Phô lôc 6 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 1 DANH MỤC HÌNH ẢNH 2 LỜI MỞ ĐẦU 3 8Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHÓA ĐIỆN TỬ 81 1 Giới thiệu chung 91 2 Mô hình hệ thống 101 3 Nguyên lý hoạt động của hệ.
MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH ẢNH LỜI MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHÓA ĐIỆN TỬ Error: Reference source not found 1.1 Giới thiệu chung Error: Reference source not found 1.2 Mơ hình hệ thống .Error: Reference source not found 1.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống Error: Reference source not found Chương 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG KHÓA ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG BLUETOOTH 12 2.1 Cấu trúc phần cứng nguyên lý làm việc RF Error: Reference source not found 2.1.1 Khái niệm sóng RF Error: Reference source not found 2.1.2 Tín hiệu RF Error: Reference source not found 2.1.3 Cấu trúc phần cứng RF Error: Reference source not found 2.1.2 Nguyên lý làm việc Error: Reference source not found 2.2 Cấu trúc phần cứng nguyên lý làm việc Bluetooth Error: Reference source not found 2.3 Cấu trúc hoạt động vi điều khiển Error: Reference source not found 2.4 Cấu tạo nguyên lý làm việc đèn led, động đóng mở cửa Error: Reference source not found 2.4.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc đèn led source not found Error: 2.4.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc động đóng mở cửa Reference source not found Reference Error: Chương THỰC NGHIỆM HỆ THỐNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀTÀI Error: Reference source not found 3.1 Phần mềm Bluetooth controller, void controller Error: Reference source not found 3.1.1 Giao tiếp bluetooth HC- 06 Error: Reference source not found 3.1.2 Phần mềm Bluetooth controller, void controller Error: source not found Reference 3.2 Ngơn ngữ lập trình C .Error: Reference source not found 3.2.1 Ngôn ngữ C Error: Reference source not found 3.2.2 Phần mềm Arduino Error: Reference source not found 3.2.3 Hướng dẫn cài đặt phần mềm found Error: Reference source not 3.2.4 Mô Arduino Proteus found Error: Reference source not 3.3 Kết thực nghiệm hệ thống Error: Reference source not found 3.4 Hướng phát triển đề tài .Error: Reference source not found DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AC Alternating Current Dòng điện xoay chiều COM Common Chân chung DC Direct Current Dòng điện chiều LED Light Emitting Diode Đi ốt phát quang NC Normal close Thường đóng NO Normal open Thường mở PC Personal computer Máy tính cá nhân RFID Radio Frequency Identification Nhận dạng qua tần số vô tuyến USB Universal Serial Bus Một chuẩn kết nối đa dụng máy tính RF Radio Frequency Tần số vơ tuyến điện DANH MỤC HÌNH ẢNH LỜI NÓI ĐẦU Như biết, cửa/ cổng trang bị khoá lớp bảo vệ an ninh quan trọng gia đình, quan, xí nghiệp, trường học hay nơi đâu để bảo vệ tài sản Hiện nay, nhiều gia đình, quan, xí nghiệp… sử dụng khóa truyền thống Điều dẫn nguy an toàn, an ninh tính bảo mật khóa khơng cao, dễ dàng bị phá khóa chìa khóa đa kìm trọng lực diễn khắp nơi Khóa điện tử giải pháp để giải vấn đề Khóa điện tử loại khóa sử dụng mạch điện tử thiết kế khí đặc biệt để kết nối khóa điện tử tới chốt tay khóa để điều khiển quyền mở cửa Với khóa điện tử, đóng cửa phần chốt ruột khóa tự động bật để khóa cửa (chốt cài đặt tính khơng tự động khóa đóng cửa) Sử dụng khóa điện tử vơ đơn giản, cần nhập mã số, quẹt thẻ từ, sử dụng vân tay sử dụng bluetooth điện thoại thông minh… mở cửa Ngồi ra, khóa điện tử đảm bảo an tồn mang lại nhiều lợi ích như: khơng phải mang theo chìa khóa sử dụng khóa truyền thống; tích hợp nhiều phương pháp mở cửa sử dụng thẻ từ, vân tay, bluetooth, nhận dạng khuân mặt điều khiển từ xa tích hợp thêm tính cảnh báo có tượng phá khóa Với ưu điểm khả bảo mật an toàn tuyệt đối đại với nhiều ưu điểm vượt trội so với loại khóa thơng thường, khố cửa điện tử thiết bị nhiều người lựa chọn Vì vậy, em lựa chọn nghiên cứu, thực đề tài: “Nghiên cứu, xây dựng mạch khóa điện tử điều khiển smartphone qua bluetooth” Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHÓA ĐIỆN TỬ 1.1 Các thành phần hệ thống - Modul HC-06: mơ dun giao tiếp đầu vào - Hệ thống chốt cửa: Ngăn chặn vào cửa tự - Hệ thống quản lý máy tính: Quản lý việc vào - nhân viên, thao tác từ xa với phần mềm xử lý chun biệt 1.2 Mơ hình hệ thống Trong thực tế điều khiển nhiều thiết bị nhiều phương pháp khác thiết kế hệ thống có nhiều chức ưu việt song nhiều yếu tố khách quan kinh tế, thời gian mà nội dung đề tài dừng lại điều khiển đóng mở cửa ma trận phím bấm, smart phone qua sóng blutooth Hệ thống gồm khối Hình 1 Hình vẽ khối mơ đun - Mơ đun 1: Gồm khối thu phát khối giao tiếp đầu vào Có ma trận bàn phím, mơ đun Blutooth - Mơ đun 2: Gồm khối nguồn khối điều khiển Có nguồn ổn áp 5v mạch điều khiển Arduino - Mô đun 3: Gồm khối giao tiếp đầu khối cấu chấp hành Có mạch rơ le động chốt cửa, đèn báo hiệu, cịi Mơ hình gồm có khối: Khối nguồn, khối thu phát tín hiệu, khối giao tiếp đầu vào, khối điều khiển, khối giao tiếp đầu ra, khối cấu chấp hành KHỐI NGUỒN KHỐI GIAO TIẾP ĐẦU VÀO KHỐI ĐIỀU KHIỂN KHỐI GIAO TIẾP ĐẦU RA KHỐI CƠ CẤU CHẤP HÀNH Hình Sơ đồ khối hệ thống + Khối nguồn: Tạo nguồn điện áp chiều 5VDC, 12VDC + Khối giao tiếp đầu vào: Giao tiếp người thiết bị, thơng qua nút bấm, thu phát sóng cao tần RF 315MHz, Bluetooth + Khối điều khiển: Sử dụng vi điều khiển để điều khiển thiết bị theo yêu cầu đưa + Khối giao tiếp đầu ra: Bao gồm mạch rơle, triac, mạch khuếch đại công suất để chuyển mạch, đóng ngắt, bật tắt, thay đổi cường độ hoạt động thiết bị điện dân dụng Ngồi cịn có hình LCD để hiển thị liệu cần thiết + Khối cấu chấp hành: Bao gồm thiết bị điện dân dụng: đèn, quạt, máy bơm nước, điều hịa nhiệt độ Mơ hình ứng dụng: - Điện áp cung cấp: 220 VAC - Kích thước (DxWxH): 50x35x40 (cm) - Vật liệu thiết kế nhà phomec Mơ hình ngơi nhà lắp ráp thiết bị thực thi (đèn, còi, động đóng/mở chốt cửa) Cụ thể: + Hệ thống thiết bị điện đèn,cịi,động đóng/mở chốt cửa điều khiển thiết bị nhiều cách khác (qua thu phát RF, Bluetooth 1.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống - Mỗi cửa ra/vào phòng thiết bị, phòng làm việc gắn hệ thống khố điện từ (electromagnetic) - Để ra/vào phòng thiết bị, phải lệnh điều khiển lệnh cho cửa tự động mở Cửa tự động đóng lại sai mã Hình Nguyên lý hoạt động điều khiển cửa Bộ điều khiển cửa bao gồm chức hoạt động độc lập với nhau: - Chức mở cửa qua phím bấm trực tiếp - Chức mở cửa qua điện thoại Ngồi ra, hệ thống chấm cơng lắp thêm lưu điện UPS để sử dụng trường hợp bị điện Vì vậy, việc lắp đặt hệ thống điều khiển cửa mục đích phục vụ cho việc mở cửa đơn thay cho việc lắp đặt hệ thống kiểm soát vào điều khơng giúp tiện dụng mà cịn tạo hình ảnh an toàn, đại Để thực chức em sử dụng MODUN Arduino, Bluetooth, phần mềm arduino lập trình Arduino board mạch vi xử lý, nhằm xây dựng ứng dụng tương tác với với môi trường thuận lợi Phần cứng bao gồm board mạch nguồn mở thiết kế tảng vi xử lý AVR Atmel 8bit, ARM Atmel 32-bit Những Model trang bị gồm cổng giao tiếp USB, chân đầu vào analog, 14 chân I/O kỹ thuật số tương thích với nhiều board mở rộng khác Để hiểu tính điều khiển Arduino việc thiết kế mạch lập trình, sau chương giới thiệu lý thuyết điều khiển Arduino Chương 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG KHÓA ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG BLUETOOTH 2.1 Cấu trúc phần cứng nguyên lý làm việc RF 2.1.1 Khái niệm sóng RF Sóng RF gì? Radio Frequency có nghĩa tần số Radio hay gọi tần số vơ tuyến điện Thường dùng truyền hình Năng lượng RF thường dao động từ 3KHz – 300GHz Có khả điều chỉnh cho phù hợp với trường hợp khác 2.1.2 Tín hiệu RF Tín hiệu RF nguồn tín hiệu vơ tuyến điện Nguồn tín hiệu ứng dụng vơ tuyến, tạo sóng để thu hình ảnh âm Sử dụng anten để thu phát Tín hiệu sóng RF ứng dụng vĩ đại vĩ nhân thời xưa, mở trang cho nhân loại lĩnh vực thu phát hình ảnh, âm đâu giới Để thực thao tác điều khiển từ xa (bán tự động ) cần sử dụng thiết bị ngoại vi để kết nối từ xa modul RF Để điều khiển modul cần tay phát tín hiệu RF 2.1.3 Cấu trúc phần cứng RF Hình Bộ thu phát RF Mạch bao gồm hai phần, phần phát (từ xa) phần thu Khi nhấn phím điều khiển từ xa, tạo tín hiệu RF tương ứng tín hiệu nhận phần thu Máy phát máy thu ASK sử dụng làm máy phát máy thu Bộ mã hóa giải mã HT12E, HT12D sử dụng mạch điện tử * Module Phát RF 315Mhz Phần phát bao gồm mã hóa (HT 12E) phát ASK Bộ mã hóa tạo địa bit liệu bit Có thể đặt địa cách sử dụng cơng tắc DIP kết nối mã hóa A0 đến A7 (chân đến 8) Nếu thiết lập địa mạch phát, địa yêu cầu phần thu Vì vậy, máy thu máy phát phải luôn đặt địa Thông số kỹ thuật - Pin sử dụng : 12V/23A - Chip Mã Hóa: PT2272 - Kênh truyền tín hiệu: kênh - Cơng suất truyền: 32mW - Trở dao động 4.7M - Dòng tiêu thụ: – 15mA - Điện áp sử dụng: 5V - Cự li phát: 30 -50m (lý tưởng) - Kích thước: 52x27x10mm - Sơ đồ chân: Phát – Thu A – D0 B – D1 C – D2 D – D3 * Module Thu RF 315Mhz Hình 2 Module Thu RF 315Mhz Máy thu hoạt động mức 315 MHz có độ nhạy 3uV Bộ thu ASK hoạt động từ 4,5 đến 5,5VDC có ngõ tuyến tính kỹ thuật số Nó nhận liệu từ máy phát Sau đó, giải mã (HT 12D) giải mã liệu kích hoạt chân ngõ tương ứng (chân 10,11,12,13) Mỗi chân ngõ kết nối với flip flop riêng biệt Ngõ mã hóa thay đổi trạng thái flip flop Thông số kỹ thuật - Điện áp sử dụng: 5V - I = '0' && kt = '0' && kt 9999) numKey = 0; } lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(numKey); while((kt = keypad.getKey()) == NO_KEY); } while(Serial.available() != 0) Serial.read(); //enBLT = true; } else { if((kt == '*' || kt == '#') && enKey) { unsigned int ad = 0; //enBLT = false; lcd.clear(); lcd.print("Admin :"); lcd.setCursor(0,1); ad = NhapSo(); if(ad == admin) { lcd.clear(); lcd.print("1>Doi mat khau :"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("2>Doi admin :"); while(1) { kt = keypad.getKey(); if(kt != NO_KEY) break; } if(kt == '1' || kt == '2') { unsigned int n = 0; lcd.clear(); lcd.print("Nhap so :"); lcd.setCursor(0,1); n = NhapSo(); lcd.clear(); lcd.print("Luu?"); while(1) { unsigned char u = keypad.getKey(); if(u == NO_KEY) continue; lcd.clear(); if(u == '*') { lcd.print("Da luu !"); if(kt == '1') // luu pass { WriteNumber(n,3); pass = n; } if(kt == '2') // luu admin { WriteNumber(n,1); admin = n; } } else { lcd.print("Huy bo !"); } delay(1000); break; } } } else { lcd.clear(); lcd.print("Khong hop le !"); while(keypad.getKey() == NO_KEY); } lcd.clear(); lcd.print("Nhap mat khau :"); while(Serial.available() != 0) Serial.read(); //enBLT = true; } } //////reset if(digitalRead(RST_SYS) == 0) { delay(2000); if(digitalRead(RST_SYS) == 0) { lcd.clear(); lcd.print("RESET SYSTEM!"); admin = 1234; pass = 1234; WriteNumber(1234,1); WriteNumber(1234,3 ); delay(2000); lcd.clear(); lcd.print("Nhap mat khau :"); } } } * File mô proteus * Chế tạo thử nghiệm mạch * Dựng mơ hình * Cài đặt phần mềm điện thoại Bước 1: - Trên điện thoại bật Bluetooth, quét kết nối Bluetooth (thiết bị HC-06) (mật 1234) Bước 2: - Trên điện thoại vào CH Play tải phần mềm mit app inventer Chọn cài đặt Bước 3: Quét mã Bước 4: Chọn scan QR code quét mã sau Bước 5: Vào danh sách thiết bị chọn thiết bị Bluetooth Kết nối Chưa kết nối Bước 6: Điều khiển đóng mở cửa - Bấm mã 1234 đèn sáng cửa mở - Bấm sai mã 1234 còi kêu Với kết cấu này, hệ thống thực đầy đủ chức mà mục tiêu ban đầu đề ra: - Tiếp cận công nghệ thông dụng đời sống xã hội lĩnh vực vi xử lý- vi điều khiển - Với nội dung kiến thức ứng dụng thực tiễn Ngồi ra, mơ hình có tính mới, tính sáng tạo, sử dụng vi điều khiển tiên tiến phổ biến thực tế; mô chức gắn liền với thực tế * Ứng dụng vào thực tiễn Mô hình ứng dụng lắp đặt hộ gia đình (khi ứng dụng mạch thiết kế thu gọn để thuận tiện trình lắp đặt) 3.4 Hướng phát triển đề tài Hệ thống phát triển nhiều tính đại hơn, điều khiển nhiều thiết bị để tạo từ ứng dụng lắp đặt quan, trường học, ... nối khóa điện tử tới chốt tay khóa để điều khiển quyền mở cửa Với khóa điện tử, đóng cửa phần chốt ruột khóa tự động bật để khóa cửa (chốt cài đặt tính khơng tự động khóa đóng cửa) Sử dụng khóa. .. an tồn, an ninh tính bảo mật khóa khơng cao, dễ dàng bị phá khóa chìa khóa đa kìm trọng lực diễn khắp nơi Khóa điện tử giải pháp để giải vấn đề Khóa điện tử loại khóa sử dụng mạch điện tử thiết... cho cửa tự động mở Cửa tự động đóng lại sai mã Hình Ngun lý hoạt động điều khiển cửa Bộ điều khiển cửa bao gồm chức hoạt động độc lập với nhau: - Chức mở cửa qua phím bấm trực tiếp - Chức mở cửa