Series 37 Module Cảm Biến

Nguyên lý hoạt động của các module cảm biến phổ biến nhất trong IoT & Robotics, kèm code Arduino và ESP32 đầy đủ.

37 bài

Series 37 Module Cảm Biến

Nguyên lý hoạt động của các module cảm biến phổ biến nhất trong IoT & Robotics, kèm code Arduino và ESP32 đầy đủ.

Series 37 Module Cảm Biến: Nguyên Lý Hoạt Động Và Cách Test Với Arduino, ESP32

Hướng dẫn toàn diện để test và tích hợp 37 module cảm biến phổ biến nhất cho dự án IoT — mỗi bài một module, đi từ nguyên lý tới code mẫu.

Series 37 Module Cảm Biến – DS3231 RTC: TCXO ±2ppm, I2C, Alarm Ngắt SQW & Đồng Hồ Thực Với Backup Pin

DS3231: RTC TCXO độ chính xác ±2ppm (~1 phút/năm), I2C 0x68, backup CR2032. RTClib Adafruit: now(), adjust(), getTemperature(). Alarm ngắt qua SQW pin, đồng hồ thực cho Arduino Uno và ESP32.

Series 37 Module Cảm Biến – SD Card Module SPI: FAT32, Ghi Log CSV Cảm Biến & Đọc Config File Không Hardcode

SD Card Module SPI: 4 dây MOSI/MISO/SCK/CS, FAT32, thư viện SD.h. Ghi log dữ liệu cảm biến dạng CSV, đọc config từ file thay vì hardcode. Luôn gọi file.close() sau khi ghi. Arduino Uno và ESP32.

Series 37 Module Cảm Biến – LCD 1602 I2C: PCF8574 Expander, LiquidCrystal_I2C, Cuộn Chữ & Ký Tự Tùy Chỉnh

LCD 1602 I2C: module PCF8574 mở rộng 4 chân I2C, địa chỉ 0x27/0x3F, thư viện LiquidCrystal_I2C. Hiển thị text 2 hàng, cuộn chữ, tạo ký tự tùy chỉnh 5×8, điều khiển backlight cho Arduino Uno và ESP32.

Series 37 Module Cảm Biến – 7-Segment 1 Chữ Số: Mã Segment 0x3F-0x7F, Common Anode vs Cathode & Đếm 0-9

7-Segment 1 chữ số: 7 đoạn LED (a-g), bảng mã 0-9 dạng hex, common anode (LOW=sáng) vs common cathode (HIGH=sáng). Điện trở 220Ω, 7 GPIO, code đếm 0-9 và đồng hồ đếm ngược cho Arduino Uno và ESP32.

$Series 37 Module Cảm Biến – OLED SSD1306 0.96\” I2C: Frame Buffer, Adafruit GFX & Hiển Thị Dữ Liệu Thực Tế$

Series 37 Module Cảm Biến – OLED SSD1306 0.96\” I2C: Frame Buffer, Adafruit GFX & Hiển Thị Dữ Liệu Thực Tế

SSD1306 128×64 pixel OLED I2C: frame buffer 1KB, địa chỉ 0x3C, Adafruit SSD1306 + GFX library. Text, hình khối, cuộn chữ, hiển thị nhiệt độ thực từ LM35 lên màn hình.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý LM35 Analog: Đặc Tuyến 10mV/°C, Đọc ADC Chính Xác & Hiệu Chỉnh Nhiệt Độ

LM35: IC nhiệt độ tuyến tính 10mV/°C, 0°C→0V không cần hiệu chỉnh, VCC min 4V. Cách đọc ADC chuẩn cho Arduino (5V) và ESP32 (3.3V ADC). Averaging làm mịn, báo động nhiệt độ cao/thấp.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Knock Sensor KY-031: Piezoelectric Thuận, Va Đập → Điện Áp & Nhận Dạng Pattern

Knock sensor KY-031: piezoelectric thuận (cơ học → điện áp), tấm PZT tạo xung điện khi va đập. So sánh với passive buzzer (chiều ngược). Code đọc analog spike, nhận dạng số lần gõ, secret knock pattern.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý MPU-6050: IMU 6 Trục, MEMS Gia Tốc + Con Quay, Complementary Filter & Góc Nghiêng

MPU-6050 IMU 6 trục: MEMS gia tốc kế (±2g-16g, 16-bit) + con quay hồi chuyển (±250-2000°/s). Tính góc nghiêng từ accelerometer. Drift con quay và complementary filter kết hợp cả hai. I2C 0x68/0x69.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Relay 5V SRD-05VDC: Cơ Điện Từ, Cách Ly Galvanic & Điều Khiển Thiết Bị 220V

Relay SRD-05VDC: cuộn dây 5V tạo từ trường kéo tiếp điểm cơ học, cách ly galvanic hoàn toàn. NO/NC/COM. Flyback diode bảo vệ. Active LOW logic phổ biến. Code điều khiển an toàn với đèn 220V, timer hẹn giờ.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Hall Effect Analog (49E/SS49E): Đo Cường Độ Từ Trường Tuyến Tính & ADC

Hall effect analog (49E/SS49E): output điện áp tỉ lệ tuyến tính với cảm ứng từ B, 2.5V tại B=0, tăng/giảm theo cực nam châm. Phân biệt vs KY-003 digital. Code đọc ADC, map khoảng cách, đo cực nam châm.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Hall Effect KY-003: Hiệu Ứng Hall, IC Số Unipolar & Phát Hiện Nam Châm

Hall effect KY-003: hiệu ứng Hall vật lý, IC unipolar digital với Schmitt trigger, active LOW. Phân biệt KY-003 (digital) vs KY-024 (analog). Code phát hiện nam châm, đếm RPM, báo vị trí từ tính.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Reed Switch: Tiếp Điểm Từ Trong Kính, Phát Hiện Cửa & Đo Tốc Độ Quay

Reed switch: 2 lá thép đàn hồi niêm phong trong ống kính, nam châm đến gần → lá từ hóa → hút nhau → đóng mạch. NO vs NC. Code phát hiện cửa đóng/mở, báo động nhà, đo RPM.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Vibration Switch SW-18010P: Lò Xo Dẫn Điện, Phát Hiện Rung & Pattern Gõ

Vibration switch SW-18010P: lò xo kim loại bao quanh trụ trung tâm, rung → lò xo chạm trụ → xung ngắn. So sánh với SW-520D tilt. Code interrupt đếm rung, pattern gõ cửa, báo động anti-theft.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Tilt Switch SW-520D: Bi Kim Loại Dẫn Điện, Phát Hiện Nghiêng & Báo Động

Tilt switch SW-520D: ống trụ kim loại chứa bi dẫn điện, nghiêng → bi lăn đóng/mở mạch. Active LOW với pull-up. Code phát hiện nghiêng, báo động anti-theft, đếm số lần lật.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Touch Sensor TTP223: Capacitive Self-Capacitance, Chế Độ Toggle & Latch

Touch sensor TTP223B: IC CMOS self-capacitance phát hiện ngón tay qua thay đổi tụ điện. Chế độ momentary vs toggle (solder pad A/B). Code digitalRead đơn giản, touch switch, long-press detect.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Rotary Encoder KY-040: Xung Quadrature, Đếm Hướng Xoay & Điều Khiển Menu

Rotary encoder KY-040: 20 detent/vòng, xung quadrature 90° lệch pha xác định hướng xoay. Phân biệt CLK/DT logic. Code polling, interrupt, điều khiển giá trị âm lượng, điều hướng menu.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Joystick KY-023: Biến Trở 2 Trục, Dead Zone & Điều Khiển Robot / Servo

Joystick KY-023: 2 biến trở 10kΩ cho trục X và Y, push button Z. Center position ~512 (Arduino) / ~2048 (ESP32). Dead zone xử lý drift cơ học. Code đọc tọa độ, normalize -1.0 đến +1.0, điều khiển servo, robot 2 bánh.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Sound Sensor: Microphone Electret, LM393 Comparator & Phát Hiện Tiếng Ồn

Sound sensor KY-038: electret microphone với FET tích hợp, cần bias voltage. LM393 open-collector comparator với trimmer threshold. AOUT analog + DOUT digital. Code clap switch, sound level meter, báo động tiếng ồn.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Passive Buzzer: PWM Điều Khiển Tần Số, Hàm tone() & Phát Nhạc Arduino ESP32

Passive buzzer KY-006: không có oscillator nội — cần PWM từ MCU. Hàm tone() Arduino, ledcWriteTone() ESP32, note frequency table. Code phát nhạc Twinkle Twinkle, chuông báo động, nhạc tùy chỉnh.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Active Buzzer: Oscillator Tích Hợp, Phân Biệt Active/Passive & Code Cảnh Báo

Phân tích active buzzer KY-012: oscillator RC tích hợp, piezoelectric vs electromagnetic. Phân biệt active/passive buzzer. Không dùng tone() — chỉ cần digitalWrite(). Code beep đơn giản, pattern cảnh báo, SOS Morse.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý 7-Color LED Tự Đổi Màu: IC Tích Hợp, Tần Số Dao Động Nội & Ứng Dụng Trang Trí

Phân tích 7-Color LED KY-034: IC CMOS tích hợp bên trong vỏ LED, bộ dao động nội chuyển đổi R/G/B tự động, so sánh loại trong suốt vs mờ. Không cần MCU điều khiển màu — chỉ cấp nguồn. Code bật tắt, hiệu ứng blink.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý RGB LED Module KY-016: Điốt 3 Màu, PWM Mix Màu 16 Triệu Sắc & Hiệu Ứng

Phân tích KY-016: LED RGB common cathode 3 phần tử riêng biệt, điện áp thuận khác nhau (đỏ 2V, xanh 3.2V), điện trở hạn dòng trên module. PWM mix màu 16 triệu sắc, HSV color space, hiệu ứng cầu vồng. Code Arduino ESP32.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Hoạt Động IR Receiver VS1838B: Demodulate 38kHz, NEC Protocol & Điều Khiển Từ Xa

Phân tích VS1838B: photodiode + bandpass filter 38kHz + AGC + comparator, tại sao 38kHz, NEC protocol (9ms start + 32-bit data), decode HEX. So sánh NEC/Sony/RC5. Code IRremote library Arduino ESP32.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Hoạt Động LDR Quang Trở: CdS Photoconductor, Voltage Divider & Điều Khiển Theo Ánh Sáng

Phân tích LDR CdS: photoconductor bandgap 2.42eV, photon kích thích electron vào vùng dẫn, điện trở 1MΩ (tối) đến 100Ω (sáng), voltage divider đọc analog. Code Arduino ESP32 đèn đường tự động, cảnh báo sáng/tối.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Hoạt Động Laser Module KY-008: Diode Laser 650nm, Cộng Hưởng Quang Học & An Toàn Laser

Phân tích KY-008: diode laser 650nm khác LED như thế nào, buồng cộng hưởng Fabry-Pérot, kích thích cưỡng bức, class IIIa 5mW. Mạch laser tripwire với LDR. Code Arduino ESP32.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Hoạt Động Flame Sensor: Phổ IR Lửa 760-1100nm, LM393 & Ứng Dụng Chữa Cháy

Phân tích Flame Sensor: photodiode nhạy phổ IR lửa 760-1100nm, tại sao lửa khác nguồn sáng thường, LM393 comparator, điều chỉnh ngưỡng 60° góc phát hiện. So sánh đơn-3-5 sensor. Code Arduino ESP32 robot chữa cháy.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Hoạt Động Line Tracking Sensor TCRT5000: Dò Đường IR, Khoảng Cách Tối Ưu & Robot Theo Vạch

Phân tích TCRT5000 line tracking: LED IR 890nm + phototransistor NPN, khoảng cách tối ưu 2.5mm, độ tương phản đen/trắng, module 3-sensor. So sánh với FC-51. Code robot theo vạch đơn giản và nâng cao.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Hoạt Động IR Obstacle Sensor: Phản Xạ Hồng Ngoại, LM393 & Tránh Vật Cản Robot

Phân tích IR Obstacle Sensor FC-51: LED IR 940nm phát-nhận phản xạ, LM393 comparator, điều chỉnh khoảng cách bằng triết áp. Nhiễu ánh sáng mặt trời, so sánh với Sharp GP2Y. Code robot tránh vật cản.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Hoạt Động PIR HC-SR501: Pyroelectric Infrared, Fresnel Lens & Phát Hiện Chuyển Động

Phân tích PIR HC-SR501: vật liệu pyroelectric pyroelectric tạo điện khi IR thay đổi, 2 phần tử vi sai loại trừ nhiễu nền, kính Fresnel phân vùng nhạy, BISS0001 IC xử lý. Điều chỉnh Sx/Tx pot, L/H mode. Code Arduino và ESP32.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Hoạt Động HC-SR04: Sóng Siêu Âm 40kHz, Thời Gian Bay & Đo Khoảng Cách Chính Xác

Phân tích HC-SR04: piezoelectric transducer 40kHz, chuỗi 8 xung trigger, đo thời gian Echo HIGH, công thức tốc độ âm thanh 343m/s. Vùng mù 2cm, góc 15°, thời gian 60ms giữa hai lần đo. Code Arduino và ESP32.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Hoạt Động MQ-2: Semiconductor SnO₂, Đường Cong Nhạy Khí & Đo Nồng Độ Gas

Phân tích MQ-2 từ datasheet Hanwei: bán dẫn SnO₂ thay đổi điện trở với khí dễ cháy, mạch heater 5V, thời gian làm nóng 24h, đường cong Rs/Ro, tính ppm. So sánh MQ series đầy đủ.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Hoạt Động Rain Sensor FC-37: Phát Hiện Mưa, LM393 Comparator & Ứng Dụng Thực Tế

Phân tích Rain Sensor FC-37/YL-83: nguyên lý cầu điện trở nước mưa, LM393 comparator điều chỉnh ngưỡng, ăn mòn điện cực, phân biệt analog vs digital output. Code Arduino và ESP32 phát hiện mưa đầy đủ.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Hoạt Động Soil Moisture Sensor: Điện Trở Đất, Hiệu Chỉnh & Tưới Cây Tự Động

Phân tích Soil Moisture Sensor điện trở: nguyên lý đo độ dẫn điện đất, tại sao bị ăn mòn điện cực, module LM393 comparator, hiệu chỉnh ADC thực tế. Code Arduino và ESP32 với tưới cây tự động.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Hoạt Động BMP280: Cảm Biến Áp Suất & Nhiệt Độ Chính Xác Của Bosch

Phân tích BMP280 từ datasheet Bosch: MEMS piezoresistive pressure sensing, bù nhiệt độ 20 hệ số, I2C/SPI dual interface, độ phân giải 0.01hPa, tính độ cao. Code Arduino và ESP32 đầy đủ.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Hoạt Động DS18B20: Cảm Biến Nhiệt Độ 1-Wire Chống Nước

Phân tích DS18B20: chuẩn 1-Wire của Maxim/Dallas, đo nhiệt độ -55–125°C ±0.5°C, nhiều sensor 1 dây, chống nước, ROM 64-bit unique ID. Kết nối ESP32 và Arduino Uno, code đầy đủ.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Hoạt Động DHT22 (AM2302): Độ Chính Xác Cao, Dải Đo Rộng

Phân tích chi tiết DHT22/AM2302: nguyên lý đo capacitive, giao thức single-wire 40-bit, sơ đồ chân, so sánh với DHT11/SHT31, kết nối ESP32 GPIO an toàn, code Arduino và ESP32 đầy đủ.

Series 37 Module Cảm Biến – Nguyên Lý Hoạt Động DHT11: Cảm Biến Nhiệt Độ & Độ Ẩm Phổ Biến Nhất

Phân tích chi tiết DHT11: nguyên lý đo nhiệt độ và độ ẩm, giao thức single-wire, sơ đồ chân, so sánh với DHT22/SHT31, kết nối ESP32 và Arduino Uno, code Arduino IDE đầy đủ có comment.