Sht10 giao tiếp Atmega, Cảm biến Nhiệt độ, độ ẩm + LCD1602 + AVR

1. Linh kiện cần thiết làm mạch cảm biến Sht10 giao tiếp Atmega

1.1 Vi điều khiển AVR trong mạch cảm biến Sht10 giao tiếp Atmega

a. Giới thiệu

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.

1.2 Cảm biến Sht10 giao tiếp Atmega

a. Giới thiệu

• Cảm biến Sht10 giao tiếp Atmega là đọc nhiệt độ độ ẩm CJMCU SHT10 được dùng cho các ứng dụng đo độ ẩm và nhiệt độ môi trường, cảm biến thuộc dòng giá rẻ của hãng Sensirion với độ chính xác độ ẩm là 4.5% và nhiệt độ là 0.5%. Cảm biến nhiệt độ độ ẩm CJMCU được thiết kế nhỏ gọn và dễ dàng giao tiếp với vi điều khiển chỉ với 2 chân, một là S(SCK) và hai là D(Data).
• Bộ cảm biến bao gồm một module cảm biến nhiệt độ, độ ẩm trong một vỏ bọc bằng kim loại. Lớp vỏ chống thấm nước và giữ nước chảy vào cảm biến và làm hỏng nó, nhưng cho phép không khí đi qua để có thể đo độ ẩm (độ ẩm) của đất. Nó được thiết kế để chìm trong nước, nhưng để sử dụng lâu tốt nhất để tránh ngập nước lâu dài (hơn 1 giờ một lần).
• Cảm biến độ ẩm, nhiệt độ không khi SHT10 có vỏ bảo vệ V2 được sử dụng trong các ứng dụng nông nghiệp đòi hỏi độ bên, độ chinh xác và độ ổn đinh cao, cấu tạo gồm cảm biến SHT10 phia trong, bên ngoài là lớp vỏ bảo vệ cảm biến khỏi các tác động vật lý từ môi trường như bụi, nước. Cảm biến độ ẩm, nhiệt độ không khi SHT10 có vỏ bảo vệ V2 khuyến cáo chỉ được dùng để đo độ ẩm và nhiệt độ không khi, không sử dụng cảm biến trong môi trường nước ngập cảm biến hoặc chôn dưới đất, tránh để nước xit trực tiếp vào cảm biến vì có thể làm hư cảm biến.

b. Thông số kỹ thuật

• Cảm biến độ ẩm, nhiệt độ không khi SHT10 có vỏ bảo vệ V2 .
• Cảm biến phia trong: SHT10
• Điện áp sử dụng: 3 – 5VDC
• Khoảng nhiệt độ đo được: -40 ~ 120 độ C, sai sô 0.5 độ C
• Khoảng độ ẩm đo được: 0 ~100% RH, sai sô 4.5% RH
• Có sẵn trở treo 10K.
• Độ dài: 70mm
• Đường kinh: 16mm
• Dây dẫn: 1m
• Mỗi cảm biến SHTxx đi vào buồng hiệu chuẩn độ ẩm cực kỳ chính xác
• Hiệu chuẩn đường thẳng. Các hệ số hiệu chuẩn được lưu trữ trong bộ nhớ OTP dưới dạng chương trình
• Trong cảm biến, chúng được gọi trong quá trình xử lý tín hiệu phát hiện
• Hệ số hiệu chuẩn.
• Giao diện nối tiếp hai dây và điện áp tham chiếu bên trong giúp tích hợp hệ thống có thể thay đổi
• Thật nhanh chóng và dễ dàng. Kích thước cực nhỏ, tiêu thụ điện năng cực thấp, biến nó thành từng
• Sự lựa chọn tốt nhất cho ngay cả những ứng dụng đòi hỏi khắt khe nhất.
• Sản phẩm có sẵn với bề mặt gắn kết LCC (chip không chì) hoặc hàng đơn 4 chân

c. Các chân tín hiệu

• VCC – Màu nâu – cấp nguồn 3 ~ 5VDC.
• GND – Màu đen – cấp nguồn 0VDC ~ Mass.
• DATA – Màu vàng.
• CLK – Màu xanh dương.

d. Các tính năng của cảm biến Sht10 giao tiếp Arduino

• Cảm biếnchip SHTxx là một số hiệu chuẩn
• Cảm biến tổng hợp nhiệt độ và độ ẩm với đầu ra tín hiệu từ. Nó được cập bằng sáng chế và áp dụng trong công nghiệp
• Công nghệ vi xử lý COMS (CMOSens®) để đảm bảo sản phẩm chất lượng tốt
• Với độ tin cậy cao và ổn định lâu dài tuyệt vời.
• Với bộ chuyển đổi A / D 14 bit và mạch giao diện nối tiếp
• Kết nối liền mạch trên một chip. Do đó, sản phẩm có chất lượng
• Hơn nữa, phản ứng nhanh hơn, khả năng chống nhiễu mạnh mẽ, lợi thế chi phí hiệu quả.

1.3 LCD1602 cho mạch cảm biến Sht10 giao tiếp Atmega

a. Giới thiệu

Màn hình text LCD1602 xanh lá sử dụng driver HD44780, có khả năng hiển thị 2 dòng với mỗi dòng 16 ký tự, màn hình có độ bền cao, rất phổ biến, nhiều code mẫu và dễ sử dụng thích hợp cho những người mới học và làm dự án.

b. Thông số kỹ thuật

• Điện áp hoạt động là 5 V.
• Kích thước: 80 x 36 x 12.5 mm
• Chữ đen, nền xanh lá
• Khoảng cách giữa hai chân kết nối là 0.1 inch tiện dụng khi kết nối với Breadboard.
• Tên các chân được ghi ở mặt sau của màn hình LCD hổ trợ việc kết nối, đi dây điện.
• Có đèn led nền, có thể dùng biến trở hoặc PWM điều chình độ sáng để sử dụng ít điện năng hơn.
• Có thể được điều khiển với 6 dây tín hiệu
• Có bộ ký tự được xây dựng hổ trợ tiếng Anh và tiếng Nhật, xem thêm HD44780 datasheet để biết thêm chi tiết.

c. Sơ đồ chân LCD 16×2

Số chân	Ký hiệu chân	Mô tả chân
1	Vss	Cấp điện 0v
2	Vcc	Cấp điện 5v
3	V0	Chỉnh độ tương phản
4	RS	Lựa chọn thanh ghi địa chỉ hay dữ liệu
5	RW	Lựa chọn thanh ghi Đọc hay Viết
6	EN	Cho phép xuất dữ liệu
7	D0	Đường truyền dữ liệu 0
8	D1	Đường truyền dữ liệu 1
9	D2	Đường truyền dữ liệu 2
10	D3	Đường truyền dữ liệu 3
11	D4	Đường truyền dữ liệu 4
12	D5	Đường truyền dữ liệu 5
13	D6	Đường truyền dữ liệu 6
14	D7	Đường truyền dữ liệu 7
15	A	Chân dương đèn màn hình
16	K	Chân âm đèn màn hình

Trong 16 chân của LCD được chia ra làm 3 dạng tín hiệu như sau:

• Các chân cấp nguồn: Chân số 1 là chân nối mass (0V), chân thứ 2 là Vdd nối với nguồn+5V. Chân thứ 3 dùng để chỉnh contrast thường nối với biến trở.
• Các chân điều khiển: Chân số 4 là chân RS dùng để điều khiển lựa chọn thanh ghi. ChânR/W dùng để điều khiển quá trình đọc và ghi. Chân E là chân cho phép dạng xung chốt.
• Các chân dữ liệu D7÷D0: Chân số 7 đến chân số 14 là 8 chân dùng để trao đổi dữ liệu giữa thiết bị điều khiển và LCD.

d. Địa chỉ ba vùng nhớ 

• Bộ điều khiển LCD có ba vùng nhớ nội, mỗi vùng có chức năng riêng. Bộ điều khiển phải khởi động trước khi truy cập bất kỳ vùng nhớ nào. a. Bộ nhớ DDRAM
• Bộ nhớ chứa dữ liệu để hiển thị (Display Data RAM: DDRAM) lưu trữ những mã ký tự để hiển thị lên màn hình. Mã ký tự lưu trữ trong vùng DDRAM sẽ tham chiếu với từng bitmap kí tự được lưu trữ trong CGROM đã được định nghĩa trước hoặc đặt trong vùng do người sử dụng định nghĩa. b. Bộ phát kí tự ROM – CGROM
• Bộ phát kí tự ROM (Character Generator ROM: CGROM) chứa các kiểu bitmap cho mỗi kí tự được định nghĩa trước mà LCD có thể hiển thị, như được trình bày bảng mã ASCII. Mã kí tự lưu trong DDRAM cho mỗi vùng kí tự sẽ được tham chiếu đến một vị trí trong CGROM. Ví dụ: mã kí tự số hex 0x53 lưu trong DDRAM được chuyển sang dạng nhị phân 4 bit cao là DB[7:4] = “0101” và 4 bit thấp là DB[3:0] = “0011” chính là kí tự chữ ‘S’ sẽ hiển thị trên màn hình LCD. c. Bộ phát kí tự RAM – CGRAM
• Bộ phát kí tự RAM (Character Generator RAM: CG RAM) cung cấp vùng nhớ để tạo ra 8 kí tự tùy ý. Mỗi kí tự gồm 5 cột và 8 hàng.

e. Các lệnh điều khiển của LCD

• Lệnh thiết lập chức năng giao tiếp “Function set”:
  • Bit DL (data length) = 1 thì cho phép giao tiếp 8 đường data D7 ÷ D0, nếu bằng 0 thì cho phép giao tiếp 4 đường D7 ÷ D4.
  • Bit N (number of line) = 1 thì cho phép hiển thị 2 hàng, nếu bằng 0 thì cho phép hiển thị 1 hàng.
  • Bit F (font) = 1 thì cho phép hiển thị với ma trận 5×8, nếu bằng 0 thì cho phép hiển thị với ma trận 5×11.
  • Các bit cao còn lại là hằng số không đổi.

• Lệnh xoá màn hình “Clear Display”: khi thực hiện lệnh này thì LCD sẽ bị xoá và bộ đếm địa chỉ được xoá về 0.

• Lệnh di chuyển con trỏ về đầu màn hình “Cursor Home”: khi thực hiện lệnh này thì bộ đếm địa chỉ được xoá về 0, phần hiển thị trở về vị trí gốc đã bị dịch trước đó. Nội dung bộ nhớ RAM hiển thị DDRAM không bị thay đổi.
• Lệnh thiết lập lối vào “Entry mode set”: lệnh này dùng để thiết lập lối vào cho các kí tự hiển thị,
  • Bit I/D = 1 thì con trỏ tự động tăng lên 1 mỗi khi có 1 byte dữ liệu ghi vào bộ hiển thị, khi I/D = 0 thì con trỏ sẽ tự động giảm đi 1 mỗi khi có 1 byte dữ liệu ghi vào bộ hiển thị.
  • Bit S = 1 thì cho phép dịch chuyển dữ liệu mỗi khi nhận 1 byte hiển thị.

• Lệnh điều khiển con trỏ hiển thị “Display Control”: 

  • Bit D: cho phép LCD hiển thị thì D = 1, không cho hiển thị thì bit D = 0.
  • Bit C: cho phép con trỏ hiển thị thì C= 1, không cho hiển thị con trỏ thì bit C = 0.
  • Bit B: cho phép con trỏ nhấp nháy thì B= 1, không cho con trỏ nhấp nháy thì bit B = 0.
  • Với các bit như trên thì để hiển thị phải cho D = 1, 2 bit còn lại thì tùy chọn, trong thư viện thì cho 2 bit đều bằng 0, không cho phép mở con trỏ và nhấp nháy, nếu bạn không thích thì hiệu chỉnh lại.
• Lệnh di chuyển con trỏ “Cursor /Display Shift”: lệnh này dùng để điều khiển di chuyển con trỏ hiển thị dịch chuyển 
  • Bit SC: SC = 1 cho phép dịch chuyển, SC = 0 thì không cho phép.
  • Bit RL xác định hướng dịch chuyển: RL = 1 thì dịch phải, RL = 0 thì dịch trái. Nội dung bộ nhớ DDRAM vẫn không đổi.
  • Vậy khi cho phép dịch thì có 2 tùy chọn: dịch trái và dịch phải.
• Lệnh thiết lập địa chỉ cho bộ nhớ RAM phát kí tự “Set CGRAM Addr”: lệnh này dùng để thiết lập địa chỉ cho bộ nhớ RAM phát kí tự.
• Lệnh thiết lập địa chỉ cho bộ nhớ RAM hiển thị “Set DDRAM Addr”: lệnh này dùng để thiết lập địa chỉ cho bộ nhớ RAM lưu trữ các dữ liệu hiển thị.
• Hai lệnh cuối cùng là lệnh đọc và lệnh ghi dữ liệu LCD.

f. Bảng mã ASCII sử dụng cho LCD

g. Bảng địa chỉ cho LCD

2. Hướng dẫn đồ án cảm biến Sht10 giao tiếp Atmega hiển thị LCD1602

Phần này chưa được chia sẻ.

LIÊN HỆ thông tin ở TẠI ĐÂY để được hổ trợ tốt hơn.

Phần cứng

Phần mềm

#include <SHT1x.h>

//Specify data and clock connections and instantiate SHT1x object
#define dataPin  10
#define clockPin 11
SHT1x sht1x(dataPin, clockPin);

void setup()
{
   Serial.begin(9600); //Open serial connection to report values to host
   Serial.println("Starting up");
}

void loop()
{
  float temp_c;
  float temp_f;
  float humidity;

  //Read values from the sensor
  temp_c = sht1x.readTemperatureC();
  temp_f = sht1x.readTemperatureF();
  humidity = sht1x.readHumidity();

  //Print the values to the serial port
  Serial.print("Temperature: ");
  Serial.print(temp_c, DEC);
  Serial.print("C / ");
  Serial.print(temp_f, DEC);
  Serial.print("F.  Humidity: ");
  Serial.print(humidity);
  Serial.println("%");

  delay(2000);
}

2. Hoạt động của mạch cảm biến Sht10 giao tiếp Atmega

3. Cụ thể hoạt động của mạch cảm biến Sht10 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…!!!