Báo cáo nhập môn ĐTVT

Nhóm báo cáo:Nhóm 2

Mục lục:

1


Báo cáo nhập môn ĐTVT

Nhóm báo cáo:Nhóm 2

Phần mở đầu:
Ngạn ngữ có câu “Sức khỏe là vàng”.Câu nói đó đúng trong mọi thời đại mọi hoàn
cảnh. Trong các yếu tố chăm sóc sức khỏe nhiệt độ là một trong yếu tố thiết yếu. Nhiệt độ
là một yếu tố rất quan trọng, ảnh hưởng tới cuộc sống hàng ngày của chúng ta, từ nông
nghiệp tới tất cả các ngành, lĩnh vực khác như y tế, khoa học kĩ thuật. Nước ta là một nước
nông nghiệp, số lượng các sản phẩm nông nghiệp sau khi thu hoạch cần được bảo quản, lưu
trữ trong các nhà kho là rất lớn, để bảo vệ cho các sản phẩm giữ được chất lượng tốt, tránh
ẩm mốc, việc kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm là rất quan trọng. Hay kiểm soát nhiệt độ trong các
nhà kính trồng rau, để đảm bảo cho cây trồng được sinh trưởng tốt. Cũng tương tự đối với
các phòng thí nghiệm, các nhà máy chế biến thực phẩm, hay trong bệnh viện… vấn đề đo
nhiệt độ của môi trường không khí là rất cần thiết.
Xuất phát từ thực tế bản thân thành viên trong nhóm và những tình huống có thật trong
cuộc sống nhóm đã hình thành ý tưởng “Thiết bị đo nhiệt độ,điều khiển bật tắt quạt”.
Để hiểu rõ về ý tưởng của nhóm mình mời các bạn xem video sau:
/>
2

Báo cáo nhập môn ĐTVT

Nhóm báo cáo:Nhóm 2

Phần 1. Giới thiệu ý tưởng
1.1 Nhu cầu và sự cẩn thiết của sản phẩm
Ngày nay khi kỹ thuật phát triển,các ứng dụng kỹ thuật được đưa vào việc chăm sóc
sức khỏe ngày càng phổ biến.Xuất phát từ nhu cầu chăm sóc sức khỏe cụ thể ở đây là dựa
mức nhiệt độ để điều khiển quạt tự động .Từ đó nhóm đã hình thành nên sản phẩm ““Thiết
bị đo nhiệt độ,điều khiển bật tắt quạt “ để đáp ứng nhu cầu trên.Sản phẩm là sự cần thiết
cho mọi đối tượng,từ trẻ em cho đến người lớn. Khi sở hữu sản phẩm này việc chăm sóc
sức khỏe của bản thân và gia đình bạn dễ dàng hơn,tiện ích hơn.
1.2 Mục tiêu của sản phẩm.
Khi đưa ra sản phẩm nhóm cũng đưa ra những mục tiêu để sản phẩm có thể phục vụ tốt
cho khách hàng.
An toàn:Sản phẩm sử dụng an toàn ở điều kiện thường.Lắp đặt an toàn cho người sử
dụng.Các linh kiện được sử dụng hoàn toàn không chứa những chất độc hại,có hại cho môi
trường và sức khỏe.
Tiết kiệm: Với việc sử dụng những linh kiện giá rẻ phù hợp với túi tiền của mọi đối
tượng khách hàng.
Chất lượng: Trước khi sản phẩm được đưa ra thị trường đã qua các khâu kiểm tra kiểm
định ở các điều kiện khác nhay nhằm đem lại sự ổn định cho sản phẩm.Sự ổn định của sản
phẩm sẽ làm khách hàng hài lòng khi sử dụng.Ngoài ra đội ngũ kỹ thuật luôn sẵn sàng sửa
chữa thay thế thiết bị trong điều kiện bảo hành.
1.3 Các sản phẩm đã có trên thị trường

3


Báo cáo nhập môn ĐTVT

Nhóm báo cáo:Nhóm 2
Quạt máy tắt bật tự động theo nhiệt độ môi trường
Tính năng:Bật tắt quạt theo nhiệt độ
Ưu điểm :-Có điều khiển từ xa.
Nhược điểm :-Chi phí cao 200.000 VNĐ
-Mất thêm chi phí mua
điều khiển từ xa

Hình 1.1:Sản phẩm “Quạt máy tắt
bật tự động theo nhiệt độ môi
trường”

4


Báo cáo Nhập môn Điện tử - Viễn

Nhóm

Phần 2:Các chỉ tiêu của sản phẩm
2.1 Chỉ tiêu kỹ thuật
-Đầu vào : Nhiệt độ.
-Đầu ra

: Tín hiệu hiển thị và điều khiển.

Vi xử lý nhận dữ liệu từ cảm biến nhiệt độ và xử lý theo chương trình đặt sẵn ( nằm ở
phần code ) để đưa ra các tín hiệu hiển thị trên led 7 thanh và tín hiệu điều khiển Relay bật
tắt.
2.2 Chỉ tiêu phi chức năng

- Kích thước : 7cm x 10cm.

-

Trọng lượng: 100gr
Nguồn điện :DC 5V
Tốc độ

: 1s/1 lần đo

Dòng điện : 3mA
Công suất : 15W
Lượng điện tiêu thụ:54W/h
Giá thành sản phẩm : 80.000 VNĐ


Báo cáo Nhập môn Điện tử - Viễn

Nhóm

Phần 3. Thiết kế sản phẩm.
3.1 :Kiến trúc hệ thống

Hình 3.1. Sơ đồ khối của mạch đo nhiệt độ
Chức năng các khối:
-Khối nguồn: Cung cấp nguồn hoạt động cho vi xử lý.Ở đây ta sử dụng nguồn 5V DC.

Hình 3.2: Mô phỏng khối nguồn.
Nguyên lí hoạt động của khối nguồn.Với điện áp 220V AC sau khi đi qua biến áp được
đưa xuống 5V AC.Qua cầu chỉnh lưu chuyển thành 5VDC.Nhờ có các tụ lọc và IC ổn áp

LM 7805 ta sẽ có được nguồn 5V DC ổn định ở đầu ra để cung cấp cho mạch.
Để đơn giản khối nguồn ta có thể sử dụng các Adapter 5V DC có sẵn trên thị trường.
-Khối xử lý tín hiệu:
Vi điều khiển giao tiếp với cảm biến nhiệt độ để đọc giá trị trong bộ nhớ của
nó đồng thời xử lý tín hiệu và xuất dữ liệu cho khối hiển thị và đưa tín hiệu điều khiển cơ
cấu
chấp hành.


Báo cáo Nhập môn Điện tử - Viễn

Nhóm

Ở đây nhóm sử dụng vi xử lý AT89S52 thuộc họ vi xử lý 8051. Năm 1980 khi Intel
tung ra chip 8051, bộ Vi điều khiển đầu tiên của họ MCS-51 và là công nghệ cho nhiều họ
Vi điều khiển được sản xuất sau này.Thông số cơ bản của vi xử lý AT89S52:
• 4KB ROM
• 128 byte RAM
• 32 đường xuất nhập (I/O)
• 1 port nối tiếp và 2 bộ định thời 16 bit.
Hiện nay Intel đã cho ra những vi xử lý bậc cao hơn có các tính năng cải tiến vượt bậc.Tuy
nhiên trong ứng dụng của sản phẩm này nhóm chỉ sử dụng vi xử lý AT89S52 hoàn toàn đáp
ứng được yêu cầu công nghệ và kinh tế đặt ra.

Hình 3.3: Vi xử lý AT89S52.

Hình 3.4 Sơ đồ chân AT89S52.
-Cảm biến nhiệt độ
Cảm biến nhiệt độ có chức năng đo nhiệt độ của môi trường và lưu vào bộ nhớ của cảm
biến.Khi nhận được tín hiệu lấy dữ kiệu từ vi xử lý dữ liệu sẽ được xuất ra.Sản phẩm của

nhóm sử dụng cảm biến nhiệt độ DS18B20. DS18B20 là nhiệt kế số có độ phân giải 9-12
bit giao tiếp với bộ điều khiển trung tâm thông qua 1 dây duy nhất (1 wire communication).


Báo cáo Nhập môn Điện tử - Viễn

Nhóm

DS18B20 hoạt động với điện áp từ 3V-5.5V, có thể được cấp nguồn thông qua chân DQ –
chân trao đổi dữ liệu.DS18B20 có thể đo được nhiệt độ trong tầm -55 oC – 125oC với độ
chính xác ±0.5oC. Mỗi DS18B20 có một serial code 64 bits duy nhất, điều này cho phép
kết nối nhiều IC trên cùng đường Bus. Với các đặc điểm cơ bản sau DS18B20 là lựa chọn
tốt cho ứng dụng sản phẩm:
• Chỉ có 1 master trong hệ thống.
• Giá thành thấp.
• Không cần sử dụng ADC (đỡ tốn kém hơn các sản phẩm trên thị trường).
• Tốc độ đạt tối đa là 16kbps.
• Khoảng cách truyền xa nhất là 300m.
• Giao tiếp đơn giản.
• Dễ dàng cho người lập trình.

Hình 3.4:Cảm biến nhiệt độ DS18B20.

Hình 3.5 : Cách kết nối cảm biến với vi xử lý


Báo cáo Nhập môn Điện tử - Viễn

Nhóm


-Hiển thị
Vi điều khiển sau khi đọc được giá trị nhiệt độ từ cảm biến sẽ xuất dữ liệu và hiểntrên
LED 7 thanh.

Hình 3.6:Led 7 thanh 1 số 0.56 Anot
Để cho người dùng dễ dàng theo dõi được nhiệt độ môi trường,mạch sử dụng led 7 seg
để hiển thị rõ nét. Led 7 đoạn có cấu tạo bao gồm 7 led đơn có dạng thanh xếp theo hình và
có thêm. Một led đơn hình tròn nhỏ thể hiện dấu chấm tròn ở góc dưới, bên phải của led 7
đoạn. 8 led đơn trên led 7 đoạn có Anode (cực +) hoặc Cathode (cực -) được nối chung với
nhau vào một điểm, được đưa chân ra ngoài để kết nối với mạch điện. 8 cực còn lại trên
mỗi led đơn được đưa thành 8 chân riêng, cũng được đưa ra ngoài để kết nối với mạch điện.
Nếu led 7 đoạn có Anode(cực +) chung, đầu chung này được nối với +Vcc, các chân còn lại
dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các
chân này ở mức 0. Nếu led 7 đoạn có Cathode (cực -) chung, đầu chung này được nối
xuống Ground (hay Mass), các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các
led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 1.
-Cơ cấu chấp hành (relay)

Sau khi nhận dữ liệu từ đo nhiệt độ vi xử lý sẽ thực hiện so sánh với giá trị đặt (ở đây là
25°C ) và đưa tín hiệu điều khiển cho cơ cấu chấp hành.Nếu nhiệt độ lớn hơn 25°C relay
đóng quạt chạy. Nếu nhiệt độ nhỏ hơn 25°C relay mở quạt tắt.
Ở đây nhóm sử dụng Relay 5V-10A SRD-05VDC-SL-C của hãng Songle.Với cấu tạo
đơn giản hoạt động hiệu quả.Chỉ dùng nguồn cung cấp 5V lấy từ vi xử lý relay có thể điều
khiển động cơ bật tắc ở mức điện áp cao hơn 30VDC,220VAC,…


Báo cáo Nhập môn Điện tử - Viễn

Nhóm


Hình 3.7:Relay 5V-10A2
3.2 Thuật toán

Hình 3.8 : Thuật toán ứng dụng.
Với nguyên lí làm của sản phẩm ta có thể đưa ra thuật toán để phục vụ việc viết chương
trình.Thuật toán trên gồm các bước :
- Khi mạch khởi động sẽ lập tức lấy dữ liệu từ cảm biến.
- Sau khi nhận dữ liệu nhiệt độ sẽ so sánh với 25°C .
-

Nếu nhỏ hơn 25°C tắt quạt.
Nếu lớn hơn 25°C bật quạt.
Hiển thị nhiệt độ.
Tiếp tục đo nhiệt độ quay lại vòng lặp.


Báo cáo Nhập môn Điện tử - Viễn

Nhóm

3.3 Mô phỏng trên Proteus

Hình 3.9: Mô phỏng mạch chạy trên proteus
Proteus là một phần mềm được dùng khá phổ biến trong kỹ thuật nhằm mô phỏng mạch
trên môi trường ảo.Trong Proteus ta lấy các linh kiện cần thiết ra màn hình làm việc như
trên hình vẽ.Sau đó thực hiện nạp code mô phỏng.
3.4 Viết chương trình.
Chương trình cho xử lý AT89S52 có thể viết bằng 2 ngôn ngữ ASM và C.Trong sản phẩm
này nhóm sẽ sử dụng code C để viết chương trình.Từ code C muốn vi điều khiển hiểu được



Báo cáo Nhập môn Điện tử - Viễn

Nhóm

chúng ta phải dùng phần mềm biên dịch cụ thể ở đây là Keli u 4.

Hình 3.10 : Giao diện chương trình Keli u4.
Trên giao diện chương trình ta sẽ lập một Project mới với module được chọn là
AT89C51(tương tự AT89S52).

Hình 3.11 Giao diện chọn module.
Sau đó ta thực hiện viết chương trình cho vi xử lý AT89S52.


Báo cáo Nhập môn Điện tử - Viễn

Nhóm

Hình 3.12 Code chương trình.
Dưới đây là code của chương trình:
#include <regx52.h>

#define DS18B20_SKIP_ROM
#define DS18B20_CONVERT_T
#define DS18B20_READ_SCRATCHPAD

0xCC
0x44
0xBE


sbit DS18B20_PIN = P1^0;
sbit RL = P1^1;
unsigned char code Code7Seg[] = {0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92,
0x82, 0xF8, 0x80, 0x90};
unsigned int temp;
void T0_Delay_us(unsigned int t)
{
unsigned int load_value;
load_value = 65536 - t;
TH0 = load_value >> 8;
TL0 = load_value & 0x00FF;
TR0 = 1;
while(!TF0);
TR0 = 0;
TF0 = 0;
}
void Delay_ms(unsigned int t)
{
unsigned int x,y;
for(x=0;x{


Báo cáo Nhập môn Điện tử - Viễn
for(y=0;y<=123;y++);
}
}
//------------------------------------------------------// Return 0: Ok
// Return 1: FAIL

unsigned char DS18B20_Reset()
{
unsigned char result;
DS18B20_PIN = 0;
T0_Delay_us(480);

DS18B20_PIN = 1;
T0_Delay_us(70);

result = DS18B20_PIN;
T0_Delay_us(410);
return result;
}
void DS18B20_Write1()
{
DS18B20_PIN = 0;
T0_Delay_us(6);
DS18B20_PIN = 1;
T0_Delay_us(64);
}
//---------------------------------------void DS18B20_Write0()
{
DS18B20_PIN = 0;
T0_Delay_us(60);
DS18B20_PIN = 1;
T0_Delay_us(10);
}
//---------------------------------------void DS18B20_Write_Bit(unsigned char b)
{
if(b == 1)

{
DS18B20_Write1();
}
else
{

Nhóm


Báo cáo Nhập môn Điện tử - Viễn
DS18B20_Write0();
}
}
unsigned char DS18B20_Read_Bit()
{
unsigned char result;
DS18B20_PIN = 0;
T0_Delay_us(6);
DS18B20_PIN = 1;
T0_Delay_us(9);
result = DS18B20_PIN;
T0_Delay_us(55);
return result;
}
void DS18B20_Write_Byte(unsigned char b)
{
unsigned char i = 8;
while(i--)
{
DS18B20_Write_Bit(b & 0x01);

b >>= 1;
}
}
unsigned char DS18B20_Read_Byte()
{
unsigned char i = 8, result = 0;
while(i--)
{
result >>= 1;
result |= (DS18B20_Read_Bit()<<7);
}

return result;
}
void main()
{

TMOD=0x01;
TR0=1;

Nhóm


Báo cáo Nhập môn Điện tử - Viễn
IE=0x82;

while(1)
{

unsigned char nguyen;

unsigned char chuc,donvi;

nguyen = temp >> 4;
chuc = nguyen / 10;
donvi = nguyen % 10;
P0 = Code7Seg[chuc];
P2 = Code7Seg[donvi];
if(nguyen<25)
{
RL=0;
}
else RL=1;

}

}
void laynhietdo() interrupt 1
{
TR0=0;
while(DS18B20_Reset());
DS18B20_Write_Byte(DS18B20_SKIP_ROM);
DS18B20_Write_Byte(DS18B20_CONVERT_T);
Delay_ms(750);
while(DS18B20_Reset());
DS18B20_Write_Byte(DS18B20_SKIP_ROM);
DS18B20_Write_Byte(DS18B20_READ_SCRATCHPAD);
temp = DS18B20_Read_Byte();
temp = (DS18B20_Read_Byte() << 8) | temp;
TR0=1;
}

3.4 Test code trên Board test.

Nhóm


Báo cáo Nhập môn Điện tử - Viễn

Nhóm

Khi code chạy trên Proteus không có vấn đề gì thì chúng ta sẽ tiến hành test mạch trên
Board để kiểm tra tính thực tế của sản phẩm.

Hình 3.13 Test sản phẩm trên Board test.
3.5 Vẽ mạch nguyên lý và mạch in cho sản phẩm.
Để có được mạch của sản phẩm trước tiên ta phải có mạch nguyên lý cũng như mạch
của sản phẩm.Nhóm sử dụng phần mềm Altium để vẽ mạch nguyên lý và mạch in.

Hình 3.14 :Mạch nguyên lí phần 1.


Báo cáo Nhập môn Điện tử - Viễn

Nhóm

Hình 3.15 :Mạch nguyên lí phần 2.

Hình 3.16 : Nguyên lí phần 1.

Hình 3.17 :Mạch in phần led.

Báo cáo Nhập môn Điện tử - Viễn

Nhóm

Phần 4: Sản xuất
Sau khi đã đảm bảo các phần trên thì nhóm tiến hành sản xuất mạch thực.Những công
cụ cần thiết để sản xuất mạch thực bao gồm:

•

Giấy chuyển mạch.

•

Bột sắt.

•

Bàn là.

•

Board đồng.

•

Máy khoan.

•

Mỏ hàn.

•

Linh kiện cần thiết.

Hình 4.1: Các dụng cụ cần thiết để làm mạch.


Báo cáo Nhập môn Điện tử - Viễn

4.2:Các linh kiện cần thiết .
Sau đây là sản phẩm thu được của nhóm:

Hình 4.3 Sản phẩm hoàn chỉnh.

Nhóm


Báo cáo Nhập môn Điện tử - Viễn

Nhóm

Phần 5: Kết luận.
Thông qua việc thực hiện bài tập lớn, chúng em đã tính lũy rất nhiều kiến thức thực
tế về chuyên ngành điện tử viễn thông, thầy Nguyễn Đức Minh đã tạo cho chúng em
niềm say mê học tập, tìm tòi kiến thức mới. Thầy còn giúp chúng em hoàn thiện các
kỹ năng mềm như kỹ năng thuyết trình, làm việc nhóm, làm việc trong các môi

trường chuyên nghiệp powerpoint, project, các phần mềm mô phỏng, thiết kế mạch:
proteus, orcad….
Do vốn kiến thức còn hạn hẹp nên việc thực hiện ý tưởng còn nhiều hạn chế.
Nếu còn có gì sai sót, chúng em mong thầy giúp đỡ và tạo điều kiện để chúng em có
thể hoàn thành một cách tốt nhất ý tưởng này.


Báo cáo Nhập môn Điện tử - Viễn

•
•
•
•

Nhóm

Tài liệu tham khảo:
Hoàng Hà, 2014, Quạt máy tắt bật tự động theo nhiệt độ môi trường,
[ ngày truy cập 22/4/2016 ]
2014, Mạch đóng mở theo nhiệt độ, [ ngày truy cập 22/4/2016 ]
Hình ảnh của cửa hàng linh kiện điện tử Tu Hu web mualinhkien.vn [ngày truy cập :
22/4/2016]
Mạch đo nhiệt độ với DS18B20,nguồn dientuvietnam.org.