Table of Contents
1. Linh kiện cần thiết làm mạch đọc cảm biến chuyển động thân nhiệt PIR giao tiếp Atmega
1.1 Vi điều khiển AVR trong mạch đọc cảm biến chuyển động thân nhiệt PIR giao tiếp Atmega
a. Giới thiệu
Atmega16 là một chíp vi điều khiển được sản xuất bời hãng Atmel thuộc họ MegaAVR. Atmega16 là một bộ vi điều khiển 8 bit dựa trên kiến trúc RISC bộ nhớ chương trình 16KB ISP flash có thể ghi xóa hàng nghìn lần, 512B EEPROM, một bộ nhớ RAM vô cùng lớn trong thế giới vi xử lý 8 bit (1KB SRAM) Với 32 chân có thể sử dụng cho các kết nối vào hoặc ra i/O, 32 thanh ghi, 3 bộ timer/counter có thể lập trình, có các gắt nội và ngoại (2 lệnh trên một vector ngắt), giao thức truyền thông nối tiếp USART, SPI, I2C. Ngoài ra có thể sử dụng bộ biến đổi số tương tự 10 bít (ADC/DAC) mở rộng tới 8 kênh, khả năng lập trình được watchdog timer, hoạt động với 5 chế độ nguồn, có thể sử dụng tới 6 kênh điều chế độ rộng xung (PWM), hỗ trợ bootloader.
Vi xử lý có rất nhiều loại bắt đầu từ 4 bit cho đến 32 bit, vi xử lý 4 bit hiện nay không còn nhưng vi xử lý 8 bit vẫn còn mặc dù đã có vi xử lý 64 bit.
Lý do sự tồn tại của vi xử lý 8 bit là phù hợp với một số yêu cầu điều khiển trong công nghiệp. Các vi xử lý 32 bit, 64 bit thường sử dụng cho các máy tính vì khối lượng dữ liệu của máy tính rất lớn nên cần các vi xử lý càng mạnh càng tốt.
Các hệ thống điều khiển trong công nghiệp sử dụng các vi xử lý 8 bit hay 16 bit như hệ thống điện của xe hơi, hệ thống điều hòa, hệ thống điều khiển các dây chuyền sản xuất, … 
b. Chức năng của Atmega:
- PORTA: Các chân từ 33 đến 40 thuộc PORTA. Nó hoạt động giống như đầu vào analog cho bộ chuyển đổi A / D. Tuy nhiên, trong trường hợp không có bộ chuyển đổi A / D, PORTA được sử dụng làm cổng I / O hai chiều 8 bit. Nó đi kèm với điện trở kéo bên trong.
- PORTB: Các chân từ 1 đến 8 thuộc về PORTB. Đây là các chân hai chiều I / O. Cổng này cũng bao gồm các điện trở kéo lên bên trong.
- PORTC: PORTC là cổng I / O hai chiều bao gồm 8 chân. Chân từ 22 đến 29 thuộc về cổng này, tương tự như các cổng khác, nó đi kèm với điện trở kéo bên trong.
- PORTD: Chân từ 14 đến 21 thuộc về cổng này. Đây là cổng hai chiều trong đó mỗi chân có thể được sử dụng làm chân đầu vào hoặc đầu ra. Tuy nhiên, có các tính năng bổ sung liên quan đến cổng này như ngắt, giao tiếp nối tiếp, bộ hẹn giờ và PWM.
Các chức năng khác
- Reset: Chân 9 là chân reset mức thấp đang hoạt động. Xung mức thấp dài hơn độ dài xung tối thiểu sẽ tạo ra reset. Các xung ngắn không có khả năng tạo ra reset.
- VCC: Chân 10 là chân cấp nguồn cho bộ điều khiển này. Nguồn điện của cần phải có 5 V để đặt bộ điều khiển này trong điều kiện đang chạy.
- GND: Chân 11 là chân nối đất.
- AREF: Chân 32 là chân tham chiếu tương tự chủ yếu được sử dụng cho bộ chuyển đổi A / D .
- AVCC: Chân 30 là AVCC là chân điện áp cung cấp cho PORTA và ADC. Nó được kết nối với VCC thông qua bộ lọc thông thấp khi có ADC. Tuy nhiên, trong trường hợp không có ADC, AVCC được kết nối bên ngoài với VCC.
- Chân 12 & 13: Một bộ dao động tinh thể được kết nối với các chân này. Atmega16 hoạt động ở tần số bên trong 1MHZ; bộ dao động được thêm vào để tạo ra xung clock và tần số cao.
c.Thông số kỹ thuật Atmega (Dip)
| Datasheets | Atmega16 |
| Standard Package | 27 |
| Category | Integrated Circuits (ICs) |
| Family | Embedded – Atmel |
| Series | Atmega |
| Packaging | Tube |
| Core Processor | AVR |
| Core Size | 8-Bit |
| Speed | 16MHz |
| Connectivity | I²C, SPI, UART / USART, USB |
| Peripherals | Brown-out Detec t/ Reset, HLVD, POR, PWM, WDT |
| Number of I /O | 32 |
| Program Memory Size | 16KB |
| Program Memory Type | FLASH |
| EEPROM Size | 512B |
| RAM Size | 1K |
| Voltage – Supply (Vcc/Vdd) | 4.2 V ~ 5.5 V |
| Data Converters | A/D 8 x 10bit |
| Oscillator Type | Internal |
| Operating Temperature | -40°C ~ 85°C |
| Package / Case | 28-SOIC (0.295″, 7.50mm Width) |
| Other Names | Atmega16 |
d. Power
- 5V: Điện áp ra 5V (dòng điện trên mỗi chân này tối đa là 500mA).
- GND: Là chân mang điện cực âm trên board.
- IOREF: Điệp áp hoạt động của vi điều khiển trên AVR và có thể đọc điện áp trên chân IOREF. Chân IOREF không dùng để làm chân cấp nguồn.
e.Bộ nhớ
Vi điều khiển ATmega:- 16 KB bộ nhớ Plash: trong đó bootloader chiếm 0.5KB.
- 2 KB cho SRAM: (Static Random Access Menory): giá trị các biến khai báo sẽ được lưu ở đây. Khai báo càng nhiều biến thì càng tốn nhiều bộ nhớ RAM. Khi mất nguồn dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất.
- 512B cho EEPROM: (Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory): Là nơi có thể đọc và ghi dữ liệu vào đây và không bị mất dữ liệu khi mất nguồn.
f. Kiến trúc của Atmega16
Kiến trúc của Atmega16 dựa trên Kiến trúc Harvard và đi kèm với các bus và bộ nhớ riêng biệt. Các lệnh được lưu trữ trong bộ nhớ chương trình.- CPU
- ROM
- RAM
EEPROM
- Ngắt
- Module I / O analog và kỹ thuật số
Bộ định thời / Bộ đếm
- Watchdog timer
- Giao tiếp nối tiếp
1.2 Cảm biến chuyển động thân nhiệt PIR giao tiếp Atmega
a. Giới thiệu
- Cảm biến thân nhiệt chuyển động PIR giao tiếp Atmega (Passive infrared sensor) HC-SR501 được sử dụng để phát hiện chuyển động của các vật thể phát ra bức xạ hồng ngoại (con người, con vật, các vật phát nhiệt,…), cảm biến có thể chỉnh được độ nhạy để giới hạn khoảng cách bắt xa gần cũng như cường độ bức xạ của vật thể mong muốn, ngoài ra cảm biến còn có thể điều chỉnh thời gian kích trễ (giữ tín hiệu bao lâu sau khi kích hoạt) qua biến trở tích hợp sẵn.
b. Thông số kỹ thuật cảm biến PIR giao tiếp Atmega
- Điện áp hoạt động: 5V ~ 12V DC ( khuyên dùng: 5V)
- Dòng điện tiêu thụ: 65mA
- Điện áp đầu ra: mức cao 3,3V, mức thấp 0V
- Thời gian trễ: Điều chỉnh (0,3 giây ~ 18 giây)
- Phạm vi cảm ứng: góc quyét < 100° và xa 7m
- Nhiệt độ hoạt động: -20°C ~ +80°C
- Kích thước mạch: 32 * 24mm, lỗ vít 28mm, đường kính vít 2 mm, nắp cảm ứng (đường kính): 23mm
- Chế độ hoạt động:+ (H) Lặp lại: Khi phát hiện một chuyển động ngõ ra sẽ ở mức cao (3.3V), sau một khoảng thời gian (được chỉnh bằng biến trở) ngõ ra sẽ xuống mức thấp (0V). Ở chế độ này, khi ngõ ra lên mức cao, dù người đó đã đi khỏi hay chưa thì sau một thời gian mới xuống lại mức thấp.+ (L) Không lặp lại: Khi phát hiện một chuyển động ngõ ra sẽ ở mức cao (3.3V) và giữ nguyên trạng thái. Khi người đó đi ra khỏi phạm vi hoạt động của cảm biến thì sau một khoảng thời gian (được chỉnh bằng biến trở) ngõ ra xuống mức thấp (0V).
c. Nguyên lý hoạt động cảm biến PIR giao tiếp Arduino
Khi con người hoặc động vật tới gần vùng làm việc của cảm biến sẽ phát ra năng lượng nhiệt dưới dạng bức xạ hồng ngoại, từ đó thấu kính Fresnel hội tụ các tia hồng ngoại đưa vào cảm biến nhiệt điện.
Cảm biến HC-SR501 phát hiện chuyển động dựa trên sự thay đổi bức xạ hồng ngoại từ vật thể chuyển động. Để được cảm biến HC-SR501 phát hiện, đối tượng phải đáp ứng hai điều kiện:- Đang chuyển động hoặc đang lay động
- Đang phát ra tia hồng ngoại
d. Ứng dụng cảm biến PIR
Chúng ta cùng thực hiện một mạch ứng dụng nhỏ bằng cách sử dụng Arduino và cảm biến PIR. Trong mạch ứng dụng này, cảm biến PIR phát hiện bất kỳ chuyển động nào phía trước nó và gửi tín hiệu đến Arduino. Khi phát hiện đội tượng đang di chuyển, Arduino sẽ kích hoạt Relay mở đèn. Mạch này rất đơn giản, mục đích là đưa ra ý tưởng về cách giao tiếp giữa cảm biến PIR với Arduino và cách chúng ta có thể sử dụng dữ liệu từ cảm biến PIR và điều khiển các thiết bị đầu ra khác hoặc tải như module GSM, còi,….1.3 Relay kích đèn 220v cho mạch cảm biến PIR giao tiếp Atmega bật đèn
a. Giới thiệu
Rơ le (relay) là một công tắc chuyển đổi, dùng để đóng cắt mạch điều khiển, nó hoạt động bằng điện. Nó là một công tắc vì có 2 trạng thái ON và OFF. Rơ le ở trạng thái ON hay OFF phụ thuộc vào có dòng điện chạy qua rơ le hay không.
b. Thông số kỹ thuật
- Điện áp điều khiển: 5V
- Dòng điện cực đại: 10A
- Thời gian tác động: 10ms
- Thời gian nhả hãm: 5ms
- Nhiệt độ hoạt động: -45oC ~ 75oC
2. Hướng dẫn đồ án cảm biến PIR giao tiếp Atmega bật đèn 220v qua Relay
Phần này chưa được chia sẻ.
LIÊN HỆ thông tin ở TẠI ĐÂY để được hổ trợ tốt hơn.
Chỉ mang tính tham khảoPhần cứng
Phần mềm
int sensorPin = 2; // Chân 2 của Arduino kết nối với cảm biến int pirState = LOW; //Bắt đầu không có báo động int val = 0; int relayPin = 3; //Chân 3 của Arduino kết nối với rơ-le void setup() { pinMode(sensorPin, INPUT); pinMode(relayPin, OUTPUT); Serial.begin(9600); } void loop() { val = digitalRead(sensorPin); // đọc giá trị ngõ vào if (val == HIGH) { // kiểm tra ngõ vào có ở mức CAO không digitalWrite(relayPin, HIGH); // bật rơ-le delay(150); if (pirState == LOW) { Serial.println(“Phat hien chuyen dong!”); pirState = HIGH; } } else { digitalWrite(relayPin, LOW); // tắt rơ-le delay(150); if (pirState == HIGH) { Serial.println(“Khong phat hien chuyen dong!”); pirState = LOW; } } }
2. Hoạt động của mạch đọc cảm biến chuyển động thân nhiệt PIR giao tiếp Atmega
Khi cấp điện hệ thống hoạt động, vi điều khiển hiển thị thông tin ban đầu. Lúc này vi điều khiển chờ tín hiệu từ cảm biến PIR trả về, Khi nhận tín hiệu vi điều khiển kiểm tra để kít hoạt bật hoặc tắt đèn theo yêu cầu đã được lập trình.3. Cụ thể hoạt động của mạch đọc cảm biến chuyển động thân nhiệt PIR giao tiếp Atmega các bạn xem video:
Ngoài ra còn nhiều Phần và các môn khác
Đồ án điện tử, Lập trình vi điều khiển tổng hợp File đồ án – Phần 1 Mạch điện tử, Lập trình vi điều khiển tổng hợp File đồ án – Phần 2 Thiết kế mạch điện tử, Lập trình vi điều khiển tổng hợp File đồ án – Phần 3 Vi xử lý, Lập trình vi điều khiển Pic – 8051 – Avr – Phần 4 Tổng hợp File ĐỒ ÁN Điện tử cơ bản Tổng hợp File ĐỒ ÁN Viễn thông Tổng hợp File ĐỒ ÁN PLC Tổng hợp File ĐỒ ÁN Cung cấp điện
Sẽ còn các phần khác nữa nhé.
Chúc các bạn thành công…!!!
