Thiết Kế và Chế Tạo Mô Hình Cảnh Báo Ngăn Chặn Tài Xế Sử Dụng Đồ Uống Có Cồn Khi Tham Gia Giao Thông

Mô hình cảnh báo ngăn chặn tài xế sử dụng đồ uống có cồn khi lái xe là một giải pháp quan trọng nhằm giảm… 62 trang · Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật · 2023.

• Tác giả: Ngô Đăng Hùng
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Duy Dưởng
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật
• Chuyên ngành: Khoa Điện – Điện Tử
• Đề tài: Mô Hình Cảnh Báo Ngăn Chặn Tài Xế Sử Dụng Đồ Uống Có Cồn Khi Lái Xe
• Loại tài liệu: Đồ án
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Đà Nẵng

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Lý do chọn đề tài
• 0.2. Nhu cầu sử dụng hệ thống báo cháy tự động
• 0.3. Mục tiêu của đề tài
• 0.4. Phạm vi ứng dụng
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
• 1.1. Tổng quan về các phương pháp đo nồng độ cồn
• 1.1.1. Phương pháp báo cháy qua cảm biến khói
• 1.1.2. Phương pháp báo cháy qua cảm biến nhiệt
• 1.1.2.1. Cảm biến nhiệt cố định
• 1.1.2.2. Cảm biến nhiệt độ tăng đột ngột
• 1.1.3. Phương pháp báo cháy qua camera hồng ngoại
• 1.1.4. Phương pháp báo cháy qua cảm biến khí gas
• 1.1.5. Phương pháp báo cháy qua cảm biến kết hợp
• 1.2. Tiêu chí đặt ra
• 1.3. Lựa chọn phương án thiết kế
• 1.4. Hệ thống đề xuất
• 1.4.1. Nguyên lý hoạt động
• 1.4.2. Mô hình phác thảo
• 1.4.3. Các linh kiện dùng trong đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN ARDUINO VÀ CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI
• 2.1. Tổng quan vi điều khiển
• 2.1.1. Vi điều khiển
• 2.1.2. Cấu trúc tổng quan của vi điều khiển
• 2.1.3. CPU (Vi xử lý)
• 2.1.4. Timer và counter
• 2.1.5. Memory
• 2.2. Giới thiệu về Arduino Mega 2560
• 2.3. Giới thiệu về phần mềm Arduino IDE
• 2.3.1. Phần mềm Arduino IDE là gì
• 2.3.2. Cổng com của Arduino IDE
• 2.3.3. Phần mềm Arduino IDE hoạt động như thế nào
• 2.3.4. Lý do lựa chọn sử dụng phần mềm Arduino IDE
• 2.4. Các thiết bị sử dụng trong đề tài
• 2.4.1. Cảm biến nồng độ cồn MQ-3
• 2.4.2. Module GPS Neo 6M
• 2.4.3. Còi chíp
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH
• 3.1. Sơ đồ khối hệ thống
• 3.2. Sơ đồ điều khiển và mạch động lực
• 3.3. Tính toán lựa chọn thiết bị
• 3.4. Sơ đồ tổng thể của hệ thống
• 3.5. Mô hình phần cứng
• 4. CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG
• 4.1. Chọn quy trình công nghệ cho hệ thống
• 4.2. Giới thiệu phần mềm mô phỏng và lập trình cho vi điều khiển
• KẾT LUẬN
• 0.1. Kết quả đạt được
• 0.2. Ưu điểm và nhược điểm
• 0.3. Hướng phát triển trong tương lai
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• Phụ lục 1. CHƯƠNG TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN ARDUINO

Tóm tắt

I. Tổng quan về mô hình cảnh báo ngăn chặn tài xế sử dụng đồ uống có cồn

Mô hình cảnh báo ngăn chặn tài xế sử dụng đồ uống có cồn khi lái xe là một giải pháp quan trọng nhằm giảm thiểu tai nạn giao thông. Theo thống kê, việc lái xe trong tình trạng say rượu là nguyên nhân chính dẫn đến nhiều vụ tai nạn nghiêm trọng. Hệ thống này không chỉ giúp cảnh báo tài xế mà còn nâng cao nhận thức về tác hại của rượu bia khi tham gia giao thông.

1.1. Tầm quan trọng của việc ngăn chặn lái xe khi say rượu

Việc ngăn chặn lái xe khi say rượu không chỉ bảo vệ tính mạng của tài xế mà còn của những người tham gia giao thông khác. Theo Tổ chức Y tế Thế giới, khoảng 30% số vụ tai nạn giao thông liên quan đến rượu bia.

1.2. Các phương pháp hiện có để phát hiện nồng độ cồn

Hiện nay, có nhiều phương pháp để phát hiện nồng độ cồn trong hơi thở của tài xế, bao gồm cảm biến điện hóa và cảm biến quang học. Những công nghệ này giúp xác định nhanh chóng tình trạng say rượu của tài xế.

II. Vấn đề và thách thức trong việc ngăn chặn lái xe say rượu

Mặc dù có nhiều biện pháp được áp dụng, nhưng việc ngăn chặn tài xế sử dụng đồ uống có cồn vẫn gặp nhiều thách thức. Một trong những vấn đề lớn nhất là sự thiếu ý thức của người lái xe về tác hại của rượu bia. Nhiều tài xế vẫn chủ quan và không nhận thức được mức độ nguy hiểm khi lái xe trong tình trạng say rượu.

2.1. Thiếu ý thức của tài xế về tác hại của rượu bia

Nhiều tài xế không nhận thức được rằng việc lái xe khi say rượu có thể dẫn đến tai nạn nghiêm trọng. Theo một nghiên cứu, khoảng 70% tài xế không biết rằng nồng độ cồn trong máu của họ đã vượt quá mức cho phép.

2.2. Khó khăn trong việc thực thi các quy định

Việc thực thi các quy định về ngăn chặn lái xe say rượu gặp nhiều khó khăn do thiếu thiết bị kiểm tra và nhân lực. Điều này dẫn đến việc nhiều tài xế vẫn có thể lái xe mà không bị phát hiện.

III. Phương pháp thiết kế mô hình cảnh báo hiệu quả

Mô hình cảnh báo ngăn chặn tài xế sử dụng đồ uống có cồn khi lái xe cần được thiết kế dựa trên các công nghệ hiện đại. Việc sử dụng cảm biến nồng độ cồn kết hợp với hệ thống cảnh báo âm thanh và ánh sáng sẽ giúp nâng cao hiệu quả của mô hình.

3.1. Sử dụng cảm biến nồng độ cồn MQ 3

Cảm biến MQ-3 là một trong những thiết bị phổ biến nhất để phát hiện nồng độ cồn trong hơi thở. Thiết bị này có khả năng phát hiện nồng độ cồn với độ chính xác cao và thời gian phản hồi nhanh.

3.2. Tích hợp hệ thống cảnh báo âm thanh và ánh sáng

Hệ thống cảnh báo âm thanh và ánh sáng sẽ được kích hoạt khi phát hiện nồng độ cồn vượt mức cho phép. Điều này giúp tài xế nhận thức được tình trạng của mình và có thể dừng lại trước khi lái xe.

IV. Ứng dụng thực tiễn của mô hình cảnh báo

Mô hình cảnh báo ngăn chặn tài xế sử dụng đồ uống có cồn đã được áp dụng tại nhiều quốc gia và cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc giảm thiểu tai nạn giao thông. Các hệ thống này không chỉ được lắp đặt tại các trạm kiểm soát mà còn có thể được sử dụng trong các phương tiện giao thông công cộng.

4.1. Kết quả nghiên cứu từ các quốc gia khác

Nghiên cứu tại nhiều quốc gia cho thấy việc áp dụng mô hình cảnh báo đã giảm thiểu đáng kể số vụ tai nạn giao thông liên quan đến rượu bia. Ví dụ, tại New Zealand, số vụ tai nạn đã giảm 20% sau khi triển khai hệ thống này.

4.2. Lợi ích của việc áp dụng mô hình trong giao thông công cộng

Việc áp dụng mô hình cảnh báo trong giao thông công cộng giúp bảo vệ tính mạng của hành khách và nâng cao ý thức của tài xế. Điều này cũng góp phần tạo ra một môi trường giao thông an toàn hơn.

V. Kết luận và tương lai của mô hình cảnh báo

Mô hình cảnh báo ngăn chặn tài xế sử dụng đồ uống có cồn khi lái xe là một giải pháp cần thiết trong bối cảnh gia tăng tai nạn giao thông. Tương lai của mô hình này sẽ phụ thuộc vào việc cải tiến công nghệ và nâng cao ý thức của người dân về an toàn giao thông.

5.1. Tương lai của công nghệ cảnh báo

Công nghệ cảnh báo sẽ ngày càng được cải tiến với sự phát triển của trí tuệ nhân tạo và Internet of Things (IoT). Điều này sẽ giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả của hệ thống.

5.2. Vai trò của giáo dục trong việc nâng cao ý thức

Giáo dục và tuyên truyền về tác hại của rượu bia khi lái xe là rất quan trọng. Các chương trình giáo dục có thể giúp nâng cao nhận thức và thay đổi hành vi của tài xế.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án môn học Vi điều khiển (mã lớp: 222DAVDK02) được thực hiện vào tháng 5 năm 2023 tại Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng, dưới sự hướng dẫn của TS. Phạm Duy Dưởng. Đồ án do nhóm sinh viên gồm Ngô Đăng Hùng (trưởng nhóm), Trần Quang Hiếu và Đỗ Thành Thiên Ân thực hiện. Văn bản thể hiện sự đan xen giữa hai luồng đề tài: trang bìa ghi tên đề tài là "Thiết kế và chế tạo mô hình cảnh báo, ngăn chặn tài xế sử dụng đồ uống có cồn khi tham gia giao thông", trong khi phần đề cương, lời mở đầu và chương tổng quan lại tập trung vào đề tài "Thiết kế và chế tạo hệ thống báo cháy thông minh".

Về bối cảnh thực tiễn, văn bản trình bày hai nhóm lý do chọn đề tài:

• Thực trạng nguy cơ hỏa hoạn gia tăng: Theo số liệu từ Cục Cảnh sát Phòng cháy chữa cháy và Cứu nạn cứu hộ được trích dẫn trong đồ án, chỉ trong năm 2023, cả nước đã xảy ra hơn 3.000 vụ cháy, làm hơn 100 người chết, 150 người bị thương và gây thiệt hại tài sản hơn 1 nghìn tỷ đồng. Phần lớn các vụ cháy xảy ra tại khu dân cư, nhà ở, cơ sở kinh doanh và văn phòng, nguyên nhân chủ yếu do sự cố điện, quá tải hoặc nổ khí gas. Thống kê của Hội đồng Phòng cháy Chữa cháy Quốc gia chỉ ra khoảng 70% số vụ cháy bắt nguồn từ sự chậm trễ trong việc phát hiện và xử lý ban đầu. Báo cáo của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) về an toàn phòng cháy chữa cháy cũng ghi nhận khoảng 90% số người tử vong trong hỏa hoạn là do không được cảnh báo kịp thời để thoát hiểm.
• Thực trạng an toàn giao thông: Nhu cầu cấp thiết về giải pháp kỹ thuật có khả năng tự động đo lường nồng độ cồn trong hơi thở người lái, từ đó chủ động khóa động cơ phương tiện và truyền tin báo về cho người thân để ngăn chặn tai nạn giao thông.

Mục tiêu nghiên cứu được tác giả xác định trong văn bản gồm hai nhiệm vụ chính:

1. Phát hiện và cảnh báo sớm các nguy cơ cháy nổ nhằm hạn chế tối đa thiệt hại về người và tài sản.
2. Nâng cao nhận thức về phòng cháy chữa cháy, giúp người dân chủ động trong việc bảo vệ an toàn không gian sống và làm việc. (Ở phần lập trình điều khiển, nhóm bổ sung mục tiêu kỹ thuật: đo nồng độ cồn trong hơi thở lái xe trong vòng 5 giây, ngắt động cơ qua mạch cầu công suất và phát cảnh báo vị trí qua tin nhắn).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống vi điều khiển giám sát tín hiệu cảm biến (khói/gas hoặc nồng độ cồn), mạch điều khiển động lực ngắt động cơ, khối phát cảnh báo âm thanh, ánh sáng và khối truyền thông viễn thông (SIM, GPS).
• Phạm vi không gian: Ứng dụng trong nhà ở, văn phòng, nhà xưởng nhỏ, cũng như tích hợp tại khu vực ghế lái trong cabin phương tiện giao thông.
• Phạm vi công nghệ: Sử dụng nền tảng phần cứng mã nguồn mở Arduino (Uno R3, Mega 2560) và các cảm biến, linh kiện bán dẫn có sẵn trên thị trường Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Về mặt lý thuyết, đồ án hệ thống hóa các kiến trúc phần cứng cơ bản của vi điều khiển. Vi điều khiển được tiếp cận như một hệ thống nhúng khép kín tích hợp bộ vi xử lý (CPU), mạch tạo xung clock, các bộ định thời/bộ đếm (Timer/Counter), bộ nhớ lưu trữ dữ liệu (RAM) và bộ nhớ lưu trữ chương trình (ROM/Flash/EEPROM). Các khối ngoại vi được phân tích gồm: cổng vào/ra (I/O Ports), bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số (ADC), bộ chuyển đổi số sang tương tự (DAC), khối quản lý ngắt (Interrupt Control), cùng các giao thức truyền thông nối tiếp như UART, SPI, I2C.

Phương pháp nghiên cứu thực tế bao gồm:

• Phương pháp phân tích - so sánh công nghệ: Khảo sát các kỹ thuật báo cháy hiện hành (cảm biến khói ion hóa, cảm biến khói quang điện, cảm biến nhiệt cố định, cảm biến nhiệt gia tăng, camera hồng ngoại, cảm biến khí gas MQ-2 và cảm biến tổ hợp); đồng thời so sánh các giải pháp đo cồn (công nghệ DADSS, cảm biến tiếp xúc qua mô da, cảm biến bán dẫn).
• Phương pháp mô phỏng điện tử: Sử dụng phần mềm Proteus để xây dựng và kiểm tra sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển và mạch động lực trước khi đấu nối.
• Phương pháp lập trình nhúng: Sử dụng phần mềm Arduino IDE dựa trên ngôn ngữ lập trình C/C++ (nền tảng Wiring) để xây dựng thuật toán điều khiển và nạp mã nhị phân (.hex) vào chip ATmega328P / ATmega2560.
• Phương pháp chế tạo mô hình thực nghiệm: Tính toán kích thước cơ khí, gia công hộp chứa, bố trí cảm biến và đấu nối phần cứng vật lý.

Nguồn dữ liệu của đồ án gồm các báo cáo thống kê của Cục Cảnh sát PCCC & CNCH, Hội đồng PCCC Quốc gia, WHO và tài liệu kỹ thuật (datasheet) của các linh kiện điện tử: cảm biến MP-2, MQ-3, module DFPlayer Mini, vi điều khiển ATmega328P.

Thiết kế và triển khai hệ thống

Hệ thống được thiết kế theo cấu trúc khối khép kín, phân chia rõ ràng giữa khối xử lý trung tâm, khối đầu vào, khối mở rộng và khối cơ cấu chấp hành.

+-------------------------------------------------------------+
|                     Khối Nguồn                             |
|         (Adapter / Module nguồn hạ áp 5V, 3.3V)            |
+------------------------------+------------------------------+
                               |
                               v
+-------------------------------------------------------------+
|                Khối Xử Lý Trung Tâm                         |
|             (Arduino Uno R3 / Mega 2560)                    |
+--------------+-------------------------------+--------------+
               ^                               |
               |                               v
+--------------+--------------+ +--------------+--------------+
|        Khối Đầu Vào         | |   Khối Cảnh Báo & Chấp Hành |
| - Cảm biến khói MP-2 / MQ-3 | | - Còi chip                  |
| - Nút nhấn điều khiển       | | - Loa toàn dải 3W (DFPlayer)|
| - Module GPS Neo 6M (tọa độ)| | - Cụm đèn LED chỉ thị       |
+-----------------------------+ | - Mạch cầu L298N (Động cơ)  |
                                | - Module SIM 800L (SMS/Call)|
                                +-----------------------------+

Sơ đồ kết nối chân vi điều khiển

Trong sơ đồ mạch nguyên lý trên Proteus và thiết kế mạch động lực, các chân chức năng của vi điều khiển được phân bổ cụ thể như sau:

Tên chân Arduino	Thiết bị ngoại vi kết nối	Chức năng cụ thể
TX1, RX1	Module SIM 800L	Giao tiếp nối tiếp UART để gọi điện và gửi tin nhắn SMS cảnh báo
RX2	Chân TX của Module GPS NEO 6M	Nhận dữ liệu tọa độ định vị vị trí phương tiện
D4	Chân IN1 của Module L298N	Điều khiển trạng thái động cơ (ngắt/chạy)
D5	Chân IN2 của Module L298N	Điều khiển trạng thái động cơ kết hợp cùng chân IN1
D6	Còi chip	Phát tín hiệu âm thanh cảnh báo khi phát hiện cồn hoặc khói
D7	Nút nhấn	Cung cấp tín hiệu điều khiển bằng tay (kích hoạt chu trình đo)
A0	Ngõ ra Analog của cảm biến MQ-3	Đọc giá trị điện áp biến thiên tương ứng với nồng độ đo được

Tính toán kết cấu vỏ hộp đựng thiết bị

Để chứa toàn bộ linh kiện, nhóm tác giả tiến hành tính toán không gian lắp đặt dựa trên kích thước thực tế của từng khối phần cứng:

Linh kiện	Kích thước thực tế (Dài x Rộng x Cao)	Vị trí bố trí
Arduino Mega 2560	101,3 mm x 53,3 mm	Đặt bên trong hộp
Module L298N	43 mm x 43 mm x 27 mm	Đặt bên trong hộp
Module Nguồn	48,8 mm x 26 mm x 16,9 mm	Đặt bên trong hộp
Cảm biến MQ-3	32 mm x 22 mm x 27 mm	Khoét lỗ đưa lên mặt trên hộp để lấy mẫu
Module SIM 800L	25 mm x 22 mm	Đặt ở mặt trên hộp để thu phát sóng
Module GPS Neo 6M	39 mm x 25 mm	Đặt ở mặt trên hộp để nhận tín hiệu vệ tinh

Theo công thức tính toán trong đồ án:

• Chiều dài hộp: L = L(Arduino) + L(L298N) = 101,3 mm + 43 mm = 144,3 mm.
• Chiều rộng hộp: W = W(Arduino) + W(Nguồn) = 53,3 mm (văn bản làm tròn theo kích thước cơ sở).
• Chiều cao hộp: Chọn 50 mm (linh kiện cao nhất là L298N đạt 27 mm, khoảng hở còn lại dành cho tản nhiệt và dây nối).

Quy trình công nghệ điều khiển

Hệ thống lập trình sẵn hai quy trình công nghệ nhằm vận hành mô hình cảnh báo và ngăn chặn tài xế:

• Quy trình công nghệ 1: Bật công tắc khởi động hệ thống. Module GPS bắt đầu lấy dữ liệu vị trí. Người dùng bấm nút nhấn để tiến hành đo nồng độ cồn, cảm biến MQ-3 duy trì lấy mẫu trong vòng 5 giây rồi chuyển đổi dữ liệu gửi về vi điều khiển để so sánh với ngưỡng quy định. Nếu giá trị dưới ngưỡng cho phép, động cơ được kích hoạt khởi động qua mạch L298N. Nếu giá trị vượt ngưỡng say, còi chip phát tín hiệu trong 5 giây, động cơ bị ngắt hoàn toàn, đồng thời module SIM 800L tự động thực hiện cuộc gọi và gửi tin nhắn SMS đính kèm tọa độ GPS về số điện thoại người thân. Người dùng có thể nhấn nút để đo lại hoặc tắt công tắc để dừng toàn bộ hệ thống.
• Quy trình công nghệ 2 (Cơ chế kiểm soát thổi thay): Khởi động hệ thống và lấy tọa độ tương tự quy trình 1. Sau khi người thổi hộ đo đạt yêu cầu và động cơ được kích hoạt, khi tài xế ngồi vào ghế lái xe, cảm biến bố trí tại vùng ghế lái tiếp tục lấy mẫu tự động. Nếu phát hiện hơi cồn trong khoang lái vượt ngưỡng, hệ thống lập tức hú còi 5 giây, cưỡng bức ngắt động cơ và kích hoạt module SIM gửi cảnh báo vị trí cho người thân.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

Chương 1 khảo sát các nguyên lý phát hiện cháy và rò rỉ khí độc, phân tích ưu nhược điểm của 5 phương pháp: cảm biến khói (ion hóa và quang điện), cảm biến nhiệt (nhiệt cố định và gia tăng), camera hồng ngoại, cảm biến khí gas MQ-2 và hệ thống cảm biến kết hợp. Đồng thời, chương này giới thiệu công nghệ đo nồng độ cồn DADSS và cảm biến tiếp xúc qua mô da. Nhóm tác giả xác định tiêu chí thiết kế hệ thống bao gồm: độ nhạy cao, âm thanh cảnh báo đủ lớn (có giọng nói trực quan), đèn LED đổi màu rõ ràng, vận hành ổn định và giá thành thấp. Phương án lựa chọn là kết hợp cảm biến khói MP-2 (thời gian đáp ứng từ 2 đến 5 giây) cùng mạch phát âm thanh MP3 Miniplayer và cụm đèn LED cảnh báo, giao tiếp với vi điều khiển Arduino.

CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN ARDUINO VÀ CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI

Chương 2 mô tả chi tiết nền tảng phần cứng và phần mềm sử dụng. Về vi điều khiển, chương phân tích cấu trúc chip ATmega328P trên board Arduino Uno R3: kiến trúc 8-bit, xung nhịp 16 MHz, điện áp hoạt động 5V DC (nguồn khuyên dùng 7–12V DC), dòng tiêu thụ khoảng 30 mA, bộ nhớ Flash 32 KB (0,5 KB cho bootloader), SRAM 2 KB, EEPROM 1 KB, 14 chân Digital I/O (6 chân PWM) và 6 chân Analog. Về phần mềm, tác giả giới thiệu môi trường Arduino IDE, cấu trúc nạp mã hex qua cổng COM, cùng kho thư viện hơn 700 gói hỗ trợ.

Chương này cũng cung cấp bảng thông số kỹ thuật chi tiết của các thiết bị ngoại vi:

• Cảm biến khói MP-2: Chế tạo bằng công nghệ nhiều lớp trên chất nền gốm nhôm oxit ($Al_2O_3$) và vật liệu thiếc dioxide ($SnO_2$). Dải đo phát hiện propan ($C_3H_8$) từ 200 đến 10.000 ppm, điện áp sấy $V_H = 5,1V$ AC/DC, điện trở sấy $R_H = 105 \pm 10\ \Omega$, công suất tiêu thụ sấy $\le 240\text{ mW}$, độ nhạy $R_s\text{ (không khí)} / R_s\text{ (2000 ppm } C_3H_8\text{)} \ge 3$.
• Module âm thanh MP3 Miniplayer (DFPlayer Mini): Giải mã các định dạng MP3, WAV, WMA; tần số lấy mẫu 8 / 11,1 / 48 kHz với ngõ ra DAC 24-bit; hỗ trợ thẻ nhớ microSD chuẩn FAT16/FAT32 dung lượng tối đa 32 GB, quản lý tối đa 100 thư mục (mỗi thư mục 255 bài hát); tích hợp sẵn tầng khuếch đại kéo trực tiếp loa công suất dưới 3W.
• Loa toàn dải 3W (XLY): Trở kháng $4\ \Omega$, đường kính ngoài 52 mm, đường kính trong 47 mm, chiều cao 25,5 mm, trọng lượng 90g, dải tần hoạt động 0,13 đến 18 kHz, tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) đạt $85 \pm 3\text{ dB}$, màng loa bằng giấy kết hợp PU.
• Cụm đèn LED 5mm: Sử dụng LED đỏ (điện áp hoạt động 1,2V) và LED vàng chanh (điện áp hoạt động 2–2,3V), dòng tiêu thụ định mức 10–20 mA.

CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH

Chương 3 xây dựng sơ đồ khối toàn hệ thống và thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển, mạch động lực được mô phỏng trên Proteus. Tác giả lập bảng phân công cổng kết nối I/O giữa Arduino Uno/Mega với module SIM 800L, module GPS Neo 6M, module điều khiển động cơ L298N, còi chip, nút nhấn và cảm biến tương tự. Chương này trình bày bài toán tính toán kích thước hộp đựng linh kiện (kích thước hộp dự kiến 144,3 mm x 53,3 mm x 50 mm) và phân tích sâu về đặc tính vật lý của cảm biến nồng độ cồn bán dẫn MQ-3. Cảm biến MQ-3 sử dụng vật liệu $SnO_2$, có dải đo từ 200 đến 10.000 ppm, điện áp làm việc $\le 10V$, điện áp sấy $5 \pm 0,1V$, công suất sấy $\le 240\text{ mW}$. Tỷ lệ điện trở của cảm biến giảm gần 5 lần khi chuyển từ môi trường không khí sạch sang môi trường có nồng độ cồn 0,4 mg/l. Đặc biệt, tài liệu ghi nhận độ nhạy của MQ-3 phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt độ sấy: khi bề mặt cảm biến được sấy tới 600°C, thời gian phát hiện nồng độ cồn chỉ mất 8 giây; trong khi ở nhiệt độ 20°C, thời gian đáp ứng kéo dài từ 3 đến 5 phút. Cảm biến có ưu điểm không phản ứng với khói thuốc lá, xăng và dầu.

CHƯƠNG 4. LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG

Chương 4 tập trung vào việc lựa chọn thuật toán điều khiển thông qua hai quy trình công nghệ cụ thể. Quy trình 1 là chu trình kiểm tra hơi thở tiêu chuẩn trước khi vận hành phương tiện (đo 5 giây, so sánh ngưỡng, kích hoạt động cơ hoặc hú còi và gửi tin nhắn SMS kèm vị trí GPS qua SIM 800L). Quy trình 2 là chu trình chống gian lận trong trường hợp người khác thổi thay, bằng cách tiếp tục kích hoạt cảm biến lấy mẫu nồng độ cồn tự động tại vị trí ghế lái sau khi xe đã mở khóa động cơ. Chương này cũng giới thiệu vai trò của phần mềm Proteus trong việc mô phỏng mạch điện và Arduino IDE trong việc biên dịch, nạp chương trình điều khiển.

Kết quả và đóng góp

Các kết quả kỹ thuật đạt được có số liệu minh chứng trong văn bản gồm:

• Thiết kế phần cứng hoàn chỉnh: Xây dựng thành công sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển và mạch động lực, kết nối đồng bộ giữa vi điều khiển trung tâm và các module chức năng.
• Tính toán cơ khí vỏ hộp thiết bị: Xác định thông số kích thước hộp kỹ thuật (chiều cao 50 mm, chiều dài 144,3 mm) bố trí gọn gàng các linh kiện Arduino Mega (101,3 mm), module L298N (43 mm x 43 mm x 27 mm), module nguồn (48,8 mm x 26 mm x 16,9 mm), cùng cụm module SIM, GPS và cảm biến trên mặt hộp.
• Xác lập thông số vận hành của cảm biến cồn MQ-3: Xác định thời gian lấy mẫu nồng độ cồn là 5 giây; ghi nhận mức suy giảm điện trở gần 5 lần ở nồng độ 0,4 mg/l; thời gian đáp ứng đạt 8 giây ở điều kiện sấy nhiệt 600°C so với 3–5 phút ở điều kiện môi trường thường (20°C).
• Giải pháp công nghệ đề xuất: Đề xuất mô hình can thiệp hai lớp: cảnh báo tại chỗ (còi chip kêu trong 5 giây, phát âm thanh MP3 qua loa 3W SNR 85 dB, khóa động cơ qua chân D4, D5 của module L298N) kết hợp cảnh báo từ xa (truyền tọa độ GPS qua tin nhắn SMS và cuộc gọi thoại tự động nhờ module SIM 800L).
• Đóng góp về mặt thuật toán: Đề xuất quy trình công nghệ số 2 xử lý được tình huống gian lận khi tài xế nhờ người khác thổi nồng độ cồn hộ để khởi động xe, thông qua cơ chế tự động đo quét lại khi tài xế bước vào ghế lái.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên các dữ liệu kỹ thuật và cấu trúc văn bản, các hạn chế và hướng mở được ghi nhận như sau:

• Đặc tính trễ nhiệt của cảm biến bán dẫn: Cảm biến MQ-3 đòi hỏi quá trình sấy nhiệt bề mặt để đạt trạng thái đo tối ưu. Nếu cảm biến chỉ ở nhiệt độ môi trường 20°C, thời gian phát hiện kéo dài tới 3–5 phút, gây khó khăn cho việc đưa vào ứng dụng thực tế trên ô tô vốn yêu cầu thời gian khởi động tức thì.
• Sự không nhất quán trong nội dung văn bản: Báo cáo tồn tại sự xung đột lớn về chủ đề giữa hệ thống báo cháy thông minh (sử dụng cảm biến khói MP-2, loa MP3 báo cháy) và hệ thống kiểm soát cồn tài xế (sử dụng cảm biến MQ-3, SIM 800L, GPS Neo 6M, ngắt động cơ L298N). Các bảng danh mục và chương mục bị trộn lẫn giữa hai đề tài.
• Giới hạn kiểm nghiệm thực tế: Đồ án dừng lại ở mức độ thiết kế mô hình, tính toán lý thuyết và mô phỏng trên phần mềm Proteus; chưa có dữ liệu đo đạc thực nghiệm trên xe thật hoặc kiểm định sai số nồng độ cồn theo các mức vi phạm quy chuẩn giao thông.
• Hướng nghiên cứu tiếp theo: Hoàn thiện giải thuật tích hợp cảm biến; tối ưu hóa mạch sấy để rút ngắn thời gian đáp ứng của MQ-3; nghiên cứu kết hợp thêm camera nhận diện khuôn mặt tài xế để đối chiếu sinh trắc học, ngăn ngừa triệt để hiện tượng thổi hộ.

Giá trị tham khảo

Báo cáo đồ án là tài liệu tham khảo cho:

• Sinh viên ngành Kỹ thuật Điện – Điện tử, Tự động hóa và Hệ thống nhúng: Cung cấp tài liệu tra cứu các thông số kỹ thuật của board Arduino Uno R3, module phát âm thanh DFPlayer Mini, module GPS Neo 6M, module SIM 800L và cảm biến khí dòng bán dẫn.
• Người nghiên cứu các đề tài thiết bị an toàn phương tiện và báo cháy gia dụng: Tham khảo phương pháp xây dựng sơ đồ chân giao tiếp ngoại vi trên phần mềm Proteus; cách tính toán kích thước bao vỏ hộp phục vụ chế tạo cơ khí; và lưu đồ thuật toán phân nhánh điều khiển khóa động cơ kết hợp định vị viễn thông.

Câu hỏi thường gặp

1. Vì sao báo cáo đồ án có sự mâu thuẫn giữa tên đề tài báo cháy và nội dung đo nồng độ cồn tài xế?

Trang bìa và Chương 4 của đồ án ghi tên đề tài là "Thiết kế và chế tạo mô hình cảnh báo, ngăn chặn tài xế sử dụng đồ uống có cồn khi tham gia giao thông" (sử dụng MQ-3, SIM 800L, GPS Neo 6M, L298N). Tuy nhiên, phần Đề cương, Lời mở đầu, Chương 1 và Chương 2 lại trình bày về "Hệ thống báo cháy thông minh" (sử dụng cảm biến khói MP-2, loa 3W, đèn LED). Đây là lỗi ghép nối văn bản trong quá trình biên soạn của nhóm sinh viên, khiến báo cáo tồn tại song song cả hai luồng nội dung kỹ thuật.

2. Cảm biến nồng độ cồn MQ-3 có thời gian đáp ứng và đặc tính phụ thuộc nhiệt độ như thế nào?

Theo số liệu tại mục 3.3.2 của đồ án, cảm biến MQ-3 sử dụng vật liệu bán dẫn $SnO_2$. Thời gian phát hiện nồng độ cồn phụ thuộc lớn vào nhiệt độ sấy bề mặt: khi bề mặt cảm biến được nung nóng đến 600°C, thời gian đo chỉ mất khoảng 8 giây; nhưng khi nhiệt độ bề mặt ở mức 20°C, thời gian phát hiện kéo dài từ 3 đến 5 phút. Ở nồng độ cồn 0,4 mg/l, tỷ lệ điện trở của cảm biến giảm gần 5 lần so với trong môi trường không khí sạch.

3. Hệ thống xử lý tình huống tài xế nhờ người khác thổi cồn hộ bằng cách nào?

Đồ án giải quyết vấn đề này tại Quy trình công nghệ 2 (mục 4.1.2): Sau khi người thổi thay hoàn thành đo và động cơ được kích hoạt, khi tài xế thực sự bước vào ngồi ở ghế lái, cảm biến MQ-3 đặt tại vùng ghế lái tiếp tục đo tự động nồng độ cồn trong hơi thở khoang lái. Nếu giá trị đo được vượt quá ngưỡng say, hệ thống lập tức hú còi trong 5 giây, ngắt động cơ không cho hoạt động, đồng thời kích hoạt module SIM 800L gọi điện và gửi tin nhắn SMS vị trí GPS về cho người thân.

4. Các chân I/O trên vi điều khiển Arduino được phân bổ cho những ngoại vi nào?

Căn cứ sơ đồ mạch tại mục 3.2, các chân được kết nối như sau: chân TX1 và RX1 kết nối UART với module SIM 800L; chân RX2 nhận dữ liệu từ chân TX của module GPS Neo 6M; chân Digital D4 và D5 điều khiển chân IN1 và IN2 của module công suất L298N; chân D6 điều khiển còi chip; chân D7 nối với nút nhấn điều khiển; chân Analog A0 đọc tín hiệu điện áp từ cảm biến MQ-3.

5. Module âm thanh MP3 Miniplayer và loa toàn dải trong đề tài có thông số kỹ thuật ra sao?

Module MP3 Miniplayer hỗ trợ giải mã file MP3, WAV, WMA; tần số lấy mẫu 8 / 11,1 / 48 kHz với ngõ ra DAC 24-bit; hỗ trợ thẻ nhớ microSD chuẩn FAT16/FAT32 tối đa 32 GB; tích hợp ampli điều khiển loa dưới 3W. Loa toàn dải đi kèm do hãng XLY sản xuất, có công suất 3W, trở kháng $4\ \Omega$, đường kính ngoài 52 mm, chiều cao 25,5 mm, trọng lượng 90g, dải tần 0,13–18 kHz và SNR đạt $85 \pm 3\text{ dB}$.

Kết luận

Đồ án vi điều khiển của nhóm sinh viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng đã thiết kế và mô phỏng thành công mô hình nhúng tích hợp vi điều khiển Arduino với các cảm biến khói MP-2, cảm biến nồng độ cồn MQ-3, mạch cầu động lực L298N và các module truyền thông SIM 800L, GPS Neo 6M. Hệ thống xây dựng được thuật toán điều khiển xử lý tín hiệu trong 5 giây, kết hợp khóa động cơ tại chỗ và gửi định vị cảnh báo khẩn cấp từ xa. Mặc dù văn bản còn tồn tại sự không nhất quán rõ rệt về mặt bố cục giữa hai hướng đề tài báo cháy và đo cồn xe máy, các tính toán kích thước phần cứng, phân bổ chân mạch và dữ liệu kỹ thuật cảm biến được trình bày chi tiết, có giá trị tham khảo tốt cho các ứng dụng thiết kế hệ thống nhúng tương tự.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1. Tổng quan về các phương pháp đo nồng độ cồn 1. Phương Phương pháp báo cháy qua cảm biến khói Đây là phương pháp phổ biến nhất, sử dụng cảm biến khói để phát hiện sự hiện diện của khói trong không khí.

Khi nồng độ khói vượt quá một ngưỡng an toàn, cảm biến sẽ kích hoạt hệ thống cảnh báo (thường là còi báo cháy). Các loại cảm biến khói thông dụng hiện nay gồm: Cảm biến ion hóa: Phát hiện các hạt khói nhỏ bằng cách sử dụng một nguồn phóng xạ để ion hóa không khí giữa hai điện cực. Khi khói xâm nhập vào vùng này, nó làm gián đoạn dòng điện, từ đó kích hoạt báo động. Cảm biến quang học (quang điện): Phát hiện sự hiện diện của khói bằng cách sử dụng ánh sáng LED.

Khi khói xâm nhập vào cảm biến, nó làm tán xạ ánh sáng, từ đó kích hoạt báo động. Phương pháp báo cháy qua cảm biến nhiệt Cảm biến nhiệt được sử dụng để phát hiện sự gia tăng nhiệt độ đột ngột trong không gian, có thể là dấu hiệu của cháy. Có hai loại cảm biến nhiệt chính: Cảm biến nhiệt cố định (Hình 1.1): Kích hoạt báo động khi nhiệt độ vượt qua một ngưỡng nhất định. Cảm biến nhiệt độ tăng đột ngột: Kích hoạt báo động khi nhiệt độ tăng nhanh trong một khoảng thời gian ngắn, ngay cả khi nhiệt độ chưa đạt đến ngưỡng cố định.

Cảm biến nhiệt cố định Hình 1. Cảm biến nhiệt độ tăng đột ngột SVTH: NHÓM 03 13 Đ N VI ĐIỀU KHIỂN GVHD: TS. PHẠM DUY DƯỞNG 1. Phương pháp báo cháy qua camera hồng ngoại Camera hồng ngoại (Hình 1.3) có khả năng phát hiện cháy thông qua sự thay đổi nhiệt độ và ánh sáng do lửa tạo ra.

Phương pháp này được sử dụng trong các khu vực rộng lớn như rừng, nhà máy, hoặc kho hàng. Khi nhiệt độ trong tầm quan sát của camera vượt quá ngưỡng an toàn hoặc xuất hiện ánh sáng của lửa, hệ thống sẽ cảnh báo. Camera hồng ngoại 1. Phương pháp báo cháy qua cảm biến khí gas Một số hệ thống báo cháy hiện đại có tích hợp cảm biến như hình 1.4 để phát hiện sự rò rỉ của các loại khí gas dễ cháy như methane, propane, hoặc butane.

Khi phát hiện nồng độ khí gas vượt ngưỡng an toàn, hệ thống sẽ phát ra cảnh báo. Phương pháp này thường được sử dụng trong các nhà máy công nghiệp, khu vực chứa các nhiên liệu hóa học hoặc các khu vực có nguy cơ rò rỉ khí gas. Cảm biến khí gas MQ-2 SVTH: NHÓM 03 14 Đ N VI ĐIỀU KHIỂN GVHD: TS. PHẠM DUY DƯỞNG 1.

Phương pháp báo cháy qua cảm biến kết hợp Hiện nay, nhiều hệ thống báo cháy tiên tiến sử dụng kết hợp nhiều loại cảm biến, bao gồm cả cảm biến khói, nhiệt, và khí gas, để tăng cường độ chính xác và giảm thiểu báo động giả. Những hệ thống này có khả năng phân tích dữ liệu từ các cảm biến khác nhau và đưa ra quyết định cảnh báo chỉ khi tất cả các yếu tố chỉ ra sự hiện diện của một đám cháy thực sự. Tiêu chí đặt ra Khi thiết kế hệ thống báo cháy thông minh, các tiêu chí cần đặt ra nhằm đảm bảo hiệu quả hoạt động, tính ổn định, và tiện ích cho người dùng bao gồm: + Hệ thống phải sử dụng cảm có khả năng phát hiện khói với độ nhạy cao, giúp cảnh báo kịp thời khi có sự cố cháy. Điều này đảm bảo hệ thống có thể phát hiện được các đám cháy ngay từ giai đoạn đầu, trước khi trở thành nguy hiểm.

+ Âm thanh cảnh báo đủ lớn và dễ nhận biết để người dùng có thể nhanh chóng phản ứng. Âm thanh cảnh báo có thể phát ra giọng nói để trực quan nhất có thể + Đèn báo cháy có màu sắc phù hợp, dễ dàng nhận biết khi có cháy xảy ra. + Góp phần hạn chế hậu quả do cháy gây ra. + Hoạt động ổn định, giá thành phù hợp, dễ lắp đặt.

Lựa chọn phương án thiết kế Từ các phương pháp đã nêu, có nhiều cách tiếp cận để phát hiện sự cố cháy nổ. Sau khi tham khảo các nghiên cứu và ứng dụng gần đây trong lĩnh vực thiết bị báo cháy và cứu hỏa tại các quốc gia phát triển như Mỹ, Nhật Bản, và các hãng công nghệ chuyên về thiết bị an toàn (Honeywell, Bosch, Kidde.), chúng tôi nhận thấy rằng, phương pháp sử dụng cảm biến khói (đặc biệt là cảm biến MP-2) kết hợp với hệ thống báo động âm thanh hiện đang được áp dụng phổ biến và mang lại hiệu quả cao. So với các phương pháp sử dụng camera nhiệt hoặc cảm biến phát hiện lửa, phương pháp sử dụng cảm biến khói MP-2 cho kết quả nhanh hơn và có độ nhạy cao đối với khói và các chất khí dễ cháy. Với phương pháp này, thời gian phản hồi chỉ mất khoảng 2 đến 5 giây sau khi phát hiện khói.

Ngoài ra, hệ thống báo động bằng âm thanh qua module MP3 miniplayer giúp cảnh báo người dùng một SVTH: NHÓM 03 15 Đ N VI ĐIỀU KHIỂN GVHD: TS. PHẠM DUY DƯỞNG cách tức thời và hiệu quả. Hệ thống còn sử dụng thêm hệ thống đèn Led cảnh báo chuyển trạng thái để có thể nhận biết cháy nhanh nhất có thể Do đó, chúng em quyết định chọn phương án sử dụng cảm biến khói MP-2 kết hợp với module MP3 miniplayer để tạo ra âm thanh cảnh báo, cụm đèn Led để dễ dàng nhận biết. Các linh kiện này dễ dàng lập trình và tích hợp với vi điều khiển Arduino, đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và có thể ứng dụng rộng rãi trong các không gian khác nhau như chung cư, nhà ở, văn phòng, và nhà kho.

Hệ thống đề xuất 1. Nguyên lý hoạt động Hệ thống báo cháy tự động sử dụng cảm biến khói MQ-2 để liên tục phát hiện khói. Khi nồng độ khói vượt ngưỡng an toàn, cảm biến gửi tín hiệu đến Arduino để kích hoạt cảnh báo bằng âm thanh qua Module MP3 và đồng thời bật đèn LED cảnh báo. Đèn LED sẽ sáng để thu hút sự chú ý.

Người dùng có thể sử dụng nút nhấn để điều khiển cảnh báo. Cụ thể: Nhấn một lần để kích hoạt âm thanh cảnh báo và đèn LED. Nhấn thêm một lần nữa để tắt âm thanh cảnh báo và đèn LED, đưa hệ thống về trạng thái chờ. Mô hình phác thảo Hình 1.

Mô hình phác thảo thiết bị 1. Các linh kiện dùng trong đề tài  Arduino Uno R3  Cảm biến MP-2  Module MP3 Miniplayer  Đèn Led  Loa 3W SVTH: NHÓM 03 16 Đ N VI ĐIỀU KHIỂN GVHD: TS. PHẠM DUY DƯỞNG CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN ARDUINO VÀ CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI 2.

Tổng quan vi điều khiển 2. Vi điều khiển Vi điều khiển giống như một máy tính được tích hợp trên một con chip và được sử dụng để điều khiển các thiết bị điện tử. Nó là một hệ thống nhúng khép kín với các thiết bị ngoại vi, bộ xử lý và bộ nhớ. Nó được ứng dụng trong việc chế tạo khá nhiều thiết bị điện tử dân dụng như điện thoại, xe hơi, thiết bị đèn led, máy đo nhiệt độ môi trường,… Có nhiều loại vi điều khiển khác nhau, chúng được phân loại dựa theo các thông số như Bits, kích thước bộ nhớ RAM, Flash, số lượng dòng đầu vào và đầu ra,… Để vi điều khiển có thể cung cấp đúng dữ liệu mà mình cần người dùng có thể điều chỉnh các thông số kỹ thuật trong bộ lọc thông số.

Cấu trúc tổng quan của vi điều khiển Hình 2. Cấu trúc của vi điểu khiển 2. CPU(Vi xử lý) CPU (Center Programing Unit) hay bộ xử lý trung tâm là bộ não của vi điều khiển. CPU chịu trách nhiệm nạp lệnh, giải mã và thực thi.

Tất cả những hành vi của vi điều khiển đều là do CPU điều khiển. Chúng giao tiếp với các phần khác trong vi điều khiển thông qua hệ thống Bus. SVTH: NHÓM 03 17 Đ N VI ĐIỀU KHIỂN GVHD: TS. PHẠM DUY DƯỞNG Hình 2.

Ocscillator Circuit Nếu CPU là bộ não thì Ocscillator Circuit hay còn gọi là Clock được coi là trái tim của vi điều khiển. Để mọi thứ có thể hoạt động, bắt buộc chúng ta phải cấp xung, trái tim hoạt động mới có thể bơm máu cho toàn bộ cơ thể hoạt động được. Chúng ta thường nghe quảng cáo dòng vi xư lý có tốc độ bao nhiêu Ghz gì gì đó, chính là tốc độ Clock mà vi xử lý đó có thể đáp ứng được, tốc độ xung càng cao thì tốc độ xử lý của CPU cũng tăng lên. Đương nhiên mọi thứ đều có giới hạn của nó.

Timer và counter Một vi điều khiển có thể có nhiều bộ đếm thời gian và bộ đếm. Bộ đếm thời gian và bộ đếm có chức năng đếm thời gian tạo ra các sự kiện để vi điều khiển hoạt động đúng thời điểm. SVTH: NHÓM 03 18 Đ N VI ĐIỀU KHIỂN GVHD: TS. PHẠM DUY DƯỞNG 2.

Memory Bộ nhớ có thể coi là một phần không thể thiếu, chúng là nơi lưu trữ chương trình nạp lên hoặc dùng làm nơi chứa các thông tin tức thời mà CPU cần dùng tới. Có 2 kiểu bộ nhớ cơ bản: RAM (Random access memory) là bộ nhớ lưu các dữ liệu mà CPU cần dùng để tính toán, đưa ra quyết định, chúng sẽ bị xóa khi mất điện ROM/EPROM/EEPROM hoặc Flash là bộ nhớ lưu trữ chương trình hay trí khôn của vi điều khiển, chúng được ghi khi chúng ta nạp chương trình vào vi điều khiển, không bị mất khi tắt điện hoặc reset. Random access memory 2. Các ngoại vi của vi điều khiển Hình 2.

Ngoại vi của vi điều khiển 2. I/O Ports – Input/ouput Có thể coi I/O Port là tay chân của vi điều khiển, chúng giúp cho vi điều khiển tương tác với các thành phần khác ngoài môi trường. Cổng đầu vào / đầu ra được sử dụng chủ yếu điều khiển hoặc giao tiếp các thiết bị như màn hình LCD, đèn LED, máy in,…cho vi điều khiển. SVTH: NHÓM 03 19 Đ N VI ĐIỀU KHIỂN GVHD: TS.

PHẠM DUY DƯỞNG 2. Các chuẩn giao tiếp Giống như miệng và tai vậy. Vi điều khiển sẽ sử dụng các chuẩn giao tiếp khác nhau để liên lạc với nhau hoặc liên lạc với các phâng tử khác trên mạch. Có thể kể đến như I2C, SPI, UART, USB, ….

Bộ chuyển đổi Analog sang digital (ADC) Bộ chuyển đổi ADC được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu analog sang dạng digital. Tín hiệu đầu vào trong bộ chuyển đổi này phải ở dạng analog (ví dụ: đầu ra cảm biến) và đầu ra từ thiết bị này ở dạng digital. Bộ chuyển đổi Digital sang Analog (DAC) Hoạt động của DAC là đảo ngược của ADC.