Đề tài chế tạo xe điều khiển từ xa bằng điện thoại ứng dụng mạch adruino

Trang 1 BỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘIBÁO CÁO BÀI TẬP LỚN NHẬP MÔN KĨ THUẬT Trang 2 MỤC LỤCLỜI CẢM ƠN...3TÓM TẮT DỰ ÁN...4DANH SÁCH HÌNH ẢNH...5CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU...6

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN NHẬP MÔN KĨ THUẬT

Chuyên ngành CNKT Điều khiển-Tự động hóa

ĐỀ TÀI

CHẾ TẠO XE ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG ĐIỆN THOẠI

ỨNG DỤNG MẠCH ADRUINO

GVHD: TS Phí Hoàng Nhã

Sinh viên: Lê Trung Tín 2023603944

Hoàn Đình Tiến 2023604311 Thân Văn Tình 2023604896 Nguyễn Trần Nguyên Thu 2023604206

Lê Thế Tính 2023604243 Đàm Văn Thao 2023604880 Ngô Đức Thông 2023603904

HÀ NAM 2023

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 3

TÓM TẮT DỰ ÁN 4

DANH SÁCH HÌNH ẢNH 5

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 6

1 Giới thiệu đề tài, giới thiệu mạch Adruino, thiết bị liên quan 6

1.1 Đề tài 6

1.2 Giới thiệu mạch Adruino 6

1.3Giới thiệu về Bluetooth 7

1.4 Thiết bị liên quan 8

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ THIẾT BỊ QUAN TRỌNG 9

2.1 Hệ điều hành Android 9

2.2 Thiết bị ngoại vi 10

2.2.1 Bluetooth HC 05 10

2.2.2 Adruino Promini 12

CHƯƠNG 3 THI CÔNG SẢN PHẨM 15

3.1 Lắp ráp sản phẩm 15

Bước 1: Lắp ráp khung xe và gắn các thiết bị lên khung xe 15

Bước 2 : Dán các bộ phận gồm Mạch Adruino, Mạch L 298, Thẻ pin lên trên khung xe 16

Bước 3: Tiến hành đấu dây 16

Bước 4 Tiến hành nạp code và tải app, và cho thử nghiệm sản phẩm 17

3.2 Tiến hành chạy sản phẩm và viết báo cáo 18

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THU HOẠCH 19

Đánh gia đề tài, kết quả thu được 19

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành bài thu hoạch này, lời đầu tiên nhóm xin cảm ơn chân thành đến toàn thể thầy cô trong trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội và các thầy cô trong khoa Điện những người đã tận tình hướng dẫn, dạy dỗ và trang bị những kiến thức bổ ích trong thời gian qua.

Đặc biệt bọn em muốn dành lời cảm ơn đến thầy Phí Hoàng Nhã, người đã cho bọn em cơ hội được làm việc và tiếp xúc sớm với đề tài kĩ thuật, những kiến thức kinh nghiệm mà nhóm nhận được trong quá trình làm bài thu hoạch sẽ là hành trang đầu tiên bọn em có trên con đường rèn luyện để trở thành những kĩ sư tự động hóa trong tương lai.

Tuy nhiên trong quá trình thực hiện bài thu hoạch, vì kiến thức chuyên ngành còn hạn chế nên vẫn còn nhiều thiếu sót khi tìm hiểu, đánh giá và trình bày về đề tài phát triển kinh doanh Rất mong nhận được sự quan tâm, góp ý của các thầy cô giảng viên bộ môn để đề tài của nhóm em được đầy đủ và hoàn chỉnh hơn.

Nhóm xin chân thành cảm ơn.

TÓM TẮT DỰ ÁN

Hiện nay việc các ứng dụng ngày càng trở nên phổ biến, từ những cái đơn giản như điều khiển cột đèn giao thông định thời, đếm sản phẩm dây chuyền sản xuất, điều khiển động cơ điện một chiều… Đến những ứng dụng phức tạp như điều khiển Robot,hệ thống kiểm soát… Một trong những ứng dụng không kém phần quan trọng trong công nghiệp điều khiển từ xa.

Việc lựa chọn trở thành một kĩ sư tự động hóa yêu cầu chúng ta phải hiểu biết về lĩnh vực này, với kiến thức thu nhặt được từ nhiều nguồn khác nhau trên internet, cùng sự trọ giúp và tư vấn cuả những anh chị khóa trên đã làm về các vấn đề

tương tự

Chúng em đã triển khai dự án và hoàn thành sản phẩm: Xe 4 bánh điều

khiển từ xa bằng điện thoại.

Xin được gửi lời cảm ơn đến Các thành viên nhóm đã góp thời gian công sức và tiền bạc đã hỗ trọ mình hoàn thành dự án, quá trình trình bày có nhiều thiếu sót rất mong mọi người quân tâm giúp đỡ

DANH SÁCH HÌNH ẢNH

Hình 1 A

druino Promini 6

Hình 2 Logo Bluetooth 7

Hình 3 Một số ứng dụng của Bluetooth 7

Hình 4 Sơ đồ chân của Bluetooth 9

Hình 5 Sơ đồ cổng kết nối của mạch Adruino 10

Hình 6 Adruno promini 11

Hình 7 KHung xe làm từ nhựa 13

Hình 8 khung xe sau khi dán các linh kiện 14

Hình 9 Sơ đồ mạch tham khảo 14

Hình 10 kết nối bluetooth với mạch 15

Hình 11sản phẩm hoàn thiện 15

Hình 12 cap của Adruino 15

Hình 13 Giao diện trên điện thoại 16

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1 Giới thiệu đề tài, giới thiệu mạch Adruino, thiết bị liên quan

1.1 Đề tài

Mục đích nghiên cứu của đề tài này là nghiên cứu về Arduino cụ thể hơn là Arduino uno, cải thiện kỹ năng thực hành, phương pháp lập trình cho Arduino bằng ngôn ngữ

Arduino (được xây dựng trên ngôn ngữ C), để biên dịch chương trình và chuyển chương trình lên board là phần mềm Arduino IDE Lập trình ứng dụng Android dùng SDK, giao tiếp thông qua Bluetooth…

1.2 Giới thiệu mạch Adruino

Arduino là một nền tảng mã nguồn mở được sử dụng để xây dựng các ứng dụng điện

tử tương tác với nhau hoặc với môi trường được thuận lợi hơn.Arduino giống như một máy tính nhỏ để người dùng có thể lập trình và thực hiện các dự án điện tử mà không cần phải có các công cụ chuyên biệt để phục vụ việc nạp code

Arduino tương tác với thế giới thông qua các cảm biến điện tử, đèn, và động cơ

Arduino gồm:

 Phần cứng gồm một board mạch mã nguồn mở (thường gọi là vi điều khiển): có thể lập trình được

 Các phần mềm hỗ trợ phát triển tích hợp IDE (Integrated Development

Environment) dùng để soạn thảo, biên dịch code và nạp chương cho board.

Hình 1 Mạch Adruino Promini

1.3Giới thiệu về Bluetooth

Công nghệ bluetooth sử dụng sóng Radio nằm ở dải tần số 2,4Ghz giúp các thiết bị có thể trao đổi dữ liệu với nhau ở tốc độ lên tới 720 Kbps trong phạm vi từ 10m đến 100m mà không cần đến cáp và dây dẫn

Bluetooth giống với wifi, đều sử dụng dải tần số 2,4 Ghz nhưng chúng không hề xung đột với nhau vì Bluetooth được xây dựng dựa trên bước sóng ngắn hơn

Hình 2 Logo Bluetooth

Hình 3 Một số ứng dụng của Bluetooth

Chức năng mà đa số người dùng quen thuộc với Bluetooth nhất ở những năm trước sẽ là trao đổi dữ liệu nhưng trong những năm gần đây, khi công nghệ thay đổi, Bluetooth được ứng dụng vào cuộc sống hằng ngày nhiều hơn Các ứng dụng giao tiếp không dây dựa vào

Bluetooth bao gồm:

 Kết nối, giao tiếp và điều khiển giữa điện thoại và tai nghe không dây

 Kết nối mạng không dây giữa các máy tính cá nhân trong khu vực nhỏ

 Kết nối giữa các thiết bị ngoại vi của máy tính như chuột, phím, tai nghe, máy in

 Thay thế các kết nối có dây truyền thống trong các thiết bị đo, định vị, máy quét

 Thay thế những thiết bị sử dụng tia hồng ngoại trước đó

 Trao đổi tệp tin giữa các thiết bị

 Hỗ trợ tính năng điều khiển từ xa

 Kết nối internet thông qua điện thoại

1.4 Thiết bị liên quan

 Khung xe

 Mạch l298

 Module Bluetooth HC 05

 Động cơ giảm tốc, bánh xe

 Khay pin và pin

 Công tắc nguồn

 Dây nối

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ THIẾT BỊ QUAN

TRỌNG

2.1 Hệ điều hành Android

Android là một hệ điều hành dựa trên nền tảng Linux được thiết kế dành cho các thiết bị di động có màn hình cảm ứng như điện thoại thông minh và máy tính bảng

Việc xây dựng ứng dụng trên hệ điều hành Android tương đối thuận lợi, dễ dàng bởi đây là

hệ điều hành mã nguồn mở với cộng đồng sử dụng đông đảo Việc phát triển ứng dụng được thực hiện dễ dàng bất cứ khi nào mà không bị gò bó bởi bộ điều khiển riêng biệt Qua đó nhóm đã thực hiện tạo một ứng dụng trên chiếc

Smartphone chạy hệ điều hành Android, ứng dụng này có nhiệm vụ điều khiển thiết bị ngoại vi thông qua sóng Bluetooth

2.2 Thiết bị ngoại vi

2.2.1 Bluetooth HC 05

Giới thiệu

HC-05 là thiết bị Bluetooth tốt nhất sử dụng giao thức truyền thông UART HC-05

Bluetooth có nhiều tính năng khác biệt so với tất cả các thiết bị Bluetooth khác vì có nhiều chân và chức năng

HC-05 có nhiều chân và đèn báo, giúp điều khiển các chức năng khác nhau và xem trạng thái

Hình 4 Sơ đồ chân của Bluetooth

Một số đặc tính ấn tượng

 Module Bluetooth HC-05 cung cấp hai giao tiếp trong khoảng cách ngắn hơn với tốc độ nhanh

 Có chân enale cho phép chuyển đổi giữa chế độ dòng lệnh và dữ liệu

 Module có giao thức UART dễ dàng giao tiếp với bất kỳ bộ vi điều khiển hoặc hệ thống nào

 Phạm vi giao tiếp lên đến 8 - 10 mét nhưng sẽ giảm xuống khi có vật cản

 Thiết bị sử dụng nguồn điện 5V

 Module có thể làm Master hoặc Slave

Ứng Dụng

 Các ô tô điều khiển từ xa cho trẻ em

 Trong tai nghe và chuột không dây, HC05 khả dụng cho giao tiếp không dây tốc độ nhanh

 Trong IoT thay vì dùng mạng WiFi, một số thiết bị cũng có Bluetooth

Cách sử dụng Bluetooth HC05

Việc sử dụng module Bluetooth HC-05 rất đơn giản đối với mọi bộ vi điều khiển có giao thức UART Module có hai chân giao tiếp dữ liệu nối tiếp, TX sẽ giao tiếp với RX của bộ điều khiển và RX sẽ giao tiếp với TX của vi điều khiển

Dữ liệu sẽ được truyền với tốc độ truyền được xác định trong bộ vi điều khiển

Hình 5 Sơ đồ cổng kết nối của mạch Adruino

Ưu điểm

-Tiêu thụ năng lượng thấp, cho phép ứng dụng được trong nhiều loại thiết bị

khác nhau bao gồm các thiết bị cầm tay và điện thoại di động

- Khoảng cách giao tiếp cho phép giữa hai thiết bị đầu cuối có thể lên đến 10m, khoảng cách giữa thiết bị đầu cuối và access point có thể lên tới 100m

- Bluetooth sử dụng băng tần 2.4GHz Tốc độ truyền dữ liệu có thể đạt tới mức tối đa 1Mbps mà các thiết bị không cần phải trực tiếp thấy nhau

- Dễ dàng trong việc phát triển ứng dụng: Bluetooth kết nối một ứng dụng này với một ứng dụng khác thông qua chuẩn Bluetooth profiles, do đó có thể độc lập về phần cứng cũng như hệ điều hành sử dụng

- Tính tương thích cao, được nhiều nhà sản xuất phần cứng cũng như phần

mềm hỗ trợ.

Nhược điểm

- Khoảng cách kết nối còn ngắn so với công nghệ mạng không dây khác

- Số thiết bị active, pack cùng lúc trong một piconet còn hạn chế

- Tốc độ truyền không cao

2.2.2 Adruino Promini

Tổng quan

Arduino Mini là một board vi điều khiển nhỏ nguyên gốc dựa trên Atmega168, nhưng bây giờ với 328 (datasheet), dự định để sử dụng trên breadboards và khi không gian là một hạn chế Nó có 14 chân kỹ thuật số đầu vào / đầu ra (trong đó 6 có thể được sử dụng như là đầu ra PWM), 8 đầu vào analog và một bộ dao động tinh thể 16 MHz Nó có thể được lập trình với các

bộ chuyển đổi USB Serial hoặc USB hoặc RS232 để TTL adapter nối tiếp Mini mới (phiên bản 05) có một gói phần mềm mới cho ATmega328, cho phép tất cả các thành phần để được trên đầu của bảng Nó cũng có một nút reset trên board

Hình 6 Adruno promini

Điểm đặc biệt so với các module khác

Hầu hết các bo Arduino đều đi kèm với một cổng USB được sử dụng để gửi chương trình từ máy tính đến bo mạch Tuy nhiên, trong trường hợp của Arduino Pro Mini, tất cả mạch USB được loại bỏ để làm cho nó gọn và nhỏ nhất có thể Bạn có thể lập trình bo mạch bằng cáp chuyển đổi USB sang nối tiếp Module nối tiếp USB FT232RL rất tiện dụng và thích hợp để lập trình bo mạch này Đầu cắm FTDI sáu chân có thể được kết nối với bộ chuyển đổi USB sang nối tiếp cung cấp nguồn USB

Chi tiết thông số kĩ thuật

Vi điều khiển Atmega328

16MHz cho 5V

Bảng 2.3 bảng thông số Adruino

Thiết lập

 Cài đặt phần mềm Arduino IDE vào máy tính, đây là một phần mềm tiêu chuẩn được sử dụng để lập trình bo mạch

 Kết nối bo mạch với bộ chuyển đổi USB sang Serial (module nối tiếp FTDI) được sử dụng để truyền chương trình từ máy tính sang bo mạch

 Viết chương trình trong phần mềm IDE bằng ngôn ngữ C (Không cần ổ ghi riêng để ghi

mã Bạn có thể ghi trực tiếp mã trong phần mềm IDE và chuyển nó lên bo)

 Cấp nguồn cho bo mạch để làm cho nó tương thích với dự án

CHƯƠNG 3 THI CÔNG SẢN PHẨM

3.1 Lắp ráp sản phẩm

Bước 1: Lắp ráp khung xe và gắn các thiết bị lên khung xe

Hình 7 KHung xe làm từ nhựa

Bước 2 : Dán các bộ phận gồm Mạch Adruino, Mạch L 298, Thẻ pin lên trên khung xe

Hình 8 khung xe sau khi dán các linh kiện

Bước 3: Tiến hành đấu dây

Nối lần lượt dây các động cơ xe với 2 mạch Module L298 Nối 2 mạch L298 cùng thẻ pin với Mạch Adruino

Hình 9 Sơ đồ mạch tham khảo

Nối Mạch Bluetooth HC 05 vơi mạch Adruino

Hình 10 kết nối bluetooth với mạch

Bước 4 Tiến hành nạp code và tải app, và cho thử nghiệm sản phẩm

Code được lấy từ nguồn

Tiến hành nạp code thông qua cổng nạp

Hình 11sản phẩm hoàn thiện

Tải app bằng điện thoại Android

Hình 13 Giao diện trên điện thoại

3.2 Tiến hành chạy sản phẩm và viết báo cáo

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THU HOẠCH

Đánh gia đề tài, kết quả thu được

Về đề tài: Đề tài xe điều khiển từ xa bằng điện thoại, là một đề tài phổs biến và đã được

thực hiện bởi nhiều sinh viên khác nhau, bản chất đề tài chính là nghiên cứu ứng dụng của mạch Adruino, Module Bluetooth, bước đầu cho việc nhập môn kĩ thuật

Vì đây là một công nghệ cơ bản và đơn giản nên tính ứng dụng của sản phẩm là rất cao, công nghệ phổ biến, dễ tiếp cận có khả năng cải tiến cao

Kết quả đạt được:

 Nắm rõ được giao tiếp Bluetooth

 Tìm hiểu về hệ điều hành android

 Thực hiện viết ứng dụng trên Android

 Thực hiện kết nối và trao đổi dữ liệu giữa Smartphone và Module Bluetooth

 Viết chương trình xử lý dùng Arduino

 Thiết kế mạch driver cho động cơ DC

Nhược điểm:

- Xe thiết kế khá đơn giản, chứa nhiều tính năng

TÀI LIỆU THAM KHẢO

http://arduino.vn/

https://www.arduino.cc/en/software

https://newptcsitedaily.com/cach-che-tao-xe-dieu-khien-tu-xa/ https://www.youtube.com/watch?v=J0D9bakXWzA