ĐỒ ÁN VI XỬ LÍ TRONG ĐIỀU KHIỂN

Đề tài : “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mạch giám sát các thông số
nhiệt độ và độ ẩm qua sóng wifi”

Người hướng dẫn: Lại Văn Song
Bộ môn:

Tự Động Hóa

SV thực hiện:
Hoàng Minh Tuấn

576145

Nguyễn Thị Phương Dung

573100

Đặng Thị Phương

573125

Nguyễn Xuân Nam

576202

Cao Duy Hải

576177


Mặc dù có sự cố gắng nhưng trong quá trình nghiên cứu và tìm hiểu, nhóm em
không thể tránh khỏi các sai sót vì thiếu kinh nghiệm cũng như kiến thức còn nhiều
hạn chế. Mong thầy xem xét và đóng góp ý kiến để đề tài của nhóm em có thể
hoàn thiện hơn…

CHƯƠNG I :TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU


1

Giới thiệu về nhiệt độ và độ ẩm

Nhiệt độ là một đại lượng ảnh hưởng trực tiếp lên chất lượng của hầu hết các
quy trình công nghệ cũng như môi trường sống của con người. Vì vậy thiết bị
đo nhiệt độ tồn tại ở mọi nơi trong đời sống và kỹ thuật. Nhiệt độ là đại lượng
vật lý biểu thị mức độ nóng lạnh của vật thể và môi trường. Giá trị nhiệt độ
đặc trưng cho năng lượng động học trung bình chuyển động của các phần tử
vật chất. Nó là một trong những thông số của trạng thái nhiệt.
Bên cạnh nhiệt độ, độ ẩm cũng là một trong các đặc trưng nhất của khí hậu
hay môi trường và đặc biệt có ý nghĩa quan trọng trong các quy trình công
nghệ hay sức khỏe của con người. Trong khí quyển, độ ẩm tồn tại trong phạm
vi rất rộng từ phần triệu ppm đến hơi nước bão hòa ở 100 độ C, trong khoảng
nhiệt độ lớn từ -60độ C đến 1000 độ C, có thể lẫn tạp chất và hóa chất khác
nhau.
Độ ẩm thường đi đôi với nhiệt độ, nếu nhiệt độ không khí càng thấp, trời trở
lạnh và kèm theo đó là độ ẩm tăng lên, lượng hơi nước trong không khí sẽ dần
đạt tới trạng thái bão hòa. Ngược lại nhiệt độ tăng, thời tiết ấm dần thì độ ẩm
không khí cũng sẽ giảm xuống mức nhất định. Độ ẩm và nhiệt độ giữ vai trò
quan trọng, có cả tích cực và tiêu cực nhưng ít khi hai yếu tố này được chú ý
một cách đúng mực. Nếu hai yếu tố này bị chênh lệch dù lên cao hay xuống



Các bước tiến hành nghiên cứu là tìm hiểu cơ sở lý thuyết về vấn đề nghiên
cứu, tiến hành thiết kế chương trình điều khiển và mạch điều khiển, sau đó thử
nghiệm trên mô hình để đưa ra kết luận.
1.5. Phạm vi ứng dụng
Đề tài là mô hình thu nhỏ , tuy nhiên, nó được ứng dụng rộng rãi ở các môi
trường khác nhau như nhà ở, nhà xưởng, nhà kính…. Trong sản xuất cũng như sinh
hoạt.


CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN
VÀ CÁC THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ ĐƯỢC SỬ DỤNG
TRONG ĐỀ TÀI
2.1 Module Wifi ESP8266_V12E
ESP8266 là một module SOC với bộ xử lý 32 bit, dựa trên giao thức
TCP/IP, có thể lưu trữ ứng dụng hoặc xử lý các kết nối WiFi từ bộ xử lý tích hợp
trên chip, có khả tạo kết nối giống như một máy chủ hoặc một cầu nối trung gian.
Mỗi Module WiFi được tích hợp sẵn một firmware với các tập lệnh AT, tuy nhiên
đã có thêm nhiều phiên bản firmware hỗ trợ nhiều ngôn ngữ, trong đó có LUA và
Arduino. Chính vì thế chúng ta thể dùng bất kì board Arduino nào để điều khiển
thu phát thông qua giao tiếp nối tiếp. Đặc biệt ESP8266 là một sản phẩm công
nghệ giá hấp dẫn, có hiệu năng lớn và một cộng đồng phát triển lớn, ngày càng
hùng hậu trên khắp thế giới.

2.1.1 Tổng quan về ESP8266V12E


ESP8266 được sản xuất bởi Espressif Systems tại Thượng Hải, Trung Quốc.
Các đặc điểm của chip ESP8266 được tóm tắt như sau:

4MB bộ nhớ chương trình với ESP8266V12E.
* Cả hai CPU và tốc độ flash có thể được tăng lên gấp đôi khi ép xung trên
một số thiết bị. CPU có thể được chạy ở 160 MHz và flash có thể được tăng
tốc lên từ 40 MHz đến 80 MHz.

Hình 2.1 Sơ đồ khối của ESP8266


Nguyên lí : Để truyền dẫn ữ liệu qua wifi chúng cần kết nối module wifi
ESP8266. Nguyên lý hoạt động cấp nguồn 3.3v cho cả hai chân EN và Vcc để
module vào chế độ hoạt động.Để gửi dữ liệu qua wifi ta cần kết nối module với hai
chân Txd, RxD của module UART hoặc IC có giao tiếp UART để nhận lệnh AT từ
IC hoặc module UART. Khi gửi lệnh AT thì module ESP8266 gửi trả về một dòng
lệnh để biết được lệnh yêu cầu đó có được thực hiện hay không.

2.1.2 Mô tả chân ESP8266
a) Sơ đồ chân ESP8266

Hình 2.2 Sơ đồ chân ra của ESP8266


b. Chân ngõ ra của phiên bản ESP-12.

Hình 2.3 : Sơ đồ chân ngõ ra ESP-12


2.1.3 : Các tập lệnh AT




GPIO giao tiếp mức logic 3.3v


2.2.2. Sơ đồ chân


Hình 2.4: Sơ đồ chân Module Wifi Node MCU ESP8266 IOT- ESP 12

2.2. Relay
2.2.1 Giới thiệu
Rơ-le là một loại linh kiện điện tử thụ động rất hay gặp trong các ứng dụng thực
tế. Khi bạn gặp các vấn đề liên quan đến công suất và cần sự ổn định cao, ngoài ra
có thể dễ dàng bảo trì, thì rơ-le chính là cái bạn cần tìm. Vì vậy, hôm nay, chúng ta
sẽ cùng nhau tìm hiểu về relay và các ứng dụng của nó trong cuộc sống!
2.2.2 Relay (rơ-le) là gì ?
Từ rơ-le là từ vay mượn từ tiếng nước ngoài (cụ thể là tiếng Pháp) nên trong từ
đó không bao hàm ý nghĩa gì nhiều. Vì vậy, ta sẽ không phân tích rơ-le là gì thông
qua tên gọi của nó. Vì vậy, sẽ sử dụng những linh kiện điện tử khác mà chắc chắn
đã biết rồi để diễn giải!


Rơ-le là một công tắc (khóa K). Nhưng khác với công tắc ở một chỗ cơ bản, rơ-le
được kích hoạt bằng điện thay vì dùng tay người. Chính vì lẽ đó, rơ-le được dùng
làm công tắc điện tử! Vì rơ-le là một công tắc nên nó có 2 trạng thái: đóng và mở.
"Khi nào nó đóng? Khi nào nó mở? và làm sao thay đổi được trạng thái của
nó?,..." đó chính là những câu hỏi mà chúng ta cần tìm kiếm câu trả lời.

2.2.3 Các loại rơ-le và cách xác định trạng thái của nó

Trên thị trường chúng ta có 2 loại module rơ-le: module rơ-le đóng ở mức

•

Chẳng hạn, bạn cần một module relay sẽ làm nhiệm vụ bật tắt một
bóng đèn (220V) khi trời tối từ cảm biến ánh sáng hoạt động ở mức 512V thì bạn bảo họ bán loại module relay 5V (5 volt) hoặc module
relay 12V (12 volt) kích ở mức cao (bạn xem bài viết cảm biến ánh
sáng để xem cách hoạt động của cảm biến và suy ra tại sao lại dùng
module relay kích ở mức cao).

Các mức hiệu điện thế tối đa và cường độ dòng điện tối đa của đồ dùng điện
khi nối vào module rơ-le
o

Cái này bạn xem phía trên relay thôi. Bạn xem ví dụ về hình ảnh ở
dưới nhé

10A - 250VAC: Cường độ dòng điện tối đa qua các tiếp điểm của rơ-le với hiệu
điện thế

o

ON hoặc NO: chân này bạn sẽ nối với chân lửa (nóng) nếu dùng điện
xoay chiều và cực dương của nguồn nếu dòng điện một chiều.

o

OFF hoặc NC: chân này bạn sẽ nối chân lạnh (trung hòa) nếu dùng
điện xoay chiều và cực âm của nguồn nếu dùng điện một chiều.

2.3 : Phần mềm Blynk


Phần mềm Blynk là một phần mềm được thiết kế cho Android, iOS cho chúng ta
khả năng tự tạo ứng dụng kết nối với các board Arduino, Raspberry và các bo
mạch khác để điểu khiển chúng.
Blynk giúp bạn điều khiển thiết bị từ xa qua internet, thu thập dữ liệu của cảm
biến, ảo hóa việc giao tiếp và thực hiện nhiều việc khác
Nguyên lý làm việc là khi bạn nhấn nút điều khiển, lệnh sẽ được truyền về server
của Blynk, sau đó Blynk gửi lệnh về module điều khiển, module sau khi chạy lệnh
sẽ gửi lại kết quả theo quy trình ngược lại nghĩa là từ thiết bị gửi về server rồi từ
server gửi về điện thoại của bạn.
Sử dụng Blynk bạn không cần phải biết viết app cho Android, chỉ với thao tác rê
và thả các đối tượng trong giao diện và vài thiết lập là xong.
Trước khi biết Blynk, để điều khiển được thiết bị qua Internet, tôi phải làm rất
nhiều việc như mở port modem trong nhà, đăng ký dịch vụ tên miền như DynDNS,
No-IP để tự cập nhật địa chỉ IP modem, viết code cho phần cứng, viết ứng dụng
cho phần cứng biến phần cứng đó thành một webserver để điều khiển từ trình
duyệt web, viết app android hay iOS, tất cả những điều trên rất dễ làm nản lòng

+ Đo độ ẩm: 20%-95%
+ Nhiệt độ: 0-50ºC
+ Sai số độ ẩm ±5%
+ Sai số nhiệt độ: ±2ºC
2. Nguyên lý hoạt động:
- Sơ đồ kết nối vi xử lý:


- Nguyên lý hoạt động:
Để có thể giao tiếp với DHT11 theo chuẩn 1 chân vi xử lý thực hiện theo 2 bước:
+Gửi tin hiệu muốn đo (Start) tới DHT11, sau đó DHT11 xác nhận lại.
+ Khi đã giao tiếp được với DHT11, Cảm biến sẽ gửi lại 5 byte dữ liệu và nhiệt độ
đo được.
- Bước 1: gửi tín hiệu Start