1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ
HỆ THỐNG QUAN TRẮC NHÀ XƯỞNG

Giáo viên hướng dẫn : TH.S ĐINH VĂN TUẤN
Sinh viên thực hiện

: NHĨM 9-D9DTVT
1.Ngơ Đức Quân
2.Nguyễn Quang Linh
3.Tạ Thị Sinh
4.Khổng Minh Thành


2

Hà Nội, ngày 29 tháng 12 năm 2017


1

LƠI MỞ ĐÂU
Những năm gần đây với sự phát tri ển và giao lưu của n ước ta v ới th ế gi ới
cùng với q trình cơng nghiệp hóa hiện đại hóa thì các ngành kĩ thu ật càng có
nhiều ứng dụng đối với cuộc sống con người nhất là ngành học điện tử - viễn
thơng.
Việc lập trình và làm quen với các board mạch vi xử lý, vi đi ều khi ển là m ột

phần không thể thiếu đối với mỗi sinh viên thuộc ngành học đi ện tử - vi ễn
thông.
Arduino là một board mạch vi xử lý, nhằm xây dựng các ứng dụng tương tác
với nhau hoặc với môi trường được thuận lợi hơn , đã được rất nhiều sinh viên
đam mê học tập và áp dụng vào các sản phẩm nghiên cứu khoa h ọc, đ ồ án, các
cuộc thi...
Với mục đích làm quen với việc nghiên c ứu khoa h ọc và tìm hi ểu thêm
những kiến thức mơ phỏng hữu ích, cũng như các kỹ năng lập trình cho vi đi ều
khiển, lắp ráp mạch điện ứng dụng cũng như được sự chỉ bảo hướng dẫn nhiệt
tính của thầy giáo. Nhóm nghiên cứu chúng em đã tham gia nghiên cứu đề tài:
“Hệ thống quan trắc nhà xưởng“. Nội dung trình bày của chúng em gồm hai
phần:
Chương 1:Tổng quan về đề tài
Chương 2:Thiết kế hệ thống quan trắc nhà xưởng
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Đinh Văn Tuấn, gi ảng viên khoa
Điện Tử Viễn Thông - trường Đại Học Điện Lực, người đã trực ti ếp gợi ý đ ề tài,
trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo và đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em
trong suốt q trình hồn thành đề tài. Mặc dù chúng em đã cố gắng hoàn thành
báo cáo trong phạm vi và khả năng cho phép nhưng ch ắc ch ắn sẽ không tránh
khỏi thiếu sót. Chúng em kính mong nhận được sự chỉ bảo và các ý ki ến nh ận
xét của thầy.

Hà Nội, ngày 29 tháng 12 năm 2017
Sinh viên thực hiện
GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHÓM 9– D9DTVT


2


NHÓM 9

NHẬN XÉT
(Của giảng viên hướng dẫn)

…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………..

Hà N ội, ngày 29 tháng 12 năm 2017
Gi ảng viên h ướng d ẫn
(ký, ghi rõ h ọ tên)

GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHÓM 9– D9DTVT



3

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU.............................................................................................................. 1
NHẬN XÉT.................................................................................................................2
BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ............................................................................3
MỤC LỤC...................................................................................................................4
DANH MỤC HÌNH ẢNH...........................................................................................5
DANH MỤC VIẾT TẮT...............................................................................................6
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI.......................................................................7
1.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI...........................................................................................7
1.2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU................................................................................7
1.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......................................................................7
1.4. MỤC TIÊU ĐỒ ÁN...............................................................................................8
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG........................................................................9
2.1. MỤC TIÊU THIẾT KẾ SẢN PHẨM....................................................................9
2.2. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG...................................................................................9
2.2.1. Sơ đồ khối chức năng........................................................................................9
2.2.2. Lựa chọn linh kiện............................................................................................9
2.2.3. Thiết kế nguyên lý...........................................................................................22
2.2.4. Sơ đồ nguyên lý tổng quát..............................................................................22
2.2.5. Sơ đồ mạch in..................................................................................................25
2.3. THIẾT KẾ PHÂN MỀM.....................................................................................25
2.3.1. Lưu đồ thuật toán............................................................................................25
2.3.2. Xây dựng ứng dụng.........................................................................................25
2.4. THIẾT KẾ SẢN PHẨM....................................................................................26
2.5. KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ................................................................................27
2.5.1. Kết quả đạt được.............................................................................................27
2.5.2. Đánh giá...........................................................................................................27

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN................................................................27
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................28
GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHÓM 9– D9DTVT


4

DANH MỤC HÌNH ẢN

Hình 2. 1. Hình ảnh AT89S52 trong thực tế..............................................................11
Hình 2. 2. Sơ đồ chân AT89S52..................................................................................12
Hình 2. 3. Thơng số kỹ thuật ghi trên HC-05.............................................................13
Hình 2. 4. Sơ đồ khối..................................................................................................14
Hình 2. 5. Mơ tả khối nguồn......................................................................................15
Hình 2. 6. Mơ tả khối Bluetooth Module....................................................................15
Hình 2. 7. Mơ tả khối bộ nhớ ngồi...........................................................................16
Hình 2. 8. Vi điều khiển AT89S52..............................................................................17
Hình 2. 9. Khối Relay, chỉ thị và Load.........................................................................17
Hình 2. 10. Mach mơ phong trên Altium...................................................................18
Hình 2. 11. Mơ phong mach in...................................................................................19
Hình 2. 12. Giao diện quản lý project........................................................................21
Hình 2. 13. Giao diện khi tao project mới.................................................................22
Hình 2. 14. Giao diện làm việc của MIT App Inventor..............................................22
Hình 2. 15. Giao diện sau khi thiết kế.......................................................................23
Hình 2. 16. Giao diện khi tiến hành phần Coding.....................................................24
Hình 2. 17. Giao diện khi thực hiện khối lệnh kết nối Bluetooth............................24
Hình 2. 18. Giao diện khi thực hiện khối lệnh điều khiển các thiết bị....................25
Hình 2. 19. Giao diện khi đóng gói ứng dụng và cài đặt trên smartphone..............26

Hình 2. 20. Giao diện app trên điện thoai di động...................................................26
Hình 2. 21. Thiết kế vo sản phẩm trên phần mềm Auto card.................................27
Hình 2. 22. Sản phẩm sau khi hồn thiện................................................................28

GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHĨM 9– D9DTVT


5

DANH MỤC VIẾT TẮT

CPU

Central Processing Unit

Bộ vi xử lý trung tâm

RAM

Random Access Memory

Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên

ROM

Read-Only Memory

Bộ nhớ trong


AC

Alternating Current

Dòng điện xoay chiều

DC

Direct Current

Dòng điện một chiều

GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHÓM 9– D9DTVT


6

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Ngày nay xã hội ngày càng phát triển, vì vậy nhu cầu cuộc sống của con người
ngày càng cao. Đặc biệt nhu cầu quan trắc nhà xưởng rất cần được chú trọng.Vì vậy
các hệ thống quan trắc ngày một phát triển hồn thiện trong đó có hệ thống quan trắc
nhà xưởng với những ưu điểm vượt trội:
 Điều khiển bằng smart phone qua hệ thống mạng wifi.
 Dễ dàng thi công lắp đặt.
Với những ưu điểm nổi bật của sóng vơ tuyến đã thơi thúc nhóm chúng em
nghiên cứu thực hiện đề tài “Hệ thống quan trắc nhà xưởng”. Mong muốn của nhóm

chúng em là ứng dựng những gì đã học, đã biết vào thực tế và “Hệ thống quan trắc nhà
xưởng” có thể ứng dụng được vào thực tế sản xuất.
Đề tài cũng là bước khởi đầu để nhóm chúng em nghiên cứu tiếp cận với một
ngành khoa học đầy tiềm năng phát triển và có khả năng ứng dụng rộng rãi trong hầu
hết các lĩnh vực đời sống cũng như tích lũy được những kiến thức, kinh nghiệm bổ
ích.
1.2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Sau khi tìm hiểu thơng tin về đề tài, cùng với những hiểu biết sẵn có và tìm
kiếm thơng tin liên quan, chúng em xác định các đối tượng cần nghiên cứu là:
 Công nghệ Wifi:
 Khái niệm về Wifi, các đặc điểm của công nghệ Wifi, liên kết vật lý
trong công nghệ Wifi, các chế độ kết nối, cách thức hoạt động.
 Nghiên cứu Module wifi ESP8266: Các thông số kỹ thuật, nguyên lý
hoạt động của module wifi ESP8266.
 Arduino Mega2560: Thiết kế hệ thống sử dụng Arduino Mega2560 để
giao tiếp với module wifi, điều khiển các thiết bị.

GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHÓM 9– D9DTVT


7

 Cảm biến lửa, cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11, và cảm bi ến khí CO
MQ7: Nghiên cứu về các thông số kỹ thuật, nguyên lý hoạt động của các
cảm biến và cách kết nối.
 Ứng dụng Android: ứng dụng hỗ trợ chạy trên hệ điều hành Andro id,
nghiên cứu sử dụng ứng dụng Blynk trong truyền thông với Esp8266.


1.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Do điều kiện về môi trường nghiên cứu, bọn em khơng có đi ều ki ện làm
việc trong các phòng LAB với nhiều thiết bị hỗ tr ợ, do đó phương pháp nghiên
cứu chủ yếu là:
 Tham khảo tài liệu: Các đề tài liên quan, tìm kiếm thông tin trên Internet.
 Tự thiết kế và viết phần mềm điều khiển theo các yêu cầu đặt ra .
 Thực nghiệm trực tiếp: Phát triển để ki ểm tra phần cứng và ph ần m ềm
sau đó điều chỉnh các thông số cho phù hợp với điều kiện thực tế.
1.4. MỤC TIÊU ĐỒ ÁN
Mục tiêu đồ án chúng em đặt ra sau khi hoàn thành xong là:
 Mục tiêu cá nhân:
 Hiểu về nguyên lý và hoạt động của hệ thống module cảm biến khí
CO và cảm biến phát hiện cháy.
 Hiểu được nguyên lý hoạt động và cách kết nối của hệ thống điều
khiển các thiết bị bằng sóng wifi.
 Nâng cao kĩ năng phối hợp và lắp đặt, lập trình cho các thiết bị vi
điều khiển.
 Bước đầu tiếp cận với xu hướng IOT của thế giới cũng như trong
nước.
 Xây dựng được mơ hình thực tế và hoàn thiện báo cáo đồ á n.

GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHÓM 9– D9DTVT


8

 Biết cách làm một đồ án hoàn chỉnh phục vụ cho vi ệc làm đ ồ án
tốt nghiệp về sau.

 Mục tiêu sản phẩm:
 Điều khiển, xác định trạng thái hệ thống, phát hi ện được bi ến
động trong mơi trường nhà xưởng một cách ổn định, nhanh chóng
và cảnh báo kịp thời mức độ nguy hiểm, truyền thông tới ứng
dụng Blynk qua môi trường Wifi.
 Sản phẩm gọn, mang tính thẩm mỹ cao.

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
2.1. MỤC TIÊU THIẾT KẾ SẢN PHẨM
Quan trắc nhà xưởng (khí CO, lửa…) thông qua Arduino Mega2560 s ử d ụng
kết nối Wifi với ứng dụng Blynk trên điện thoại di động.
Trong đó, Wifi là cơng nghệ khơng dây cho phép các thi ết b ị đi ện t ử giao
tiếp với nhau trong khoảng cách 30-250m, bằng sóng vơ tuyến qua băng tần
WiFi chuẩn 802.11 với dải tần 2.48-5.0GHz truyền tải dữ liệu. Ngồi ra, Wifi
cịn một số đặc điểm khác như:
 Tiêu thụ năng l ượng thấp, cho phép ứng dụng được trong nhi ều loại
thiết bị, bao gồm các thiết bị cầm tay và điện thoại di động.
 Giá thành thấp
 Khoảng cách giao tiếp giữa 2 thiết b ị đ ầu cu ối có th ể lên t ới 250m ngồi
trời và 10-20m trong tịa nhà(trên lý thuyết).
 Tính tương thích cao, được nhiều nhà sản xuất phần cứng cũng như
GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHÓM 9– D9DTVT


9

phần mềm hỗ trợ.
Cách thức hoạt động: Sử dụng phương thức server & client


2.2. THIẾT KẾ PHÂN CỨNG
2.2.1. Sơ đồ khối chức năng

Thơng qua việc tìm hiểu, tham khảo tài li ệu từ đó thu v ề đ ược s ơ đ ồ kh ối
mô phỏng khái quát các khối chính trong mạch như sau:
Hình 2. 1 Sơ đồ khối
Từ sơ đồ khối, ta có chức năng của từng khối chính trong mạch:
Khối nguồn: Cung cấp nguồn cho mạch hoạt động.
Khối cảm biến: Có chức năng phát hiện các biến động về nhiệt độ, độ ẩm, lượng khí,
bước sóng. Vì vậy, trong khối cảm biến chúng ta sẽ sử dụng cảm biến lửa, cảm biến
khơng khí mq135, cảm biến nhiệt độ độ ẩm.
Khối hiển thị và cảnh báo: Có chức năng hiển thị các thông số mà khối cảm biến đo
được lên màn hình LCD, và cảnh báo có chức năng báo hiệu dưới dạng âm thanh, tín
hiệu đèn màu cho con người biết về tình trạng hiện tại. chúng ta sử dụng màn hình
LCD 16x02, cảnh báo sử dụng còi hú và đèn báo mức.
GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHÓM 9– D9DTVT


10

Khối truyền thơng: Có chức năng truyền - nhận tín hiệu đo đạc được với thiết bị
ngoại vi(smart phone) qua internet hoặc sóng wifi, gsm… ở đây chúng ta sử dụng
truyền thơng là modul esp 8266, dùng sóng wifi giao tiếp với smart phone để có thể
điều khiển hệ thống và thơng báo tình trạng hệ thống.
Khối vi xử lý trung tâm: thực hiện lấy dữ liệu từ khối cảm biến, giao tiếp với khối
truyền thơng để phân tích và xử lý dữ liệu nhận được để truyền tới khối hiển thị và
cảnh báo.

Khối điều khiển động cơ: điều khiển tốc độ động cơ theo chương trình lập trình sẵn.
2.2.2. Lựa chọn linh kiện
Các linh kiện chính được sử dụng là: Arduino Mega2560, module wifi
ESP8266, module cảm biến khí CO MQ7, cảm biến lửa, IC L298N, cảm biến
nhiệt độ, độ ẩm DHT11, màn hình LCD 16x02, cịi, đèn báo.

a. Khối xử lý trung tâm
Arduino Mega2560 là một vi điều khiển bằng cách sử dụng ATmega2560.
Nó chứa tất cả mọi thứ cần thiết để hỗ trợ các vi điều khiển. Arduino
Mega2560 khác với tất cả các vi xử lý trước giờ vì khơng sử dụng FTDI chip
điều khiển chuyển tín hiệu từ USB để xử lý.
Do kit Arduino Mega2560 có số lượng chân l ớn, bộ nh ớ r ộng, s ố ngắt
nhiều, dễ dàng giao tiếp với các phần cứng mở r ộng khác, d ễ tháo l ắp và
thay thế. Ngoài ra với số lượng chân analog lớn rất thích hợp với những dự án
có dùng nhiều cảm biến.

GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHÓM 9– D9DTVT


11

Hình 2. 2 Arduino Mega2560

Thơng số kỹ thuật:


Chip xử lý: Atmega2560




Điện áp hoạt động: 5V



Điện áp vào (đề nghị): 7V - 15V



Điện áp vào (giới hạn): 6V - 20V



Cường độ dòng điện trên mỗi 3.3V pin: 50 mA



Cường độ dòng điện trên mỗi I/O pin: 20 mA



Flash Memory: 256 KB



SRAM: 8 KB




EEPROOM: 4 KB



Clock Speed: 16 MHz
GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHÓM 9– D9DTVT


12

Hình 2. 3 Sơ đồ chân của Arduino Mega2560
Sơ đồ chân:
 54 chân digital (trong đó có 15 chân có th ể được sử dụng như những
chân PWM là từ chân số 2 ->13 và chân 44 45 46).
 6 ngắt ngoài: chân 2 (interrupt 0), chân 3 (interrupt 1), chân 18
(interrupt 5), chân 19 (interrupt 4), chân 20 (interrupt 3), and chân 21
(interrupt 2).
 16 chân vào analog (từ A0 đến A15).
 4 cổng Serial giao tiếp với phần cứng
 1 thạch anh với tần số dao động 16 MHz
 1 cổng kết nối USB
 1 jack cắm điện
 1 đầu ICSP
 1 nút reset
b. Khối cảm biến
 Cảm biến lửa: là một mô đun đơn giản để phát hiện lửa nhằm cảnh
báo hỏa hoạn.


GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHÓM 9– D9DTVT


13

Hình 2. 4 Cảm biến lửa

Thơng số kỹ thuật:
 Nguồn: 3.3V - 5V, 15mA
 Điện áp ra: 3.3 - 5V, có cả Analog và Digital. Bao nhiêu led thu thì b ấy
nhiêu chân OUT
 Khoảng cách: khoảng 80cm
 Góc quét: 60 độ hoặc hơn khi có nhiều led

Hình 2. 5 Sơ đồ chân cảm biến lửa

Chức năng chân:
 VCC và GND là các chân cấp nguồn và nối đất.
GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHÓM 9– D9DTVT


14

 Chân OUT là D hoặc A khi phát hi ện có ngọn l ửa thì chân OUT đ ẩy đi ện
thế lên cao hoặc ngược lại.
Nguyên Lý hoạt động:

Cảm biến lửa có 1 con led thu hồng ngoại, khi có nguồn lửa xuất hiện. Có thể
phát hiện lửa tốt nhất là loại có bước sóng từ 760nm – 1100nm. Mạch được tích
hợp IC LM393 so sánh để tạo mức tín hiệu. Ta có thể chỉnh độ nhạy bằng điện trở.
Sử dụng chân A0 và D0 của Arduino.
Chân D0 được nối vào chân 18 của arduino có chức năng khi phát hiện có ngọn
lửa (tia lửa phải có nhiều tí) thì chân OUT đẩy điện thế lên cao và ngược lại, chân
18 là chân ngắt int5. Khi có ngọn lửa thì chân D0 điện thế được kéo xuống mức
thấp, hàm nhận biết lửa được gọi ra. Chân A0 được nối với chân A0 của arduino.
Ta dùng chân A0 để đọc tín hiệu tương tự của cảm biến gửi.
 DHT11: là cảm biến dùng để đọc nhiệt độ, độ ẩm.

 Khái niệm độ ẩm: Độ ẩm là lượng hơi nước tồn tại trong khơng khí, độ
ẩm tuyệt đối là khối lượng nước được tính bằng gam trong 1 mét khối
khơng khí nào đó.
 Độ ẩm tương đối(RH): là tỷ lệ hàm lượng hơi ẩm của khơng khí so với
so với mức hơi ẩm bão hịa ở cùng điều kiện, hay nói cách khác là tỷ số
giữa độ ẩm tuyệt đối với độ ẩm cực đại. Đơn vị là phần trăm(%).

Thông số kĩ thuật:
Hình
GVHD: TH.S ĐINH VĂN
TU2.
ẤN6 DHT11

SVTH: NHĨM 9– D9DTVT


15

 Điện áp hoạt động: 3 - 5.5V DC

 Ngưỡng độ ẩm: 20 - 90%
 Sai số độ ẩm: ±5%
 Ngưỡng nhiệt độ: 0 - 55oC
 Sai số nhiệt độ: ± 2 oC

Chức năng các chân:
GND: Chân nối mass.
VCC: Chân nguồn dương.
Signal: Chân tín hiệu (Digital).
 Q trình truyền nhHình
ận dữ2.li7ệSu:ơ đồ chân DHT11
 gồm 3 bước:
 Vi điều khiển(VDK) gửi tín hiệu đến DHT11: Để bắt đầu giao tiếp VDK
gửi 1 xung đến DHT11, xung này từ mức cao (1) xuống mức thấp (0) ít
nhất là 18ms, sau đó đưa lên mức cao và tiếp tục bước thứ 2
 Tín hiệu phản hồi từ DHT11: Để cho VDK biết đã sẵn sàng giao tiếp
DHT11 sẽ gửi 1 xung phản hồi để bắt đầu đọc dữ liệu. Xung này có mức
thấp 80us sau đó ở mức cao 80us.
 Đọc dữ liệu: DHT11 sẽ gửi xuống 40 bit tương đương 5 byte mỗi byte
gồm 8 bit, 2 byte đầu tiên là giá trị độ ẩm, 2 byte tiếp theo là giá tr ị
nhiệt độ, 1 byte cuối để kiểm tra.

 Ưu điểm:
GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHÓM 9– D9DTVT


16


 Có thể sử dụng để đo được cả nhiệt độ và độ ẩm.
 Giá thành rẻ dễ mua và dễ sử dụng
 Chống nhiễu tốt, độ ổn định cao, đáp ứng nhanh

 Nhược điểm:
 Dải đo độ ẩm, độ ẩm kém: 20%RH – 90%RH, 0°C - 50°C
 Sai số cao: Độ ẩm(± 5%RH), nhiệt độ(± 2°C)
 Ứng dụng:
 Máy hút ẩm, cơng nghiệp máy móc, thiết bị điện trong gia đình, thời
tiết, mạch điện tử, phịng thí nghiệm và phù hợp với 1 số dự án nhỏ.



Module cảm biến khí CO MQ7
Hình 2. 8 Cảm biến MQ7

 Đây là con cảm biến giúp phát hiện khí CO trong khơng khí. Nó sử dụng
điện áp 5v DC. Xuất tín hiệu ra cả 2 loại là analog và digital. Cảm biến
có con biến trở để tinh chỉnh độ nhạy của đầu ra digital.
 Cảm biến MQ7 (Gas sensor) đo khí CO chuyển thành điện áp đưa ra
chân AOUT. Biến trở trên module có chức năng điều chỉnh điện áp tham
chiếu (ngưỡng), khi cảm biến MQ7 phát hiện khí CO đến ngưỡng thì
chân DOUT sẽ đảo trạng thái.

GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHÓM 9– D9DTVT


17


Thông số kĩ thuật:
 Điện áp cung cấp: 3 ~ 5V DC
 Sử dụng chip so sánh LM393 và MQ-7
 Hai dạng tín hiệu đầu ra (digital và analog)
 Tín hiệu analog từ 0~5V
 Dải phát hiện từ 20 đến 2000ppm






Công suất tiêu thụ: khoảng 350mW
Nhiệt độ hoạt động: -20 đến 50 độ C
Độ ẩm hoạt động: dưới 95%RH
Kích thước: 33 x 20 x 16mm.

Hình 2. 9 Sơ đồ chân MQ7
Chức năng các chân:
 VCC: 2.5V ~ 5V
 GND: Ground
 AOUT: nối chân đo ADC (Analog Input) của vi điều khiển
 DOUT: nối chân vào (Digital Input) của vi điều khiển
Cấu trúc của cảm biến MQ7:
Nó bao gồm AL2O3 và lớp cảm biến SnO2 đo dòng đi ện và cu ộn s ấy
được cố định trong một lớp vỏ bằng nhựa và thép không gỉ. Cuộn sấy cung
cấp điều kiện cần thiết đẻ các thiết bị cảm biến làm việc. Các thành ph ần
của cảm biến MQ7 như sau:


GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHÓM 9– D9DTVT


18











Lớp cảm biến khí :SnO2.
Điện cực Au.
Dây điện cực: Pt.
Cuộn sấy: Ni-Cr alloy.
Ống bằng gốm: Al2O3.
Chống nổ: Thép khơng gỉ.
Vịng kẹp: Đồng mạ Niken.
Nhựa cơ sở: Nhựa tổng hợp bakelite.
Ống pin: Đồng mạ Niken.

Mạch đo lường của thiết bị MQ-7 được chia làm 2 phần:
 Phần 1:cuộn sấy có chức năng điều khiển theo chu kỳ cấp điện
áp khác nhau cho mỗi 60s và 90s(công suất tiêu thụ là 350mW).

 Phần 2: là phần cảm biến khí CO, nó có thể cho kết quả chính xác
về sự thay đổi điện trở bề mặt của cảm biến.
Điều chỉnh độ nhạy:
Giá trị điện trở của MQ-7 thay đổi với các loại, n ồng đ ộ khí khác nhau,
vì vậy khi sử dụng các thành phần này chúng ta phải thay đổi độ nhạy. V ới
nồng độ khí 200ppm CO được khuyến nghị điều chỉnh điện trở của tải
vào khoảng 10k(5kΩ-40kΩ).
Khi đo giá trị chính xác, điểm cảnh báo khí nên xem xét thêm sự ảnh hưởng
của các thành phần nhiệt độ và độ ẩm. Điều chỉnh độ nhạy:
 Kết nối cảm biến khí vào mạch của ứng dụng.
 Bật nguồn,giữ nhiệt độ trong khoảng thời gian 48 giờ.
 Điều chỉnh trở kháng của tải Rl cho đến khi có được giá trị tín hiệu, là
phản hồi của nồng độ khí CO sau 90s.
 Điều chỉnh trở kháng khác của Rl cho đến khi nhận được giá trị tín
hiệu , là phản hồi của nồng độ khí CO sau thời gian là 60s.

c. Khối truyền thông
 Module wifi esp8266
GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHÓM 9– D9DTVT


19

 ESP8266 là một chip tích hợp cao - System on Chip (SoC), có khả năng
xử lý và lưu trữ tốt, cung cấp khả năng vượt trội để trang bị thêm tính
năng wifi cho các hệ thống khác hoặc đóng vai trò như một giải pháp
độc lập.
 Module wifi ESP8266 v1 cung cấp khả năng kết nối mạng wifi đầy đủ

và khép kín, bạn có thể sử dụng nó để tạo một web server đ ơn giản

hoặc sử dụng như một access point.

Hình 2. 10 Module wifi ESP8266
Thơng số kỹ thuật:
 Mạch nhỏ, gọn (24.75mm x 14.5mm)
 Điện áp làm việc 3.3v
 Tích hợp sẳn anten PCB trace trên module
 Có hai led báo hiệu : led nguồn, led TXD
 Có các chế độ: AP, STA, AT + STA
 Lệnh AT rất đơn giản, dễ dàng sử dụng
 Khoảng cách giữa các chân 2.54mm.

GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHÓM 9– D9DTVT


20

Hình 2. 11 Sơ đồ chân Module wifi ESP8266

Sơ đồ chân:
 RX
khiển.

: dùng để nhận tín hiệu trong giao tiếp UART với vi điều

 VCC


: đầu vào 3.3V.

 GPIO 0

: kéo xuống thấp cho chế độ upload bootloader.

 RST

: chân reset cứng của module, kéo xuống mass để reset.

 GPIO 2
để

: thường được dùng như một cổng TX trong giao tiếp UART
debug lỗi.

 CH_PD

: kích hoạt chip, sử dụng cho Flash Boot và updating lại
module, nối với mức cao.

 GND

: nối với mass.

 TX
khiển.

: dùng để truyền tín hiệu trong giao tiếp UART với vi điều


GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHÓM 9– D9DTVT


21

d. Khối hiển thị và cảnh báo
 Màn hình LCD 16x02
Màn hình LCD 16x02 là màn hình hiển thị có 16 cột và 2 dịng

Hình 2. 12 LCD 16x02

Thơng số kỹ thuật:
 Điện áp nguồn: 5v
 Trở điều chỉnh độ tương phản: 10k-20k.

Chức năng các chân:

GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHÓM 9– D9DTVT


22

 VSS: tương đương với GND - cực âm.
 VDD: tương đương với VCC - cực dương (5V)
 Constrast Voltage (Vo): điều khiển độ sáng màn hình

 Register Select (RS): điều khiển địa chỉ nào sẽ được ghi dữ liệu
 Read/Write (RW): Bạn sẽ đọc (read mode) hay ghi (write mode) dữ
liệu? Nó sẽ phụ thuộc vào bạn gửi giá trị gì vào.
Hình
2.vào
13 Sơ
đồ chân LCD 16x02
 Enable pin: Cho phép
ghi
LCD.
 D0 - D7: 8 chân dữ liệu, mỗi chân sẽ có giá tr ị HIGH ho ặc LOW n ếu b ạn
đang ở chế độ đọc (read mode) và nó sẽ nhận giá trị HIGH hoặc LOW
nếu đang ở chế độ ghi (write mode)
 Backlight (Backlight Anode (+) và Backlight Cathode (-)): T ắt b ật đèn
màn hình LCD.

 Cịi, đèn báo

GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHĨM 9– D9DTVT


23

Thông số kỹ thuật:
 Điện áp DC-12V
 Nhiệt độ hoạt động: -25℃~+55℃

e. Khối điều khiển động cơ

 Module L298N

Hình 2. 14 Hình ảnh cịi

Hình 2. 15 L298N
Module L298N là một module gồm 2 mạch cầu H bên trong. Với điện áp làm
tăng công suất nhỏ như động cơ DC loại vừa,có chức năng đi ều khi ển động cơ
DC, động cơ bước,có thể đảo chiều động cơ,sử dụng thơng qua vi điều khi ển
hoặc L298N.

GVHD: TH.S ĐINH VĂN TUẤN

SVTH: NHÓM 9– D9DTVT