Đồ Án Nghiên cứu về cảm biến, ứng dụng thiết kế mô hình nhà thông minh sử dụng : Cảm biến chuyển động, cảm

MỤC LỤC
DANH SÁCH CÁC HÌNH
DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
LỜI NÓI ĐẦU 5
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CẢM BIẾN 6
1.1 Khái niệm và phân loại cảm biến . 6
1.1.1 Khái niệm 6
1.1.2 Phân loại cảm biến 6
1.2 Đường cong chuẩn của cảm biến . 6
1.2.1 Khái niệm 6
1.2.2 Phương pháp chuẩn cảm biến 7
1.3 Các đặc trưng cơ bản . 8
1.3.1 Độ nhạy của cảm biến . 8
1.3.2 Độ nhạy trong chế độ tĩnh và tỷ số chuyển đổi tĩnh . 8
1.3.3 Độ nhạy trong chế độ động . 9
1.4 Độ tuyến tính 9
1.4.1 Khái niệm . 9
1.4.1.1 Đường thẳng tốt nhất . 10
1.4.1.2 Độ lệch tuyến tính 10
1.4.2 Sai số và độ chính xác . 10
1.4.3 Độ nhanh và thời gian hồi áp 11
1.4.4 Giới hạn sử dụng của cảm biến 12
1.5 Nguyên lý chung chế tạo cảm biến . 12
1.5.1 Nguyên lý chế tạo các cảm biến tích cực . 12
1.5.2 Hiệu ứng nhiệt điện 13
1.5.2.1 Hiệu ứng hoả điện . 13
1.5.2.2 Hiệu ứng áp điện . 14
1.5.2.3 Hiệu ứng cảm ứng điện từ . 14
1.5.2.4 Hiệu ứng quang điện . 15
Trường : ĐHCN Hà Nội Khoa : Điện Tử
SVTH : Đỗ Thị Thu Trang Lớp : CĐĐT6 _ K11
1.5.2.5 Hiệu ứng quang - điện - từ . 15
1.5.2.6 Hiệu ứng Hall . 15
1.5.3 Nguyên tắc chế tạo cảm biến thụ động 16
1.6 Mạch đo 17
1.6.1 Sơ đồ mạch đo 17
1.6.2 Một số phần tử cơ bản của mạch đo 18
1.6.2.1 Bộ khuếch đại thuật toán (KĐTT) . 18
1.6.2.2 Bộ khuếch đại đo lường IA . 18
1.6.2.3 Khử điện áp lệch . 19
CHƯƠNG 2 CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MÔ HÌNH . 22
2.1 VI ĐIỀU KHIỂN . 22
2.1.1 Tổng quan về 8051 22
2.1.1.1 Bộ vi điều khiển 8051 . 23
2.1.1.2 Sơ đồ khối chung của họ vi điều khiển 8051 . 23
2.1.2 Khảo sát họ vi điều khiển AT89XX . 24
2.1.2.1 Giới thiệu chung 24
2.1.3 Cấu trúc bên trong vi điều khiển AT89S52 29
2.1.3.1 Hoạt động định thời của AT89S52 30
2.1.3.2 Các thanh ghi của bộ định thời 30
2.1.3.3 Các chế độ định thời của timer 1 và timer 0 . 33
2.1.3.4 Tổ chức ngắt của AT89S52 . 34
2.2 HIỂN THỊ NHIỆT ĐỘ BẰNG LCD 37
2.2.1 Phân loại LCD . 37
2.2.3 Khả năng hiển thị của LCD . 40
2.2.4 Nguyên tắc hiển thị kí tự trên LCD 41
2.3 GIAO TIẾP VỚI BỘ HIỂN THỊ TƯƠNG TỰ-SỐ(ADC) 42
2.3.1 Giới thiệu về ADC . 42
2.3.2 Tìm hiểu về ADC 0804 42
2.4 CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ . 44
2.4.1 Phân loại cảm biến nhiệt . 44
2.4.2 Cặp nhiệt điện ( Thermocouples ) . 45
2.4.3 Thermistor 46
2.4.4 Cảm biến nhiệt độ LM35 . 47
2.4.5 Dải nhiệt độ và sự thay đổi trở kháng theo nhiệt độ của LM35 49
2.4.5 Các bộ cảm biến nhiệt họ LM35 . 49
Trường : ĐHCN Hà Nội Khoa : Điện Tử
SVTH : Đỗ Thị Thu Trang Lớp : CĐĐT6 _ K11
2.4.6 Phối hợp tín hiệu và sơ đồ khối phối ghép LM35 với 8051 50
2.5 CẢM BIẾN QUANG . 50
2.5.1 Khái quát 50
2.5.2 Diode Cảm Quang ( photo diode ) . 55
2.5.3 Ánh sang hồng ngoại . 58
2.6 CẢM BIẾN CHUYỂN ĐỘNG . 60
2.6.1 PIR . 60
2.6.2 Kính hội tụ 63
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ MÔ HÌNH . 65
3.1 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG . 65
3.1.1 Khối nguồn . 65
3.1.2 Khối đo nhiệt độ 65
3.1.3 Khối vi điều điều khiển . 66
3.1.4 Khối hiển thị LCD . 67
3.1.5 Khối điều khiển thiết bị . 68
3.1.6 Khối reset và tạo dao động . 69
3.1.7 Sơ đồ mạch nguyên lý . 70
3.1.8 Sơ đồ mạch in 71
3.1.9 Mô hình thực tế . 72
3.2 ỨNG DỤNG 72
KẾT LUẬN . 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 76
PHỤ LỤC . 77

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của thế giới về mọi mặt, trong đó khoa học công nghệ nói chung và ngành công nghệ kỹ thuật điện tử nói riêng có nhiều phát triển vượt bậc, góp phần làm cho thế giới ngày càng hiện đại và văn minh hơn. Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặc điểm như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ và hoạt động ổn định. Là những yếu tố cần thiết làm cho hoạt động của con người đạt hiệu quả cao. Từ lâu cảm biến được sử dụng như những thiết bị để cảm nhận và phát hiện, nhưng chỉ từ vài ba chục năm trở lại đây chúng mới thể hiện vai trò quan trọng trong kỹ thuật và công nghiệp đặc biệt là trong lĩnh vực đo lường, kiểm tra và điều khiển tự động. Do vậy chọn đề tài : “Nghiên cứu về cảm biến, ứng dụng thiết kế mô hình nhà thông minh sử dụng : cảm biến chuyển động, cảm biến nhiệt độ, cảm biến quang” Nội dung báo cáo này gồm 3 chương:
Chương 1 : Tổng quan về cảm biến
chương 2 : Các linh kiện sử dụng trong mô hình
Chương 3 : Thiết kế mô hình