ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN
KHOA ĐIỆN TỬ
-----------------

BÀI TIỂU LUẬN CUỐI KỲ
MÔN HỌC: HỆ THỐNG NHÚNG

ĐỀ TÀI: ĐỌC TÍN HIỆU TỪ CẢM BIẾN ĐỘ ẨM VÀ NHIỆT ĐỘ ĐỂ
ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KTCN
KHOA ĐIỆN TỬ

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc


MỤC LỤC


DANH MỤC HÌNH ẢNH


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1. Tổng quan hệ thống
Trong thời buổi khoa học công nghệ phát triển không ngừng với sức sáng tạo
không giới hạn của con người đã làm ra nhứng cuộc cách mạng vĩ đại về công
nghệ. Ngành điện tử cũng là một ngành khoa học nên cũng khơng nằm ngồi sứ
phát triển đó. Các thiết bị điện tử khơng cịn qua xa với với con người mà nó ngày
càng được sử dụng vào các nhu cầu của con người. Chúng ta sẽ không cần trực tiếp
phải điều khiển các thiết bị một cách trực tiếp mà có thể điều khiển chúng gián tiếp

thơng qua các cảm biến và bộ điều khiển do chúng ta lập trình.
Để tìm hiểu về cách điều khiển các thiết tự gián tiếp chúng ta sẽ đi tìm hiểu về
các thiết bị dân dụng thường được sử dụng như quạt hay điều hịa.

Hình 1. 1 : Thiết bị quạt và điều hịa được mơ phỏng là 2 động cơ

4


Các thiết bị cảm biến nhiệt độ và cảm biến độ ẩm được mơ phỏng

Hình 1. 2 : Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm
❖ Ý tưởng : Sử dụng nút bấm cấp tín hiệu cho Vi điều khiển để cài đặt giới hạn nhiệt
độ cho phép, thơng qua đó cấp tín hiệu cho relay để đóng/mở động cơ. Sử dụng
các phép tốn chuyển đổi từ tín hiệu điện áp qua giá trị nhiệt độ và độ ẩm.
❖ Sử dụng ADC của Pic để giao tiếp với các tín hiệu tương tự nhận từ cảm biến:
Cơng thức tính giá trị ADC từ tín hiệu vào :
ValueADC =

VIN
∗ 2bit _ ADC
VREF

Trong đó :
VIN : Điện áp vào cần chuyển đổi
VREF: Điện áp chuẩn lấy mẫu
Bit_ADC : Số bit của ADC
ValueADC : Giá trị ADC ( làm tròn đến số nguyên)
2. Mục đích của đề tài
⮚ Giúp sinh viên hiểu rõ về cách sử dụng cảm biến nhiệt độ, độ ẩm để điều khiển

các thiết thị và cách lập trình PIC
⮚ Tăng khả năng tự tìm hiểu nghiên cứu học tập tự lập.
⮚ Tiếp cận gần hơn với công nghệ điện tử trong đời sống.
⮚ Vận dụng những kiến thức đã có đồng thời tìm tịi những kiến thức mới để
hiểu sâu sắc hơn trong lĩnh vực này.
5


Để thiết kế đề tài như đã nêu ở trên thì nhóm chúng em phải nắm vững kiến thức
chun ngành điện tử, tìm hiểu qua sách vở, tài liệu nước ngồi, phần mềm để viết
chương trình…
3. Giới hạn đề tài
Các thơng số giới hạn của đề tài:
⮚ Linh kiện chính sử dụng: Pic16f877a.
⮚ Phần hiển thị: Sử dụng màn hình LCD 16x2
⮚ Đầu vào: 8 button sử dụng thay đổi nhiệt độ và độ ẩm
⮚ Nội dung hiển thị gồm nhiệt độ, độ ẩm bao nhiều trên LCD

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
2.1.Khảo sát sơ đồ khối của hệ thống
Theo u cầu của đề tài thì nhóm chúng em tiến hành thiết kế sơ đồ khối của hệ
thống trên như sau

Hình 2. 1 : Sơ đồ khối của hệ thống trên Visio

6


Từ ý tưởng đã nêu trên, chúng ta dễ dàng xác định được sơ đồ khối cho hệ thống,
từ sơ đồ khối này chúng ta có thể phân chia nhiệm vụ, chọn linh kiện cho từng khối chức

năng.
❖ Chức năng từng khối:
⮚ Khối nguồn : Cung cấp nguồn cho hệ thống làm việc.
⮚ Pic 16f877a: có chức năng xử lý các yêu cầu đầu vào để cho ra đầu ra như
đã lập trình.
⮚ Khối nút bấm: Cung cấp tín hiệu đầu vào do người dùng cài đặt.
⮚ LM35 : Cảm biến nhiệt độ tiếp nhận và đưa tín hiệu giá trị nhiệt độ về Pic.
⮚ POT HG: Cảm biến độ ẩm tiếp nhận va đưa tín hiệu giá trị độ ẩm về Pic.
⮚ RELAY : Nhận tín hiệu điều khiển từ Pic để đóng ngắt điều khiển động
cơ.
⮚ Khối hiển thị: LCD 16x2 hiển thị giá trị về nhiệt độ,độ ẩm

7


Khi hoạt động thực tế, các khối chức năng phối hợp với nhau theo một quy luật
nhất định, bất kỳ khối nào xảy ra lỗi đều khiến hệ thống hoạt động khơng chính xác.
❖ Linh kiện sử dụng cho các khối
Khối nguồn

Nguồn DC 5V

Pic 16f877a

Số lượng : 1

Nút bấm

Số lượng : 8


LM35

Số lượng : 1

HOT PG

Số lượng : 1

RELAY

Số lượng : 2

LCD 16x2

Số lượng : 1

2.2. Mơ phỏng hệ thống
Nhóm em đã sử dụng phần mềm Proteus để vẽ mạch và mơ phỏng hệ thống. Đây
là cơng cụ hữu ích cho các bạn sinh viên có thể tiếp cận, làm quen với các vi xử lý, vi
điều khiển,.. trước khi làm sản phẩm thật.

Hình 2. 2 : Giao diện chính của Proteus 8.9

❖ Q trình vẽ mơ phỏng tên Proteus
⮚ Lựa chọn linh kiện cần dùng
⮚ Đấu nối các linh kiện vừa chọn với nhau
⮚ Hiệu chỉnh, bố trí mạch cho phù hợp
8



⮚ Nạp chương trình cho Vi điều khiển và tiến hành mô phỏng

2.2.1

Lựa chọn các linh kiện cần sử dụng

Tất cả các linh kiện được chọn đều phổ biến và tìm hiểu dễ dàng.

Hình 2. 3 : Tap Pick Diviecs
Để có thể tìm chính xác linh kiện cần sử dụng thì ta nên cài đầy đủ thư viện của
linh kiện đó.

Hình 2. 4 : Các linh kiện cần sử dụng
9


❖ Danh sách linh kiện đã chọn:
⮚ Tiến hành tìm hiểu các linh kiện và đấu nối sao cho chính xác.
STT

Tên linh kiện

1

Pic 16f877a : Vi điều khiển
Pic 40 chân, mang vai trò là
khối xử lý và điều khiển
các thiết bị điện tử

2


BUTTON : Nút bấm tiếp
điểm thường mở

3

LM35 : Cảm biến nhiệt độ
tiếp nhận và gửi tín hiệu về
Vi điều khiển

4

POT HG: Cảm biến độ ẩm
tiếp nhận và gửi tín hiệu về
Vi điều khiển

Hiển thị trong Proteus

10


5

LM016L: LCD 16x2 hiển
thị giá trị độ ẩm và nhiệt độ

6

RELAY : Nhận tín hiệu,
đóng/ngắt điều khiển motor


7

MOTOR : Động cơ 1 chiều
mô phỏng quạt làm mát của
hệ thống

8

RES : Điện trở

9

NPN : Transistor

2.2.2 Đấu nối các linh kiện và hiệu chỉnh

11


Hình 2. 5 : Hệ thống sau khi được đấu nối hồn chỉnh

Khi đấu nối trong Proteus ta có thể đánh nhãn cho dây dẫn để cho mạch nhìn
gọn gàng hơn. Bố trí các linh kiện sao cho phù hợp và đẹp mắt nhất có thể. Sau khi
hồn thành mơ phỏng ta tiến hành lập trình cho hệ thống trên phần mềm CCS.
2.3 Lập trình cho hệ thống
Với việc sử dụng Vi điều khiển PIC cho hệ thống nên phần mềm lập trình sẽ là
phần mềm CCS.

Hình 2. 6 Giao diện chính phần mềm CCS

12


❖ Các bước để lập trình cho PIC
1. Tạo một Project Wizard mới.
2. Viết chương trình.
3. Build (kiểm tra lỗi) ⮚ Compile để tạo file .hex.

Hình 2. 7 Tạo project mới cho CCS

Hình 2. 8 Lựa chọn VĐK sử dụng và chọn tần số thạnh anh

13


Hình 2. 9 Khai báo chân LCD và khởi tạo LCD

Hình 2. 10 Chương trình con của biến đếm.

Hình 2. 11 Chương trình chính của đề tài
14


Hình 2. 12 Hiển thị độ ẩm thực lên LCD

Hình 2. 13 Hiển thị độ ẩm đặt

Hình 2. 14 Nút bấm tăng biến đếm

15



Hình 2. 15 Nút bấm giảm biến đếm

Hình 2. 16 Hiển thị nhiệt độ đặt T1 và T2

Hình 2. 17 Hiển thị độ ẩm đặt H1 và H2
16


Hình 2. 18 Hàm if để điều khiển role đóng ngắt

2.4 Mô phỏng
Sau khi Compile thành công bằng phần mềm CCS, đồng thời phần mềm cũng tự
xuất file .hex, ta quay lại phần mềm Proteus để mơ phỏng chương trình

Hình 2. 19 Nạp file .hex và chọn tần số thạnh anh cho hệ thống
Chọn file .hex đã tạo từ CCS vì PIC chỉ nhận file .hex.

17


Hình 2. 20 Hệ thống sau khi được mơ phỏng

Sau khi chạy mô phỏng ta kiểm tra hết tất cả các yêu cầu đề tài đề ra, hệ thống
hoạt động chính xác hồn thành đề tài.

18



CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TRONG
TƯƠNG LAI
3.1 Kết luận
Đề tài: “Sử dụng cảm biến nhiệt độ và độ ẩm điều khiển thiết bị” đã trình bày
được nguyên tắc hoạt động cơ bản của cảm biến nhiệt độ và độ ẩm giao tiếp với button
để điều khiển với thiết bị.
Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy cơ cùng các bạn sinh viên, đã
đóng góp rất nhiều ý kiến, cơng sức q báu trong q trình nhóm thực hiện đề tài này.
Đặc biệt, chúng em xin cảm ơn cơ Tăng Cẩm Nhung đã nhiệt tình hướng dẫn,
chỉ bảo những kinh nghiệm, kiến thức thực tế để đề tài được hoàn thành đúng thời gian
quy định.
Tuy nhiên, do cịn hạn chế về thời gian và trình độ nên đề tài khơng tránh khỏi
nhiều sai sót, nhóm rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến chân tình của quý thầy cô và
các bạn để đề tài được hoàn chỉnh hơn.

3.2 Hướng phát triển trong tương lai
Kinh tế đất nước ngày một phát triển, rất nhiều người lựa chọn việc kinh doanh để
trở nên thành công trong cuộc sống, theo đó từ đề tài này chúng ta có thể phát triển cao
hơn như những ngôi nhà thông minh, hệ thống lái xe tự động.
❖ Sử dụng giao tiếp, RS232, USB để thay thế cho bàn phím.
❖ Sử dụng các module có thể phát vơ tuyến .Chương trình điều khiển trên máy
tính có thể giám sát -liên lạc ( mail, điện thoại )…

TÀI LIỆU THAM KHẢO
o Giáo trình Hệ thống nhúng – TNUT
o Giáo trình vi điều khiển PIC ( />o />o Datasheet Pic 16F877A/ LM35

19