Thiết kế mạch đo nhiệt độ, độ ẩm gửi kết quả đo ra màn hình máy tính và LCD

BÁO CÁO
MÔN HỌC ĐỒ ÁN I
Đề tài: Thiết kế mạch đo nhiệt độ, độ ẩm gửi kết quả đo ra màn hình máy tính và LCD

GVHD : Ths. Lê Thị Thanh Hà

1


01

Đặt vấn đề


ĐẶT VẤN ĐỀ
Ứng dụng hàng ngày



Nhu cầu theo dõi nhiệt độ và độ ẩm ngày càng trở nên phổ biến.



Sử dụng trong sản xuất trong chế biến nông nghiệp



Theo dõi môi trường, chế độ làm việc của một số các dây chuyền, thiết bị có yêu cầu cao



Hiển thị và thực thi điều khiển: quạt gió, máy sấy, điều hịa,… hay báo động

Vấn đề đặt ra




Trong các đại lượng vật lý thì nhiệt độ và độ ẩm được quan tâm nhiều nhất.
Trong công nghiệp sản xuất ,lĩnh vực đo lương quá trình đo và xử lý nhiệt độ, độ ẩm rất
quan trọng.

Mục tiêu





Thiết kế mạch đo và xử lý nhiệt độ , độ ẩm.
Tạo động lực và cảm hứng cho sinh viên tìm tịi và nghiên cứu.
Thấy được tầm quan trọng của tự động hóa.

Yêu cầu thiết kế



Mạch đo nhiệt độ và độ ẩm cho kết quả trên màn hình LCD



Lưu giữ liệu lên máy tính.



Lưu trữ và hiển thị lên web server


02

Tổng quan đề tài


TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

• 1.Giới thiệu hệ thống đo

CHUYỂN ĐỔI

MẠCH ĐO

HIỂN THỊ


TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

• 1.Giới thiệu hệ thống đo

+Nhận trực tiếp các đại lượng đo
CHUYỂN ĐỔI

+Gửi kết quả đo được đến mạch đo

TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

• 1.Giới thiệu hệ thống đo

MẠCH ĐO

+Tính tốn quy đổi tín hiệu phụ hợp với bộ chỉ thị


TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

• 1.Giới thiệu hệ thống đo

+Biến đổi tín hiệu điện nhận được từ mạch đo để thể hiện
HIỂN THỊ

kết quả đo.


TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

•2.Phương pháp đo nhiệt độ

ĐO ?


TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
•2.Phương pháp đo nhiệt độ

Chỉ có thể đo gián tiếp trên cơ sở tính chất
của vật phụ thuộc nhiệt độ


TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Phương pháp đo
Đo tiếp xúc

Đo không tiếp xúc

Dải nhiệt độ thấp và trung bình

Dải nhiệt độ cao

Lắp đặt trực tiếp ngay trong mơi trường đo

Lắp đắt ngồi môi trường đo

+ Nhiệt điện trở

+ Cảm biến quang

+ Cặp nhiệt ngẫu

+ Hỏa quang kế phát xạ

+ Bán dẫn

+ Hỏa quang kế cường độ sáng

Dải đo

Thiết kế

Thiết bị

+ Hỏa quang kế màu sắc


TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

Độ ẩm


TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

Sức khỏe con

Hàng hóa,vật dụng

người

Sinh hoạt

Máy móc

Độ ẩm

Sinh vật

Học tập


TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

•3.Phương pháp đo độ ẩm
Sấy khơ

Chưng cất kín với một dung mơi hữu cơ

PHƯƠNG PHÁP ĐO

Karl Fischer

Đo độ ẩm bằng cảm biến

Sử dụng khúc xạ kế


03

Lựa chọn thiết bị phần cứng


LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHẦN CỨNG

• 1.Sơ đồ tổng quan đề tài :
Khối cảm biến nhiệt độ,
độ ẩm

Khối cảm biến nhiệt độ, độ ẩm

Đo độ ẩm và nhiệt độ sau đó đưa vào vi điều khiển

Vi điều khiển

Vi điều khiển

Đọc giá trị nhiệt độ từ cảm biến xử lý thông tin để
đưa ra khối hiển thị.

Khối hiển thị

Khối hiển thị

Hiển thị độ ẩm và nhiệt ra LCD và trên máy tinh cá nhân


LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHẦN CỨNG

• 2.Khối cảm biến
*)Cảm biến đo nhiệt độ, độ âm DHT11


LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHẦN CỨNG

Nguồn: từ 3-5 VDC

01

Đo tốt ở nhiệt độ 0º to 50ºC với sai số ± 2%

04

DHT11
Dòng : 2.5mA(max)

02

05

Tần số lấy mẫu tối đa 1Hz
1 lần )

Đo tốt ở độ ẩm 20 to 70% RH với
sai số 5%

03

06

Kích thước 15mm*12mm*5.5mm

(1 giây


LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHẦN CỨNG

• *)Nguyên lý hoạt động của DHT11

+ Nhận tín hiệu từ 8051(Request)
+DHT11 Gửi tín hiệu phản hồi(Response)

+Thực hiện qua trình truyền 40 bit dữ liệu
*Nó sẽ dựa vào thời gian để xác định truyền ra bit 0 hoặc là bit 1


LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHẦN CỨNG

• 3.Vi điều khiển 8051 (AT89C52)
*)Sơ đồ chân


LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHẦN CỨNG

*)Cấu trúc bên trong của AT89C52


LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHẦN CỨNG
*) Hoạt động định thời của AT89C52
-AT89C52 có 3 bộ định thời 16 bit :

Timer0 và Timer1

-Ta xét các thanh ghi của Timer0 và Timer1 :

4 chế độ hoạt động

Timer2

3 chế độ hoạt động


LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHẦN CỨNG
-Các thành ghi của Timer 0 và Timer 1 :
+Thanh ghi Tmod
• Thanh

ghi TMOD có 2 nhóm 4 bit dùng để đặt chế độ làm việc cho Timer 0 và Timer 1

Bit

Kí hiệu

Chức năng

7

GATE1

Bit điều khiển cổng

6

C/#T1

Bit chọn chức năng

5

M1

Bit chọn chế độ thứ nhất

4

M0

Bit chọn chế độ thứ hai

3

GATE0

Bit điều khiển cổng (cho bộ định thời 0)

2

C/#T0

Bit chọn chức năng

1

M1

Bit chọn chế độ thứ nhất (cho bộ định thời 0)

0

M0

Bít chọn chế độ thứ hai(cho bộ định thời 0)


LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHẦN CỨNG
•

)Các chế độ định thời của Timer 0 và Timer 1

M1

M0

Chế độ

Chức năng

0

0

0

Chế độ định thời 13 bit

0

1

1

Chế độ định thời 16 bit

1

0

2

Chế độ tự nạp lại 8 bit.

1

1

3

Chế độ tách timer


LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHẦN CỨNG
+Thanh ghi TCON :

• Thanh

ghi TCON chứa các bit trạng thái và các bit điều khiển cho Timer 0 và Timer 1

Bit

Kí hiệu

Chức năng

TCON.7

TF1

Cờ tràn của bộ định thời

TCON.6

TR1

Bit điều khiển hoạt động của bộ định thời

TCON.5

TF0

Cờ tràn bộ định thời 0

TCON.4

TR0

Bit điều khiển hoạt động của bộ định thời

TCON.3

IE1

Cờ ngắt bên ngồi (kích khởi cạnh)

TCON.2

IT1

Cờ ngắt bên ngồi (kích khởi cạnh hoặc mức )

TCON.1

IE0

Cờ ngắt bên ngồi 0 (kích khởi cạnh)

TCON.0

IT1

Cờ ngắt bên ngồi 0 (kích khởi cạnh hoặc mức )