh chẳng
hạn như xoá màn hình, đưa con trỏ về đầu dòng v.v… Nếu RS = 1 thì thanh ghi
dữ liệu được chọn cho phép người dùng gửi dữ liệu cần hiển thị trên LCD.
- Chân đọc/ ghi (R/W):Đầu vào đọc/ ghi cho phép người dùng ghi thông tin lên
LCD khi R/W = 0 hoặc đọc thông tin từ nó khi R/W = 1.
- Chân cho phép E (Enable):Chân cho phép E được sử dụng bởi LCD để chốt
thông tin hiện hữu trên chân dữ liệu của nó. Khi dữ liệu được cấp đến chân dữ

liệu thì một xung mức cao xuống thấp phải được áp đến chân này để LCD chốt
dữ liệu trên các chân dữ liêu.Xung này phải rộng tối thiểu là 450ns.
- Chân D0 - D7:Đây là 8 chân dữ liệu 8 bít, được dùng để gửi thông tin lên LCD
hoặc đọc nội dung của các thanh ghi trong LCD.Để hiển thị các chữ cái và các
con số, chúng ta gửi các mã ASCII của các chữ cái từ A đến Z, a đến f và các
con số từ 0 - 9 đến các chân này khi bật RS = 1.Cũng có các mã lệnh mà có thể
được gửi đến LCD để xoá màn hình hoặc đưa con trỏ về đầu dòng hoặc nhấp
nháy con trỏ. Chúng ta cũng sử dụng RS = 0 để kiểm tra bít cờ bận để xem LCD
có sẵn sàng nhân thông tin. Cờ bận là D7 và có thể đượcđọc khi R/W = 1 và RS
= 0 như sau:


Nếu R/W = 1, RS = 0 khi D7 = 1 (cờ bận 1) thì LCD bận bởi các công việc bên
trong và sẽ không nhận bất kỳ thông tin mới nào. Khi D7 = 0 thì LCD sẵn sàng
nhận thông tin mới. Lưu ý chúng ta nên kiểm tra cờ bận trước khi ghi bất kỳ dữ
liệu nào lên LCD.
Chân
1
2
3
4

Ký hiệu
VSS
VCC
VEE
RS

I/O
I

Mô tả
Đất
Dương nguồn 5v
Cấp nguồn điều khiển phản
RS = 0 chọn thanh ghi lệnh. RS = 1

5
6

R/W
E

I
I/O

chọn thanh dữ liệu
R/W = 1 đọc dữ liệu. R/W = 0 ghi
Cho phép

7
8
9
10
11
12
13
14

DB0

DB1
DB2
DB3
DB4
DB5
DB6
DB7

I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O

Các bít dữ liệu
Các bít dữ liệu
Các bít dữ liệu
Các bít dữ liệu
Các bít dữ liệu
Các bít dữ liệu
Các bít dữ liệu
Các bít dữ liệu
Bảng : Mô các chân của LCD


Mã (Hex)
1

2
4
6
5
7
8
A
C
E
F
10
14
18
1C
80
C0
38

RS
0
0
1
1

R/W
0
1
0
1

Lệnh đến thanh ghi của LCD
Xoá màn hình hiển thị
Trở về đầu dòng
Giảm con trỏ (dịch con trỏ sang trái)
Tăng con trỏ (dịch con trỏ sang phải)
Dịch hiển thị sang phải
Dịch hiển thị sang trái
Tắt con trỏ, tắt hiển thị
Tắt hiển thị, bật con trỏ
Bật hiển thị, tắt con trỏ
Bật hiển thị, nhấp nháy con trỏ
Tắt con trỏ, nhấp nháy con trỏ
Dịch vị trí con trỏ sang trái
Dịch vị trí con trỏ sang phải
Dịch toàn bộ hiển thị sang trái
Dịch toàn bộ hiển thị sang phải
Ép con trỏ về đầu dòng thứ nhất
Ép con trỏ về đầu dòng thứ hai
Hai dòng và ma trận 5 × 7
Bảng: Các mã lệnh LCD.
Khi cần
Ghi vào thanh nghi IR đề ra lệnh cho LCD
Đọc cờ bận DB7 và giá trị của bộ đếm ở địa chỉ DB0-DB6
Ghi vào thanh ghi DR
Đọc giữ liệu từ DR


Bảng : Tóm tắt giữa RS và R/W theo mục đích sử dụng

1

2

1
4

1
4
2

1
3
1

DMC161
0A

1 DMC16 2
4 106B
1

DMC202
61

DMC160
6C

DMC16
207

DMC242

27

DMC161
17

DMC16
230

DMC241
38

DMC161
28

DMC20
215

DMC321
32

DMC161
29

DMC32
216

DMC322
39

DMC161

6433

DMC401
31

DMC204
34

DMC402
18