(TIỂU LUẬN) báo cáo môn h c ọ kỹ THUẬT lập TRÌNH TRONG cơ điện tử đề tài THIẾT kế XE điều KHIỂN t XA QUA BLUETOOTH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ - - BÁO CÁO MÔN HỌC KỸ THUẬT LẬP TRÌNH TRONG CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ XE ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA BLUETOOTH Giảng viên hướng dẫn: TS Bùi Đình Bá Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Quân Mã số sinh viên: 20170864 Hà Nội, tháng năm 2021 MỤC LỤC Mở đầu 2 Công nghệ không dây Bluetooth 2.1 Khái niệm 2.2 Đặc điểm công nghệ Bluetooth 2.2.1 Ưu điểm 2.2.2 Nhược điểm 2.3 Hoạt động 2.4 Module Bluetooth HC-06 2.4.1 Giới thiệu module HC-06 2.4.2 Đặc điểm kỹ thuật 2.4.3 Đặc điểm phần cứng Thiết kế mơ hình xe điều khiển từ xa qua Bluetooth 3.1.Thiết kế phần cứng 3.1.1 Khối xử lý 3.1.2 Khối nguồn 3.1.3 Khối Driver động 3.1.4 Xe hoàn thành 3.2 Thiết kế phần mềm 3.2.1 Phần mềm thiết bị cầm tay 3.2.2 Khối xử lý 4.Kết hướng phát triển 4.1.Kết dạt 4.2 Hướng phát triển đề tài 10 TÀI LIỆU THAM KHẢO .11 THIẾT KẾ XE ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA BLUETOOTH Mở đầu Trong năm qua, khoa học máy tính xử lý thơng tin có bước tiến vượt bậc ngày có đóng góp to lớn vào cách mạng khoa học kỹ thuật đại Đặc biệt đời phát triển nhanh chóng kỹ thuật số làm cho ngành điện tử trở nên phong phú đa dạng Nó góp phần lớn việc đưa kỹ thuật đại thâm nhập rộng rãi vào lĩnh vực hoạt động sản xuất, kinh tế đời sống xã hội Từ hệ thống máy tính lớn đến hệ thống máy tính cá nhân, từ việc điều khiển máy công nghiệp đến thiết bị phục vụ đời sống ngày người Trong hệ thống đó, việc trao đổi thông tin vô quan trọng Công nghệ truyền tin không dây ngày phát triển, đặc biệt công nghệ Bluetooth phổ biến hầu hết thiết bị điện tử di động Bản báo cào trình bày kết nghiên cứu cơng nghệ khơng dây Bluetooth thiết bị điện tử chạy hệ điều hành Android ứng dụng vào thiết kế mơ hình xe điều khiển từ thiết bị Android qua kết nối không dây Bluetooth Công nghệ không dây Bluetooth 2.1 Khái niệm Bluetooth công nghệ cho phép truyền thông thiết bị với mà khơng cần dây dẫn Nó chuẩn điện tử, điều có nghĩa hãng sản xuất muốn có đặc tính sản phẩm họ phải tuân theo yêu cầu chuẩn cho sản phẩm Những tiêu chuẩn kỹ thuật đảm bảo cho thiết bị nhận tương tác với sử dụng công nghệ Bluetooth Ngày phần lớn nhà máy sản xuất thiết bị có sử dụng cơng nghệ Bluetooth Các thiết bị gồm có điện thoại di động, máy tính thiết bị hỗ trợ cá nhân PDA (Prosonal Digital Assistant) Công nghệ Bluetooth công nghệ dựa tần số vô tuyến thiết bị có tích hợp bên cơng nghệ truyền thơng với thiết bị khác với khoảng cách định cự ly để đảm bảo công suất cho việc phát nhận sóng Cơng nghệ thường sử dụng để truyền thơng hai loại thiết bị khác Ví dụ: Bạn hoạt động máy tính với bàn phím khơng dây, sử dụng tai nghe khơng dây để nói chuyện điện thoại di động bạn bổ sung thêm hẹn vào lịch biểu PDA người bạn từ PDA bạn 2.2 Đặc điểm công nghệ Bluetooth 2.2.1 Ưu điểm  Tiêu thụ lượng thấp  Cho phép ứng dụng nhiều loại thiết bị bao gồm thiết bị cầm tay điện thoại di động  Giá thành ngày giảm  Khoảng cách giao tiếp cho phép hai thiết bị kết nối lên đến 100m  Bluetooth sử dụng băng tần 2.4GHz, tốc độ truyền liệu đạt tới mức tới đa 1Mbps mà thiết bị không cần phải trực tiếp thấy  Dễ dàng việc phát triển ứng dụng: Bluetooth kết nối ứng dụng với ứng dụng khác thông qua chuẩn Bluetooth, độc lập phần cứng hệ điều hành sử dụng  Tính tương thích cao, nhiều nhà sản xuất phần cứng phần mềm hỗ trợ 2.2.2 Nhược điểm  Khoảng cách kết nối cịn ngắn so với cơng nghệ mạng khơng dây khác  Chỉ kết nối hai thiết bị với nhau, không kết nối thành mạng 2.3 Hoạt động Bluetooth chuẩn kết nối không dây tầm ngắn, thiết kế cho kết nối thiết bị cá nhân hay mạng cục nhỏ phạm vi băng tần từ 2.4GHz đến 2.485GHz Bluetooth thiết kế hoạt động 79 tần số đơn lẻ Khi kết nối , tự động tìm tần số tương thích để di chuyển đến thiết bị cần kết nối khu vực nhằm đảm bảo liên tục Hình 1: Khả kết nối thiết bị qua Bluetooth 2.4 Module Bluetooth HC-06 2.4.1 Giới thiệu module HC-06 Module Bluetooth HC-06 thiết kế để chuyển đổi giao tiế p nối ti ếp không đồng thành giao tiếp khơng dây Bluetooth ngược lại Hình 2: Module Bluetooth HC-06 2.4.2 Đặc điểm kỹ thuật Thông số kỹ thuật Module Bluetooth HC-06:  Điện áp cấp đầu vào: 3.3 ~ 6VDC  Điện áp giao tiếp: TTL tương thích 3.3VDC 5VDC  Baudrate UART chọn được: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200  Dải tần sóng hoạt động: Bluetooth 2.4GHz  Sử dụng CSR mainstream bluetooth chip, bluetooth V2.0 protocol standards  Dòng điện hoạt động: Pairing 30 mA, sau pairing hoạt động truyền nhận bình thường mA  Kích thước module chính: 28 mm x 15 mm x 2.35 mm Thiết lập mặc định:  Baud rate: 9600, N, 8,  Pairing code: 1234 2.4.3 Đặc điểm phần cứng Hình 3: Sơ đồ chân Bluetooth HC-06 Thiết kế mơ hình xe điều khiển từ xa qua Bluetooth 3.1.Thiết kế phần cứng Hình 4: Sơ đồ khối tổng quát 3.1.1 Khối xử lý Khối xử lý sử dụng bo mạch ArduinoUNO Có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ model Bluetooth, xử lý xuất liệu cho modul Driver động Hình 5: Arduino UNO R3 3.1.2 Khối nguồn Hình 6: Khối nguồn 3.1.3 Khối Driver động Điều khiển động DC mạch cầu H Mặt khác, để điều khiển hướng quay, cần đảo ngược hướng dòng điện qua động cơ, phương pháp phổ biến để làm điều sử dụng mạch cầu H Một mạch cầu H chứa bốn chân chuyển mạch, điện trở MOSFET, với động trung tâm tạo thành cấu hình giống chữ H Bằng cách kích hoạt hai công tắc cụ thể lúc, thay đổi hướng dịng điện, thay đổi hướng quay động L298N trình điều khiển động H-Br idge kép cho phép điều khiển tốc độ hướng hai động DC lúc Mơ-đun điều khiển động DC có điện áp khoảng từ đến 35V, với dịng điện cực đại lên đến 2A Hình 7: Khối Driver động Tiếp theo đầu vào điều khiển logic Các chân Bật A Bật B sử dụng để bật kiể m soát tốc độ động Nếu dây có mặt chân này, động kích hoạt hoạt động tốc độ tối đa, loại bỏ dây, kết nối đầu vào PWM với chân theo cách kiể m soát tốc độ động Nếu kết nối chân với Ground, động bị vơ hiệu hóa Các chân Đầu vào Đầu vào sử dụng để điều khiển hướng quay động A đầu vào cho động B Sử dụng chân này, thực điều khiển công tắc mạch cầu H bên IC L298N N ếu đầu vào mức THẤP đầu vào CAO động di chuyển phía trước ngược lại, đầu vào mức CAO đầu vào mức THẤP động di chuyển lùi Trong trường hợp hai đầu vào giống nhau, THẤP CAO, động dừng Điều tương tự áp dụng cho đầu vào và động B 3.1.4 Xe hồn thành Hình 8: Mơ hình xe 3.2 Thiết kế phần mềm 3.2.1 Phần mềm thiết bị cầm tay Hình 9: Giao diện phần mềm điều khiển 3.2.2 Khối xử lý Thuật tốn khối xử lí trung tâm Arduino Hình 10: Thuật tốn cho Arduino 4.Kết hướng phát triển 4.1.Kết dạt         Nắm rõ giao tiếp Bluetooth Tìm hiểu hệ điều hành android Thực viết ứng dụng Android Thực kết nối trao đổi liệu thiết bị cầm tay Arduino UNO qua module Bluetooth Tìm hiều bo mạch Arduino Thiết kế kết cấu khí cho khung xe Thiết kế mạch điện cho xe Viết chương trình cho Arduino nhận liệu từ thiết bị cầm tay điều khiển xe chạy theo yêu cầu 4.2 Hướng phát triển đề tài  Tích hợp thêm nhiều chức cho xe như: truyền hình ảnh, đo nhiệt độ, độ ẩm, khoảng cách vật cản, đo độ nghiêng  Phản hồi cố thiết bị cầm tay  Ứng dụng công nghệ Bluetooth vào hệ thống khác 10 TÀI LIỆU THAM KHẢO Arduino UNO R3 Website: www.arduino.vn Android Website www.developer.android.com MakerLab Media Website: www.makerlab.vn Trần Thế San, Cơ sở Nghiên Cứu & Sáng tạo robot, NXB Thống Kê,2005 11 ... nối trao đổi liệu thi? ?t bị c? ??m tay Arduino UNO qua module Bluetooth T? ?m hiều bo mạch Arduino Thi? ?t kế k? ?t c? ??u khí cho khung xe Thi? ?t kế mạch điện cho xe Vi? ?t chương trình cho Arduino nhận liệu t? ??... phẩm Những tiêu chuẩn kỹ thu? ?t đảm bảo cho thi? ?t bị nhận t? ?ơng t? ?c với sử dụng c? ?ng nghệ Bluetooth Ngày phần lớn nhà máy sản xu? ?t thi? ?t bị c? ? sử dụng c? ?ng nghệ Bluetooth C? ?c thi? ?t bị gồm c? ? điện. .. nghệ không dây Bluetooth thi? ?t bị điện t? ?? chạy h? ?? điều h? ?nh Android ứng dụng vào thi? ?t kế mơ h? ?nh xe điều khiển t? ?? thi? ?t bị Android qua k? ?t nối không dây Bluetooth C? ?ng nghệ không dây Bluetooth 2.1