Bài tiểu luận môn thực hành cơ sở (1)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA ĐIỆN TỬ -🙞🙜🕮🙞🙜 - BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN Môn học: Thực Hành Cơ Sở Đề tài: Hệ thống khóa cửa thơng minh dùng RFID RC-522 Arduino Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Việt Nhóm môn học: 06 Sinh viên thực hiện: Bạch Xuân Cường - B19DCDT022 Lê Đình Duy - B19DCDT033 Nguyễn Ngọc Duy - B19DCDT034 Trịnh Văn Tuân - B19DCDT200 HÀ NỘI, NĂM 2022 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU Tổng quan Mô tả mạch Mục tiêu CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ LINH KIỆN SỬ DỤNG Board Arduino Uno R3 Module RFID RC522 Keypad 3*4 Màn hình LCD 16*2 Một số linh kiện khác dung đề tài CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG Sơ đồ khối hệ thống Nguyên lý hoạt động Mô tả hoạt động hệ thống 10 Sơ đồ nguyên lý hệ thống 10 Sản phẩm thực tế 11 CHƯƠNG IV: CODE 12 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, sống ngày phát triển cải thiện kéo theo nhu cầu người tiêu dùng ngày lớn Việc đời sản phẩm phục vụ tốt cho sống điều tất yếu, tảng mà khoa học, công nghệ kĩ thuật mà hướng tới Những thiết bị điện thông minh hệ thống ánh sáng thông minh, rèm thông minh, hệ thống khóa cửa thơng minh,…tất sản phẩm dựa thành tựu công nghệ nhận nhiều tín hiệu tốt từ thị trường Vì vậy, nhóm em định chọn “Hệ thống khóa cửa thơng minh dùng RFID RC-522 vàArduino” làm đề tài Qua thời gian nghiên cứu tìm hiểu, đề tài chúng em hoàn thành Em xin cảm ơn thầy dạy dỗ, truyền đạt kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian qua tận tình bảo chúng em thực đề tài Nếu khơng có giúp đỡ Thầy, đề tài chúng em khó hồn thành Do thiếu kinh nghiệm, kỹ kiến thức cịn nhiều hạn chế nên khó tránh khỏi sai sót Chúng em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu Thầy để đề tài hồn thiện tiếp tục phát triển thành sản phẩm thực tế có ích cho xã hội Chúng em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU Tổng quan Hiện hội nhập kỉ nguyên số công nghệ 4.0…vầ có nhiều thiết bị hệ thống điều khiển tự động thơng minh Vì chúng em muốn cơng nghệ áp dụng nhiều sống chúng em thiết lập đưa kế hoạch hữu, mơ hình cửa tự động sử dụng công nghệ RFID Keypad Mô tả mạch Mạch đóng mở cửa sử dụng RFID, mở cửa đầu đọc RFID nhận tín hiệu từ thẻ RFID đăng ký sở liệu, tín hiệu đọc xử lý qua MCU cụ thể dùng Arduino Uno R3 Nếu thẻ đăng ký điều khiển động để mở khóa cửa, ngược lại từ chối, khơng mở cửa Mục tiêu - Cung cấp tiện lợi cho người sử dụng - Dễ dàng quản lý truy cập/từ chối - Tạo mạch có tính kinh tế mà đảm bảo điều kiện hoạt động CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ LINH KIỆN SỬ DỤNG Board Arduino Uno R3 Hình 1: Cấu tạo Board Arduino Uno R3 + Thông số kỹ thuật: Vi điều khiển ATmega 328 bit Điện áp hoạt động 5V DC(chỉ cấp qua cổng USB) Tần số hoạt động 16MHZ Dòng tiêu thụ ~30mA Điện áp vào khuyên dung – 12 VDC Điện áp vào giới hạn – 20 VDC Số chân Digital I/O 14(6 chân Hardware PWM) Số chân Analog 6(10 bit) Dòng tối đa chân I/O 30mA Dòng tối đa(5V) 500mA Dòng tối đa (3.3V) 50mA Bộ nhớ flash 32KB (ATmega 328) với 0.5 SRAM 2KB (ATmega 328) EEPROM 1KB (ATmega 328) + Sử dụng Arduino Uno R3: - Chân chân 1: chân TX, RX, chân dùng chân I/O bình thường thực tế dùng để trống cho chức uart - Chân PWM: 3,5,9,10,11: Cho phép xuất xung PWM với độ phân giải bit - Chân giao tiếp SPI: 10(SS), 11(MOSI),12 (MiSO), 13(SCK): dùng giao tiếp SPI - Chân 13: Kết nối với Led (ký hiệu chữ L board), người dùng dùng chân để điều khiển Led Không nên dùng chân để điều khiển thiết bị ngoại vi, Vì mở nguồn ootloader làm cho chân 13 chớp chớp nên ảnh hưởng đến thiết bị điều khiển - Chân A0→ A5: chân đọc ADC (độ phân giải 10 bít) - Chân A4 (SDA), A5(SCL): dùng giao tiếp I2C - Tất chân kể sử dụng chức I/O (ngõ vào/ra) bình thường Module RFID RC522 Hình 2: Đầu đọc RFID-RCC522 Module đọc thẻ RC522 đọc loại thẻ có kết nối không dây NFC, thẻ từ (loại dùng làm thẻ giảm giá, thẻ xe bus, tàu điện ngầm ) +Thơng số kỹ thuật: • Điện áp ni: 3.3V; • Dịng điện ni :13-26mA • Tần số hoạt động: 13.56MHz • Khoảng cách hoạt động: ~ 60 мм • Cổng giao tiếp: SPI, tốc độ tối đa 10Мbps • Các loại card RFID hỗ trợ: mifare1 S50, mifare S70, mifare Ultralight, mifare Pro, mifare Desfire • Kích thước: 40мм х 60мм • Có khả đọc ghi Keypad 3*4 Hình 3: Cấu tạo keypad 3*4 + Thơng số kĩ thuật: • Độ dài cáp: 88mm • Nhiệt độ hoạt động: ~ 70’C • Đầu nối chân • Kích thước bàn phím 76.9 x 69.2 mm Màn hình LCD 16*2 Hình 4: Cấu tạo hình LCD 16*2 + Thơng số kĩ thuật: • LCD 16x2 có 16 chân chân liệu (D0-D7) chân điều khiển (RS,RW, EN) • chân cịn lại dùng để cấp nguồn đèn cho LCD 16x2 • Các chân điều khiển giúp ta dễ dàng cấu hình LCD chế độ lệnh chế độ liệu • Chúng cịn giúp cấu hình chế độ đọc ghi • LCD 16x2 sử dụng chế độ bit bit tùy theo ứng dụng ta làm Một số linh kiện khác dung đề tài - Còi báo, Dây jump cắm - Relay 5V, Nguồn Adapter 12V 1A CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG Sơ đồ khối hệ thống Hình 5: Sơ đồ khối hệ thống - Khối đầu vào: Module RFID-RC522, Keypad 3*4 - Khối điều khiển: Arduimo Uno - Khối chấp hành: Servo mở khóa - Khối hiển thị: Màn hình LCD - Khối cảnh báo: Cịi Ngun lý hoạt động • Khối đầu vào: Khối tiếp nhận thông tin đầu vào thay đổi tín hiệu module RFID-RCC522 Keypad 3*4 • Khối điều khiển: Sau có tín hiệu khối đầu vào tín hiệu đưa vào khối điều khiển để xử lý điều khiển khối sau • Khối chấp hành: Khi khối điều khiển có tín hiệu đưa đến khối chấp hành thực hiện, đồng thời khối hiển thị hoạt động để hiển thị trạng thái • Khối cảnh báo: khối điều khiển có tìn hiệu hoạt động để hiển thị cảnh báo Mô tả hoạt động hệ thống + Bước 1: Nếu ta chọn quẹt thẻ: Khi thẻ hệ thống tự động mở cửa hiển thị trạng thái lên hình LCD Nếu thẻ sai hệ thống không mở đồng thời có cảnh báo hiển thị hình LCD, sai lần hệ thống báo cịi báo động, sau chờ để qt lại Nếu chọn nhập mật khẩu(Password): Nhập mật hệ thống sê tự động mở cửa hiển thị trạng thái lên hình LCD Nếu nhập sai hệ thống cửa khơng mở đồng thời có cảnh báo hiển thị hình LCD, sai lần hệ thống báo cói báo động ,sau chờ để nhập lại + Bước 2: Khóa cửa: Quẹt thẻ ẫn phím # để đóng cửa Sơ đồ nguyên lý hệ thống Hình 6: Sơ đồ nguyên lý 10 Sản phẩm thực tế Hình 7: Sản phẩm thực tế 11 CHƯƠNG IV: CODE #include #include #include #include #include #include #include Servo myservo; #define SS_PIN 10 #define RST_PIN #define doorLock LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); RFID rfid(SS_PIN, RST_PIN); int pos = 0; int mode = 0; // bien trang thai RFID const int buzzer = 7; int serNum[5]; //Thẻ quét đệm thay đổi int cards[][5] = { { 33, 89, 98, 38, 60} //Thẻ ID phép nhập }; bool access = false; int alarm =0; //bien canh bao uint8_t alarmStat = 0; // trang thai canh bao uint8_t maxError = 5; // cac thong so cho ban phim int pozisyon = 0; int so_dung = 0; bool e; 12 char* password = "11111"; char password_nhap[]={'0','0','0','0','0'}; const byte ROWS = 4; const byte COLS = 3; char keys[ROWS][COLS] = { {'1','2','3'}, {'4','5','6'}, {'7','8','9'}, {'*','0','#'}, }; byte rowPins[ROWS] = {6,5,4,3}; byte colPins[COLS] = {2,1,0}; Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS); void setup() { lcd.init(); lcd.backlight(); SPI.begin(); rfid.init(); myservo.attach(doorLock); myservo.write(25); tone(buzzer,1200); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(F(" BAO CAO ")); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(F(" THCS NHOM ")); delay(1000); lcd.clear(); noTone (buzzer); } 13 void loop() { if(alarm >= maxError){ alarmStat = 1; } if(alarmStat == && mode == ){ lcd.setCursor(0,0); lcd.print(F(" XIN CHAO ! ")); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(F(" ")); if(rfid.isCard()){ //KIEM TRA CĨ THẺ HAY KHƠNG if(rfid.readCardSerial()){ for(int x=0; x< sizeof(cards);x++){ for(int i=0;i< sizeof(rfid.serNum);i++){ if(rfid.serNum[i] !=cards[x][i]){ access =false; break; } else { access =true; } } if(access) break; } } if(access ){ //NẾU QUẸT THE DÚNG Serial.println("XINCHAO!"); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(F(" MOI VAO NHA ")); myservo.write(140);//mo cua tone(buzzer,900); 14 delay(100); tone(buzzer,1200); delay(100); tone(buzzer,1800); delay(200); noTone(buzzer); delay(600); lcd.setCursor (0,0); lcd.print("TU DONG DONG SAU "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(F(" ")); for(int i=5;i>0;i ){ lcd.setCursor(10,1); lcd.print(i); delay(1000); } myservo.write(25); //ĐÓNG CỬA lcd.clear(); } else { //neu quet sai the alarm =alarm +1; Serial.println(" Not allowed!"); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(F(" MA THE SAI ")); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(F(" ")); delay(1000); lcd.clear(); tone(buzzer,900); delay(200); noTone(buzzer); 15 delay(200); tone(buzzer,900); delay(200); noTone(buzzer); delay(500); lcd.clear(); } } rfid.halt(); } if(alarmStat == 1){ lcd.setCursor(0,0); lcd.print(F("-System LOCKED- ")); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(F(" Please Wait ")); for(int i =5;i>0;i ){ tone(buzzer,1800); lcd.setCursor(13,1); lcd.print(i); lcd.print(F(" ")); delay(1000);} noTone(buzzer); alarmStat = 0; alarm = 0; } //NHẬP MẬT KHẨU char whichKey =keypad.getKey(); if (whichKey)//NẾU CĨ PHÍM NHẤN { delay(100); 16 e = true; if(whichKey !='*' && whichKey !='#') { //DICH PHIM for(int i=4;i>0;i ) { password_nhap[i] = password_nhap[i-1]; } password_nhap[0] = whichKey; for (unsigned int i=0; i