Thiết kế và thi công mô hình hỗ trợ học toán cho học sinh tiểu học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÁY TÍNH THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH HỖ TRỢ HỌC TOÁN CHO HỌC SINH TIỂU HỌC GVHD SVTH MSSV : ÐẶNG PHƯỚC HẢI TRANG : VÕ DIỆP HÒA TÂM : 10119121 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2017 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƢỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH HỖ TRỢ HỌC TỐN CHO HỌC SINH TIỂU HỌC SVTH : VÕ DIỆP HÕA TÂM MSSV : 10119121 KHĨA : 2010-2014 NGÀNH : CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT MÁY TÍNH GVHD : ĐẶNG PHƢỚC HẢI TRANG Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2017 CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** -Tp Hồ Chí Minh, ngày… tháng… năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Võ Diệp Hòa Tâm MSSV: 10119121 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật máy tính Lớp: 10119CLC Giảng viên hƣớng dẫn: Đặng Phƣớc Hải Trang ĐT: Ngày nhận đề tài: Ngày nộp đề tài: Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH HỖ TRỢ HỌC TOÁN CHO HỌC SINH TIỂU HỌC Ý tƣởng ban đầu: Tạo mơ hình lắp ráp hỗ trợ học toán bảng cửu chƣơng cho đối tƣợng từ tuổi trở lên Phần cứng có sẵn: Kit Arduino Mega 2560, Module sim 900A., cảm biến màu TCS3200 Nội dung thực đề tài: Thiết kế, thi công mô hình hỗ trợ học tốn cho học sinh tiểu học, học sinh tự thao tác hệ thống đánh giá kết đồng thời gửi kết qua tin nhắn cho phụ huynh Các phần cứng bao gồm Arduino Mega 2560, module sim 900A Sản phẩm: Mơ hình hỗ trợ học tốn cho học sinh tiểu học với chức năng:  Nhận biết số màu  Giải thuật bảng cửu chƣơng  Báo kết qua tin nhắn điện thoại TRƢỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN ii CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN T CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Họ tên sinh viên: Võ Diệp Hịa Tâm MSSV: 10119121 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật máy tính Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH HỖ TRỢ HỌC TỐN CHO HỌC SINH TIỂU HỌC Họ tên giáo viên hƣớng dẫn: Đặng Phƣớc Hải Trang NHẬN T Về nội dung đề tài khối lƣợng thực hiện: ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Ƣu điểm: Khuyết điểm: ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Đề nghị bảo vệ hay không? ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Đánh giá loại: ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………….…… Điểm: ………… ( Bằng chữ……………………………………… ) Tp Hồ Chí Minh, ngày… tháng… năm 2017 Giáo viên hƣớng dẫn ( Ký & ghi rõ họ tên ) iii CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN T CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên: Võ Diệp Hòa Tâm MSSV: 10119121 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật máy tính Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH HỖ TRỢ HỌC TOÁN CHO HỌC SINH TIỂU HỌC Họ tên giáo viên phản biện: …………………………………… NHẬN T Về nội dung đề tài khối lƣợng thực hiện: ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Ƣu điểm: ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Khuyết điểm: ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… …………………………… Đề nghị bảo vệ hay không: ………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… Đánh giá loại: ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Điểm ……………… ( Bằng chữ: ……………………………….) Tp Hồ Chí Minh, ngày… tháng… Năm 2017 Giáo viên phản biện ( Ký & ghi rõ họ tên) iv LỜI CẢM ƠN  Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, nỗ lực cố gắng thân, cịn có hỗ trợ lớn gia đình, thầy cơ, bạn bè Nay em ngƣời thực đồ án xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy cô Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật, đặc biệt thầy cô khoa Đào Tạo Chất Lƣợng Cao, khoa Điện – Điện Tử trang bị cho em kiến thức tảng vững để hoàn thành đồ án có đƣợc tảng kiến thức chuyên môn để phục vụ công việc sau Em xin cảm ơn Thầy Đặng Phƣớc Hải Trang trực tiếp, tận tình hƣớng dẫn giúp đỡ em thực hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Mặc dù ngƣời thực đồ án cố gắng nhiều trình làm đồ án nhƣng khơng tránh khỏi sai sót, kính mong thầy cơ, bạn đóng góp ý kiến để đồ án đƣợc hoàn thiện Cuối em xin gửi lời chúc đến thầy cô bạn nhiều sức khỏe thành công Xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng 07 năm 2017 Ngƣời thực đồ án Võ Diệp Hịa Tâm v TĨM TẮT  Ngày nay, khoa học công nghệ ngày phát triển cho nhiều thiết bị hệ thống hữu ích sống nhƣ hệ thống xe chạy tự động cảm biến màu, phân loại sản phẩm màu sắc,…Các hệ thống đƣợc xây dựng áp dụng thực tế với nhiều lợi ích khác Với mong muốn nghiên cứu xây dựng mơ hình hỗ trợ học tốn cho học sinh tiểu học nhằm kích thích sáng tạo nhƣ tạo tiền đề cho em tiếp xúc với mơ hình cơng nghệ lạ, đồng thời giúp cha mẹ hỗ trợ học tốt hơn, nên ngƣời thực đồ án định chọn đề tài “Thiết kế thi cơng mơ hình hỗ trợ học toán cho học sinh tiểu học” với nội dung sau: - Sản phẩm sử dụng phần cứng cho học sinh tự lắp ráp số bảng cửu chƣơng - Việc nhận biết số bảng cửu chƣơng dựa vào cảm biến màu hoạt động quy tắt kiểm tra 10 vòng màu khác nhận định khác qua tần số - Dùng kit Arduino Mega 2560 thu nhập liệu, truyền liệu lên module sim 900A - Dùng Module sim 900A để quản lý tin nhắn Từ nội dung ngƣời thực đề tài tạo sản phẩm đơn giản, gọn nhẹ, hoạt động ổn định, có khả ứng dụng thực tế cao vi SUMMARY  Today, Science and Technology is growing increasingly It has produced a large number of devices and systems useful in life such as vehicle systems that run automatically by color sensors, sorting products by color, etc This system is built and applied in practice with many different benefits Wishing to study and develop a model of mathematics instructional support for elementary school students to stimulate creativity as well as create a premise for children to interact with new technology models while helping parents, also support their children to study themselves better, so Research Student decided to select the topic "Design and implementation models of Math learning support for elementary school children" with the following basic contents: - Product that use hardware for students to assemble numbers themselves in the table - The recognition of the numbers of the multiplication table based on the color sensor works on the rules of checking for 10 different loops of color and identifying the difference across frequencies - Use the Arduino Mega 2560 data acquisition kit, transfer data to module sim 900A - Use sim 900A module to manage by message From the content above, I made the project has created a simple, lightweight, stable and highly practical application vii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa .i Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp ii Phiếu nhận xét giáo viên hƣớng dẫn iii Phiếu nhận xét giáo viên phản biện iv Lời cảm ơn v Tóm tắt vi Mục lục vii Danh mục từ viết tắt ix Danh mục bảng biểu x Danh mục hình ảnh, biểu đồ xi CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 1.2 1.3 1.4 Giới thiệu tình hình nghiên cứu Tính cấp thiết đề tài .2 Mục tiêu nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu .3 1.4.1 1.4.2 Đối tƣợng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu .3 1.5 1.6 Phƣơng pháp nghiên cứu .3 Bố cục đồ án CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 KIT MODULE SIM 900A 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.1.6 Giới thiệu Module Sim 900A Đặc điểm Module Sim900A Khảo sát sơ đồ chân Sim900A .8 Khảo sát tập lệnh AT Sim900A 10 Các lệnh khởi tạo GSM Module Sim900A 11 Các lệnh SMS 12 2.2 TỔNG QUAN VỀ TIN NHẮN SMS 13 2.2.1 2.2.2 2.2.3 Giới thiệu SMS .13 Cấu trúc tin nhắn SMS 15 Tin nhắn SMS chuỗi tin nhắn SMS dài 15 2.3 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM 16 2.3.1 2.3.2 Giới thiệu mạng GSM 16 Sơ đồ khối mạng GSM 17 2.4 CẢM BIẾN MÀU 18 2.4.1 Giới thiệu cảm biến màu TCS3200 .18 viii 2.4.2 2.4.3 Thông số kỹ thuật 19 Nguyên lý hoạt động 20 2.5 Board Arduino Mega 2560 23 2.5.1 2.5.2 2.5.3 Giới thiệu Board Adruino Mega 2560 .23 Sơ đồ khối, sơ đồ chân .24 Thông số kỹ thuật 26 2.6 2.7 Giới thiệu ngôn ngữ lập trình cho Arduino 27 Cáp USB 28 CHƢƠNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 29 3.1 3.2 PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ 30 SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG .30 3.2.1 3.2.2 Sơ đồ khối 30 Chức khối 31 3.3 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 31 3.3.1 Sơ đồ ngun lý tính tốn .31 3.4 THIẾT KẾ PHẦN MỀM 35 3.4.1 Lƣu đồ giải thuật 35 Error! Bookmark not defined CHƢƠNG KẾT QUẢ THỰC HIỆN 4.1 4.2 PHẦN CỨNG 39 PHẦN MỀM 41 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 5.2 38 45 KẾT LUẬN 46 HƢỚNG PHÁT TRIỂN 46 ix