Home Âm nhạc Cảm biến PH, Đo độ PH của các môi trường + LCD1602 +Pic16F877a

Cảm biến PH, Đo độ PH của các môi trường + LCD1602 +Pic16F877a

0
Cảm biến PH, Đo độ PH của các môi trường + LCD1602 +Pic16F877a

cảm biến ph đo độ ph trong nước

Cảm biến pH dùng để đo độ pH được thiết kê đặc biệt cho Arduino có các chức năng và các cổng kết nối nên việc sử dụng rất đơn giản và tiện lợi với chi phí thấp hiệu quả cao. Khi sử dụng, cảm biến độ pH được kết nối với on-board BNC kết nối trên bo mạch giao diện PH2.0 đến cổng analog Arduino của điều khiển, điều khiển chương trình, bạn có thể dễ dàng đo lường giá trị pH của dung dịch.Với cảm biến độ PH trong nước bạn chỉ cần nhúng máy đo độ PH vào nước ao, hồ cá hoặc bể bơi … là có thể đọc được các giá trị PH có trong nước.Cảm biến độ PH có độ nhạy và chất lượng cao, dễ dàng sử dụng.

1. Linh kiện cần thiết làm mạch cảm biến đo độ PH trong nước

1.1 Vi điều khiển Pic16F877A trong mạch cảm biến đo độ PH trong nước

a. Giới thiệu

  • PIC là một họ vi điều khiển RISC được sản xuất bởi công ty Microchip Technology.
  • Dòng PIC đầu tiên là PIC1650 sau đó phát triển lên nhiều dòng khác nhau như:
  • Pic10F
  • Pic12F
  • Pic16F
  • Pic18F
  • Pic24F
  • Pic32F

Vi điều khiển Pic16f877a cắm và dán

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, …

các ứng dụng của vi điều khiển

b. Đặc điểm thực thi tốc độ cao CPU RISC là:

1.2 Cảm biến đo độ PH trong nước

a. Giới thiệu

  • Cảm biến pH dùng để đo độ pH được thiết kê đặc biệt cho Arduino có các chức năng và các cổng kết nối nên việc sử dụng rất đơn giản và tiện lợi với chi phí thấp hiệu quả cao.
  • Khi sử dụng, cảm biến độ pH được kết nối với on-board BNC kết nối trên bo mạch giao diện PH2.0 đến cổng analog Arduino của điều khiển, điều khiển chương trình, bạn có thể dễ dàng đo lường giá trị pH của dung dịch.Với cảm biến độ PH trong nước bạn chỉ cần nhúng máy đo độ PH vào nước ao, hồ cá hoặc bể bơi … là có thể đọc được các giá trị PH có trong nước.
  • Cảm biến độ PH có độ nhạy và chất lượng cao, dễ dàng sử dụng.

cảm biến đo độ ph trong nước

b. Thông số kỹ thuật

  • Nguồn cấp: 5VDC
  • Tín hiệu trả về: Analog
  • Khoảng đo PH: 0 -14PH
  • Khoảng nhiệt độ đo: 0 – 60 độ C.
  • Độ chính xác: 0.1PH (25 độ C)
  • Tốc độ phản ứng: < 1 phút.
  • pH Sensor with BNC Connector
  • pH2.0 Interface ( 3 foot patch )
  • Gain Adjustment Potentiometer
  • Power Indicator LED

c. Các chân tín hiệu

  • VCC – Cấp nguồn 3.3 ~ 5VDC.
  • GND – Cấp nguồn 0VDC ~ Mass.
  • GND – Cấp nguồn 0VDC ~ Mass.
  • P0 – Cấp vào chân Analog của PH cho vi điều khiển.
  • T1 – Cấp vào chân Analog của LM35 cho vi điều khiển.
  • T2 – Cấp vào chân của DS18b20 cho vi điều khiển.

d. Các tính năng của cảm biến đo độ PH trong nước

  • Đo chất lượng nước ở sông, suối, hay trong các đường ống nước
  • Đo chất lượng nước thải
  • Dùng trong nghiên cứu, thí nghiệm…
  • Đo chất lượng dùng trong thủy sản
  • Đo nhiệt độ trong môi trường nước
  • Đo nhiệt độ trong môi trường không khí.

1.3 LCD1602 cho mạch cảm biến đo độ PH trong nước

lcd-16x02

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

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 RS RW D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Mô tả clock

6.Cursor/display shift

  • 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

bảng mã ascii hiển thị ký tự cho lcd1602

g. Bảng địa chỉ cho LCD

ĐC Hàng 1 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 8A 8B 8C 8D 8E 8F 90 91 92 93 ĐC Hàng 2 C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 CA CB CC CD CE CF D0 D1 D2 D3 ĐC Hàng 3 94 95 96 97 98 99 9A 9B 9C 9D 9E 9F A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 ĐC Hàng 4 D4 D5 D6 D7 D8 D9 DA DB DC DD DE DF E0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7

Ví dụ: Đối với LCD1602 thì sẽ giữ lại theo bảng trên là:

ĐC Hàng 1 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 8A 8B 8C 8D 8E 8F 90 91 92 93 ĐC Hàng 2 C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 CA CB CC CD CE CF D0 D1 D2 D3 ĐC Hàng 3 94 95 96 97 98 99 9A 9B 9C 9D 9E 9F A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 ĐC Hàng 4 D4 D5 D6 D7 D8 D9 DA DB DC DD DE DF E0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7

2. Hoạt động của mạch cảm biến đo độ PH trong nước

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 mạch đọc cảm biến đo độ PH trong nước và cảm biến nhiệt độ LM35, cảm biến nhiệt độ DS18b20 trả về tín hiệu analog và chuẩn 1 dây dùng để đọc mức độ PH và nhiệt độ trong nước và kiểm tra mức tín hiệu, Khi nhận tín hiệu vi điều khiển tính toán, xử lý dữ liệu và xuất tín hiệu giá trị thực tế ra màn hình LCD1602 hiển thị thông tin có người hoặc không có người theo yêu cầu của người lập trình.

3. Cụ thể hoạt động của mạch cảm biến đo độ PH trong nước 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…!!!

Rate this post