Thiết kế hệ thống giám sát không dây trong công nghiệp ứng dụng công nghệ Lora

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA -CHẤT

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NCKH SINH VIÊN

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT
KHÔNG DÂY TRONG CÔNG NGHIỆP ỨNG
DỤNG CÔNG NGHỆ LORA

Hà Nội, 05/2019
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

BÁO CÁO TỔNG KẾT


ĐỀ TÀI NCKH SINH VIÊN
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT
KHÔNG DÂY TRONG CÔNG NGHIỆP ỨNG
DỤNG CÔNG NGHỆ LORA
-

Trưởng nhóm nghiên cứu: Vương Cảnh Trí, Tự động hóa A-K60.

-

Thành viên tham gia thực hiện:
+

Nguyễn Thành Đạt, Tự động hóa A-K60.

+

Ngô Tuệ Hải, Tự động hóa A-K60.

+

Bì Quốc Vương, Tự động hóa D-K61.

+

Nguyễn Ngọc Quảng, Tự động hóa D-K61.

Người hướng dẫn: Ths. Đào Hiếu.

Hà Nội, 05/2019

Mục Lục


MỞ ĐẦU
Lora và vai trò của hệ thống điều khiển giám sát trong công nghiệp:
•

Vai trò của hệ thống điều khiển giám sát trong công nghiệp: trong tự
động hóa công nghiệp, việc điều khiển hệ thống là công việc không thể
thiếu được. Một hệ thống chỉ có điều khiển không thôi sẽ không đảm bảo
yêu cầu kỹ thuật đề ra, điều khiển luôn đi đôi với việc giám sát và thu
thập dữ liệu để từ đó hệ thống mới có thông tin phản hồi cho ra những
tín hiệu điều chỉnh chính xác.
Hệ thống điều khiển giám sát sẽ kết nối người quản lý với toàn bộ các
thông tin bằng giao diện trình duyệt trên máy tính. Từ giao diện này,

người quản lý có thể quan sát được và điều khiển thiết bị từ màn hình
máy tính.

•

LoRa: là một công nghệ không dây được phát triển để cho phép truyền
tốc độ dữ liệu thấp trên một khoảng cách lớn bởi các cảm biến và bộ
truyền động cho M2M và IoT cũng như các ứng dụng IoT. LoRa hướng
tới các kết nối M2M ở khoảng cách lớn. Nó có thể hỗ trợ liên lạc ở
khoảng cách lên tới 15 – 20 km, với hàng triệu nút mạng. Nó có thể hoạt
động trên băng tần không phải cấp phép, với tốc độ thấp từ 0,3kbps đến
khoảng 30kbps. Với đặc tính này, mạng LoRa phù hợp với các thiết bị
thông minh trao đổi dữ liệu ở mức thấp nhưng duy trì trong một thời
gian dài. Thực tế các thiết bị LoRa có thể duy trì kết nối và chia sẻ dữ
liệu trong thời gian lên đến 10 năm chỉ với năng lượng pin. Một mạng
LoRa có thể cung cấp vùng phù sóng tương tự như của một mạng di
động. Trong một số trường hợp, các ăng-ten Lora có thể được kết hợp
với ăng-ten di động khi các tần số là gần nhau, do đó giúp tiết kiệm đáng
kể chi phí. Công nghệ không dây LoRa được đánh giá là lý tưởng để sử
dụng trong một loạt các ứng dụng, bao gồm: định lượng thông minh,
theo dõi hàng tồn kho, giám sát dữ liệu của máy bán hàng tự động,


ngành công nghiệp ô tô, các ứng dụng tiện ích và trong bất cứ lĩnh vực
nào mà cần báo cáo và kiểm soát dữ liệu.


Trong bối cảnh hiện nay, truyền thông trong công nghiệp ngày càng
đòi hỏi cao hơn về tốc độ, khả năng xử lý, khoảng cách ngày một gia
tăng, tốn ít năng lượng khi truyền. So với cách truyền truyền thống là

sử dụng truyền thông có dây, sẽ tốn nhiều chi phí đi dây, nguy cơ bị
hư hỏng, gián đoạn cao. Nhận thấy công nghệ Lora có thể đáp ứng
được những yêu cầu nêu trên. Vì vậy, chúng em dựa trên sự hướng
dẫn của thầy giáo Ths.Đào Hiếu đã đưa ra nghiên cứu đề tài ứng
dụng công nghệ Lora để thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát
không dây trong công nghiệp.

 Xây dựng bài toán trong phạm vi của nghiên cứu khoa học:
1. Xác định đề tài nghiên cứu.

Đề tài là giám sát và điều khiển động cơ một chiều trong công nghiệp
ứng dụng công nghệ LORA
2. Xác định câu hỏi, giả thiết và các phương pháp nghiên cứu.
- Xác định phương pháp điều khiển động cơ một chiều: sử dụng phương
pháp băm xung PWM để thay đổi giá trị điện áp trung bình, qua đó thay
đổi tốc độ của động cơ 1 chiều bằng cách thay đổi giá trị điện áp phần
ứng.
- Cách truyền nhận dữ liệu: sử dụng chuẩn giao tiếp UART để truyền
phát thông qua module LORA.
- Cách mã hóa dữ liệu truyền: truyền một chuỗi dữ liệu thông qua cổng
COM của module LORA. Dữ liệu được cắt ra từng chuỗi và được giải
mã bởi vi điều khiển gắn với động cơ.
- Cách thức điều khiển: Sử dụng giao diện được thiết kế trên máy tính
kết nối với cổng COM.
- Các thông số cần giám sát: Tốc độ, chiều quay, điện áp phần ứng, dòng
điện. - Xác định lựa chọn các cảm biến, linh kiện cần sử dụng.
3. Xây dựng đề cương và lập kế hoạch nghiên cứu.
4. Thu thập dữ liệu và xử lý dữ liệu.
5. Viết báo cáo và kết quả nghiệm thu.

 Từ đề tài nghiên khoa học của nhóm là điều khiển và giám sát động

cơ một chiều ứng dụng trong phòng thí nghiệm thì trong tương lai
không xa nhóm sẽ tiếp tục nghiên cứu phát triển nó thành một hệ
thống có quy mô lớn hơn, xây dựng được mạng điều khiển nhiều
thiết bị có độ chính xác cao hơn, khoảng cách xa hơn, tiện lợi hơn và
giảm được tối đa chi phí.
Tình hình nghiên cứu liên quan đến đề tài:
•

Với những ưu điểm vượt trội LoRa mang lại, trên thế giới đã ứng dụng
chuẩn không dây LoRa mới này thay thế cho chuẩn không dây cũ vào rất
nhiều ứng dụng outdoor hoặc indoor trước đó như Smart Campus, Smart
Home, Smart Parking, Air Pollution Monitoring, ...

•

Bên cạnh đó còn có các công nghệ khác:
-

Truyền thông không dây qua vệ tinh: có tần số trong khoảng từ 11đến 14
GHz và vận tốc truyền từ 1 đến 10 Mbps.

-

Bluetooth: có tần số từ 2.402 GHz đến 2.480 GHz. Bluetooth dùng rất ít
năng lượng và khoảng cách khá ngắn.

-

Wi-fi: có 5 băng tần số dùng cho Wi-fi: 2.4, 3.6, 4.9, 5 và 5.9 GHz.

-

Truyền bằng sóng radio: sóng radio có độ dài sóng từ 1m đến 100km tức là
có tần số từ 300 MHz đến 3 KHz.
Mục đích, nhiệm vụ của đề tài:
Mục đích:
- Nhằm nâng cao kĩ năng làm việc nhóm của sinh viên
- Củng cố kiến thức đã học, tạo điều kiện cho sinh viên có cơ hội được
vận dụng ứng dụng vào làm ra sản phẩm thật


- Giúp sinh viên nghiên cứu tìm hiểu thêm về các kiến thức ngoài
chương trình giảng dạy.
Nhiệm vụ:
Giám sát các tham số của động cơ một chiều trong phòng thí nghiệm.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài báo cáo:
Đối tượng nghiên cứu:
•

Hệ thống giám sát.

•

Công nghệ Lora.

•

Động cơ một chiều.

Phạm vi nghiên cứu: Điều khiển giám sát các thông số của động cơ một
chiều sử dụng module truyền thông không dây.

Các phương pháp nghiên cứu:
•

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết.
-

•

Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết.
Phương pháp phân loại và hệ thống hóa lý thuyết.
Phương pháp mô hình hóa.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm.
-

Phương pháp quan sát khoa học.
Phương pháp thực nghiệm khoa học.
Phương pháp phân tích tổng kết kinh nghiệm.
Phương pháp chuyên gia.


Kết cấu của đề tài báo cáo:
1. Phần Mở Đầu.
2. Chương I: Tìm hiểu chung về lora.
3. Chương II: Xây dựng bài toán điều khiển giám sát động cơ một

chiều.
2.1 Yêu cầu bài toán.
2.2 Các phương pháp điều khiển động cơ một chiều và truyền phát.
2.3 Các thiết bị được sử dụng.
2.4 Sơ đồ cấu trúc và mô hình ghép nối.
4. Chương III: Kết quả nghiên cứu.
3.1 Giao diện.
3.2 Truyền thông.
3.3 Thuật toán điều khiển động cơ.
3.4 Thuật toán đo lường tốc độ.
5. Kết Luận.
6. Phụ Lục.


CHƯƠNG I: TÌM HIỂU CHUNG VỀ LORA.
1.1

Khái niệm.
LoRa là viết tắt của Long Range Radio được nghiên cứu và phát triển
bởi Cycleo và sau này được mua lại bởi công ty Semtech năm 2012. Với
công nghệ này, chúng ta có thể truyền dữ liệu với khoảng cách lên hàng
km mà không cần các mạch khuếch đại công suất; từ đó giúp tiết kiệm
năng lượng tiêu thụ khi truyền/nhận dữ liệu. Do đó, LoRa có thể được áp
dụng rộng rãi trong các ứng dụng thu thập dữ liệu như sensor network
trong đó các sensor node có thể gửi giá trị đo đạc về trung tâm cách xa
hàng km và có thể hoạt động với battery trong thời gian dài trước khi cần
thay pin.

1.2

Nguyên lý hoạt động.
LoRa sử dụng kỹ thuật điều chế gọi là Chirp Spread Spectrum. Có thể
hiểu nôm na nguyên lý này là dữ liệu sẽ được băm bằng các xung cao tần
để tạo ra tín hiệu có dãy tần số cao hơn tần số của dữ liệu gốc (cái này
gọi là chipped); sau đó tín hiệu cao tần này tiếp tục được mã hoá theo
các chuỗi chirp signal (là các tín hiệu hình sin có tần số thay đổi theo
thời gian; có 2 loại chirp signal là up-chirp có tần số tăng theo thời gian
và down-chirp có tần số giảm theo thời gian; và việc mã hoá theo
nguyên tắc bit 1 sẽ sử dụng up-chirp, và bit 0 sẽ sử dụng down-chirp)
trước khi truyền ra anten để gửi đi.
Theo Semtech công bố thì nguyên lý này giúp giảm độ phức tạp và độ
chính xác cần thiết của mạch nhận để có thể giải mã và điều chế lại dữ
liệu; hơn nữa LoRa không cần công suất phát lớn mà vẫn có thể truyền
xa vì tín hiệu Lora có thể được nhận ở khoảng cách xa ngay cả độ mạnh
tín hiệu thấp hơn cả nhiễu môi trường xung quanh.
Băng tần làm việc của LoRa từ 430MHz đến 915MHz cho từng khu vực
khác nhau trên thế giới:


•

430MHz cho châu Á

•

780MHz cho Trung Quốc

•

433MHz hoặc 866MHz cho châu Âu

•

915MHz cho USA

Nhờ sử dụng chirp signal mà các tín hiệu LoRa với các chirp rate khác
nhau có thể hoạt động trong cùng 1 khu vực mà không gây nhiễu cho
nhau. Điều này cho phép nhiều thiết bị LoRa có thể trao đổi dữ liệu trên
nhiều kênh đồng thời (mỗi kênh cho 1 chirprate)
Radio packet của LoRa như hình sau:

Các dữ liệu trong 1 radio packet của LoRa, bao gồm:
•

Preamble: Là chuỗi binary để bộ nhận detect được tín hiệu của
LoRa packet trong không khí.

•

Header: chứa thông tin về size của Payload cũng như có
PayloadCRC hay không. Giá trị của Header cũng được check CRC
kèm theo

•

Payload: là dữ liệu ứng dụng truyền qua LoRa.

•

Payload: giá trị CRC của Payload. Nếu có PayloadCRC, LoRa
chip sẽ tự kiểm tra dữ liệu trong Payload và báo lên nếu CRC OK
hay không.


1.3 Module giao tiếp không dây theo chuẩn Lora.
•

Module HC-12 có một bộ vi điều khiển mà người dùng thực sự
không cần phải lập trình. Để cấu hình mô-đun, chúng ta chỉ cần sử
dụng các lệnh AT, có thể được gửi từ Arduino, PC hoặc bất kỳ vi
điều khiển nào khác bằng cổng nối tiếp. Để vào chế độ lệnh AT,
chúng ta chỉ cần đặt chân Bộ cài đặt của mô-đun ở mức logic thấp.

•

HC-12 là một máy thu phát có khả năng thu phát tín hiệu với phạm
vi ấn tượng (lên tới 1km). Nó là thỏa đáng cho hầu hết các sở thích
và thậm chí một số ứng dụng công nghiệp. Nó là một thay thế quan
trọng cho nRF24L01 rất rẻ, năng lượng thấp nhưng tầm ngắn. Mặc
dù chi phí cao hơn một chút so với nRF24L01, nhưng phạm vi và
cách sử dụng đơn giản của nó khiên HC-12 trở thành một lựa chọn
tuyệt vời cho các dự án liên quan đến theo dõi.


11

CHƯƠNG II: XÂY DỰNG BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT
ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU

2.1 Yêu cầu bài toán.
•

Thiết kế giao diện giám sát.

•

Điều khiển được động cơ một chiều.

•

Đo lường các tham số của động cơ.

2.2 Các phương pháp điều khiển động cơ một chiều và truyền
phát.
Giới thiệu chung về động cơ một chiều.
Trong nền sản xuất hiện đại, động cơ một chiều vẫn được coi là một
loại máy quan trọng mặc dù ngày nay có rất nhiều loại máy móc hiện đại
sử dụng nguồn điện xoay chiều thông dụng.
Do động cơ điện một chiều có nhiều ưu điểm như khả năng điều
chỉnh tốc độ rất tốt, khả năng mở máy lớn và đặc biệt là khả năng quá
tải. Chính vì vậy mà động cơ một chiều được dùng nhiều trong các
nghành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ như cán thép,
hầm mỏ, giao thông vận tải ... mà điều quan trọng là các nghành công
nghiệp hay đòi hỏi dùng nguồn điện một chiều.
Bên cạnh đó, động cơ điện một chiều cũng có những nhược điểm
nhất định của nó như so với máy điện xoay chiều thì giá thành đắt hơn
chế tạo và bảo quản cổ góp điện phức tạp hơn (dễ phát sinh tia lửa
điện) ...nhưng do những ưu điểm của nó nên động cơ điện một chiều vẫn
còn có một tầm quan trọng nhất định trong sản suất.

Công suất lớn nhất của động cơ điện một chiều hiện nay vào khoảng
10000KW, điện áp vào khoảng vài trăm cho đến 1000 V. Hướng phát
triển hiện nay là cải tiến tính năng của vật liệu , nâng cao chỉ tiêu kinh tế
của động cơ và chế tạo những động cơ có công suất lớn hơn ...Giản đồ


12

kết cấu chung của đông cơ điện một chiều ở hình dưới:phần ứng được
biểu diễn bởi vòng tròn bên trong có sức điện động E,ở phần stato có vài
dây quấn kích từ: dây quấn kích từ độc lập CKĐ, dây quấn kích từ nối
tiếp CKN,dây quấn cực từ phụ CF,và dây quấn bù CB

Hình ảnh động cơ điện một chiều.

Các phương pháp điều chế xung.
1. Phương pháp điều chế độ rộng xung.

Phương pháp điều xung PWM (Pulse Width Modulation) là phương
pháp điều chỉnh điện áp ra tải, hay nói cách khác, là phương pháp điều
chế dựa trên sự thay đổi độ rộng của các xung vuông dẫn đến sự thay đổi
cuả điện áp ra. Các PWM khi biến đổi thì có cùng 1 tần số và khác nhau
về độ rộng của sườn dương hay sườn âm.


13
2. Phương pháp tạo ra PWM.

Tạo xung vuông bằng phương pháp so sánh

•

-

Tín hiệu răng cưa: xác định tần số của PWM.

-

Tín hiệu tựa: là tín hiệu xác định mức công suất điều chế (Tín hiệu
DC)

• Tạo xung vuông bằng phần mềm7
Đây là cách tối ưu trong các cách để tạo được xung vuông. Việc tạo bằng
phần mền cho độ chính xác cao về tần số và PWM. Và mạch đơn giản
hơn rất nhiều. Xung này được tạo dựa trên xung của CPU.


14

3. Ghép nối PWM với động cơ một chiều.

Trong động cơ

Trong các bộ biến đổi xung áp


15

Giao thức truyền thông UART.
1 Khái niệm.

UART: Là viết tắt của Universal Synchronous & Asynchronous
serial Reveiver and Transmitter nghĩa là bộ truyền nhận nối tiếp đồng bộ
và không đồng bộ. UART không hẳn là một chuẩn truyền nhận, nó chỉ
được coi như là một phần cứng. Để tạo thành một chuẩn giao tiếp cần sử
dụng với bộ chuyển đổi mức điện áp để tạo thành một chuẩn giao tiếp,
như RS232 là chuẩn +12 -12 còn UART thì thường dùng mức logic 5v0v.

2 Một số thông số.
- Baud rate (tốc độ baud): Số bit truyền được trong 1s, ở truyền
nhận không đồng bộ thì ở các bên truyền và nhận phải thống nhất baud
rate. Các thông số tốc độ baud rate thường hay sử dụng để giao tiếp với
máy tính là 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 38400, 56000,
57600, 115200.


16

- Frame (khung truyền): do kiểu truyền thông nối tiếp này rất dễ
mất dữ liệu nên ngoài tốc độ, khung truyền cũng được cài đặt từ ban đầu
để tránh bớt sự mất mát dữ liệu này. Khung truyền quy định số bit trong
mỗi lần truyền, các bit báo như start, stop, các bit kiểm tra như parity, và
số bit trong một data. Có thể thấy, khung truyền đóng một vai trò rất
quan

trọng

trong

việc

truyền

thành

công

dữ

liệu.

- Idle frame: đường truyền UART ở mức “1”, để xác nhận hiện
tại đường truyền dữ liệu trống, không có frame nào đang được truyền đi.
- Break frame: đường truyền UART ở mức “0”, để xác nhận hiện
tại trên đường truyền đang truyền dữ liệu, có frame đang được truyền đi.

- Start bit: là bit bắt đầu trong khung truyền. Bit này nhằm mục
đích báo cho thiết bị nhận biết quá trình truyền bắt đầu. Đường truyền
UART luôn ở trạng thái cao mức “1” cho đến khi chip muốn truyền dữ
liệu đi thì nó gửi bit start bằng cách kéo xuống mức “0”. Như vậy start
bit giá trị điện áp 0v và bắt buộc phải có bit start trong khung truyền.


17

- Data: data hay dữ liệu là thông tin mà chúng ta nhận được trong
quá trình truyền và nhận. Data trong STM32 có quy định khung truyền là
8bit hoặc 9bit. Trong quá trình truyền UART, bit có trọng số thấp nhất
(LSB) sẽ được truyền trước và cuối cùng là bit có ảnh hưởng cao nhất
(MSB).
- Parity bit: là bit kiểm tra dữ liệu truyền có đúng hay không.

Có 2 loại parity:chẵn (even parity), lẻ (old parity).
Parity chẵn là bit parity thêm vào để số số 1 trong data + parity =
chẵn.
Parity lẻ là bit parity thêm vào để số số 1 trong data + parity = lẻ.
Bit parity là không bắt buộc nên có thể dùng hoặc không.


18

- Stop bits: là một bit báo cáo để cho bộ truyền/nhận biết được
gói dữ liệu đã được gửi xong. Stop bits là bit bắt buộc phải có trong
khung truyền. Có thể là 1 bit, 1,5bit, 2bit, 0,5bit tùy thuộc vào ứng dụng
UART của người sử dụng.

3 Một số thanh ghi quan trọng trong UART.
3.1 USART_SR – Status register:


19

- TXE: Bit báo có data đã truyền hay không, =0 tức là data rỗng, có thể
truyền, =1 data đã được truyền đi.
- RXNE: Bit báo data đã nhận hay chưa, =1 là đã nhận, =0 là chưa nhận
hoặc nhận chưa xong
- TC: cờ báo đã nhận data hoặc data vừa mới truyền xong
3.2 USART_DR-Data register:

Thanh ghi này chứa data nhận và data truyền gồm 9bit. Và n phụ thuộc
vào trạng thái truyền hoặc nhận sẽ quyết định đó là data truyền hoặc data
nhận.

3.3 USART_BRR-Baud rate register:

Thanh ghi này chứa giá trị tốc độ baudrate được cài đặt. DIVMantissa
[11:0] là thành phần trước dấu”,” và DIV_Freaction [3:0] là thành phần
sau dấu phẩy của tốc độ baud được quy đổi theo bảng sau:


20

3.4 USART_CRx-control register:

- UE: bit cho phép UART hoạt động.
- M: độ dài của data là 8 hay 9bit
- WAKE: phương pháp đáng thức UART là Idle line hoặc Address Mask
- PCE: cho phép hoặc không cho phép parity
- PS: chọn loại parity chẵn hoặc lẻ
- PEIE: cho phép ngắt PE hay không ngắt
- TXEIE: cho phép ngắt truyền hay không
- TCIE: cho phép ngắt khi truyền/nhận xong hay không
- RXNEIE: cho phép ngắt nhận hay không
- TE : cho phép truyền hay không


21

- RE : cho phép nhận hay không
- RWU : cho phép thức tỉnh hay không khi nhận được data từ bên ngoài
3.5 USART_GTPR – Guard time and prescaler register:

Thanh ghi này chúng ta chỉ quan tâm đến PSI [7:0] là những bit cho

phép bộ chia clock trong UART từ clock hệ thống để từ đó chia tốc độ
baud cho hợp lý.

2.3 Các thiết bị được sử dụng.
1. Arduino Uno R3

Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc Arduino Uno R3

a. Cấu tạo

Arduino Uno được xây dựng với phân nhân là vi điều khiển
ATmega328P sử dụng thạch anh có chu kì dao động là 16 MHz. Với vi


22

điều khiển này, ta có tổng cộng 14 pin (ngõ) ra/vào được đánh số từ 0 tới
13 (trong đó có 6 pin PWM, được đánh dấu ~ trước mã số của pin). Song
song đó, ta có thêm 6 pin nhận tín hiệu analog được đánh kí hiệu từ A0 A5, 6 pin này cũng có thể sử dụng được như các pin ra / vào bình thường
(như pin 0 - 13). Ở các pin được đề cập, pin 13 là pin đặc biệt vì nối trực
tiếp với LED trạng thái trên board.
Trên board còn có 1 nút reset, 1 ngõ kết nối với máy tính qua cổng USB
và 1 ngõ cấp nguồn sử dụng jack 2.1mm lấy năng lượng trực tiếp từ ACDC adapter hay thông qua ắc-quy nguồn.
b. Thông số kỹ thuật:

Vi điều khiển

ATmega328P

Điện áp hoạt động

5V

Điện áp vào khuyên dùng

7-12V

Điện áp vào giới hạn

6-20V

Digital I/O pin

14 (trong đó 6 pin có khả năng băm xung)

PWM Digital I/O Pins

6

Analog Input Pins

6


23

Cường độ dòng điện trên mỗi I/O pin

20 mA

Cường độ dòng điện trên mỗi 3.3V pin

50 mA

Flash Memory

32 KB (ATmega328P)

0.5 KB được sử dụng bởi bootload

SRAM

2 KB (ATmega328P)

EEPROM

1 KB (ATmega328P)

Tốc độ

16 MHz

Chiều dài

68.6 mm

Chiều rộng

53.4 mm

Trọng lượng

25

3. Chức năng của Arduino uno
•

Bo mạch Arduino sử dụng dòng vi xử lý 8-bit megaAVR của Atmel
với hai chip phổ biến nhất là ATmega328 và ATmega2560. Các dòng
vi xử lý này cho phép lập trình các ứng dụng điều khiển phức tạp do
được trang bị cấu hình mạnh với các loại bộ nhớ ROM, RAM và


24

Flash, các ngõ vào ra digital I/O trong đó có nhiều ngõ có khả năng
xuất tín hiệu PWM, các ngõ đọc tín hiệu analog và các chuẩn giao
tiếp đa dạng như UART, SPI, TWI (I2C).
Một hệ thống Arduino có thể cung cấp cho bạn rất nhiều sự tương tác với
môi trường xung quanh với:
•

Hệ thống cảm biến đa dạng về chủng loại (đo đạc nhiệt độ, độ ẩm,
gia tốc, vận tốc, cường độ ánh sáng, màu sắc vật thể, lưu lượng nước,
phát hiện chuyển động, phát hiện kim loại, khí độc…).

•

Các thiết bị hiển thị (màn hình LCD, đèn LED …).

•

Các module chức năng (shield) hỗ trợ kêt nối có dây với các thiết bị
khác hoặc các kết nối không dây thông dụng (3G, GPRS, Wifi,
Bluetooth, 315/433Mhz, 2.4Ghz…).

•

Định vị GPS, nhắn tin SMS…và nhiều thứ thú vị khác

Khi làm việc với Arduino board, một số thuật ngữ sau cần được lưu ý:
•

Flash Memory: bộ nhớ có thể ghi được, dữ liệu không bị mất ngay cả
khi tắt điện. Về vai trò, ta có thể hình dung bộ nhớ này như ổ cứng để
chứa dữ liệu trên board. Chương trình được viết cho Arduino sẽ được
lưu ở đây. Kích thước của vùng nhớ này thông thường dựa vào vi
điều khiển được sử dụng, ví dụ như ATmega8 có 8KB flash memory.
Loại bộ nhớ này có thể chịu được khoảng 10,000 lần ghi / xoá

•

RAM: tương tự như RAM của máy tính, sẽ bị mất dữ liệu khi ngắt
điện nhưng bù lại tốc độ đọc ghi xoá rất nhanh. Kích thước nhỏ hơn
Flash Memory nhiều lần

•

EEPROM: một dạng bộ nhớ tương tự như Flash Memory nhưng có
chu kì ghi / xoá cao hơn - khoảng 100,000 lần và có kích thước rất

25

nhỏ. Để đọc / ghi dữ liệu ta có thể dùng thư viện EEPROM của
Arduino.
Ngoài ra, board Arduino còn cung cấp cho ta các pin khác nhau như pin
cấp nguồn 3.3V, pin cấp nguồn 5V, pin GND...

2. NGUỒN XUNG 24V5A

Hình ảnh về nguồn xung 24V-5A

a. Khái niệm

. Nguồn xung là bộ nguồn có tác dụng biến đổi từ nguồn điện xoay
chiều sang nguồn điện một chiều bằng chế độ dao động xung tạo bằng
mạch điện tử kết hợp với một biến áp xung
. Ưu điểm nguồn xung: Với thiết kế đơn giản và nhiều công dụng hữu
ích, nguồn xung có ưu điểm là gọn nhẹ. Đồng thời, giá thành của nguồn
xung cũng tương đối rẻ. Loại nguồn này còn có thể tích hợp được với
các thiết bị nhỏ gọn và cho hiệu suất cao.