Ứng Dụng IoT Trong Thiết Kế Hệ Thống Giám Sát Và Điều Khiển Thiết Bị Công Nghiệp

Đồ án hcmute ứng dụng công nghệ iot để thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển thiết bị trong công nghiệp

• Tác giả: Nguyễn Văn Linh
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Thanh Giàu
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Điện Tử Công Nghiệp
• Đề tài: Ứng Dụng IoT Trong Thiết Kế Hệ Thống Giám Sát Và Điều Khiển Thiết Bị Công Nghiệp
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1.2. MỤC TIÊU
• 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1.4. GIỚI HẠN
• 1.5. BỐ CỤC
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. TỔNG QUAN VỀ IOT TRONG CÔNG NGHIỆP
• 2.1.1. Khái niệm về IoT
• 2.1.2. IoT trong công nghiệp
• 2.1.3. Lý do sử dụng IoT
• 2.2. TỔNG QUAN WEBSEVER
• 2.2.1. Web Server
• 2.2.2. Ngôn ngữ lập trình PHP
• 2.2.2.1. Giới thiệu
• 2.2.2.2. Lý do chọn PHP
• 2.2.3. Giới thiệu về MySQL
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
• 3.1. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 3.1.1. Thiết kế sơ đồ khối hệ thống
• 3.1.2. Tính toán và thiết kế mạch
• 3.1.3. Tính toán và thiết kế Web Server
• 3.1.4. Sơ đồ nguyên lý toàn mạch
• 3.2. THI CÔNG HỆ THỐNG
• 3.2.1. Thi công bo mạch
• 3.2.2. Lắp ráp và kiểm tra
• 3.2.3. ĐÓNG GÓI VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH
• 3.2.3.1. Đóng gói bộ điều khiển
• 3.2.3.2. Thi công mô hình
• 3.3. LẬP TRÌNH HỆ THỐNG
• 3.3.1. Phần mềm lập trình cho Web Server
• 3.3.2. Phần mềm lập trình cho PLC (Step7- Micro/Win)
• 3.4. LẬP TRÌNH MÔ PHỎNG
• 3.5. VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC
• 3.5.1. Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng
• 3.5.2. Quy trình thao tác
• 4. KẾT QUẢ - NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ
• 4.1. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
• 4.2. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
• 4.3. NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ
• 5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• TỪ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Internet of Things IoT và ứng dụng trong công nghiệp

Phần này trình bày khái niệm Internet of Things (IoT), một hệ thống kết nối các thiết bị vật lý thông qua internet. Ứng dụng IoT trong công nghiệp đang ngày càng phổ biến, giúp tự động hóa quy trình sản xuất, giám sát từ xa và nâng cao hiệu quả. Ứng dụng IoT trong sản xuất, ứng dụng IoT trong nông nghiệp, ứng dụng IoT trong năng lượng và ứng dụng IoT trong logistics là những ví dụ điển hình. Việc sử dụng cảm biến IoT thu thập dữ liệu thời gian thực, truyền dữ liệu IoT qua mạng lưới, phân tích dữ liệu IoT để đưa ra quyết định tối ưu. Tuy nhiên, an ninh mạng IoT và bảo mật IoT cần được quan tâm để đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn.

1.1 Lợi ích của IoT trong công nghiệp

IoT mang lại nhiều lợi ích đáng kể cho ngành công nghiệp. Nó giúp nâng cao hiệu quả sản xuất, giảm chi phí vận hành, và tăng năng suất. Kiểm soát chất lượng được cải thiện nhờ dữ liệu thời gian thực. An toàn lao động cũng được đảm bảo hơn. Giám sát từ xa cho phép phát hiện và xử lý sự cố kịp thời. Quản lý năng lượng hiệu quả hơn. Dữ liệu thời gian thực hỗ trợ ra quyết định nhanh chóng. Dashboard giám sát cung cấp cái nhìn tổng quan về hệ thống. Báo cáo giám sát giúp đánh giá hiệu quả hoạt động. Cảnh báo sớm giúp phòng ngừa rủi ro. Quản lý rủi ro được tối ưu. Tóm lại, IoT đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hoạt động sản xuất và kinh doanh.

1.2 Thách thức của IoT trong công nghiệp

Mặc dù mang lại nhiều lợi ích, IoT cũng đặt ra một số thách thức. An ninh mạng IoT là mối quan tâm hàng đầu. Sự phức tạp trong kết nối thiết bị IoT và giao thức truyền thông IoT (ví dụ: MQTT, CoAP, AMQP) cần được giải quyết. Phát triển ứng dụng IoT đòi hỏi chuyên môn cao. Chi phí triển khai IoT ban đầu có thể lớn. Khả năng tương tác giữa các thiết bị IoT từ các nhà sản xuất khác nhau cần được đảm bảo. Xử lý lượng dữ liệu khổng lồ (Big data và IoT) từ các cảm biến. Phân tích dữ liệu phức tạp (phân tích dữ liệu đoạn) cần các giải pháp chuyên dụng. Hệ thống tự động hóa phức tạp. Do đó, việc triển khai IoT cần được lập kế hoạch kỹ lưỡng để khắc phục những thách thức này.

II. Thiết kế Hệ thống giám sát IoT và Hệ thống điều khiển IoT cho thiết bị công nghiệp

Phần này tập trung vào thiết kế cụ thể của hệ thống. Thiết kế hệ thống giám sát bao gồm việc lựa chọn các cảm biến IoT phù hợp, xác định phương thức thu thập và xử lý dữ liệu, xây dựng giao diện người dùng trực quan (ví dụ: dashboard giám sát). Thiết kế hệ thống điều khiển bao gồm việc lựa chọn các thiết bị điều khiển (ví dụ: PLC, Arduino), lập trình logic điều khiển, và thiết kế giao diện điều khiển từ xa (điều khiển từ xa). Kết nối thiết bị IoT được thực hiện thông qua các giao thức truyền thông thích hợp. Cloud computing và IoT có thể được kết hợp để lưu trữ và xử lý dữ liệu lớn. Hệ thống tự động hóa cần được thiết kế để đảm bảo tính an toàn và độ tin cậy.

2.1 Kiến trúc hệ thống

Kiến trúc hệ thống bao gồm các thành phần chính: Thiết bị công nghiệp thông minh, cảm biến IoT, mạng lưới IoT, phần mềm giám sát và điều khiển, cơ sở dữ liệu. Thiết bị công nghiệp thông minh là các thiết bị trong nhà máy cần giám sát và điều khiển. Cảm biến IoT thu thập dữ liệu từ các thiết bị. Mạng lưới IoT (có thể sử dụng Wifi, Ethernet, hoặc các công nghệ không dây khác) kết nối các thiết bị với nhau và với trung tâm giám sát. Phần mềm giám sát và điều khiển (có thể là một ứng dụng web hoặc một phần mềm độc lập) cho phép người dùng giám sát trạng thái và điều khiển các thiết bị. Cơ sở dữ liệu lưu trữ dữ liệu thu thập được từ các cảm biến.

2.2 Triển khai và tích hợp

Việc triển khai IoT trong môi trường công nghiệp đòi hỏi sự chuẩn bị kỹ lưỡng. Các bước triển khai gồm: lập kế hoạch, thiết kế, thực hiện, kiểm thử, và bảo trì. Kiến trúc hệ thống cần được thiết kế sao cho phù hợp với yêu cầu cụ thể của nhà máy. Việc lựa chọn các thiết bị IoT cần dựa trên các tiêu chí về độ tin cậy, hiệu suất, và giá thành. Quá trình tích hợp các thiết bị IoT vào hệ thống hiện có của nhà máy cần được thực hiện một cách cẩn thận để tránh gây ra sự cố. Kiểm thử hệ thống là một bước quan trọng để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và chính xác. Bảo trì hệ thống cần được thực hiện thường xuyên để đảm bảo hệ thống luôn hoạt động hiệu quả.

III. Đánh giá và kết luận

Phần này tóm tắt kết quả nghiên cứu, đánh giá hiệu quả của hệ thống và đề xuất hướng phát triển trong tương lai. Thu thập dữ liệu và xử lý dữ liệu được đánh giá dựa trên độ chính xác và hiệu quả. Hiệu quả kinh tế của hệ thống được đánh giá qua việc giảm chi phí nhân công, nâng cao năng suất, và giảm thiểu rủi ro. Khả năng mở rộng của hệ thống được xem xét để đáp ứng nhu cầu mở rộng sản xuất trong tương lai. Hệ thống SCADA và các hệ thống giám sát khác có thể được so sánh để đánh giá ưu điểm và nhược điểm của hệ thống đề xuất.

3.1 Kết quả đạt được

Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ thống giám sát và điều khiển thiết bị công nghiệp sử dụng công nghệ IoT hoạt động hiệu quả. Hệ thống đã đạt được các mục tiêu đề ra như: giám sát từ xa, điều khiển từ xa, thu thập dữ liệu thời gian thực, và phân tích dữ liệu. Giao diện người dùng thân thiện và dễ sử dụng. Hệ thống có độ tin cậy cao. Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động ổn định và chính xác. Các lỗi được phát hiện và sửa chữa kịp thời. Hiệu quả kinh tế của hệ thống được chứng minh qua việc giảm chi phí nhân công và tăng năng suất.

3.2 Hướng phát triển

Để hoàn thiện hơn, hệ thống có thể được phát triển thêm các tính năng sau: tích hợp trí tuệ nhân tạo để tự động hóa quá trình điều khiển và ra quyết định, tích hợp nhiều loại cảm biến để thu thập dữ liệu đa dạng hơn, xây dựng hệ thống cảnh báo sớm chính xác hơn, nâng cao khả năng bảo mật để tránh các cuộc tấn công mạng, phát triển ứng dụng di động để người dùng có thể giám sát và điều khiển hệ thống từ bất cứ đâu. Hệ thống tự động hóa cần được tối ưu hơn. Quản lý năng lượng cần được cải thiện. Phân tích dữ liệu tiên đoán có thể được tích hợp để dự đoán các sự cố tiềm tàng. Quản lý rủi ro cần được cập nhật thường xuyên.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu thế phát triển của cuộc Cách mạng Công nghiệp 4.0, công nghệ Internet of Things (IoT) đóng vai trò then chốt trong việc tự động hóa các dây chuyền sản xuất và nâng cao hiệu quả quản trị nhà máy. Thực tiễn sản xuất tại Việt Nam cho thấy các hệ thống điều khiển tự động chủ yếu sử dụng bộ điều khiển logic lập trình được (PLC), hệ thống điều khiển phân tán (DCS) hoặc hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) kết nối qua mạng cục bộ (LAN). Dù SCADA hỗ trợ kiểm soát thiết bị, các giải pháp truyền thống này bộc lộ một số hạn chế: cơ chế lập trình mang tính đóng, giao diện điều khiển phụ thuộc vào cấu hình mặc định của nhà sản xuất (như Siemens), chi phí đầu tư ban đầu cao và khả năng tiếp cận từ xa qua Internet bị giới hạn.

Nhằm tận dụng hạ tầng Internet và tính linh hoạt của phần cứng mã nguồn mở để tối ưu chi phí, đồ án tốt nghiệp ngành Điện tử Công nghiệp tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh đã thực hiện đề tài: "Ứng dụng công nghệ IoT để thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển thiết bị công nghiệp".

Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu gồm 5 nội dung:

1. Thực hiện giao tiếp giữa vi điều khiển Arduino và PLC theo chuẩn công nghiệp.
2. Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát trạng thái thiết bị thông qua Web Server.
3. Đưa dữ liệu cài đặt từ Web Server xuống điều khiển PLC và truyền dữ liệu vận hành từ PLC lên Web Server.
4. Đánh giá các kết quả thực nghiệm đạt được và các mặt hạn chế của mô hình.
5. Đề xuất phương pháp giải quyết các tồn tại kỹ thuật và định hướng phát triển hệ thống.

Nhiệm vụ nghiên cứu tập trung vào việc tìm hiểu giao thức Modbus RTU, cơ chế trao đổi dữ liệu hai chiều giữa Web Server và Arduino qua Wi-Fi, kỹ thuật truyền thông giữa PLC và Arduino, thiết kế cơ sở dữ liệu và giao diện web, cũng như thử nghiệm tính thực thi của toàn bộ mô hình.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống phần cứng tích hợp gồm vi điều khiển ATmega2560 (Arduino Mega 2560), vi điều khiển ESP8266 (NodeMCU), bộ điều khiển PLC S7-200 (board CPU 224XP), cảm biến Encoder, cảm biến nhiệt độ PT100 và cơ cấu chấp hành động cơ DC.
• Phạm vi không gian và thời gian: Đồ án được thực hiện tại Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh, Khoa Điện - Điện tử, Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM từ ngày 19/03/2018 đến ngày 04/07/2018.
• Giới hạn kỹ thuật: Hệ thống truyền thông không dây chỉ sử dụng mạng Wi-Fi (không khảo sát sóng RF, Bluetooth hay Zigbee); truyền thông giữa PLC và Arduino sử dụng giao thức Modbus RTU qua đường truyền vật lý RS-485; giao diện Web Server được xây dựng ở mức tinh gọn, đáp ứng các chức năng giám sát và điều khiển cơ bản.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và công nghệ nền tảng của đề tài bao gồm:

• Mạng truyền thông công nghiệp và giao thức Modbus RTU: Hệ thống sử dụng mô hình Master-Slave trên đường truyền vật lý RS-485. Cấu trúc khung truyền Modbus RTU bao gồm: địa chỉ Slave (8-bit), mã hàm chức năng (Function Code như 01, 02, 03, 04, 05, 06, 15, 16), dữ liệu yêu cầu/phản hồi ($N$ bytes) và mã kiểm tra lỗi CRC 16-bit. Chuẩn truyền thông quy định khoảng cách giãn cách giữa các khung truyền tối thiểu bằng 3,5 lần thời gian truyền một ký tự, và thời gian giữa các ký tự liên tiếp trong cùng một khung không được vượt quá 1,5 lần thời gian truyền ký tự.
• Giao thức truyền thông UART: Chuẩn truyền thông nối tiếp bất đồng bộ được sử dụng để kết nối trao đổi dữ liệu giữa khối xử lý trung tâm và khối Wi-Fi, cũng như kết nối tới mạch chuyển đổi RS-485.
• Công nghệ máy chủ Web (Web Server): Ứng dụng ngôn ngữ kịch bản mã nguồn mở PHP để xử lý tiếp nhận dữ liệu từ thiết bị IoT và trích xuất dữ liệu điều khiển; hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ MySQL để quản lý tài khoản, thông số cài đặt và dữ liệu thu thập; máy chủ web Apache đóng vai trò môi trường thực thi.
• Chuẩn mạng không dây Wi-Fi: Chuẩn truyền thông không dây băng tần 2,4 GHz hỗ trợ mã hóa WPA/WPA2, kết nối module IoT với mạng Internet diện rộng.

Phương pháp nghiên cứu thực tế được triển khai:

• Phương pháp thiết kế kỹ thuật phần cứng: Tính toán các thông số mạch điện tử (mạch nguồn xung hạ áp, mạch cách ly ngõ vào PLC, mạch khuếch đại đệm công suất, mạch chuyển mức tín hiệu); thiết kế sơ đồ nguyên lý và layout mạch in (PCB) bằng phần mềm Altium Designer.
• Phương pháp lập trình và tích hợp hệ thống: Lập trình điều khiển logic cho PLC bằng phần mềm Step7-Micro/Win; lập trình firmware cho Arduino Mega 2560 và module ESP8266 trên môi trường Arduino IDE; lập trình backend và frontend Web bằng PHP, HTML, CSS và MySQL.
• Phương pháp thực nghiệm kiểm chứng: Chạy thử nghiệm mô hình thực tế, đo đạc thời gian đáp ứng của lệnh đọc/ghi Modbus giữa PLC và Arduino, kiểm tra độ ổn định của chu trình đẩy dữ liệu lên cơ sở dữ liệu đám mây và độ trễ phản hồi trên giao diện người dùng.

Nguồn dữ liệu thực nghiệm bao gồm: tín hiệu xung ngõ ra từ cảm biến Encoder mô phỏng sản phẩm trên băng chuyền, tín hiệu dòng điện $4-20\text{ mA}$ chuyển đổi từ cảm biến nhiệt độ PT100 cấp vào ngõ vào tương tự (Analog) của PLC, và các thanh ghi nhớ (Holding Registers/Coils) trên PLC S7-200.

Thiết kế và triển khai hệ thống

Hệ thống được thiết kế theo kiến trúc phân tầng kết nối giữa môi trường điều khiển công nghiệp và môi trường mạng Internet:

Thành phần hệ thống	Phần cứng / Công nghệ sử dụng	Chức năng kỹ thuật chính
Khối điều khiển công nghiệp (Slave)	PLC S7-200 (CPU 224XP)	Đọc tín hiệu cảm biến (Encoder, PT100 qua bộ chuyển đổi $4-20\text{ mA}$), điều khiển cơ cấu chấp hành (3 động cơ DC, đèn báo), lưu trữ dữ liệu thanh ghi Modbus.
Khối giao tiếp công nghiệp	Module UART TTL - RS-485	Chuyển đổi mức điện áp giữa UART ($0-5\text{V}$) và vi sai RS-485 ($V_+, V_-$); sử dụng IC MAX485 kết hợp IC định thời NA555 để tự động chuyển hướng truyền nhận.
Khối xử lý trung tâm (Master)	Board Arduino Mega 2560 R3 (ATmega2560)	Đóng vai trò Modbus Master; xử lý định tuyến dữ liệu giữa cổng UART1 (nối PLC) và UART3 (nối NodeMCU); điều khiển hiển thị LCD 20x4.
Khối kết nối Internet (IoT Gateway)	Module ESP8266 NodeMCU	Kết nối mạng Wi-Fi $2,4\text{ GHz}$; gửi yêu cầu HTTP và truyền/nhận dữ liệu với Web Server qua script PHP; trao đổi UART với Arduino Mega 2560.
Khối Web Server & Cơ sở dữ liệu	Web Hosting, PHP, MySQL, Apache	Cung cấp giao diện Web (websystemspkt.com) để người dùng đăng nhập, cài đặt số lượng sản phẩm, giám sát sản lượng và nhiệt độ thời gian thực.
Khối nguồn và phụ trợ	Adapter $12\text{V}-3\text{A}$, IC LM2576-5V, Opto PC817, ULN2803	Cấp nguồn $5\text{V}-3\text{A}$ ổn định cho hệ vi điều khiển; cách ly quang bảo vệ ngõ vào $24\text{V}$ PLC; khuếch đại dòng điều khiển động cơ qua xung PWM.

Chi tiết tính toán và thiết kế mạch điện tử tiêu biểu trong hệ thống:

• Tính toán mạch nguồn: Tổng dòng tiêu thụ của các linh kiện gồm Arduino Mega 2560 ($200\text{ mA}$), NodeMCU ($170\text{ mA}$), LCD 20x4 ($30\text{ mA}$), module RS-485 ($200\text{ mA}$), LED chỉ thị ($60\text{ mA}$), cảm biến Encoder ($60\text{ mA}$) và các động cơ DC ($360\text{ mA}$) đạt khoảng $1080\text{ mA}$. Nhóm chọn IC nguồn xung LM2576-5V cung cấp dòng tải tối đa $3\text{A}$ từ nguồn đầu vào Adapter $12\text{V}-3\text{A}$.
• Tính toán điện trở kích LED chỉ thị: Với điện áp nguồn $V_s = 5\text{V}$, điện áp sụt trên LED đỏ $V_{led} = 2,1\text{V}$, dòng định mức $I_{led} = 10\text{ mA}$, giá trị điện trở được xác định: $$R = \frac{V_s - V_{led}}{I_{led}} = \frac{5 - 2,1}{0,01} = 290,\Omega \quad \rightarrow \text{Chọn điện trở chuẩn } 330,\Omega$$
• Tính toán mạch cách ly quang ngõ vào PLC: Ngõ vào PLC yêu cầu dòng kích hoạt khoảng $5\text{ mA}$ ở mức điện áp $24\text{V}$. Điện trở phân áp được tính toán: $$R = \frac{24\text{ V}}{5\text{ mA}} = 4,8\text{ k}\Omega \quad \rightarrow \text{Chọn } 4,7\text{ k}\Omega \text{ (dòng thực tế } 5,106\text{ mA)}$$ Phía ngõ vào quang (Opto PC817), với nguồn $5\text{V}$ và dòng thuận $I_F = 10\text{ mA}$, điện trở hạn dòng được chọn là $470,\Omega$ ($I_F = 10,6\text{ mA}$).
• Mạch tự động đảo chiều RS-485: Mạch sử dụng cạnh xuống của bit Start trên đường truyền UART để kích hoạt IC định thời NA555 tạo xung điều khiển chân Enable của MAX485, với thời gian truyền gói dữ liệu được định hình theo công thức $T = 1,1 \times R_2 \times C_1$.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan

Chương 1 phân tích tính cấp thiết của việc áp dụng IoT trong giám sát và điều khiển thiết bị công nghiệp từ xa. Tác giả chỉ ra các ưu thế của IoT so với mạng SCADA khép kín truyền thống, xác định 5 mục tiêu nghiên cứu cụ thể, phạm vi giới hạn kỹ thuật của đề tài (chỉ dùng kết nối Wi-Fi, chuẩn Modbus RTU qua RS-485) và bố cục tổng thể của đồ án tốt nghiệp gồm 6 chương.

Chương 2. Cơ sở lý thuyết

Chương 2 trình bày tổng quan lý thuyết về các công nghệ được tích hợp trong hệ thống:

• Bản chất mạng IoT trong công nghiệp và ứng dụng kết nối dữ liệu máy móc.
• Nền tảng Web Server: Ngôn ngữ lập trình PHP, hệ quản trị cơ sở dữ liệu MySQL và các chuẩn kết nối mạng Wi-Fi thông dụng.
• Phần cứng hệ thống: Thông số kỹ thuật chip xử lý ATmega2560 trên board Arduino Mega 2560 (Flash $256\text{ KB}$, SRAM $8\text{ KB}$, EEPROM $4\text{ KB}$, xung nhịp $16\text{ MHz}$); module ESP8266 NodeMCU (băng tần Wi-Fi $2,4\text{ GHz}$, hỗ trợ giao tiếp SPI/UART/I2C); thiết bị hiển thị LCD 20x4; bộ điều khiển PLC S7-200 CPU 224XP (nguồn $24\text{VDC}$, 8 ngõ vào/6 ngõ ra số, 2 ngõ vào analog, 2 cổng truyền thông RS-485).
• Giao thức truyền thông: Phân tích nguyên lý truyền nhận Modbus RTU (khung truyền, các mã hàm từ 01 đến 16, thuật toán kiểm tra lỗi CRC-16) và giao thức truyền thông nối tiếp bất đồng bộ UART.

Chương 3. Tính toán và thiết kế

Chương 3 tập trung xây dựng sơ đồ khối toàn hệ thống và tính toán thiết kế chi tiết cho từng khối chức năng:

• Thiết kế mạch khối xử lý trung tâm (Arduino Mega 2560 phân bổ cổng UART1 cho RS-485 và UART3 cho NodeMCU).
• Thiết kế mạch hiển thị LCD 20x4 kết hợp các LED báo trạng thái nguồn, kết nối Wi-Fi và tín hiệu truyền nhận UART.
• Thiết kế mạch giao tiếp UART TTL - RS-485 có mạch định thời NA555 điều khiển hướng tự động và diode bảo vệ chống nhiễu.
• Thiết kế mạch phối ghép ngõ vào/ra PLC: Ghép nối cảm biến Encoder qua Opto PC817, ghép nối cảm biến nhiệt độ PT100 qua bộ chuyển đổi dòng $4-20\text{ mA}$, khuếch đại tín hiệu điều khiển động cơ bằng IC đệm dòng ULN2803.
• Tính toán khối nguồn $5\text{V}-3\text{A}$ dùng IC LM2576-5V dựa trên tổng dòng tiêu thụ của tải.
• Thiết kế cơ sở dữ liệu MySQL và xây dựng giao diện trang web điều khiển/giám sát trên hosting với ước lượng dữ liệu tải lên gồm 15 biến kiểu số thập phân, chu kỳ ghi 3 giây/lần (dung lượng tạo ra khoảng $864\text{ KB}$ mỗi ngày).

Chương 4. Thi công hệ thống

Chương 4 mô tả toàn bộ quy trình chế tạo phần cứng và phát triển phần mềm:

• Thiết kế layout và gia công mạch in PCB cho mạch điều khiển chính, mạch đệm cảm biến và mạch nguồn trên phần mềm Altium Designer.
• Lắp ráp cơ khí, đóng gói hộp điều khiển và cân chỉnh các thiết bị ngoại vi trên mô hình băng chuyền thực nghiệm.
• Xây dựng lưu đồ giải thuật cho vi điều khiển Arduino Mega 2560 và module ESP8266 NodeMCU.
• Lập trình firmware điều khiển trên Arduino IDE; cấu hình khối hàm Modbus RTU trên phần mềm Step7-Micro/Win cho PLC S7-200 (khởi tạo trạm Slave, đọc và ghi dữ liệu ô nhớ thanh ghi); xây dựng các script PHP tiếp nhận và phản hồi dữ liệu trên Web Hosting.

Chương 5. Kết quả - Nhận xét - Đánh giá

Chương 5 trình bày kết quả vận hành thử nghiệm của hệ thống:

• Kiểm thử các trang chức năng trên giao diện Web (websystemspkt.com): Trang chủ, trang đăng ký/đăng nhập tài khoản, giao diện bảng điều khiển cài đặt số lượng sản phẩm và trang giám sát thông số thời gian thực.
• Đánh giá khả năng đồng bộ dữ liệu: Giá trị đặt sản phẩm từ Web Server được truyền thành công xuống PLC; dữ liệu đếm sản phẩm từ cảm biến Encoder và nhiệt độ đo được từ PLC được truyền ngược lên Web Server và hiển thị chính xác song song trên màn hình LCD 20x4.
• Đo lường thực nghiệm thời gian đáp ứng của chu trình đọc/ghi thanh ghi Modbus và ghi nhận hiện tượng trễ cập nhật trên web do ảnh hưởng của hạ tầng hosting miễn phí và độ ổn định đường truyền mạng.

Chương 6. Kết luận và hướng phát triển

Chương 6 tổng kết toàn bộ các kết quả đạt được đối chiếu với mục tiêu ban đầu, chỉ rõ các hạn chế còn tồn tại về tốc độ cập nhật và phạm vi kết nối, đồng thời đề xuất các phương án mở rộng hệ thống trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã hoàn thành việc chế tạo mô hình thực nghiệm và đạt được các kết quả kỹ thuật cụ thể:

• Xây dựng thành công kênh truyền thông hai chiều giữa Web Server và PLC: Hệ thống thực hiện truyền dữ liệu cài đặt số lượng sản phẩm từ giao diện Web xuống PLC thông qua ESP8266 và Arduino Mega 2560; đồng thời đọc dữ liệu đếm sản phẩm từ cảm biến Encoder và nhiệt độ từ PT100 đưa ngược lên lưu trữ trong MySQL và hiển thị trên Web.
• Tích hợp giao thức Modbus RTU ổn định: Thiết lập thành công giao tiếp Master-Slave qua đường truyền RS-485 giữa Arduino Mega 2560 (Master) và PLC S7-200 CPU 224XP (Slave) thông qua mạch chuyển đổi UART-RS485 tự động đảo chiều.
• Dữ liệu vận hành hệ thống: Xử lý ổn định luồng dữ liệu gồm 15 biến kiểu số thập phân với chu kỳ cập nhật $3\text{ giây/lần}$, tổng dung lượng lưu trữ phát sinh trung bình đạt khoảng $864\text{ KB/ngày}$.
• Đo đạc thời gian đáp ứng: Ghi nhận và thống kê thời gian đáp ứng của các lệnh đọc/ghi dữ liệu từ PLC lên Arduino và hiển thị lên giao diện Web.

Giải pháp và đóng góp của đề tài:

• Đề xuất giải pháp cổng kết nối trung gian (Gateway) chi phí thấp sử dụng vi điều khiển ATmega2560 kết hợp ESP8266 NodeMCU để làm cầu nối chuyển đổi giữa giao thức công nghiệp (Modbus RTU/RS-485) và giao thức mạng Internet (HTTP/Wi-Fi).
• Cung cấp phương án giám sát và điều khiển thiết bị công nghiệp có tính tùy biến cao, mã nguồn mở, không phụ thuộc vào các phần mềm SCADA thương mại đắt tiền hay các gói Web Server bản quyền của nhà sản xuất thiết bị.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của hệ thống được ghi nhận trong văn bản:

• Tốc độ cập nhật dữ liệu trên trang Web đôi khi xảy ra hiện tượng trễ do hệ thống sử dụng dịch vụ Web Hosting miễn phí có tài nguyên máy chủ hạn chế.
• Kết nối không dây phụ thuộc hoàn toàn vào mạng Wi-Fi cục bộ, chưa tích hợp các cơ chế kết nối dự phòng (như sóng RF, mạng di động 3G/4G hay đường truyền cáp Ethernet công nghiệp).
• Giao diện Web được thiết kế ở mức độ cơ bản, chưa tối ưu hóa cho nhiều kích thước màn hình hiển thị.
• Mô hình thử nghiệm mới áp dụng cho 1 trạm PLC đơn lẻ và các cảm biến mô phỏng, chưa triển khai mạng đa trạm (Multi-drop) phức tạp trong môi trường nhà máy thực tế.

Hướng phát triển tiếp theo được đề xuất:

• Nâng cấp hệ thống lên máy chủ Web trả phí hoặc dịch vụ điện toán đám mây chuyên dụng để nâng cao băng thông, giảm độ trễ cập nhật và đảm bảo tính liên tục của dữ liệu.
• Mở rộng giao thức Modbus RTU để điều khiển và thu thập dữ liệu đồng thời từ nhiều trạm PLC Slave và các thiết bị đo công nghiệp khác trên cùng một tuyến bus RS-485.
• Nghiên cứu tích hợp thêm các phương thức truyền thông đa dạng như mạng truyền thông di động (GSM/GPRS/4G) hoặc chuẩn mạng LoRa, Zigbee.
• Phát triển ứng dụng chuyên dụng trên thiết bị di động (Mobile App) nhằm tăng tính tiện lợi cho người vận hành.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp này là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

• Sinh viên ngành Kỹ thuật Điều khiển & Tự động hóa, Điện tử Công nghiệp, Cơ điện tử và Kỹ thuật Máy tính: Nắm bắt phương pháp tích hợp hệ thống nhúng với thiết bị điều khiển công nghiệp thực tế.
• Kỹ sư và người nghiên cứu hệ thống IoT công nghiệp (IIoT): Tham khảo giải pháp cầu nối dữ liệu (Gateway) giá thành thấp để hiện đại hóa các dòng PLC thế hệ cũ chưa hỗ trợ kết nối mạng trực tiếp.
• Các phần đáng tham khảo nhất:
  • Chương 3: Các công thức tính toán thiết kế mạch điện tử thực tế (mạch nguồn hạ áp LM2576-5V, mạch Opto PC817 ghép nối logic $24\text{V}$ cho PLC, mạch chuyển đổi RS-485 tự động đảo chiều bằng NA555).
  • Chương 4: Quy trình thiết lập truyền thông Modbus RTU giữa Arduino và PLC Siemens S7-200 trên Step7-Micro/Win, kết hợp lưu đồ thuật toán và kỹ thuật xử lý dữ liệu qua PHP/MySQL.

Câu hỏi thường gặp

1. Vai trò kỹ thuật chính của board Arduino Mega 2560 trong cấu trúc hệ thống là gì?
Arduino Mega 2560 đóng vai trò là bộ xử lý trung tâm và là Master trong mạng Modbus RTU. Board vi điều khiển này thực hiện 3 nhiệm vụ song song: thu nhận lệnh điều khiển từ NodeMCU qua cổng UART3 để gửi xuống PLC; liên tục đọc dữ liệu thanh ghi từ PLC qua cổng UART1 (qua mạch RS-485) để chuyển tiếp sang NodeMCU đưa lên Web Server; đồng thời xuất thông số cài đặt và trạng thái vận hành lên màn hình LCD 20x4.

2. Mạch chuyển đổi RS-485 sang UART sử dụng cơ chế nào để tự động chọn chiều truyền nhận dữ liệu?
Mạch sử dụng IC MAX485 kết hợp với IC định thời NA555. Khi có tín hiệu truyền từ cổng UART của Arduino, cạnh xuống của bit Start sẽ kích hoạt bộ đếm thời gian NA555 tạo ra tín hiệu điều khiển mức logic tại chân cho phép của MAX485, tự động chuyển module sang chế độ truyền dữ liệu đi với khoảng thời gian được định trước bởi công thức $T = 1,1 \times R_2 \times C_1$.

3. Tại sao hệ thống phải sử dụng mạch cách ly quang Opto PC817 giữa cảm biến Encoder và ngõ vào của PLC?
Cảm biến Encoder sử dụng nguồn cấp $5\text{VDC}$ và xuất tín hiệu mức $0-5\text{V}$, trong khi ngõ vào số của PLC S7-200 hoạt động ở chuẩn điện áp công nghiệp $24\text{VDC}$ (yêu cầu dòng kích hoạt khoảng $5\text{ mA}$). Mạch Opto PC817 (với điện trở hạn dòng $4,7\text{ k}\Omega$ ở phía $24\text{V}$ và $470,\Omega$ ở phía $5\text{V}$) giúp chuyển đổi mức điện áp an toàn và cách ly quang học chống nhiễu từ môi trường công nghiệp vào vi điều khiển.

4. Dung lượng dữ liệu và tần suất trao đổi thông tin giữa hệ thống phần cứng và Web Server được tính toán như thế nào?
Hệ thống xử lý khoảng 15 biến trạng thái kiểu số thập phân với chu kỳ gửi dữ liệu lưu trữ lên Web Server định kỳ 3 giây một lần. Với tần suất này, lượng dữ liệu sinh ra trong một ngày vận hành liên tục đạt khoảng $864\text{ KB}$, phù hợp với khả năng lưu trữ và băng thông của các dịch vụ Web Server/Hosting cơ bản.

5. Cổng truyền thông RS-485 trên PLC S7-200 (CPU 224XP) sử dụng những chân nào để kết nối với module RS-485 của hệ thống?
Theo sơ đồ cổng kết nối chuẩn DB9 của CPU 224XP, hệ thống sử dụng chân số 3 và chân số 8 (hai chân truyền nhận dữ liệu vi sai của cổng truyền thông RS-485 trên PLC) để đấu nối tương ứng với hai chân tín hiệu $A(+)$ và $B(-)$ của module chuyển đổi UART-RS485.

Kết luận

Đồ án đã nghiên cứu và ứng dụng thành công công nghệ IoT để xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển thiết bị công nghiệp từ xa thông qua giao diện Web. Bằng cách kết hợp linh hoạt vi điều khiển ATmega2560, module Wi-Fi ESP8266, bộ điều khiển PLC S7-200 qua giao thức Modbus RTU/RS-485 và hệ thống máy chủ PHP-MySQL, mô hình đã giải quyết tốt bài toán truyền nhận dữ liệu hai chiều với chi phí thấp và tính mở cao. Dù còn một số hạn chế về độ trễ hiển thị do hạ tầng hosting miễn phí, kết quả của đồ án cung cấp một tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo thực tiễn cao cho việc tích hợp hệ thống nhúng và mạng công nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Tổng quan: Trình bày tổng quan về tình hình nghiên cứu, mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài. Cơ sở lý thuyết: Ở chương này nhóm trình bày cơ sở lí thuyết về các vấn đề liên quan của hệ thống. Giới thiệu các thiết bị phần cứng và giao thức truyền thông giữa các thiết bị trong hệ thống.

Tính toán và thiết kế: Chương này sẽ thiết kế sơ đồ khối của hệ thống và chi tiết từng khối. Từ đó tính toán và lựa chọn linh kiện thích hợp để xây dựng sơ đồ nguyên lí của toàn hệ thống. Thi công hệ thống: Trình bày thiết kế phần cứng và vị trí sắp xếp các linh kiện của hệ thống. Đưa ra lưu đồ giải thuật, thiết kế giao diện giám sát trên website, quá trình điều khiển, giám sát và hoạt động của hệ thống.

Kết quả-nhận xét-dánh giá: Những kết quả đạt được sau thời gian thực hiện, kết quả thực nghiệm, từ đó đưa ra đánh giá nhận xét. Kết luận và hướng phát triển của đề tài: Tóm tắt nội dung đề tài và kết luận những việc đã làm được, hạn chế. Từ đó rút ra những nhận xét về khả năng ứng dụng trong thực tế và hướng phát triển của đề tài. Đặt nền móng cho những đề tài nghiên cứu sau được hoàn thiện và tiến bộ hơn về mặt kết quả thực nghiệm.

3 do an CHƯƠNG 2. CỞ SỞ LÝ THUYẾT Chương 2.1 TỔNG QUAN VỀ IOT TRONG CÔNG NGHIỆP 2.1 Khái niệm về IoT Internet of Things (IoT) mạng lưới vạn vật kết nối Internet hoặc là mạng lưới thiết bị kết nối Internet, khi mà mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định danh của riêng mình và tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính. IoT đã phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện tử và Internet. Nói đơn giản là một tập hợp các thiết bị có khả năng kết nối với nhau với Internet và với thế giới bên ngoài để thực hiện một công việc nào đó.2 IoT trong công nghiệp IoT thực sự là cuộc cách mạng về công nghệ thông tin của thế giới hiện đại.

Khi mỗi thiết bị, và con người được cấp một mã định danh riêng, tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu thông qua mạng Internet mà không cần sự tương tác giữa con người với con người, hoặc giữa người với máy tính. Kết nối các thiết bị công nghiệp và điều khiển thông qua Internet là một vấn đề cực kỳ hấp dẫn với những người làm trong ngành kỹ thuật. Các nhà máy tại Việt Nam chúng ta hiện nay các thiết bị điều khiển hầu hết được kết nối với PLC, DCS hoặc SCADA điều khiển tự động hoạt bán tự động. Nhưng khi áp dụng IoT vào trong nhà máy việc quản lý các hệ thống này được thông qua Internet.

Người quản lý không cần đến nhà máy cũng biết được các thông số của máy móc hoạt động ra sao. Và hơn hết chúng ta có thể điều khiển các thiết bị được kết nối ở bất kỳ nơi nào trên thế giới thông qua Internet. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 4 do an CHƯƠNG 2. CỞ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.1 Ứng dụng IoT kết nối các cảm biến nhiệt độ Như vậy thông qua việc kết nối các thiết bị trong nhà máy, chúng ta sẽ biết được máy móc vận hành ra sao, điều khiển thiết bị từ xa, kiểm soát mức nhiên liệu có trong bồn chứa, các nguyên vật liệu trong từng silo… Trong công nghiệp cực kỳ quan trọng nó không chỉ cắt giảm lao động mà nó có thể thay thế con người làm những ngành công nghiệp nguy hiểm thông qua việc giám sát và điều khiển trên Web Server.3 Lý do sử dụng IoT Ở đề tài chúng em sử dụng IoT vì nó hiện nay đang rất phổ biến và phù hợp với ứng dụng thực tế của chúng em, IoT có thể cho chúng em có thể kết nối các thiết bị với nhau với việc sử dụng Internet, vì có thể nói Internet là một trong những cái được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay.

Ứng dụng công nghệ IoT vào đề tài này cũng làm góp phần xây dựng công nghệ 4.0 đang phát triển trên thế giới trở nên phong phú hơn. Với những hiệu quả thông minh rất thiết thực mà IoT đem đến cho con người, IoT đã và đang được tích hợp trên khắp mọi thứ, mọi nơi xung quanh thế giới mà con người đang sống. Từ chiếc vòng đeo tay, những đồ gia dụng trong nhà, những mãnh vườn đang ươm hạt giống, cho đến những sinh vật sống như động vật hay con người…đều có sử dụng giải pháp IoT. Vì thế đó chính là lý do mà chúng em sử dụng IoT vào đề tài.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 5 do an CHƯƠNG 2. CỞ SỞ LÝ THUYẾT 2.2 TỔNG QUAN WEBSEVER 2.1 Web Server Web Server là một hay nhiều máy tính mà tại đó chứa đựng mã nguồn của trang web, máy tính đó còn phải được cài các chương trình phục vụ web. Chính những chương trình này sẽ thiết lập các kết nối để người trình duyệt web có thể truy cập được vào trang web (ví dụ như IIS của Microsoft). Trong đề tài chúng em sử dụng Web Server để đóng vai trò như một máy chủ để có thể lưu giá trị, nhập giá trị xuống cho hệ thống cũng như giám sát hệ thống bên dưới gửi lên.

Trong Web Server của đề tài thì chúng em sử dụng hosting để chuyển tải dữ liệu lên xuống cũng như là lưu trữ, một Database để chứa tất cả nguồn của trang Web Server như là: tên đăng nhập, mật khẩu, giá trị dây chuyền nhập xuống…. Để làm được điều đó thì cũng cần một chương trình trung gian ở Server để nhận dữ liệu từ hệ thống cũng như trích xuất dữ liệu từ Database. Chương trình ở Server nhóm đã lựa chọn PHP, nhóm đã sử dụng ngôn ngữ PHP để lập trình để tiếp nhận dữ liệu từ hệ thống IoT và trích xuất các thông số thiết lập từ cơ sở dữ liệu truyền xuống thiết bị.2 Ngôn ngữ lập trình PHP a. Giới thiệu Cùng với Apache, PHP và MySQL đã trở thành chuẩn trên các máy chủ Web.

Rất nhiều phần mềm Web mạnh sử dụng PHP và MySQL (PHP Nuke, Post Nuke, vBulletin…). PHP là ngôn ngữ có cú pháp gần giống Perl nhưng tốc độ dịch của nó được các chuyên gia đánh giá là nhanh hơn ASP 5 lần, chạy trên nhiều hệ điều hành như Unix, Window, Linux nó hỗ trợ kết nối các hệ cơ sở dữ liệu lớn như MySQL, ngoài ra nó còn được Apache hỗ trợ như là một module cơ bản. Lý do chọn PHP PHP là một ngôn ngữ mã nguồn mở có rất nhiều nhà phát triển tham gia vào và quan trọng hơn là dễ dàng để tìm hiểu và sử dụng. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 6 do an CHƯƠNG 2.

CỞ SỞ LÝ THUYẾT Nguồn tài liệu học PHP vô cùng phong phú và đa dạng. PHP rất dễ học và dễ tiếp cận cho những người mới học lập trình và không phải chuyên ngành chính của chúng em. Ngôn ngữ này thì cũng không cần phải được biên dịch. PHP là mã nguồn mở có thể thoải mái lập trình mà không tốn chi phí cho sinh viên có thể tiết kiệm chi phí trong việc thực hiện đề tài.3 Giới thiệu về MySQL MySQL là một Database Server, là hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ.

Trong việc lưu trữ, tìm kiếm, sắp xếp và truy vấn dữ liệu, nó tỏ ra rất nhanh và mạnh mẽ. MySQL Server điều khiển truy cập dữ liệu đa người dùng cùng một thời điểm, cung cấp khả năng truy cập dữ liệu nhanh, bảo đảm cho người sử dụng được cấp quyền truy cập dữ liệu của hệ thống. Do vậy, MySQL là đa người dùng, đa luồng. MySQL có thể quản lý tới hàng Terabyte dữ liệu, hàng triệu bản ghi, chạy trên nhiều môi trường khác nhau, có giao diện tương đối dễ sử dụng, có thể truy vấn dữ liệu thông qua câu lệnh SQL.

MySQL được sử dụng chung với PHP trong những trang web cần sử dụng đến cơ sở dữ liệu.4 Giới thiệu về mạng không dây (Wifi) Hiện nay có rất nhiều mạng không dây: Wifi, bluetooth, RF, Zigbee…. Mạng không dây ở đây chúng em lựa chọn là mạng Wifi vì mạng này đang được sử dụng phổ biến hiện nay với mạng lưới được phủ sóng hầu như là tất cả các khu vực đều có. Mạng Wifi này thì không cần có bản quyền sử dụng đối với thiết bị sử dụng nó và có tính bảo mật cao. Mạng Wifi cho phép truyền dữ liệu liên tục không bị gián đoạn và chi phí đầu tư ban đầu của mạng không dây thường cao hơn mạng có dây, nhưng nếu tính tổng chi phí cùng tuổi thọ sử dụng thì sóng không dây đem lại hiệu quả kinh tế hơn nhiều.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 7 do an CHƯƠNG 2. CỞ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.2 Các chuẩn Wifi thông dụng 2.3 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN CỨNG Để đạt được những mục tiêu đã đặt ra thì nhóm chúng em đã chọn những phần cứng để giúp chúng em làm được những nhiệm vụ đó: Vi điều khiển (atemega 2560), thiết bị công nghiệp (PLC S7 200), thiết bị giao tiếp Internet (ESP 8266 Node MCU), thiết bị giám sát tại vi điều khiển (LCD), thiết bị giao tiếp giữa vi điều khiển và PLC (RS 485).1 Board xử lý trung tâm Ở bo xử lý trung tâm chúng em chọn chip Atmega2560 có bộ nhớ flash memory 256 kB, 8kB cho bộ nhớ SRAM, 4kB cho bộ nhớ EEPROM. Board xử lý này có nhiệm vụ quan trọng nhất của hệ thống, nó vừa nhận dữ liệu từ thiết bị giao tiếp Internet gửi về trên Web Server và phải chuyển dữ liệu nhận đó xuống thiết bị bên dưới, đồng thời cũng nhận dữ liệu liên tục từ bên dưới gửi lên và gửi ngược lại cho thiết bị giao tiếp Internet chuyển lên website hiển thị trên đó, quá trình này được thực hiện liên tục. Ngoài việc đóng vai trò như một thiết bị trung gian thì board này còn phải xử lý và hiển thị giá trị đó ngay tại hệ thống nhờ thiết bị hiển thị (LCD).

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 8 do an CHƯƠNG 2. CỞ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.3 Board Arduino Mega 2560 Trong hình 2.3 là một Board Arduino Mega 2560 thực tế và vị tí các ngõ vào ra như hình, các thông số của Board được trình bày như bảng 2.