ĐỒ ÁN CƠ SỞ 3 ĐỀ TÀI ĐIỀU KHIỂN XE ARDUINO BẰNG ỨNG DỤNG ANDROID

1 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG ĐỒ ÁN CƠ SỞ 3 ĐỀ TÀI ĐIỀU KHIỂN XE ARDUINO BẰNG ỨNG DỤNG ANDROID Sinh viên thực hiện LÊ THỊ THANH HÀ NGUYỄN THANH TÂM Giảng viên hướng dẫn HÀ[.]

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG ĐỒ ÁN CƠ SỞ ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN XE ARDUINO BẰNG ỨNG DỤNG ANDROID Sinh viên thực : LÊ THỊ THANH HÀ NGUYỄN THANH TÂM Giảng viên hướng dẫn : HÀ THỊ MINH PHƯƠNG Lớp : 18IT1 Đà nẵng, tháng 07 năm 2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG ĐỒ ÁN CƠ SỞ ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN XE ARDUINO BẰNG ỨNG DỤNG ANDROID Đà nẵng , tháng 07 năm 2020 MỞ ĐẦU Ngày nay, xã hội phát triển mạnh mẽ, kỹ thuật ngày đại nên nhu cầu trao đổi thơng tin giải trí, nhu cầu điều khiển thiết bị từ xa, ngày cao Và hệ thống dây cáp phức tạp lại đáp ứng nhu cầu này, khu vực chật hẹp, nơi xa xôi, phương tiện vận chuyển Vì cơng nghệ không dây đời phát triển mạnh mẽ, tạo nhiều thuận lợi cho người đời sống ngày Trong năm gần công nghệ truyền nhận liệu khơng dây có bước phát triển mạnh mẽ, góp cơng lớn việc phát triển hệ thống điều khiển, giám sát từ xa, đặc biệt hệ thống thông minh Hiện nay, có nhiều cơng nghệ khơng truyền nhận liệu khơng dây RF, Wifi, Bluetooth, NFC Trong đó, Bluetooth công nghệ phát triển từ lâu cải tiến để nâng cao tốc độ khả bảo mật Trên thị trường Việt Nam chưa có nhiều sản phẩm điều khiển thiết bị không dây, đa số sản phẩm có nhập từ nước ngồi với giá thành cao Việc nghiên cứu thiết kế sản phẩm điều khiển thiết bị khơng dây có ý nghĩa lớn, giúp tăng thêm lựa chọn cho người sử dụng, sản phẩm sản xuất nước nên giá thành rẻ góp phần phát triển hệ thống điều khiển thơng minh Do đó, nhóm định thực đề tài: “Điều khiển xe Arduino Robot ứng dụng android” Đề tài ứng dụng công nghệ Bluetooth phổ biến nhiều thiết bị, đặc biệt điểm đề tài so với sản phẩm có điều khiển thơng qua hệ điều hành Android giúp tận dụng thiết bị sử dụng hệ điều hành Android có sẵn người dùng giúp giảm giá thành sản phẩm, ngồi với hình hiển thị lớn điện thoại cho phép hiển thị nhiều thông tin LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn quý thầy Khoa Công Nghệ thông tin Truyền Thơng tận tình giảng dạy, trang bị, cung cấp cho kiến thức tảng, chuyên môn cần thiết giúp hiểu sâu mơn Xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc Hà Thị Minh Phương tận tình hướng dẫn, bảo dành nhiều thời gian quý báu để giúp chúng tơi hồn thành tốt đề tài giao …… Cuối xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè gia đình động viên cổ vũ, đóng góp kiến cho chúng tơi suốt trình học thời gian làm báo cáo, giúp chúng tơi hồn thành báo cáo thời hạn Mặc dù cố gắng hồn thành cơng việc phân công phạm vi khả cho phép khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong góp ý thầy để báo cáo hoàn chỉnh hơn, đồng thời bổ sung vốn kinh nghiệm cho đường tới Xin chân thành cảm ơn! NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) … ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… …………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ……… Chữ ký giáo viên hướng dẫn HÀ THỊ MINH PHƯƠNG MỤC LỤC MỞ ĐẦU .3 LỜI CẢM ƠN NHẬN XÉT MỤC LỤC PHẦN 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan 1.2 Phương pháp nghiên cứu .7 1.3 Kết cấu đề tài PHẦN 2: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 2.1 Linh kiện cần thiết 2.2 Lắp ráp linh kiện 12 PHẦN 3: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG –LẬP TRÌNH .13 3.1 Nguyên lý hoạt động .13 3.2 Lập trình chương trình 13 PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 16 4.1 Kết luận 16 4.2 Hướng phát triển 16 PHẦN 5: NHỮNG TÀI LIỆU THAM KHẢO 17 PHẦN 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan Sự xuất Arduino hỗ trợ cho người nhiều lập trình thiết kế, người bắt đầu tìm tịi vi điều khiển mà khơng có q nhiều kiến thức, hiểu biết sâu sắc vật lý điện tử Phần cứng thiết bị tích hợp nhiều chức mã nguồn mở Ngôn ngữ lập trình Java lại vơ dễ sử dụng tương thích với ngơn ngữ C hệ thư viện phong phú chia sẻ miễn phí Chính lý nên Arduino dần phổ biến phát triển ngày mạnh mẽ toàn giới Mạng đề tài thiết kế theo mơ hình Master/Slaver, điện thoại đóng vai trị Master, Kit Arduino đóng vai trị Slaver Khoảng cách truyền mạng mười 10m, mặt hạng chế sóng Wifi 1.2 Phương pháp nghiên cứu - Ý tưởng điều khiển xe Arduino Robot ứng dụng android - Tìm hiểu số cách làm mạng - Áp dụng kiến thức môn vi điều khiển 1.3 Kết cấu đề tài - Ngoài phần mở đầu, lời cảm ợn, danh mục tài liệu tham khảo phụ lục, nội dung đề tài gồm …chương: - Phần Giới thiệu : Giới thiệu tổng quan phương pháp cấu trúc đề tài - Phần Nghiên cứu tổng quan : Tìm hiểu linh kiện cần thiết, cách lắp ráp phù hợp Cung cấp thêm sở lý thuyết kiến thức áp dụng đề tài - Phần Nguyên lý hoạt động – code chương trình - Phần Hướng phát triển : Đưa điểm kết luận xác định phương hướng để phát triển tương lai PHẦN 2: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 2.1 Linh kiện cần thiết a) Motor driver: L298N * Thông số kỹ thuật: Điện áp hoạt động Điện áp logic Tối đa - 35 V 4,5 - V A kênh tối đa A Bộ điều khiển động L298N, điều khiển động DC động bước 78M05 43 x 43 x 28 mm Khoảng cách 3,2 mm, 37 mm Bộ điều chỉnh điện áp Kích thước mơ-đun Kích thước lỗ *Cấu tạo  Module điều khiển động L298 module gồm mạch cầu H tích hợp IC L298, nhờ module điều khiển động riêng biệt  Chân A Enable, B Enable chân điều khiển tốc độ động riêng biệt  Input: Là chân điều khiển chiều quay động  Bộ nguồn 12V-GND-5V: Tùy thuộc loại động mà ta chọn 12V hay 5V  Output A, Output B: Là đầu kết nối với động b) NODEMCU ESP8266 Thông số kỹ thuật: Chip WiFi Điện áp hoạt động Điện áp vào Số chân I/O Bộ nhớ Flash Giao tiếp Hỗ trợ bảo mật Tích hợp giao thức Lập trình ngơn ngữ ESP8266EX 2.4 GHz hỗ trợ chuẩn 802.11 b/g/n 3.3V 5V thông qua cổng USB 11 ( tất chân I/O có Interrupt/PWM/I2C/One-wire, trừ chân D0) 4MB Cable Micro USB WPA/WPA2 TCP/IP C/C++, Micropython, NodeMCU - Lua * Sơ đồ chân: 10 NodeMCU có tổng cộng 13 chân GPIO - Tất GPIO có trở kéo lên nguồn bên (ngoại trừ GPIO16 có trở kéo xuống GND) Người dùng cấu hình kích hoạt khơng kích hoạt trở kéo - GPIO1 GPIO3: hai GPIO nối với TX RX UART0, NodeMCU nạp code thông qua UART nên tránh sử dụng chân GPIO - GPIO0, GPIO2, GPIO15: chân có nhiệm vụ cấu hình mode cho ESP8266 điều khiển q trình nạp code nên bên NodeMCU (có tên gọi strapping pins) có trở kéo để định sẵn mức logic cho chúng sau: GPIO0: HIGH, GPIO2: HIGH, GPIO15: LOW Vì muốn sử dụng chân vai trò GPIO cần phải thiết kế nguyên lý riêng để tránh xung đột đến trình nạp code - GPIO9, GPIO10: hai chân dùng để giao tiếp với External Flash ESP8266 khơng thể dùng - Các GPIO cịn lại: GPIO 4, 5, 12, 13, 14, 16 sử dụng bình thường c) PIN sạc 3.7V 18650 5000mAh 11 * Thông số kỹ thuật: - Điện Áp: 3.7V ( Khi đầy pin lên đến 4.2v DC ) - Khuyến cáo không sử dụng pin < 2.5 V pin bị chết khơng sử dụng lại - Pin sử dụng nhiều lần - Kích Thước: 18x65mm - Kiểu 18650 - Dung lượng: 5000mAH - Nhiệt độ làm việc: -20 ℃ ~ 45 ℃ d) Động RC Servo 9G  Động servo với góc quay nằm khoảng từ – 180o, ứng dụng để lái robot, di chuyển tay máy lên xuống, quay cảm biến để quét khắp phòng  Động RC servo loại động nhỏ, khiển xác góc quay phương pháp điều rộng xung PWM (chân có dấu ~) Thơng số kỹ thuật: Khối lượng Kích thước Momen xoắn Tốc độ hoạt động Điện áp hoạt động Nhiệt độ hoạt động 9g 22.2x11.8.32 mm 1.8kg/cm 60 độ 0.1 giây 4.8V(~5V) ºC – 55 ºC e) Động Cơ Vàng Giảm Tốc DC 3-6V 12 Thông số kỹ thuật: Nguồn điện Tỉ lệ truyền 3-6V 1:48 2.2 Lắp ráp linh kiện 13 PHẦN 3: LẬP TRÌNH 3.1 Sơ đờ 3.2 Lập trình chương trình 3.2.1 Arduino #include #include #include #include //define pin of RC servo #define servoPin D0 //name of Rc Servo Servo MyServo; //define pin of L298 #define in3Pin D7 #define in4Pin D8 String command; // string to store app acommand int speedCar = 1023; int speedCar_half = 2; char ssid[] = "PHONG TRO"; //YourNetworkName char pass[] = "phongtro6789"; //YourPassword ESP8266WebServer server(80); void setup() { 14 pinMode(in3Pin,OUTPUT); pinMode(in4Pin,OUTPUT); delay(2000); Serial.begin(115200); //setup pin of RC servo MyServo.attach(servoPin); //setup anfle of RC servo MyServo.write(115); // Connecting WiFi WiFi.mode(WIFI_AP); WiFi.softAP(ssid); IPAddress myIP = WiFi.softAPIP(); Serial.print("AP IP address: "); Serial.println(myIP); // Starting WEB-server server.on ( "/", HTTP_handleRoot ); server.onNotFound ( HTTP_handleRoot ); server.begin(); } void goAhead(){ digitalWrite(in3Pin, LOW); digitalWrite(in4Pin, HIGH); } void goBack(){ digitalWrite(in3Pin, HIGH); digitalWrite(in4Pin, LOW); } void goRight(){ digitalWrite(in3Pin, LOW); digitalWrite(in4Pin, HIGH); MyServo.write(50); } void goLeft(){ digitalWrite(in3Pin, HIGH); digitalWrite(in4Pin, LOW); MyServo.write(70); } 15 void stopRobot(){ digitalWrite(in3Pin, LOW); digitalWrite(in4Pin, LOW); } void loop() { server.handleClient(); command = server.arg("State"); if (command == "F") goAhead(); else if (command == "B") goBack(); else if (command == "L") goLeft(); else if (command == "R") goRight(); else if (command == "S") stopRobot(); // speed else if (command == "0") speedCar = 400; else if (command == "1") speedCar = 470; else if (command == "2") speedCar = 540; else if (command == "3") speedCar = 610; else if (command == "4") speedCar = 680; else if (command == "5") speedCar = 750; else if (command == "6") speedCar = 820; else if (command == "7") speedCar = 890; else if (command == "8") speedCar = 960; else if (command == "9") speedCar = 1023; } void HTTP_handleRoot(void) { if( server.hasArg("State") ){ Serial.println(server.arg("State")); } server.send ( 200, "text/html", "" ); delay(1); } 16 PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 4.1 Kết luận - Nghiên cứu NodeMCU ESP8266, module L298, động RC servo - Thực đề tài 4.2 Hướng phát triển - Sử dụng thêm số loại cảm biến khác, cảm biến siêu âm, cảm biến dòò̀ line (xe dò line), cảm biến phát lửa (xe cứu hỏa)… - Phần cứng module thiết kế theo hướng dễ tiện lợI, dễ sửa chữa - Ứng dụng điều khiển: phát triển thêm điều khiển giọng noí… PHẦN 5: NHỮNG TÀI LIỆU THAM KHẢO 17