Đang tải... (xem toàn văn)
Untitled BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN TH[.]
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT VÕNG CHO TRẺ EM GVHD: Ths Nguyễn Văn Hiệp SVTH: Võ Lê Công Hậu MSSV: 16141147 SVTH: Hà Gia Kính MSSV: 16141189 Tp Hồ Chí Minh – 8/2020 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT VÕNG CHO TRẺ EM GVHD: Ths Nguyễn Văn Hiệp SVTH: Võ Lê Cơng Hậu MSSV: 16141147 SVTH: Hà Gia Kính MSSV: 16141189 Tp Hồ Chí Minh – 8/2020 i LỜI CAM ĐOAN Đề tài nhóm chúng em tự thực dựa vào số tài liệu trước khơng chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Người thực đề tài Võ Lê Cơng Hậu vi Hà Gia Kính LỜI CẢM ƠN Lời chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy cô giáo Bộ môn Điện Tử- Y Sinh nói riêng thầy giáo Khoa Điện – Điện Tử nói chung nhiệt tình giúp đỡ chúng em kiến thức liên quan tới lĩnh vực nghiên cứu đề tài thời gian thực đề tài, kiến thức mà thầy cô truyền đạt cho chúng em suốt thời gian học tập trường Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến giáo viên hướng dẫn thầy Nguyễn Văn Hiệp tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, cung cấp kiến thức quan trọng tạo điều kiện thuận lợi thời gian thực đề tài Chúng em gửi lời cảm ơn ba mẹ người thân đồng hành động viên suốt trình thực đề tài Chúng em gửi lời đồng cảm ơn đến bạn lớp 16141DT chia sẻ trao đổi kiến thức kinh nghiệm quý báu trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn! Xin chân thành cảm ơn! Người thực đề tài Võ Lê Công Hậu Hà Gia Kính vii MỤC LỤC TRANG BÌA i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv LỜI CAM ĐOAN vi LỜI CẢM ƠN vii MỤC LỤC viii LIỆT KÊ HÌNH VẼ xi LIỆT KÊ BẢNG xiv TÓM TẮT xv Chương TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .2 1.4 GIỚI HẠN 1.5 BỐ CỤC Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT .4 2.1 CÁC LOẠI VÕNG TRẺ EM TRÊN THỊ TRƯỜNG .4 2.1.1 Võng trẻ em truyền thống 2.1.2 Võng tự động cho trẻ em 2.1.3 Võng tự động cho trẻ em cải tiến 2.2 ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ BẰNG PWM 2.2.1 Giới thiệu 2.2.2 Nguyên lý điều chế độ rộng xung PWM 10 2.2.3 Phương pháp điều chế độ rộng xung PWM: 11 2.2.4 Ứng dụng 11 2.3 TRUYỀN NHẬN DỮ LIỆU QUA WI-FI 11 2.3.1 Giới thiệu 11 viii 2.3.2 Nguyên tắc hoạt động 12 2.3.3 Một số chuẩn kết nối 12 2.4 TẠO CƠ SỞ DỮ LIỆU TRỰC TUYẾN VỚI FIREBASE 14 2.4.1 Giới thiệu Firebase 14 2.4.2 Các chức Firebase 15 2.4.3 Firebase Realtime Database .16 2.5 TỔNG QUAN HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID 18 Chương TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 20 3.1 GIỚI THIỆU 20 3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 20 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 20 3.2.2 Tính tốn thiết kế mạch điều khiển .22 3.2.3 Tính tốn thiết kế sở liệu trực tuyến 38 3.2.4 Thiết kế ứng dụng di động 39 Chương THI CÔNG HỆ THỐNG .44 4.1 GIỚI THIỆU 44 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 44 4.2.1 Thi công bo mạch điều khiển 44 4.2.2 Lắp ráp kiểm tra 47 4.3 ĐĨNG GĨI VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH 48 4.3.1 Đóng gói mạch điều khiển .48 4.3.2 Đóng gói mạch camera 51 4.3.3 Thi cơng mơ hình .53 4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG .57 4.4.1 Lưu đồ giải thuật 57 4.4.2 Phần mềm lập trình cho vi điều khiển 66 4.4.3 Phần mềm lập trình cho ứng dụng di động 70 ix 4.5 VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC 72 4.5.1 Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng .72 4.5.2 Quy trình thao tác .72 Chương KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 84 5.1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 84 5.2 NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ .89 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 91 6.1 KẾT LUẬN .91 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 x LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình vẽ Trang Hình 2.1 Võng truyền thống cho trẻ em Hình 2.2 Võng tự động cho trẻ em thị trường .6 Hình 2.3 Nôi võng thông minh cải tiến Hình 2.4 Đồ thị dạng xung điều chế PWM .10 Hình 2.5 Kết nối wifi thiết bị .12 Hình 2.6 Các chuẩn kết nối wifi .13 Hình 2.7 Hệ thống sở liệu Realtime Firebase 15 Hình 2.8 Tạo Project Firebase 16 Hình 2.9 Mơ hình liệu Firebase Realtimer Database 17 Hình 2.10 Logo biểu tượng hệ điều hành Android 18 Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống 21 Hình 3.2 Sơ đồ chân NodeMCU ESP8266 .23 Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý khối xử lý trung tâm .24 Hình 3.4 Sơ đồ chân DFPlayer DFR0299 26 Hình 3.5 Sơ đồ kết nối khối phát nhạc 27 Hình 3.6 Module điều khiển động L298 28 Hình 3.7 Sơ đồ kết nối khối điều khiển motor 29 Hình 3.8 Sơ đồ chân ESP32-CAM 31 Hình 3.9 Sơ đồ nối dây khối Camera .31 Hình 3.10 Adapter 12V .34 Hình 3.11 Module hạ áp XL4005 .35 Hình 3.12 Nguồn dự phịng 12V .36 Hình 3.13 Sơ đồ nối dây khối nguồn 36 Hình 3.14 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 37 Hình 3.15 Mơ hình sở liệu Realtime Database 39 Hình 3.16 Màn hình ứng dụng 40 Hình 3.17 Bố cục hình phụ 41 Hình 3.18 Bố cục hình phụ 42 Hình 3.19 Bố cục hình phụ 43 xi Hình 4.1 Sơ đồ bố trí linh kiện mạch điều khiển .45 Hình 4.2 Mạch in PCB lớp .46 Hình 4.3 Mặt mạch .48 Hình 4.4 Lắp pin vào hộp 49 Hình 4.5 Bố trí mạch điều khiển module điều khiển động vào hộp 50 Hình 4.6 Mặt trước nắp hộp .51 Hình 4.7 Bố trí module ESP32-CAM vào hộp 52 Hình 4.8 Hộp camera hồn thiện 53 Hình 4.9 Mặt võng 54 Hình 4.10 Mơ hình nhìn từ ngồi vào .56 Hình 4.11 Lưu đồ chương trình mạch điều khiển 58 Hình 4.12 Lưu đồ chương trình chờ reset 59 Hình 4.13 Chương trình kiểm tra nút nhấn 60 Hình 4.14 Chương trình điều khiển tốc độ động 61 Hình 4.15 Lưu đồ chương trình phát nhạc 62 Hình 4.16 Lưu đồ chương trình cho ESP32-CAM 64 Hình 4.17 Lưu đồ cho ứng dụng di động 65 Hình 4.18 Logo phần mềm Arduino IDE 66 Hình 4.19 Giao diện download phần mềm lập trình Arduino 67 Hình 4.20 Giao diện phần mềm Arduino IDE 68 Hình 4.21 Thêm thư viện cho Arduino IDE .68 Hình 4.22 Chọn board cần nạp 69 Hình 4.23 Biên dịch nạp chương trình 69 Hình 4.24 Tạo Project mong muốn 70 Hình 4.25 Giao diện thiết kế .71 Hình 4.26 Lập trình chức 71 Hình 4.27 Quy trình thao tác điều khiển hệ thống 73 Hình 4.28 Thiết lập Wifi cho lần đầu kết nối 74 Hình 4.29 Giao diện đăng nhập app 75 Hình 4.30 Giao diện hình giới thiệu 76 Hình 4.31 Hình hình điều khiển 77 xii Hình 4.32 Các nút chức hình điều khiển 78 Hình 4.33 Màn hình điều khiển tốc độ động 79 Hình 4.34 Màn hình điều khiển phát nhạc 80 Hình 4.35 Chọn hát .81 Hình 4.36 Giao diện xem camera 82 Hình 4.37 Mặt trước hộp điều khiển 83 Hình 5.1 Hình ảnh mơ hình thực tế 85 Hình 5.2 Giao diện đăng nhập ứng dụng 86 Hình 5.3 Giao diện điều khiển động 87 Hình 5.4 Giao diện điều khiển phát nhạc 88 Hình 5.5 Giao diện xem camera 89 xiii