Download Understanding Arduino Uno Microcontroller: Pin Functions, Sensing, and Control and more Assignments Information Technology in PDF only on Docsity!
Ngày nộp hồ sơ
PHẦN 1 BẢNG TRƯỚC
Tên giám định viên
Lưới chấm điểm
GCH
P
Lớp học
P
Nguyễn Văn Trường
Chứng chỉ TEC cấp 5 HND về máy tính
Tôi xác nhận rằng bài nộp hoàn toàn là tác phẩm của chính tôi và tôi hoàn toàn hiểu được hậu quả của việc đạo văn. Tôi hiểu rằng
khai báo sai là một hình thức hành vi sai trái.
Khai báo sinh viên
Trình độ chuyên môn
M5 M6 D
Bài 43: Internet vạn vật
thẻ học sinh
Chữ ký của sinh viên Trường
Số đơn vị và tiêu đề
Tên học sinh
P5 D
Nguyễn Thế Lâm Tùng
GCH
Ngày nhận được bài nộp đầu tiên
Ngày nộp lại Ngày nhận bài nộp thứ 2
Phản hồi tổng hợp: Phản hồi khi gửi lại : Cấp: (^) Chữ ký của Người đánh giá: Ngày ký:
Nhận xét của InternalVerifier:
Ngày:
Giai đoạn đầu tiên trong quá trình đưa phần mềm vào hoạt động là tìm một IDE để phát triển mã nguồn, gỡ lỗi chương trình và tạo mã được biên dịch. Vì dự án dựa trên một bộ vi điều khiển—một máy tính nhỏ có thể chạy liên tục một chương trình tại một thời điểm—nhóm của chúng tôi đã quyết định sử dụng Arduino IDE cho dự án đó. Điều này cho phép các lập trình viên truy cập vào bảng mạch trực quan có thể thực hiện các thao tác lặp đi lặp lại, tốn thời gian như xác định âm thanh và mực nước. Giới thiệu Nhóm chúng tôi quyết định chọn hệ thống nhà thông minh. Hệ thống này khi hoàn thiện sẽ có một số tính năng bao gồm cảm biến âm thanh và siêu âm, cảm biến mực nước, mở cửa bằng mật khẩu. Trong suốt lịch sử, con người đã tìm kiếm sự an toàn và cảm giác thân thuộc trong cộng đồng, với những nơi trú ẩn ban đầu được tạo ra từ thời tiền sử. Chuyển sang thời kỳ trung cổ, con người phát triển đồ nội thất và những túp lều có người ở, trong khi những người giàu có cư trú trong những lâu đài lớn. Cuộc cách mạng công nghiệp đã định hình lại mức sống, mở đường cho những tiến bộ trong kỹ thuật dân dụng và điện, mang lại nhà ở chắc chắn và thoải mái hơn. Quá trình này tiếp tục diễn ra trong thời kỳ tiền hiện đại, nơi những đổi mới công nghệ cho phép tạo ra những ngôi nhà đáp ứng được những kỳ vọng cao hơn. Ngày nay, các ngôi nhà được kỳ vọng sẽ mang lại nhiều điều hơn là chỉ mang tính thẩm mỹ. Khái niệm nhà thông minh xuất hiện để xác định những ngôi nhà có khả năng giao tiếp với các thiết bị khác và tự động thực hiện các chức năng cụ thể. Nhà thông minh tiên tiến thậm chí có thể thu thập dữ liệu hộ gia đình và đưa ra dự đoán cơ bản về hành vi của người dùng, tận dụng công nghệ AI. I. Phát triển ứng dụng IoT 1. Bộ công cụ, framework, thiết bị phù hợp cho giải pháp của tôi P5. Sử dụng bộ công cụ thích hợp để phát triển kế hoạch của bạn thành ứng dụng IoT:
- Chân I/O kỹ thuật số: 14 (trong đó 6 chân cung cấp đầu ra xung điện) Tất cả phần cứng IOT Bảng này thường được sử dụng trong các dự án điện tử, tạo mẫu và giáo dục khác nhau do tính dễ sử dụng và tính linh hoạt của nó. Một cảm biến siêu âm thường bao gồm một máy phát và một máy thu. Máy phát phát ra sóng siêu âm, thường ở tần số trên phạm vi thính giác của con người (thường là khoảng 40 kHz). Những sóng này truyền trong không khí và khi gặp vật thể, chúng sẽ phản xạ trở lại bộ thu của cảm biến.
- Điện áp đầu vào (khuyến nghị): 7-12 volt
- Tốc độ đồng hồ: 16 MHz
- Góc chùm tia: Góc của sóng siêu âm phát ra có thể thay đổi, ảnh hưởng đến trường nhìn hoặc vùng phát hiện của cảm biến.
- EEPROM: 1 KB (ATmega328P)
- Đầu ra: Đầu ra tín hiệu analog hoặc digital, tùy thuộc vào model và cấu hình cảm biến.
- Dòng điện một chiều trên mỗi chân I/O: 20 mA Sự miêu tả
- Nguyên lý hoạt động: Phát ra sóng siêu âm và đo thời gian sóng phản xạ trở lại. Bằng cách đo thời gian sóng truyền đến vật thể và quay trở lại, cảm biến sẽ tính toán khoảng cách đến vật thể dựa trên tốc độ âm thanh.
- Chân đầu vào tương tự: 6 Hình ảnh
- Giao diện: Một số cảm biến siêu âm cung cấp các giao diện như chân GPIO (Đầu vào/Đầu ra mục đích chung) hoặc các giao thức truyền thông cụ thể như I2C hoặc Arduino Uno Rev3 là một bo mạch vi điều khiển nguồn mở dựa trên bộ vi điều khiển ATmega328P. Nó là sự kế thừa của Arduino Duemilanove và hoạt động ở điện áp 5 volt.
- Bộ nhớ Flash: 32 KB (ATmega328P) -
- Độ chính xác: Độ chính xác có thể thay đổi tùy theo chất lượng của cảm biến và điều kiện môi trường. Cảm biến chất lượng cao hơn có xu hướng cung cấp các phép đo chính xác hơn.
- Phạm vi hoạt động: Khác nhau tùy thuộc vào kiểu cảm biến cụ thể nhưng thường dao động từ vài cm đến vài mét. Thông số
- Dòng DC cho chân 3.3V: 50 mA
- Điện áp hoạt động: 5 volt
- Nguồn điện: Thường hoạt động bằng nguồn điện 5V DC.
- Vi điều khiển: ATmega328P
- SRAM: 2 KB (ATmega328P) trong đó 0,5 KB được sử dụng bởi bootloader Hình 1 Arduino Uno R3 DIP Hình 2 Mô-đun HC-SR Thiết bị cảm biến sóng siêu âm
- Thời gian phản hồi: Thời gian mà cảm biến cần để phát hiện sự hiện diện của nước và kích hoạt tín hiệu đầu ra.
- Yếu tố hình thức: Cảm biến nước có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau, phù hợp với các ứng dụng khác nhau. Một số là thiết bị độc lập, trong khi một số khác có thể được tích hợp vào các thiết bị hoặc hệ thống cụ thể. mạch để phát hiện sự hiện diện hay vắng mặt của nước hoặc độ ẩm.
- Cân nhắc về môi trường: Một số cảm biến được thiết kế có khả năng chống thấm nước hoặc chịu nước để đảm bảo độ tin cậy của chúng trong điều kiện ẩm ướt. nội dung. điện dung, hoặc phát hiện quang học để xác định sự hiện diện của nước. Có nhiều loại cảm biến nước khác nhau, bao gồm cả loại sử dụng đầu dò dẫn điện, cảm biến điện dung hoặc thậm chí các phương pháp quang học để phát hiện những thay đổi trong nước.
- Giao diện: Một số cảm biến cung cấp các giao diện như chân GPIO (Đầu vào/Đầu ra mục đích chung) hoặc các giao thức truyền thông cụ thể như I2C hoặc UART để giao tiếp với bộ vi điều khiển hoặc các thiết bị khác.
- Phạm vi phát hiện: Khu vực hoặc khoảng cách mà cảm biến có thể phát hiện nước hoặc hơi ẩm một cách hiệu quả.
- Kích thước: Micro servo thường có kích thước nhỏ nên phù hợp cho các ứng dụng có không gian hạn chế hoặc trọng lượng nặng. Micro servo là một thiết bị có động cơ nhỏ gọn kết hợp một động cơ DC nhỏ, bánh răng và mạch điều khiển trong một vỏ duy nhất. Nó được thiết kế đặc biệt để cung cấp góc cạnh
- Sensitivity: Mức độ nhạy cảm để phát hiện nước hoặc hơi ẩm. Một số cảm biến có thể nhạy cảm hơn với những thay đổi nhỏ về độ ẩm, trong khi những cảm biến khác có thể cần nhiều nước hơn để kích hoạt phản ứng.
- Điện áp hoạt động: Điện áp nguồn cần thiết để cảm biến hoạt động bình thường.
- Đầu ra: Cảm biến nước có thể có nhiều loại đầu ra khác nhau, bao gồm tín hiệu số (bật/tắt), mức điện áp analog hoặc các giao thức truyền thông cụ thể tùy thuộc vào loại và model cảm biến.
- Mô-men xoắn: Đầu ra mô-men xoắn đề cập đến lực quay mà servo có thể tác dụng. Nó thường được đo bằng kg-cm (kg-cm) hoặc ounce- inch. bận tâm. Hình 5 servo SG90 Mini
- Phản hồi: Một số động cơ servo cao cấp hơn bao gồm các cơ chế phản hồi (như chiết áp) để định vị chính xác và phản hồi điều khiển.
- Key Switch: Các phím riêng lẻ trong ma trận có thể sử dụng nhiều loại switch khác nhau như switch màng, switch cơ học (như Cherry MX hoặc tương tự) hoặc các công nghệ khác tùy theo thiết kế bàn phím và nhà sản xuất.
- Điện áp hoạt động: Dải điện áp cần thiết để hoạt động bình thường. Thường hoạt động ở mức 4,8V đến 6V, mặc dù một số động cơ servo có thể xử lý điện áp cao hơn.
- Tùy chọn lắp đặt: Một số động cơ servo có thể có lỗ lắp hoặc giá đỡ để dễ dàng gắn vào các cấu trúc hoặc thiết bị.
- Cấu hình nối dây: Các phím trong ma trận được nối dây theo hàng và cột và bộ điều khiển bàn phím sử dụng cách nối dây này để quét và phát hiện các lần nhấn phím bằng cách xác định
- Tốc độ: Tốc độ mà mô tơ servo có thể quay, thường được xác định bằng giây trên mỗi vòng quay 60 độ hoặc độ trên giây.
- Bố cục lưới: Ma trận được tổ chức thành hàng và cột, thường có bốn hàng và bốn cột, do đó có thuật ngữ "4x4". Các hàng và cột thường được dán nhãn để xác định các vị trí quan trọng.
- Bộ truyền động bánh răng: Các động cơ servo siêu nhỏ có bộ truyền động bánh răng bên trong giúp chuyển đổi chuyển động quay của động cơ thành các chuyển động góc chính xác, cung cấp mô-men xoắn và độ chính xác cần thiết. Các ma trận này thường được sử dụng trong các bàn phím nhỏ hơn, bàn phím số và một số thiết bị đầu vào nhất định cần có bố cục nhỏ gọn. điều khiển chuyển động, thường trong phạm vi từ 0 đến 180 độ và cung cấp khả năng định vị chính xác dựa trên tín hiệu điện mà nó nhận được.
- Nhiệt độ hoạt động: Phạm vi nhiệt độ mà servo có thể hoạt động hiệu quả mà không gặp sự cố. Bố cục ma trận bàn phím 4x4 bao gồm 16 phím được sắp xếp theo hàng và cột, tạo thành một mẫu lưới. Vị trí của mỗi phím được xác định bởi giao điểm của nó trong các hàng và cột của ma trận.
- Tín hiệu điều khiển: Micro servo thường được điều khiển bằng tín hiệu điều chế độ rộng xung (PWM). Phạm vi tín hiệu điều khiển tiêu chuẩn thường là khoảng 1000 micro giây đến 2000 micro giây, với 1500 micro giây biểu thị vị trí trung tâm. Hình 6 bàn phím ma trận 4x
- Size/Gauge: Đường kính hoặc diện tích mặt cắt ngang của dây dẫn bên trong cáp. Được đo bằng AWG (American Wire Gauge) hoặc mm2, số đo lớn hơn biểu thị kích thước dây nhỏ hơn.
- Vật liệu dẫn điện: Vật liệu dẫn điện dùng để truyền dòng điện, thường là đồng do có tính dẫn điện cao. Nhôm cũng được sử dụng trong một số ứng dụng vì trọng lượng nhẹ hơn.
- Công suất hiện tại: Dòng điện tối đa mà cáp có thể mang theo mà không bị quá nóng hoặc hư hỏng. Điều này được xác định bởi kích thước cáp, vật liệu dây dẫn và đặc tính cách điện. Những dây dẫn này được cách điện và bảo vệ bằng nhiều vật liệu khác nhau được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu cụ thể về môi trường, điện và an toàn. Cáp có thể khác nhau về kích thước, hình dạng và cấu hình tùy theo mục đích sử dụng và ứng dụng của chúng.
- Tính linh hoạt: Cáp có nhiều mức độ linh hoạt khác nhau, từ cáp cứng dùng trong lắp đặt cố định đến cáp mềm phù hợp cho các ứng dụng cần uốn cong hoặc di chuyển thường xuyên.
- Định mức điện áp: Điện áp tối đa mà cáp có thể xử lý một cách an toàn mà không bị đánh thủng hoặc hư hỏng cách điện. Cáp được thiết kế cho nhiều cấp điện áp khác nhau, từ điện áp thấp (ví dụ: hệ thống dây điện trong gia đình) đến điện áp cao (ví dụ: đường dây truyền tải điện).
- Che chắn (nếu có): Một số cáp bao gồm các lớp che chắn (chẳng hạn như lá kim loại hoặc màn chắn bện) để bảo vệ chống nhiễu điện từ (EMI) hoặc nhiễu tần số vô tuyến (RFI). Cáp điện bao gồm một hoặc nhiều dây dẫn được làm bằng đồng, nhôm hoặc các vật liệu dẫn điện khác. Các vật liệu như PVC (Polyvinyl Clorua), XLPE (Polyethylene liên kết ngang), cao su, Teflon (PTFE) hoặc các vật liệu chuyên dụng khác được sử dụng để cách nhiệt.
- Định mức nhiệt độ: Phạm vi nhiệt độ mà cáp có thể hoạt động an toàn mà không làm suy giảm các đặc tính điện hoặc cơ của cáp.
- Vật liệu cách điện: Lớp cách điện bao quanh dây dẫn, ngăn chặn sự dẫn điện giữa các dây dẫn và bảo vệ khỏi các yếu tố môi trường như độ ẩm, nhiệt và mài mòn.
Hình 8 Cáp điện
- Tuân thủ tiêu chuẩn: Tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định của ngành như tiêu chuẩn NEC (National Electrical Code) của Hoa Kỳ hay tiêu chuẩn IEC (Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế), đảm bảo an toàn và chất lượng.
- Tuổi thọ: Đèn LED có tuổi thọ cao hơn so với các nguồn sáng truyền thống. Chúng có thể kéo dài hàng chục nghìn giờ, nhưng tuổi thọ của chúng có thể bị ảnh hưởng bởi các điều kiện hoạt động như nhiệt độ và
- Dòng chuyển tiếp (If): Dòng điện hoạt động được khuyến nghị để đèn LED đạt được độ sáng tối ưu mà không làm hỏng diode. Vượt quá dòng điện này có thể dẫn đến quá nhiệt và giảm tuổi thọ.
- Nhiệt độ hoạt động: Phạm vi nhiệt độ mà đèn LED có thể hoạt động hiệu quả mà không gặp vấn đề về hiệu suất hoặc giảm tuổi thọ. Thông thường, đèn LED màu đỏ có điện áp chuyển tiếp thấp hơn (khoảng 1,8-2,2 volt), trong khi đèn LED màu xanh lam và trắng có điện áp chuyển tiếp cao hơn (khoảng 3-3,6 volt). hiện hành.
- Góc nhìn: Góc mà ánh sáng phát ra lan tỏa. Đèn LED có thể có nhiều góc nhìn khác nhau, từ đèn chiếu hẹp đến góc phát xạ rộng.
- Màu sắc: Đèn LED có nhiều màu sắc khác nhau, bao gồm đỏ, xanh lá cây, xanh dương, vàng, trắng và các màu khác. Các vật liệu bán dẫn và chất pha tạp khác nhau tạo ra các màu sắc ánh sáng khác nhau.
- Điện áp chuyển tiếp (Vf): Điện áp cần thiết để đèn LED phát ra ánh sáng. Nó thay đổi tùy thuộc vào loại đèn LED và màu sắc. Đèn LED là một thiết bị chiếu sáng ở trạng thái rắn chuyển đổi năng lượng điện trực tiếp thành ánh sáng thông qua một quá trình gọi là điện phát quang. Nó bao gồm một con chip bán dẫn thường được làm từ các vật liệu như gali arsenide, gali photphua hoặc các vật liệu bán dẫn khác. Con chip này được bọc trong nhựa, epoxy hoặc vật liệu trong suốt khác hoạt động như một thấu kính, tập trung và định hướng ánh sáng phát ra.
- Kích thước và Đóng gói: Đèn LED có nhiều kích cỡ và gói khác nhau, bao gồm gắn trên bề mặt (SMD), xuyên lỗ (THT) hoặc
- Công suất ánh sáng/Độ sáng: Được đo bằng lumen (lm) hoặc millicandela (mcd), nó biểu thị cường độ ánh sáng phát ra từ đèn LED. Giá trị lumen hoặc mcd cao hơn tương ứng với đèn LED sáng hơn.
Hình 9 Led
Mã nguồn
Hình 11 Mã nguồn
Hình 13 mở cửa bằng mật khẩu
Cá nhân tôi được giao trách nhiệm mở cửa (servo), khi nhập đúng mật khẩu, cửa sẽ mở về phía trước
khoảng 90 độ, sau 5 giây cửa sẽ đóng lại
Hình 14 Mã nguồn cửa mở(1) Hình 16 Mã nguồn cửa mở Hình 15 Mã nguồn cửa mở (2) Hình 17 Mã nguồn cửa mở(4)
