ĐỒ án học PHẦN cơ điện tử 1 điều KHIỂN lưu LƯỢNG nước TRONG máy CHIẾT rót

ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ CƠ KHÍ
BỘ MƠN CƠ ĐIỆN TỬ
---------------o0o---------------

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CƠ ĐIỆN TỬ 1

ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG NƯỚC
TRONG MÁY CHIẾT RĨT

GVHD:

Nguyễn Lê Thái

SVTH:

Quảng Thục Hằng

MSSV:

2025181024

TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2020


ĐẠI HỌC CNTP TP.HỒ CHÍ MINH
CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc.
-----✩---------✩----Khoa: CN CƠ KHÍ
Bộ Mơn: Cơ Điện Tử

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CƠ ĐIỆN TỬ 1
HỌ VÀ TÊN: QUẢNG THỤC HẰNG
MSSV: 2025181024
2. NGÀNH:
CƠ ĐIỆN TỬ
LỚP : 09DHCDT2
3. Đề tài: Điều khiển lưu lượng nước trong máy chiết rót
4. Nhiệm vụ (Yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):
i. Tìm hiểu cảm biến đo lưu lượng.
ii. Tìm hiểu vi điều khiển AVR.
iii. Thiết kế mạch điều khiển.
iv. Chế tạo mơ hình và điều chỉnh các thông số để hệ thống đạt độ chính xác
cao. .......................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
.......
5. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: ...............................
6. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: ...................................
7. Họ và tên người hướng dẫn:
Phần hướng dẫn
.................................................................
.....................................
.................................................................
.....................................
Nội dung và yêu cầu ĐAHP đã được thông qua Bộ Môn.
1.

Tp.HCM, ngày…... tháng….. năm 20
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN:
Người duyệt (chấm sơ bộ):.......................
Đơn vị:......................................................
Ngày bảo vệ : ...........................................
Điểm tổng kết: .........................................
Nơi lưu trữ: ...............................

NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................

........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................


[Type the document title]

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án cơ điện tử 1 này, em đã nhận
được rất nhiều sự hướng dẫn quý báu của các thầy, các cơ. Với lịng kính trọng và biết
ơn sâu sắc em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
Ban giám hiệu trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm Thành phố Hồ Chí
Minh và các thầy cơ trong khoa Cơng nghệ Cơ khí đã dạy bảo và tạo mỗi điều kiện
thuận lợi giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Lê Thái đã ln quan tâm và nhiệt
tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đồ án.
Đồ án môn học 1 là đồ án đầu tiên trong chương trình học của chúng em, nên
đây là đồ án rất quan trọng là nền tảng để chúng em thực hiện những đồ án sau này.
Với ước mong học hỏi, em rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô giáo

chỉ bảo, hướng dẫn thêm để em rút kinh nghiệm cho những đồ án tiếp theo được tốt
hơn.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ của q thầy, cơ
trong q trình thực hiện đồ án để em hoàn thành đồ án này và mong được sự giúp đỡ
của các thầy, cô trong các đồ án sau.
Xin chân thành cảm ơn!

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng 12 năm 2020

.

Sinh viên thực hiện

i


[Type the document title]
Quảng Thục Hằng

ii


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Lê Thái

TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Hiện nay, q trình tự động hóa trong cơng nghiệp là hết sức quan trọng đối với
sự phát triển của mỗi quốc gia. Trong đó, sự phát triển của kỹ thuật tự động hóa đã tạo
ra hàng loạt những thiết bị với các đặc điểm nổi bật như sự chính xác ,bảo mật cao, tốc

độ nhanh, gọn nhẹ là những yếu tố rất cần thiết cho sự tiện lợi cho cuộc sống.
Ý tưởng đề tài xuất phát từ bài toán thực tế. Một thiết bị có thể điều khiển lưu
lượng nước trong hệ thống chiết rót.
Đề tài “Thiết kế mạch điều khiển lưu lượng nước trong máy chiết rót, hiển
thị lên LCD” là sự kết hợp nhiều linh kiện điện tử cơ bản cũng như sử dụng phần tử vi
điều khiển trong chương trình giảng dạy, là sự tổng hợp kiến thức từ các môn cơ sở
ngành và kỹ năng thực hành trong môn Vi Điều Khiển.
Bộ mạch được điều khiển bởi AVR mà cụ thể là ATMega 2560 bằng ngôn ngữ
lập trình C/C++ với vai trị điều khiển và nhập xuất dữ liệu từ các thiết bị giao tiếp với
nó, điển hình là cảm biến lưu lượng YF-S201 được giao tiếp với AVR và xuất dữ liệu
lưu lượng đo được đến LCD. Ngồi ra, bộ mạch cịn sử dụng các nút nhấn để điều
chỉnh lưu lượng cần chiết rót. Sau khi cảm biến đạt đến lưu lượng cài đặt thì vi điều
khiển sẽ kích relay làm cho van điện từ đóng lại.


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Lê Thái

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1.

GIỚI THIỆU....................................................................................7

1.1

Tổng quan..................................................................................................................7

1.2

Nhiệm vụ đồ án (khóa luận)......................................................................................7

CHƯƠNG 2.
2.1

LÝ THUYẾT....................................................................................8

Tổng quan về AVR....................................................................................................8

2.1.1

AVR là gì?.............................................................................................................8

2.1.2

Phân loại................................................................................................................8

2.1.3

Kiến trúc vi điều khiển..........................................................................................9

2.1.4

So sánh PIC và AVR...........................................................................................10

2.2

Phần mềm lập trình AVR........................................................................................11

2.2.1

Giới thiệu mikroC PRO for AVR........................................................................11

2.2.2

Đặc điểm và tính năng của mikroC PRO for AVR.............................................11

2.2.3

Khái niệm về Arduino IDE.................................................................................12

2.3

Giới thiệu về linh kiện sử dụng...............................................................................13

2.3.1

Giới thiệu về bo mạch Arduino Mega 2560 Pro (Embed).................................13

2.3.2

Cảm biến lưu lượng YF-S201:............................................................................17

2.3.3

Động Cơ DC Bơm Nước Water Pump P385 12VDC.........................................18

2.3.4

Van điện từ..........................................................................................................19

2.3.5

Mạch 2 Relay Opto.............................................................................................21

2.3.6

.Ma trận bàn phím 4x4:.......................................................................................22

2.3.7

Màn hình LCD1602............................................................................................23

2.3.8

Mạch chuyển đổi giao tiếp I2C:..........................................................................26

CHƯƠNG 3.

THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN PHẦN CỨNG...............................27

3.1

Sơ đồ khối chức năng..............................................................................................27

3.2

Tìm hiểu và chuẩn bị linh kiện................................................................................28

3.3

Thiết kế phần cứng..................................................................................................29

3.3.1.

Khối nguồn..........................................................................................................29


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Lê Thái

3.3.2.

Khối đầu vào.......................................................................................................30

3.3.3.

Khối hiển thị........................................................................................................31

3.3.4.

Khối đầu ra..........................................................................................................32

CHƯƠNG 4.

THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN PHẦN MỀM.................................33

4.1

Lưu đồ thuật tốn.....................................................................................................33

4.2

Phần mềm viết chương trình điều khiển là Arduino IDE........................................35

CHƯƠNG 5.

KẾT QUẢ THỰC HIỆN................................................................43

5.1

Thi công lắp đặt.......................................................................................................43

5.2

Đo đạc thử nghiệm..................................................................................................44

CHƯƠNG 6.

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.....................................45

6.1

Kết luận....................................................................................................................45

6.2

Hướng phát triển......................................................................................................45

TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................46


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Lê Thái

DANH SÁCH HÌNH MINH HỌA
Hình 2.1 Vi điều khiển AVR............................................................................................................................ 8
Hình 2.2 Phần mềm lập trình mikroC for AVR............................................................................................... 11
Hình 2.3 Phần mềm lập trình Arduino IDE.................................................................................................... 12
Hình 2.4 Aruino ATMega 2560 pro (embed).................................................................................................. 13
Hình 2.5 Sơ đồ chân của bo mạch Arduino Atmega 2560 pro......................................................................15
Hình 2.6 Sơ đồ chân Arduino Atmega 2560 pro............................................................................................16
Hình 2.7Cảm biến lưu lượng ỲF-S201........................................................................................................... 17
Hình 2.8 Nguyên lý hoạt động của cảm biến lưu lượng.................................................................................18
Hình 2.9 Động Cơ DC Bơm Nước Water Pump P385.....................................................................................18
Hình 2.10 Van điện từ.................................................................................................................................. 20
Hình 2.11 Nguyên lý hoạt động của van điện từ........................................................................................... 20
Hình 2.12 Mạch 2 Relay Opto....................................................................................................................... 21
Hình 2.13 Nguyên lý hoạt động của mạch relay............................................................................................22
Hình 2.14 Ma trận bàn phím 4x4.................................................................................................................. 22
Hình 2.15 Sơ đồ kết nối bàn phím 4x4.......................................................................................................... 23
Hình 2.16 Sơ đồ LCD 1602............................................................................................................................ 24
Hình 2.17 Mạch chuyển đổi giao tiếp I2C...................................................................................................... 26
Hình 3.1 Nguồn adapter ngõ ra 12V.............................................................................................................. 29
Hình 3.2 Mạch hạ áp từ 12V sang 5V............................................................................................................ 29
Hình 3.3 Sơ đồ kết nối giữa vi điều khiển và cảm biến lưu lượng..................................................................30
Hình 3.4 Sơ đồ kết nối giữa vi điều khiển và bàn phím.................................................................................30
Hình 3.5 Sơ đồ kết nối chân giữa I2C và Arduino.......................................................................................... 31

Hình 3.6 Sơ đồ kết nối giữa I2C và LCD 1602.................................................................................................31
Hình 4.1 Lưu đồ thuật tốn.......................................................................................................................... 33
Hình 4.2 Lưu đồ thuật tốn Autoset............................................................................................................. 34
Hình 4.3 Lưu đồ thuật tốn vandientu......................................................................................................... 35
Hình 5.1 Mơ hình sau khi thi cơng................................................................................................................ 43
Hình 5.2 Sơ đồ mạch mơ phỏng proteus....................................................................................................... 43


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Lê Thái

DANH SÁCH BẢNG SỐ LIỆU
Bảng 2.1 So sánh AVR và PIC........................................................................................................................ 10
Bảng 2.2 Chức năng từng chân của LCD 16x2................................................................................................25
Bảng 3.1 Các linh kiện cần thiết.................................................................................................................... 28
Bảng 3.2 Sơ đồ kết nối chân của khối đầu ra................................................................................................ 32
Bảng 5.1 Bảng thực nghiệm......................................................................................................................... 44


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Lê Thái

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU
1.1 Tổng quan
Trong công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng, cụ thể là các mặt hàng ở thể lỏng, việc
chiết rót đúng dung tích là vấn đề đáng quan tâm. Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ
chính xác của lưu lượng đo được như công nghệ sản xuất, độ chính xác của cảm biến,....
Do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng cơng nghiệp tự động hóa một cách có hiệu quả

nhằm góp phần vào sự phát triển nền kỹ thuật.
1.2 Nhiệm vụ đồ án (khóa luận)
Việc tự động hóa trong chiết rót nhằm tăng độ chính xác của lưu lượng cũng như
hạn chế tối đa việc chất lỏng tiếp xúc với môi trường không đảm bảo tiêu chuẩn.
Do điều kiện về thời gian và kiến thức còn hạn chế nên đề tài chỉ dừng lại ở mức
nghiên cứu, thiết kế mạch và mơ phỏng bằng mơ hình. Quá trình thực hiện đồ Điều khiển
lưu lượng nước trong máy chiết rót :
Nội dung 1: Tìm hiểu các tài liệu liên quan đến đề tài và rồi đưa ra các giải pháp tối
tưu nhất cho việc thiết kế chế tạo sản phẩm.
Nội dung 2: Nắm được cấu trúc phần cứng của mạch.
Nội dung 3:Tìm hiểu nguyên lý làm việc của mạch điều khiển.
Nội dung 4:Thiết kế vẽ sơ đồ khối và sơ đồ thuật tốn.
Nội dung 5: Tìm hiểu về vi điều khiển Atmega 2560 pro
Nội dung 6: Tìm hiểu phương pháp và lập trình Arduino cho Atmega 2560 pro.
Nội dung 7: Mua linh kiện và thiết kế phần cứng.
Nội dung 8: Tiến hành hoàn thành sản phẩm và kiểm tra.


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Lê Thái

CHƯƠNG 2.

LÝ THUYẾT

2.1 Tổng quan về AVR
2.1.1 AVR là gì?
Bộ điều khiển AVR được phát triển được phát triển vào năm 1966 bởi Tập đoàn
Atmel. Thiết kế cấu trúc của AVR được phát triển bởi Alf-Egil Bogen và Vegard Wollan

RISC, còn được gọi là Advanced Virtual RISC. AT90S8515 là bộ điều khiển ban đầu dựa
trên kiến trúc AVR, mặc dù bộ điều khiển đầu tiên tung ra thị trường thương mại là
AT90S1200 trong năm 1977
2.1.2 Phân loại.
Vi điều khiển AVR có sẵn trong 3 loại:
TinyAVR: Bộ nhớ ít hơn, kích thước
nhỏ hơn, phù hợp cho các ứng dụng đơn giản.
MegaAVR: Đây là những thiết bị phổ
biến chủ yếu có dung lượng bộ nhớ tốt (lên
tới 256KB), số lượng thiết bị ngoại vi sẵn có
cao và thích hợp cho các ứng dụng từ đơn
giản đến phức tạp.
XmegaAVR: Được sử dụng trong
thương mại cho các ứng dụng phức tạp, cần
bộ nhớ chương trình lớn và tốc độ
Hình 2.1 Vi điều khiển AVR.


Đồ án học phần
2.1.3

GVHD: Nguyễn Lê Thái
Kiến trúc vi điều khiển

AVR là họ vi điều khiển 8 bit theo công nghệ mới, với những tính năng rất mạnh
được tích hợp trong chip của hãng Atmel theo cơng nghệ RISC, nó mạnh ngang hàng với
các họ vi điều khiển 8 bit khác như PIC,Pisoc. Do ra đời muộn hơn nên họ vi điều khiển
AVR có nhiều tính năng mới đáp ứng tối đa nhu cầu của người sử dụng, so với họ 8051
89xx sẽ có độ ổn định, khả năng tích hợp, sự mềm dẻo trong việc lập trình và rất tiện lợi.
* Tính năng mới của họ AVR:

- Giao diện SPI đồng bộ.
- Các đường dẫn vào/ra (I/O) lập trình được.
- Giao tiếp I2C.
- Bộ biến đổi ADC 10 bit.
- Các kênh băm xung PWM.
- Các chế độ tiết kiệm năng lượng như sleep, stand by..vv.
- Một bộ định thời Watchdog.
- 3 bộ Timer/Counter 8 bit.
- 1 bộ Timer/Counter 16 bit.
- 1 bộ so sánh analog.
- Bộ nhớ EEPROM.
- Giao tiếp USART..vv.


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Lê Thái

2.1.4 So sánh PIC và AVR
PIC
Băng thông
Giao
thông

thức

AVR

8/16/32- bit

8/32-bit

truyền UART, USART, LIN, CAN, UART, USART, SPI, I2C,
Ethernet, SPI, I2S
CAN, USB, Ethernet

Tốc độ xử lý

4 chu kỳ/giờ

1 chu kỳ/giờ

Bộ nhớ

SRAM, FLASH

FLASH, SRAM, EEPROM

ISA

RISC

RISC

Cấu trúc bộ nhớ

Cấu trúc Harvard

Đã sửa đổi

Năng lượng tiêu thụ

Thấp

Thấp

Các dòng sản phẩm PIC16, PIC17, PIC18, PIC24, Tiny, Atmega, Xmega, các
khác
PIC32
loại AVR đặc biệt
Nhà sản xuất

Microchip Average

Atmel

Giá thành

Trung bình

Trung bình

Sản phẩm phổ biến

PIC18FXX8,
PIC32MXX

PIC16F88X, Atmega8/16/32, Arduino Kit

Bảng 2.1 So sánh AVR và PIC

Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Lê Thái

2.2 Phần mềm lập trình AVR
2.2.1 Giới thiệu mikroC PRO for AVR
MikroC PRO cho AVR là một trình biên dịch đầy đủ tính năng ANSI
C cho AVR thiết bị từ Atmel®. Tính năng mơi trường phong phú mà bạn có thể trải
nghiệm ngày hôm nay là kết quả của 15 năm làm việc chuyên dụng và sự tiến bộ vững
chắc. Số thư viện phần cứng và phần mềm ngày càng tăng, IDE trực quan, phần mềm
Visual TFT tích hợp, tài liệu chi tiết, hộp đầy đủ các cơng cụ bổ sung.

Hình 2.2 Phần mềm lập trình mikroC for AVR.

2.2.2 Đặc điểm và tính năng của mikroC PRO for AVR.
1200 CÁC NỘI DUNG B LNG T</s>: mikroC cung cấp một cơ chế duy nhất để
dễ dàng sử dụng các thư viện trong dự án của bạn, chỉ cần chọn các thư viện bạn cần và
họ sẽ ngay lập tức có sẵn trong mã của bạn. Không cần hàng chục # bao gồm các chỉ thị.
Bạn cũng có thể cài đặt và quản lý thư viện của bên thứ ba sử dụng trình quản lý gói và
trình quản lý thư viện của chúng tơi.


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Lê Thái

Đơn giản chỉ cần chọn các thư viện bạn cần cho dự án của bạn, bằng cách chọn
hộp. Hoặc nhấn nút "Check All" để bao gồm tất cả.

Với hơn 1200 chức năng thư viện, bạn sẽ tiết kiệm thời gian, công sức và bạn sẽ
viết mã tốt hơn.
- 109 ví dụ: Mỗi thư viện duy nhất trong trình biên dịch của chúng ta đều được
bao phủ bởi một ví dụ làm việc. Hơn 109 ví dụ làm việc đã sẵn sàng, để giúp bạn hiểu
cách thức hoạt động của thư viện hoặc đưa ra các đoạn mã hữu ích cho dự án của bạn.
- 207 MCU hỗ trợ: Các mikroC PRO cho AVR hiện đang hỗ trợ 207 AVR và
chúng tôi liên tục bổ sung thêm những tính năng mới.
2.2.3 Khái niệm về Arduino IDE
Hiểu một cách đơn giản, Arduino IDE là 1 phần mềm giúp chúng ta nạp code đã
viết vào board mạch và thực thi ứng dụng. Arduino IDE là chữ viết tắt của Arduino
Integrated Development Environment, một cơng cụ lập trình với các board mạch
Arduino. Nó bao gồm các phần chính là Editor (trình soạn thảo văn bản, dùng để viết
code), Debugger (công cụ giúp tìm kiếm và sửa lỗi phát sinh khi build chương trình),
Compiler hoặc interpreter (cơng cụ giúp biên dịch code thành ngơn ngữ mà vi điều khiển
có thể hiểu được và thực thi code theo yêu cầu người dùng).

Hình 2.3 Phần mềm lập trình Arduino IDE


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Lê Thái

Arduino ide được viết bằng ngơn ngữ lập trình Java là ứng dụng đa nền tảng
(cross-platform). Ngơn ngữ code cho các chương trình của arduino là bằng C hoặc C++ .
Bản thân arduino ide đã được tích hợp một thư viện phầm mềm thường gọi là "wiring",
từ các chương trìn "wiring" gốc sẽ giúp bạn thực hiện thao tác code dễ dàng hơn. Một
chương trình chạy trong arduino được gọi là một sketch, chương trình được định dạng
dưới dạng *.ino .
Hiện nay, ngồi các board thuộc họ Arduino, thì Arduino IDE cịn hỗ trợ lập trình

với nhiều dịng vi điều khiển khác như ESP, ARM, PIC, …
2.3 Giới thiệu về linh kiện sử dụng
2.3.1 Giới thiệu về bo mạch Arduino Mega 2560 Pro (Embed)
Arduino Mega 2560 Pro (Embed) là phiên bản thu nhỏ của Arduino Mega 2560, vì
cùng sử dụng chung vi điều khiển trung tâm ATmega2560-16AU, thạch anh 16Mhz và
bootloader nên mạch có chức năng, số chân GPIO và cách sử dụng tương tự như Arduino
Mega 2560, mạch thích hợp cho các dự án sử dụng Arduino Mega 2560 nhưng cần độ
nhỏ gọn, tiện lợi, mạch có chất lượng gia cơng tốt, độ bền và độ ổn định cao.

Hình 2.4 Aruino ATMega 2560 pro (embed)


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Lê Thái

Thông số kỹ thuật:


Arduino Mega 2560 Pro (Embed)



IC nạp và giao tiếp UART CH340G tương thích với tất cả các hệ điều hành
Windows, Mac, Linux,..



Vi điều khiển chính: ATmega2560



Tốc độ thạch anh: 16Mhz



Nguồn ni mạch:



o

5VDC từ cổng Micro USB.

o

Nguồn ngoài từ chân Vin từ 6~9VDC.

Dòng đầu ra chân 5VDC khi cấp nguồn từ:
o

Cổng USB: 500mA

o

Chân Vin: 800mA



Tích hợp IC chuyển nguồn 3.3VDC 800mA.



Số chân Digital: 54 (hỗ trợ 15 chân PWM)



Số chân Analog: 16



Dòng ra tối đa trên GPIO: 20mA



Dung lượng bộ nhớ Flash: 256 KB, 8 KB used by bootloader.



SRAM: 8 KB



EEPROM: 4 KB



Kích thước: 38 x 55mm

Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Lê Thái

Sơ đồ chân của bo mạch Arduino Atmega 2560 pro:

Hình 2.5 Sơ đồ chân của bo mạch Arduino Atmega 2560 pro


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Lê Thái

2.3.2 Cảm biến lưu lượng YF-S201:
Cảm biến lưu lượng nước là cảm biến lưu lượng nước thường dùng trong các máy
bơm nước hồ cá, máy bơm mini, máy nước nóng.v.v.... Cảm biến hoạt động dựa tên cánh
quạt nước và cảm biến Hall bên trong, khi nước chảy qua làm quạt nước quay ==> cảm
biến Hall ==> xung vng ( từ NPN).

Hình 2.7Cảm biến lưu lượng ỲF-S201
Công thức lưu lượng :


Q = F / 7.5



F : tần số ( Hz)



Q: lưu lượng : (L/min)



7.5 : hằng số

Thơng số kỹ thuật :


Nguồn : 5 - 24V



Dịng tiêu thụ  : < 10mA.



Chịu áp lực đến : 1.75Mpa



Lưu lượng đo : 1 - 30 (L/min)



Nhiệt độ hoạt động : < 120 độ C



Độ ẩm : 35% - 90% RH



Kích thước : 61 x 36


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Lê Thái

Hình 2.8 Nguyên lý hoạt động của cảm biến lưu lượng
Nguyên lý hoạt động:
Cảm biến lưu lượng nước bao gồm một van nhựa mà nước có thể đi qua. Một rơto
nước cùng với một cảm biến hiệu ứng Hall chỉ định chiều hướng và đo lưu lượng nước.
Khi chảy qua van, nước làm quay rôto. Bằng cách này, chúng ta có thể quan sát sự thay
đổi trong tốc độ của động cơ. Sự thay đổi này được tính là đầu ra dưới dạng tín hiệu xung
bởi cảm biến hiệu ứng Hall từ đó chúng ta có thể đo tốc độ dòng chảy.
2.3.3 Động Cơ DC Bơm Nước Water Pump P385 12VDC
Động cơ DC bơm nước Water Pump P385 12VDC có kích thước nhỏ gọn, áp lực
mạnh, được sử dụng để bơm nước, dung dịch với khả năng bơm tối đa lên đến 1~2L/1
phút, thích hợp với các thiết kế sử dụng máy bơm nhỏ: bơm hồ cá, tưới nước cho cây,
gắn với đầu phun để làm máy rửa tay hoặc các ứng dụng phun, xịt,...,

Hình 2.9 Động Cơ DC Bơm Nước Water Pump P385


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Lê Thái

Thông số kỹ thuật:


Điện áp làm việc: 12VDC



Dịng khơng tải: 0,23A



Lưu lượng : 2-3 lít / phút (12V)



Áp suất đầu ra: 1-2,5 kg



Độ sâu hút đạt được: 1-2,5 mét



Tuổi thọ làm việc bình thường: 2-3 năm



Đường kính đầu vào và đầu ra: đường kính ngồi 8mm



Chiều dài động cơ: 32mm



Đường kính động cơ: 28mm



Chiều dài bơm: 36mm



Tổng chiều dài: 69mm



Bơm đường kính: 35mm – 40mm



Trọng lượng lượng: 111g
2.3.4 Van điện từ
Van điện từ Solenoid Valve 10mm 12VDC được sử dụng để đóng ngắt dung dịch

bằng điện 12VDC, van có đường kính ống nhỏ 10mm thích hợp để đóng ngắt các thể tích
nhỏ, chính xác, sử dụng cho các máy pha chế, chiết rót rượu, coffee,..., van là dạng
thường đóng , khi chưa có điện vào cuộn dây thì van khố , khi có điện van mở.
Thơng số kỹ thuật:



Chất liệu: nhựa ABS



Điện áp hoạt động: 12VDC



Loại thường đóng.



Tiết diện ống vào ra: 10mm.


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Lê Thái

Hình 2.10 Van điện từ
Nguyên lý hoạt động của van điện từ.

Hình 2.11 Nguyên lý hoạt động của van điện từ
Bên trong mỗi chiếc van đều có 1 cuộn lõi dây điện quấn quanh 1 lõi sắt và 1 lò xo
nén giữ lõi sắt này. Mặt khác, chiếc lõi sắt được giữ dưới lớp gioăng cao su.
Khi khơng có dịng điện chạy qua => Lò xo giãn ép vào lõi sắt để đẩy cửa van
đóng.
Khi có dịng điện chạy qua cuộn lõi dây, cuộn dây bị nhiễm từ => Sinh ra từ

trường để tạo thành lực hút lõi sắt, lực từ trường đủ lớn để thắng làm giãn lò xo => Cửa
van sẽ mở.


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Lê Thái

2.3.5 Mạch 2 Relay Opto
Mạch 2 Relay Opto chọn mức kích High/Low 5VDC được sử dụng để bật, tắt
thiết bị AC/DC qua Relay, mạch có thể tùy chọn kích bằng mức cao hoặc thấp
(High/Low) qua Jumper, ngồi ra mạch cịn bổ sung thêm Opto cách ly cho độ an toàn
và chống nhiễu vượt trội (một số mạch trên thị trường khơng có Opto), thích hợp với
các ứng dụng bật tắt, điều khiển thiết bị qua Relay.

Hình 2.12 Mạch 2 Relay Opto

Thơng số kỹ thuật:


Điện áp sử dụng: 5VDC



Dịng tiêu thụ: khoảng 200mA /1Relay



Tín hiệu kích: Tùy chọn mức cao High (5/12/24VDC theo loại Relay) hoặc thấp Low
(0VDC) qua Jumper.



Tiếp điểm đóng ngắt Relay trên mạch: Max 250VAC-10A hoặc 30VDC-10A (Để an
toàn nên dùng cho tải có cơng suất <100W).



Kích thước: 52 (L) x 41(W) x19 (H) mm.

Nguyên lý hoạt động
Khi cấp điện cho chân SIGNAL , đèn trong opto sẽ sáng từ đó sẽ có dịng điện
chạy từ chân C qua chân E của opto. Chân E của opto được nối với chân B của C1815.


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Lê Thái

Chân B của transistor C1815 được kích sẽ có dịng điện đi từ chân C qua chân E của
transistor, từ đó làm thay đổi trạng thái của relay

2.3.6 .Ma trận bàn phím 4x4:
Module bàn phím ma trận 4×4 gồm có 16 nút bấm được sắp xếp theo ma trận 4
hàng, 4 cột. Các nút bấm trong cùng một hàng và một cột được nối với nhau, vì vậy bàn
phím matrix 4×4 sẽ có tổng cộng 8 ngõ ra.
Thơng số kỹ thuật:


Độ dài cáp: 88mm.



Nhiệt độ hoạt động 0 ~ 70oC.



Đầu nối ra 8 chân.



Kích thước bàn phím 77 x 69 mm

Hình 2.14 Ma trận bàn phím 4x4

Hình 2.15 Sơ đồ kết nối bàn phím 4x4.