đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nôi dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án. ❖ Chương 2: Cơ sở lý thuyết. Giới thiệu về kit RF thu phát Wifi ESP8266 NODEMCU và vi điều khiển ATmega168 bên cạnh đó giới thiệu về các chuẩn giao tiếp và linh kiện chính được sử dụng trong đề tài. ❖ Chương 3: Tính toán thiết kế.
Chương này trình bày sơ đồ khối hệ thống, cách tính toán các thông số kỹ thuật của các khối sử dụng, thiết kế các khối với yêu cầu đặt ra ban đầu. Trình bày các mạch đã thiết kế, sử dụng các phần mềm lập trình và trình bày các thao tác hướng dẫn sử dụng hệ thống. ❖ Chương 4: Kết quả - Nhận xét - Đánh giá Chương này trình bày các kết quả đạt được và chưa đạt. ❖ Chương 5: Kết luận và hướng phát triển.
Đưa ra đánh giá về những kết quả đạt được so với mục tiêu ban đầu, đề ra các phương án khắc phục và hướng phát triển của đề tài 3 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY Dù cáp và dây điện vẫn đóng vai trò chính trong truyền và nhận thông tin, việc sử dụng tai nghe không dây, lướt web tại điểm truy cập Wi-Fi hoặc truyền dữ liệu giữa các thiết bị qua các giao tiếp không dây. đang trở nên quen thuộc và tác động lớn đến đời sống hàng ngày. ❖ Các công nghệ truyền không dây phổ biến ✓ Bluetooth Bluetooth không chỉ được dùng để truyền dữ liệu giữa các thiết bị di động, kết nối phụ kiện với điện thoại mà còn có trong một loạt thiết bị khác nhau như máy ảnh số, laptop, PC và đầu máy chơi game. Chip Bluetooth sử dụng tín hiệu sóng radio để truyền dữ liệu trong phạm vi hẹp, thường là khoảng 30 mét.
1: Nghe nhạc qua tai nghe Bluetooth Bluetooth 2.0, phiên bản được tích hợp nhiều nhất trong các thiết bị hiện nay, có thể trao đổi những gói thông tin đòi hỏi băng thông thấp hoặc trung bình với tốc độ 3 Mb/giây. Công nghệ này sử dụng lượng điện năng tương đối thấp. ✓ Zigbee Zigbee cho phép truyền thông tin tới nhiều thiết bị cùng lúc (mesh network). Phạm vi hoạt động của Zigbee đang được cải tiến từ 75 mét lên đến vài trăm mét.
2: Truyền không dây qua Zigbee Công nghệ này đòi hỏi năng lượng thấp hơn Bluetooth, nhưng tốc độ chỉ đạt 256 Kb/giây. Nó sẽ được ứng dụng trong hệ thống tự động tại các hộ gia đình như chiếu sáng và sưởi ấm. 4 ✓ NFC Thiết bị NFC chỉ có thể truyền không dây vài kilobit dữ liệu trong phạm vi vài cm, do đó nó đảm bảo an toàn khi người sử dụng muốn trao đổi thông tin riêng tư, cần bảo mật. 3: Truyền NFC giữa 2 thiết bị di động Các hãng sản xuất di động có vẻ hứng thú với công nghệ này và cho rằng điện thoại NFC sẽ được dùng để thanh toán hóa đơn khi người sử dụng uống cafe hay mua báo… Nó cũng sẽ xuất hiện trong khóa điện tử, vé và các tài liệu du lịch.
4: Các thiết bị kết nối qua Wifi Công nghệ kết nối Internet không dây này đã rất phổ biến trong gia đình, văn phòng, quán cafe và một số trung tâm thành phố lớn. Ngoài ra, Wi-Fi còn được dùng để nối những thiết bị gia dụng như TV, đầu DVD với máy tính.2 CẢM BIẾN DTH11 VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ 2. 1 Giới thiệu cảm biến nhiệt độ DTH11 Trong nhiều loại cảm biến nhiệt độ có trên thị trường như LM35, DS 18B20, DHT… DHT11 Là cảm biến rất thông dụng hiện nay vì chi phí rẻ và rất dễ lấy dữ liệu thông qua giao tiếp 1-wire (giao tiếp digital 1-wire truyền dữ liệu duy nhất). Cảm biến được tích hợp bộ tiền xử lý tín hiệu giúp dữ liệu nhận về được chính xác mà không cần phải qua bất kỳ tính toán nào.
5: Một số loại cảm biến nhiệt độ LM35, DS18B20, DHT11 Hình 2. 6: Sơ đồ nguyên lý module cảm biến nhiệt độDHT11 ❖ Thông số kĩ thuật: ✓ Điện áp hoạt động: 3 --> 5V ✓ Dải nhiệt độ đo: 0 -> 50°C với độ chính xác là ±2°C ✓ Kích thước: 15.5mm ✓ Tần số lấy mẫu: 1Hz , nghĩa là 1 giây DHT11 lấy mẫu một lần. ✓ 4 chân: VCC( cực (+) nguồn ), DATA(chân tín hiệu), NC, GND(cực (-) nguồn) Hình 2. 7: Các chân của DHT11 ❖ Cách điều khiển: ✓ DHT11 gửi và nhận dữ liệu với một dây tín hiệu DATA, với chuẩn dữ liệu truyền 1 dây này, chúng ta phải đảm bảo sao cho ở chế độ chờ (idle) dây DATA có giá trị ở mức cao, nên trong mạch sử dụng DHT11, dây DATA phải được mắc với một trở kéo bên ngoài(thông thường giá trị là 4.
6 ✓ Dữ liệu truyền về của DHT11 gồm 40bit dữ liệu theo thứ tự: 8 bit biểu thị phần nguyên của độ ẩm + 8 bit biểu thị phần thập phân của độ ẩm + 8 bit biểu thị phần nguyên của nhiệt độ + 8 bit biểu thị phần thập phân của nhiệt độ + 8 bit check sum. ✓ Ví dụ: ta nhận được 40 bit dữ liệu như sau: 0011 0101 0000 0000 0001 1000 0000 0000 0100 1101 ✓ Tính toán: 8 bit checksum: 0011 0101 + 0000 0000 + 0001 1000 + 0000 0000 = 0100 1101 ✓ Độ ẩm: 0011 0101 = 35H = 53% (ở đây do phần thập phân có giá trị 0000 0000, nên ta bỏ qua không tính phần thập phân) ✓ Nhiệt độ: 0001 1000 = 18H = 24°C (ở đây do phần thập phân có giá trị 0000 0000, nên ta bỏ qua không tính phần thập phân) 2. 2 Đo nhiệt độ bằng nhiệt điện trở Nhiệt điện trở dùng trong dụng cụ đo nhiệt độ làm việc với dòng phụ tải nhỏ để nhiệt năng sinh ra do dòng nhiệt điện trở nhỏ hơn so với nhiệt năng nhận được từ môi trường thí nghiệm. Yêu cầu cơ bản đối với vật liệu dùng làm chuyển đổi của nhiệt điện trở là có hệ số nhiệt độ lớn và ổn định, điện trở suất khá lớn… Trong công nghiệp nhiệt điện trở được chia thành nhiệt điện trở kim loại và nhiệt điện trở bán dẫn.
3 Đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt ngẫu Bộ cảm biến cặp nhiệt ngẫu là 1 mạch từ có 2 hay nhiều thanh dẫn điện gồm 2 dây dẫn A và B. Bằng cách đo sức điện động ta có thể tìm được nhiệt độ của đối tượng. Phương pháp này được sử dụng nhiều khi cần đo những nơi có nhiệt độ cao. 4 IC cảm biến nhiệt độ Có rất nhiều hãng chế tạo linh kiện điện tử đã sản xuất ra các loại IC bán dẫn dùng để đo dải nhiệt độ từ -55 đến 150 0C.
Trong các mạch tổ hợp IC, cảm biến nhiệt thường là điện áp của lớp chuyển tiếp p-n trong một loại tranzitor loại bipola. 5 Đo nhiệt độ bằng phương pháp không tiếp xúc Dựa trên định luật bức xạ của vật đen tuyệt đối, tức là vật hấp thụ năng lượng theo mọi hướng với khả năng lón nhất. Bức xạ nhiệt của mọi vật đặc trưng bởi mật độ phổ E nghĩa là số năng lượng bức xạ trong một đơn vị độ dài của sóng. Có thể dùng hỏa quang kế phát xạ, hỏa quang kế cường độ sang hoặc hỏa quang kế màu sắc.3 CẢM BIẾN MQ-7 VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO KHÍ CO 2.
1 Giới thiệu cảm biến khí CO MQ-7 Cảm biến MQ-7 có thế phát hiện khí CO tập trung tại những nơi khác nhau từ 10-1000ppm. Cảm biến này với độ nhạy cao thời gian đáp ứng nhanh tín hiệu ngõ ra dạng analog và digital. Cảm biến có thế hoạt động từ khoảng -10 0C đến 50 0C và tiêu thụ dòng khoảng 70mA tại 5V. 8: Ảnh thực tế cảm biến MQ-7 Hình 2.
9: Sơ đồ cảm biến MQ-7 MQ7 là cảm biến khí, dùng để phát hiện các khí có thể gây cháy. Nó được cấu tạo từ chất bán dẫn SnO2. Chất này có độ nhạy cảm thấp với không khí sạch. Nhưng khi trong môi trường có chất gây cháy, độ dẫn điện của nó thay đổi.
Khi môi trường sạch điện áp đầu ra của cảm biến thấp, giá trị điện áp đầu ra càng tăng khi nồng độ khí gây cháy xung quang MQ-7 càng cao. Đơn vị đo của cảm biến là ppm (10-4%) – mật độ tương đối của 1 chất trong hỗn hợp cụ thể hợp này là không khí. Trong hướng dẫn của nhà sản xuất không đề cập đến việc quy đổi giá trị nồng độ này ra điện áp ngõ ra. ❖ Thông số kỹ thuật: ✓ Điện áp cung cấp: 3~5V ✓ Sử dụng chip so sánh LM 393 và MQ-7 ✓ Hai tín hiệu đầu ra (digital và analog) ✓ Tín hiệu analog từ: 0~5V ✓ Dải phát hiện từ: 10-1000ppm ✓ Công suất tiêu thụ khoảng: 350mW ✓ Nhiệt độ hoạt động: -10 đến 50°C ✓ Kích thước: 33x20x16mm 8 Hình 2.
10: Sơ đồ cấu tạo MQ-7 Trên hình cho thấy MQ-7 cấu tạo từ rất nhiều thành phần và tạo nên một lớp bán dẫn đặc biệt khi có các chất cháy ở nồng độ cao thì chất bán dẫn này sẽ dẫn điện mạnh cho phép ngắn mạch 2 điểm lại với nhau. 2 Đo nồng độ khí CO bằng tia hồng ngoại Để đo được lượng CO trong hỗn hợp khí người ta sử dụng tính chất hấp thụ tia hồng ngoại của CO ở bước sóng 4,7mm. Một nguồn phát xạ hồng ngoại được cho qua bộ lọc ánh sáng chỉ cho tia hồng ngoại có bước sóng 4,7mm lọc qua. Để tạo sự chênh áp ở luồng cảm biến người ta sử dụng 2 ngăn: ngăn 1 chứa không khí bình thường (không có CO).
Ngăn 2 thông với khí thử có chứa CO cần đo. Tia hồng ngoại được gián đoạn hoá bằng 1 đĩa đục lỗ do 1 động cơ quay khi có khí thử vào ngăn 2. Tia hồng ngoại bị CO hấp thụ kết quả ở buồng cảm biến xuất hiện sự chênh áp suất giữa P1 và P2. Một cảm biến điện dung được nối với mạch đo và đưa vào máy tính xử lý kết quả.
Phương pháp này có độ chính xác và độ ổn định cao. 3 Đo nồng độ khí CO bằng cảm biến điện hóa học và rắn Hiện nay có hai loại công nghệ nhận biết CO bằng các cảm biến điện hóa học và rắn. Các thiết bị chính xác nhất sử dụng cảm biến điện hóa học. Những cảm biến này cho các khí cụ thể và có độ đọc chính xác +/-0.
Ngược lại, cảm biến trạng thái rắn xấp xỉ các mức CO và nhạy cảm với nhiệt độ và độ ẩm. Cảm biến rắn cũng nhạy cảm với các khí khác nhau và dung môi nặng trong môi trường, và do đó dễ cho cảnh báo sai 9 2.4 CẢM BIẾN KY-037 VÀ CÁC MỨC TIẾNG ỒN 2.