Báo cáo đo lường vườn ươm thông minh sử dụng cảm biến nhiệt độ độ ẩm

Hiện nay công nghệ phát triển rất nhanh, ngày càng có nhiều sản phẩn ra đời có
những tính năng rất phong phú và đa dạng và một điều đặc biệt đó là rất thông
minh. Khoa học phát triển kéo theo rất nhiều nghành phát triển theo ví dụ như viễn
thông, công nghệ thông tin, cơ khí chế tạo,… Tất cả các nghành đều có mối quan
hệ thân thiết với nhau, nếu ta kết hợp chúng lại với nhau có thể tạo ra những sản
phẩm thông minh để phục vụ nhu cầu cuộc sống của chính chúng ta. Một sản phẩm
thông minh cần có sự kết hợp từ nhiều bộ phận để tạo thành: vi xử lý được lập
trình phức tạp, cơ cấu chấp hành, cơ cấu chấp hành và nhiều thứ khác. Để sản
phẩm có được sự thông minh như thế thì cảm biến chính là nhân tố quan trọng
trong việc tạo thành sản phẩm. Hệ thống đóng mở cửa tự động, hệ thống chống
trộm, các ngôi nhà thông minh (Smart house), các khu vườn thông minh,… thì cảm
biến góp công lớn trong sản phẩm. Tùy vào từng mục đích sử dụng có thể chọn
loại cảm biến phù hợp như: cảm biến siêu âm, hồng ngoại, nhiệt độ độ ẩm,….
Có một cảm biến mà chúng ta có thể bắt gặp trong đời sống và ứng dụng của nó
cũng rất rộng và đó chính là cảm biến đo độ ẩm và nhiệt độ. Cảm biến này thường
được sử dụng trong các khu vườn thông minh, vườn ươm giống cây trồng,… vàg
đặc biệt trong dự báo thời tiết. Bởi vì nó được ứng dụng rộng nên nhóm 15 quyết
định lựa chọn cảm biến đo độ ẩm và nhiệt độ và ứng dụng của nó cho đề tài tìm
hiểu của mình.
Nội dung tìm hiểu.


Giới thiệu chung về cảm biến và đặc trưng cơ bản



Giới thiệu cảm biến thông dụng.



Tìm hiểu cảm biến đo nhiệt độ độ ẩm (DHT11)



Tìm hiểu về phần cứng đi kèm.



Ứng dụng nhóm lựa chọn.

Giới thiệu chung.

I.
1.

Khái niệm.


Cảm biến là thiết bị dùng để cảm nhận, biến đổi các đại lượng vật lý và các
đại lượng không có tính chất điện cần đo thành các đại lượng điện có thể đo
và xử lý được.
Các đại lượng cần đo(m) thường không có tính chất điện như( nhiệt độ, ánh
sáng, độ ẩm, … )tác động nên cảm biến cho ta một đặc trưng(s) mang tính
chất điện (điện tích, điện áp, dòng điện, trở kháng) chứ đựng thông tin cho
phép xác định giá trị của đại lượng đo. Đặc trưng(s) là hàm của đại lượng
cần đo (m):
S = f(m) (1.1)
Trong công thức (1.1):
S – đại lượng đầu ra hoặc là phản ứng của cảm biến.
M – là đại lượng đầu vào hay kích thích (có nguồn gốc là đại lượng cần
đo). Thông qua đo đạc (s) cho phép nhận biết giá trị (m).

2.

Phân loại cảm biến.
Tùy theo các đặc trưng phân loại, cảm biến có thể được chia thành nhiều
loại khác nhau:


Theo nguyên lý chuyển đổi giữa đáp ứng và kích thích.
a. Hiện tượng vật lý.
Nhiệt điện
Quang điện,
Quang từ,
Điện từ.
Quang đàn hồi.
Từ điện.
Nhiệt từ.



b. Hiện tượng hóa học.
Biến đổi hóa học.
Biến đổi điện hóa.
Phân tích phổ.
c. Hiện tượng sinh học
Biến đổi sinh hóa.
Biến đổi vật lý.
Hiệu ứng trên cơ thể sống

Theo dạng kích thích.
d. Âm thanh.

Biên pha, phân cực

h. Quang
Biên, pha, phân cực, phổ.


Phổ.
Tốc độ truyền sóng.
e. Từ.
Từ trường( biên, pha, phân
cực phổ)
Trừ thông, cường độ từ
trường.
Độ từ thấm.
f. Điện.
Điện tích, dòng điện.
Điện thế, điện áp.
Điện trường( biên, pha,
phân cực, phổ).
Điện dẫn, hằng số điện
môi.
g. Bức xạ
Kiểu
Năng lượng
Cường độ

Tốc độ truyền.
Hệ số phát xạ, khúc xạ.
Hệ số hấp thụ, hệ số bức
xạ.

i. Cơ
Vị trí.
Lực, áp suất.
Gia tốc, vận tốc.
Úng suất, độ cứng.
Moment
Khối lượng, tỷ trọng.
Vận tốc chất lưu, độ
nhớt.
j. Nhiệt
Nhiệt độ.
Thông lượng.
Nhiệtk dung, tỉ nhiệt.

-



-

Tính năng của bộ cảm biến.
•
•
•
•
•
•
•



Độ nhạy
Độ chính xác
Độ phân giải
Độ chọn lọc
Độ tuyến tính
Công suất tiêu thụ
Dải tần

•
•
•
•
•
•
•

Độ trễ
Khả năng quá tải
Tốc độ đáp ứng
Độ ổn định
Tuổi thọ
Điều kiện môi trường
Kích thước, trọng lượng

Phạm vi sử dụng
•
•
•
•

•

Công nghiệp
Nông nghiệp
Môi trường khí tượng
Thông tin, viễ thông
Dân dụng

•
•
•
•

Giao thông
Nghiên cứu khoa học
Vũ trụ
Quân sự




3.

II.

Theo thông số của mô hình mạch thay thế.
•

Cảm biến tích cực có đầu ra là nguồn áp hoặc nguồn dòng

•

Cảm biến thụ đôn gj được đặc trưng bằng các thông số R, L, C, …
tuyến tính hoặc phi tuyến tính.

Một số đặc trưng.
-

Độ nhạy: Gia số nhgỏ nhất có thể phát hiện

-

Mức tuyến tính: Khoảng giá trị được biến đổi có hệ số biến đổi cố
định.

-

Dải biến đổi: Khoảng giá trị biến đổi được sử dụng.

-

Ảnh hưởng ngược: Khả năng gây thay đổi môi trường.

-

Mức nhiễu ồn: tiếng ồn riêng và ảnh hưởng của các tác nhân khác
lên kết quả

-

Sai số xác định: Phụ thuộc độ nhạy và mức nhiễu.

-

Độ trội: Sự thay đổi tham số theo thời gian phục vụ hioặc thời gian
tồn tại(date)

-

Độ trễ: Mức độ đáp ứng với thay đổi của quá trình.

-

Độ tin cậy: Khả năng làm việc ổn định, chịu những biến động lớn
của môi trường như sốc các loại.

-

Điều kiện môi trường: Dải nhiệt độ, độ ẩm, áp suất,… làm việc
được.

Giới thiệu cảm biến thông dụng.
Hiện nay có rất nhiều loại cảm biến đã được chế tạo và ứng dụng rất nhiều
trong đời sống giúp ta giải quyết được nhiều vấn đề trong cuộc sống học
tập và làm việc trở nên thuận tiện hơn. Tiêu biểu như: cảm biến nhiệt độ,
ánh sáng, siêu âm, hồng ngoại,…


1.

Cảm biến tiệm cận.
Có hai loại cảm biến tiệm cận trong công gnhiệp thường gặp:
-

Cảm biến tiệm cận kiểu cảm ứng ( cảm biến điện từ ): Phát hiện các
vật bằng cách tạo ra trường điện từ ( chỉ phát hiện được kim loại).
cảm biến này thường được dùng trong công nghiệp do giá thành và
khả năng chống nhiễu của nó.
Nguyên tắc hoạt động: Từ trường do cuộn dây của sensor tạo ra sẽ
thay đổi khi tương tác với vật thể kim loại.

Có 2 loại cả biến tiệm cận kiểu cảm ứng: loại có bảo vệ và không có
bảo vệ.

-

Cảm biến tiệm cận điện dung: Phát hiện các vật bằng cách tạo ra
trường điện dung tĩnh điện. Do đó, thiết bị này có thể phát hiện mọi
vật.


Nguyên tắc hoạt động: Phát hiện theo nguyên tắc tĩnh điện( sự thay
đổi điện dung giữa vật cảm biến và đầu sensor), có thể phát hiện tất
cả vật.

Ứng dụng của cảm biến tiệm cận:
Đếm lon bia sản suất trong ngày, giám sát hoạt động của khuôn dập,
phát hiện palette đi ngang qua, phát hiện lon nhôm, phát hiện đếm
vật kim loại, kiểm tra gãy mũi khoan, …
2.

Cảm biến quang
Cấu trúc cảm biến quang khá đơn giản, gồm 3 bộ phận chính:

Bộ phận phát sóng: thường sử dụng đèn LEG để phát ánh sáng: LEG đỏ,
hồng ngoại, laze, trắng, xanh lá và thường các nguồn sáng này được
phát ra ở tần số mắt người không thấy.


Bộ phận thu sóng: Thường là phototransistor (transistor quang), bộ phận
này cảm nhận ánh sáng và chuyển đổi thành tín hiệu tỉ lệ.
Mạch xử lý tín hiệu ra: chuyển tín hiệu tỉ lệ (analogue) từ transistor
quang/ ASIC thành tín hiệu On/Of được khuếch đại. Khi lượng ánh sáng
thu cđược vượt ngưỡng được xác định, tín hiệu của cảm biến được kích
hoạt.

3.

4.

Cảm biến nhiệt độ.
-

Nhiệt điện trở kim loại ( RTD – resitance temperature detector) –
nhiệt điện trở dương: được làm từ các kim loại như đồng, niken,
platium, …

-

Nguyên lý hoạt động nhiệt điện trở dựa trên sự thay đổi nhiệt độ dẫn

đến thay đổi điện trở.

-

Ưu điểm: Là đơn giản, độ nhạy cao, ổn định dài hạn. RTD thuingừ
có loại 2 dây, 3 dây, 4 dây.

Cảm biến đo vận tốc, gia tốc và rung.
-

Để đo vận tốc ta sử dụng tốc độ kế vòng kiểu điện từ hoạt động dựa
trên hiện tượng cảm ứng điện từ hoặc tốc độ kế vòng loiạ xung hoạt
động theo nguyên tắc đo tần số chuyển động của phần tử chuyển
động tuần hoàn.

-

Trong đo gia tốc, người ta phân biệt mức gia tốc và dải tần của hiện
tượng khảo sát như sau:


+ Đo gia tốc chuyển động của một khối lượng nào đó, trong đó
chuyển động của trong tâm luôn giữ ở tần số tương đối thấp, giá trị
của gia tốc nhỏ. Các cảm biến thường dùng là các cảm biến gia tốc
đo dịch chuyển và cảm biến gia tốc đo biến dạng.
+ Đo gia tốc rung mức trung bình và dải tần tương đối cao (~10kHz)
thường gặp khi vật có khối lượng nhỏ, cảm biến gia tốc sử dụng là
loại áp trở và áp điện.
+ Đo gia tốc khi va đập, thay đổi gia tốc có dạng xung, cảm biến gia
tốc sử dụng là các loại có dải thông rộng về cả hai phía tần số thấp

và tần số cao.

III.

-

Độ rung được đặc trung bởi độ dịch chuyển, tốc độ và gia tốc ở các
điểm trên vật rung. Cảm biến reung có thể là cảm biến dịch chuyển,
cảm biến tốc độ hoặc gia tốc nhưng có thểmô tả nguyên lý hoạt động
của chúng bằng mô hình hệ cơ học một bậc tự do như hình dưới.

-

Cảm biến đo độ rung gồm một phần tử nhạy cảm ( lò xo, tinh thể
điện áp, … ) nối với một khối lượng rung và được đặt chung trong
vỏ hôp. Chuyển động rung của khối lượng M tác động lên phần
tửnhạy cảm của cảm biến và được chuyển thành tín hiệu điện ở đầu
ra.

Tìm hiểu về cảm biến đo nhiệt độ độ ẩm ( DHT11)
DHT11 là một loại cảm biến nhiệt độ và độ ẩm tương đối phổ biến và có
nhiều ứng dụng thực tế. Nó thường được dùng trong học tập và nghiên cứu.


1.

Giới thiệu chung DHT11
-

DHT11 là cảm biến nhiệt độ độ ẩm. Nó ra đời sau và được sử dụng thay

thế cho dòng SHT1x ở những nơi không cần độ chính xác cao về nhiệt
độ và độ và độ ẩm.


2. Cấu tạo, thông số kĩ thuật và nguyên lý hoạt động.
k. Cấu tạo:
l. DHT11 có cấu tạo 4 chân như hình trên. Nó sử dụng giao tiếp số theo
chuẩn 1 dây.
m. VCC: Nối với nguồn điện 5V.
n. DATA: Kết nối và truyền dữ liệu.
o. GND: Nối với đất
p. NC: Tự do không kết nối gì.
q. Thông số kỹ thuật:
r. Đo độ ẩm: 20% - 95%.
s. Sai số độ ẩm: ±5%
t. Đo nhiệt độ: 0 - 50 ºC.
u. Sai số nhiệt độ: ±2ºC
v. Tần số lấy mẫu tối đa 1Hz (1s/ lần).
w. Kích thước 15mm x 12mm x 5.5mm.
x. 4 chân, khoảng cách mỗi chân là 1”.
y. Nguyên lý hoạt động.
z. Sơ đồ kết nối vi xử lý:

aa.


ab. Nguyên lý hoạt động.
Để có thể giao tiếp với DHT11 theo chuẩn 1 chân vi xử lý thực hiện theo
2 bước:




Gửi tin hiệu muốn đo (Start) tới DHT11, sau đó DHT11
xác nhận lại.
Khi đã giao tiếp được với DHT11, Cảm biến sẽ gửi lại 5
byte dữ liệu và nhiệt độ đo được.

- Bước 1: gửi tín hiệu Start








MCU thiết lập chân DATA là Output, kéo chân DATA xuống 0
trong khoảng thời gian >18ms. Trong Code mình để 25ms. Khi
đó DHT11 sẽ hiểu MCU muốn đo giá trị nhiệt độ và độ ẩm.
MCU đưa chân DATA lên 1, sau đó thiết lập lại là chân đầu
vào.
Sau khoảng 20-40us, DHT11 sẽ kéo chân DATA xuống thấp.
Nếu >40us mà chân DATA ko được kéo xuống thấp nghĩa là ko
giao tiếp được với DHT11.
Chân DATA sẽ ở mức thấp 80us sau đó nó được DHT11 kéo
nên cao trong 80us. Bằng việc giám sát chân DATA, MCU có
thể biết được có giao tiếp được với DHT11 ko. Nếu tín hiệu đo
được DHT11 lên cao, khi đó hoàn thiện quá trình giao tiếp của
MCU với DHT.

- Bước 2: đọc giá trị trên DHT11 o DHT11 sẽ trả giá trị nhiệt
độ và độ ẩm về dưới dạng 5 byte. Trong đó:






Byte 1: giá trị phần nguyên của độ ẩm (RH%)
Byte 2: giá trị phần thập phân của độ ẩm (RH%)
Byte 3: giá trị phần nguyên của nhiệt độ (TC)
Byte 4 : giá trị phần thập phân của nhiệt độ (TC)
Byte 5 : kiểm tra tổng. ð Nếu Byte 5 = (8 bit) (Byte1 +Byte2
+Byte3 + Byte4) thì giá trị độ ẩm và nhiệt độ là chính xác, nếu
sai thì kết quả đo không có nghĩa.

-Đọc dữ liệu: Sau khi giao tiếp được với DHT11, DHT11 sẽ
gửi liên tiếp 40 bit 0 hoặc 1 về MCU, tương ứng chia thành 5 byte
kết quả của Nhiệt độ và độ ẩm.
§ Bit 0:

§ Bit 1:


Sau khi tín hiệu được đưa về 0, ta đợi chân DATA của MCU
được DHT11 kéo lên 1. Nếu chân DATA là 1 trong khoảng 26-28 us
thì là 0, còn nếu tồn tại 70us là 1. Do đó trong lập trình ta bắt sườn lên
của chân DATA, sau đó delay 50us. Nếu giá trị đo được là 0 thì ta đọc
được bit 0, nếu giá trị đo được là 1 thì giá trị đo được là 1. Cứ như thế

ta đọc các bit tiếp theo.

IV.

Đề tài và ứng dụng của nhóm ( vườn ươm thông minh)
DHT11, Arduino uno r3 và LCD được sử dụng rất nhiều trong học tập và
nghiên cứu. Nên nhóm đã sử dụng 3 linh kiện trên để tạo ra sản phẩm ứng
dụng trong vườn ươm. Chức năng chính của sản phẩm chính là điều khiển
độ ẩm và nhiệt độ trong vườn ươm.
1.

Nội dung chính của ứng dụng:
•

ứng dụng cảm biến nhiệt độ và độ ẩm để thiết kế một vườm ươm
thông minh có đủ điều kiện tốt nhất để cây ươm được phát triển tốt
nhất.

•

Đọc dữ liệu từ cảm biến nhiệt độ - độ ẩm DHT11 và xuất thông tin
ra màn hình LCD.

•

Ứng dụng vườn ươm thông minh.


2.

Mạch:

Thành phần linh kiện :
- Arduino uno
- LCD 16x2
- Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm
- Biến trở tam giác
- Máy phun sương (LED YELLOW)
- Máy tăng nhiệt độ (LED RED)
- Quạt thông gió 1,2 (LED BLUE)
3. Kết nối và nguyên lý hoạt động của vườn ươm thông minh
- Kết nối như trên hình vẽ.
- Nhiệt độ và độ ẩm lý tưởng trong vườn ươm là 30oC – 35oC và 75% - 80%.
- Khi nhiệt độ giảm > 30oC máy tăng nhiệt làm tăng nhiệt độ trong vườn
ươm. Tuy nhiên khi nhiệt độ tăng quá 35oC thì máy phun sương và quạt thông gió
hoạt động để làm giảm nhiệt độ về ngưỡng lý tưởng 30oC – 35oC.
- Khi độ ẩm trong vườn ươm nhỏ hơn 75% thì máy phun sương hoạt động
nhằm tăng độ ẩm cho vườn ươm. Khi độ ẩm cao hơn 80% thì quạt thông gió hoạt
động để giảm độ ẩm giúp nhiệt độ và độ ẩm của vườn ươm luôn ở mức thích hợp
nhất để cây trồng phát triển.
•


V.

Tìm hiểu phần cứng trong ứng dụng của nhóm.
1.

Arduino uno r3.

Nhắc tới dòng mạch Arduino dùng để lập trình, cái đầu tiên mà người ta
thường nói tới chính là dòng Arduino UNO. Hiện dòng mạch này đã
phát triển tới thế hệ thứ 3 (R3). Chúng ta sẽ bắt đầu đến với Arduino qua
thứ này.
a.

Giới thiệu về mạch Arduino uno r3.
Arduino uno r3 là dòng cơ bản, linh hoạt, thường được dùng cho
người mới bắt đầu. Bạn có thể sử dụng các dòng Arduino khác nhau
như: Arduino Mega, Arduino Nano, Arduino Micro,… nhưng với
những ứng dụng cơ bản thì mạch Arduino uno là lựa chịn phù hợp
nhất.


b.

Thông số cơ bản của mạch Arduino uno r3.
Vi điều khiển
Điện áp hoạt động
Điện áp đầu vào( khuyên dùng)
Điện áp đầu ra( giới hạn)
Chân Digital I/O
Chân PWM Digital I/O
Chân đầu vào Analog
Dòng sử dụng I/O pin
Dòng sử dụng 3.3V pin
Bộ nhớ flash
SRAM
EEPROM
Clock Speed

LED_BUILTIN
Chiều dài
Chiều rộng
Trọng lượng

c.

Atmega328P
5V
7 – 12 V
6 – 20 V
12 ( với 6 chan PWM output )
6
6
20 mA
50 mA
32KB (Atmega328P) với 0.5KB
dùng bởi bootloader
2KB( Atmega328P)
1KB (Atmega328P)
16 Mhz
13
68.6 mm
53.4 mm
25g

Vi điều khiển

Arduino uno có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ 8 bit AVR là:
Atmega8 (board Arduino uno r2), Atmega168, Atmega328 (borad

Arduino uno r3). Bộ não này có thể xử lý những tác vụ đợn giản như
điều khiển đèn LED nhấp nháy, xử lý tín hiệu chi xe điều khiển từ


xa, điều khiển động cơ bước, điều khiển động cơ serve, làm một trạm
đo nhiệt độ - độ ẩm và hiển thị lên màn hình LCD,… hay những ứng
dụng khác.
Mạch Arduino uno r3 với thiết kế tiêu chuẩn sử dụng vi điều khiển
Atmega328. Tuy nhiên nếu yêu cầu phần cứng của tâ không cao hoặc
túi tiền không cho phép, ta có thể sử dụng các loại vi diều khiển khác
có chức năng tương đương nhưng rẻ hơn như Atmega8( bộ nhớ flash
8KB ) hoặc Atmega 168 ( bộ nhớ flash 16 KB )
d.

Nguồn sử dụng.
Arduino uno r3 có thể được cấp nguồn 5 V thông qua cổng USB
hoặc cấp nguồn ngoài với điện áp khuyên dùng 7 – 12 V DC hoặc
điện áp giới hạn là 6 – 20 V. thường thò cấp nguồn bằng pin vuông
9V là hợp lý nhất nếu ta không có sẵn nguồn từ cổng USB. Nếu cấp
nguồn vượt quá ngưỡng giới hạn trên, ta sẽ làm hỏng Arduino uno.

e.

Các chân năng lượng.


GND (Ground): Cực âm của nguồn điện cấp cho Arduino uno.
Khi ta 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 chân này là 500
mA



3.3V: cấp điện áp đầu ra. Dòng tối đa cho phép ở chân này là 50
mA.



Vin (Voltage Input) để cấp nguồn ngoài cho Arduino uno, bạn nối
cực dương của nguồn với chân này và cực âm của nguồn với
chân GND.



IOREF: điện áp hoạt động của vi điều khiển trên Arduino uno có
thể được đo ở chân này. Và dĩ nhiên nó luôn là 5V. mặc dù vậy
bạn không được lấy nguồn 5V từ chân này để sử dụng bởi chức
năng của nó không phải là cấp nguồn.




f.

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 10K ôm.

Bộ nhớ sử dụng:
Vi điều khiển ATMmega328 tiêu chuẩn sử dụng trên Arduino uno r3
có:

g.



32KB bộ nhớ Flash: những đoạn lệnh ta lập trình sẽ được lưu
trong bộ nhớ Flash của vi điều khiển. Thường thì sẽ có khoảng
vài KB trong só này sẽ được dùng cho bootloader nhưng đừng
lo, ta hiếm khi nào cần quá 20Kb bộ nhớ này.



2KB cho SRAm ( Static Random Access Memory): giá trị các
niến ta khai báo khi lập trình sẽ lưu ở đây. Bạn khai báo càng
nhiều biến thì càng cần nhiều bộ nhớ RAM. Tuy vậy, thực sự thì
cũng hiếm khi nào bộ nhớ RAM lại trở thành thứ mà 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 bạn
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 trên Arduino Board.
Mạch Arduino uno có 14 chân digital dùng để đọc hoăc xuất tín hiệu.
Chúng chỉ có 2 mức điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên
mỗi chân là 40 mA. Ở mỗi chân đều có các điện trở pull – up từ được
cài đặt ngay trong vi điều khiển Atmega328( mặc định thì các diện
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 (recevie – RX) dữ liệu TTL Serial. Arduino uno có thể giao
tiếp với thiết bị khác thông qua 2 chân này. Kết nối bluetôth
thường thấy nói nôm na chính là kết nối Serial không dây. Nếu


không cần giao tiếp Serial, ta không nên sử dụng 2 chân này nếu
không cần thiết.


Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, 11: cho phép ta xuất xung PWM
với độ phân giải 8 bit (giá trị từ 0 -> 28-1 tương ứng với 0 -> 5V)
bằng hàm analogWrite(). Nói đơn giản, ta có thể điều chỉnh được
điện áp ra ở chân này từ mức 0V và 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 ra 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, ta sẽ thấy đèn 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 board có 6 chân analog(A0 -> A5) cung cấp dộ phân
giải tín hiệu 10 bit (0 -> 210 -1) để đọc giá trị điện áp trong
khoảng 0V – 5V. Với chân AREF trên board, ta có thể đưa vào
điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân analog. Tức là nếu bạn
cấp điện áp 2.5V vào chân này thì bạn có thể dùng các chân
analog để đo điện áp trong khoảng từ 0V -> 2.5V với độ phân
giải vẫn là 10 bit.
Đặc biệt, Arduino uno có 2 chân A4(SDA) và A%(SCL) hỗ trợ
giao tiếp I2C/TWI với các thiết bị khác.

2.

LCD 16x2
Ngày nay, thiết bị hiển thị LCD( Liquid Crystal Display) được sử
dụng trong rất nhiều các ứng dụng của vi điều khiển. LCD có nhiều
ưu điểm so với các dạng hiển thị khác; Nó có khả năng hiển thị kí tự
đa dạng, trực quan(chữ, số và kí tự đồ họa), dễ dàng đưa vào mạch
ứng dụng theo nhiều giao thức giao tiếp khác nhau, tốn rất ít tài
nguyên hệ thống và giá thành rẻ.


a.

Tổng quan về LCD.

LCD có 16 chân:


Chân cáp nguồn: Vss (nối nguồn 5V), VDD ( nối 0V),
V0( điều chỉnh độ tương phản)



RS: Chân chọn thanh ghi (Registerselect). 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”: BusDB0 – DB7 sẽ nối với thanh ghi dữ liệu
DR bên trong LCD.



RW: 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.



E: Chân cho phép chốt xung kí tự. Sau khi các tín hiệu được đặt
lên bus DB0 – BD7, 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) thnah ghi
bên trong nó khi phát hiện một xung của tín hiệu chân E.
•

Ở chế độ đọc: Dữ liệu được LCD xuất ra DB0 – Db7 khi phát hiện cạnh lên
ở chân E và được LCD giữ ở bus đến khi nào chân E xuống mức thấp.
•




D0 – D7: Chân dữ liệu.
A, K: Chân điều khiển đèn nền.
LCD có thể hoạt động theo 2 chế độ: 4 bit và 8 bit. Chế độ 4 bit thì
đòi hỏi phải kết nối với 7 chân I/O của Arduino. Chế độ 8 bit đòi
hỏi phải kết nối với 11 chân I/O của Arduino.

VI.

Công việc của các thành viên trong nhóm
Phan Thanh Vũ :
- Viết code.
- Thiết kế mạch.
- Đóng sản phẩm.

- Thuyết trình báo cáo tiến độ.
Nguyễn Văn Trọng :
- Viết và dịch datashet.
- Đóng sản phẩm ,
- Làm slide báo cáo tiến độ.
- Thuyết trình về sản phẩm ứng dụng
Nguyễn Văn Vượng :
- Tìm tài liệu.
- Viết báo cáo.
- Đóng sản phẩm.
- Ý tưởng về sản phẩm ứng dụng.