thiết kế trạm biến áp 0 22 kv cai lậy

58123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com hghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu

Trang 1

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐIỀU KHIỂN ĐÈN, QUẠT, ĐIỀU HÒA QUA SMARTPHONE

hghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoi

hghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoi

85Thursday, June 13, 20249:36:57 PM9:36:57 PM85Thursday, June 13, 20249:36:57 PM9:36:57 PM85Thursday, June 13, 20249:36:57 PM9:36:57 PM

hghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoi

85hghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoiThursday, June 13, 2024

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài

(1): Ngô Quang Khải MSSV: 15070571 (2): Nguyễn Văn Hà MSSV: 15050441

2 Tên đề tài

ĐIỀU KHIỂN ĐÈN, QUẠT, ĐIỀU HÒA QUA SMARTPHONE

3 Nhiệm vụ (Nội dung và số liệu ban đầu)

- Lựa chọn vi điều khiển thích hợp

- Điều khiển on/off các thiết bị bằng Wifi và cảm biến chạm - Điều khiển on/off bằng Timer

- Thiết kế mạch ứng dụng thực tế

4 Kết quả dự kiến

- Mô hình điều khiển thiết bị

- Ứng dụng app blynk trong đồ án

Giảng viên hướng dẫn Tp HCM, ngày tháng năm 20…

Sinh viên

Trưởng bộ môn

852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 3

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 4

MỤC LỤC

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP i

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH HÌNH VẼ vi

DANH SÁCH BẢNG ix

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1

1.1 Các sản phẩm trên thị trường Việt Nam 1

1.2 Đặt vấn đề 4

1.3 Mục đích đề tài 4

1.4 Kế hoạch nghiên cứu 4

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 6

2.1 Tổng quan về Internet of Things 6

2.3.2 Chip Wifi EXP8266EX 8

2.3.3 Các loại module ESP8266 có trên thị trường 13

2.4 Những IC liên quan trong board mạch 22

2.4.1 Quartz Crystal ( dao động thạch anh) 22852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 5

2.5.6 Giao diện Blynk 36

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ MẠCH CÔNG SUẤT 39 3.1 Giới thiệu về Altium Designer 39

3.2 Thiết kế mạch nguyên lý 40

3.2.1 Thiết kế mạch điều khiển 41

3.2.2 Thiết kế mạch công suất 47

3.3 Thiết kế mạch điều khiển PCB 50

3.3.1 Thiết kế 2D mạch 2 lớp 51

3.3.2 Thiết kế 3D 52

3.4 Kiểm tra thông số mạch in 55

CHƯƠNG 4 LẬP TRÌNH NHÚNG CHO ESP8266 57

4.1 Giới thiệu về phần mềm Arduino IDE 57

4.2 Nguyên lý truyền nhận thông tin điều khiển thiết bị với smartphone 58

123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com hghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoi852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 6

4.3 Lưu đồ giải thuật 59

4.4 Code ESP8266 60

CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

LỜI CẢM ƠN 75

852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 7

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 1.1 Công tắc Lumi 1

Hình 1.2 Thiết bị điều khiển 4 kênh SH – CTZ của BKAV 2

Hình 1.3 Công tắc của ACIS 3

Hình 2.1 Số thiết bị IoT dùng ESP 7

Hình 2.2 Sơ đồ khối ESP8266EX 9

Hình 2.3 Sơ đồ chân của ESP8266EX 10

Hình 2.11 Sơ đồ chân module ESP-12E 20

Hình 2.12 Board mạch NODEMCU v1.0 Lua - ESP8266 12-E 21

Hình 2.13 Sơ đồ chân của mạch NODEMCU v1.0 Lua - ESP8266 12-E 21

Trang 8

Hình 2.22 Chọn lựa ESP để kết nối 34

Hình 2.23 Chọn button trong Blynk 35

Hình 2.24 Chọn Pin đầu ra và chế độ Switch 35

Hình 2.25 Giao diện ngưới dùngGiao diện Blynk 36

Hình 2.26 Thiết lập cài đặt nút nhấn điều khiển đèn 36

Hình 2.27 Thiết lập timer cho đèn và lựa chọn pin 37

Hình 2.28 Giao diện điều khiển phòng ngủ sau khi thiết kế xong 37

Hình 3.1 Nguyên lý mạch điểu khiển 41

Hình 3.2 NodeMCU board điều khiển 42

Hình 3.3 Input của TTP223 42

Hình 3.4 Output của mạch điều khiển 42

Hình 3.5 Nguyên lý mạch điểu khiển dùng ESP8266EX 43

Hình 3.6 Khối dao động thạch anh 44

Hình 3.7 Khối lọc nguồn 44

Hình 3.8 Khối Flashs 44

Hình 3.9 Khối chip wifi ESP8266 45

Hình 3.10 Khối đảo ngõ ra 45

Hình 3.11 Khối out và led báo trạng thái 46

Hình 3.12 Khối cảm ứng điện dung 46

Hình 3.13 Mạch công suất relay 47

Hình 3.14 Module relay 8 kênh 47

Hình 3.15 Sơ đồ nguyên lý mạch công suất 48

Hình 3.16 Ngõ vảo của mạch công suất 49

Hình 3.17 Mạch nguồn 3.3V 49

Hình 3.18 Mạch công suất 50

Hình 3.19 2D top layer mạch điều khiển 51

Hình 3.20 2D bottom layer mạch điều khiển 51

Hình 3.21 2D bottom layer mạch công suất 52

Hình 3.22 3D top layer 52852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 9

Hình 3.23 3D bottom layer 53

Hình 3.24 3D top layer mạch công suất 53

Hình 3.25 3D bottom layer mạch công suất 54

Hình 3.26 Quy cách mạch in của một công ty sản xuất 55

852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 10

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1.1 Sản phẩm của Lumi 1

Bảng 1.2 Sản phẩm của BKAV 2

Bảng 1.3 Sản phẩm của ACIS 3

Bảng 2.1 Mô tả chức năng chân ESP8266EX 10

Bảng 2.2 Các chế độ boot up của ESP8266 12

Bảng 2.3 Một số loại module ESP 13

Bảng 2.4 Tên và chức năng các chân của 25LC256 25

Bảng 2.5 Mô tả chức năng chân IC CAP1203 28

Bảng 2.6 Mô tả chân linh kiện SN74HC04 30852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 11

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Các sản phẩm trên thị trường Việt Nam

Bảng 1.1 Sản phẩm của Lumi Hãng sản xuất Lumi

Hình ảnh

Hình 1.1 Công tắc Lumi

Thông số kĩ thuật

- Điện áp: 150 - 250 VAC - Nhiệt độ hoạt động: 0°C - 40°C - Công suất: 700w – 150W/1 nút

- Kích thước: Hình vuông (95mm×95mm) - Hình chữ nhật (121.5mm×80mm) Tính năng - Công tắc cảm ứng sử dụng công nghệ điện dung, Zigbee

- Điều khiển thiết bị trong nhà từ xa qua điện thoại thông minh có kết nối Internet

hghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoi852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 12

Giá trên thị trường

- Giá: 1.760.000 VND

Bảng 1.2 Sản phẩm của BKAV Hãng sản

- Điện áp: 150 - 250 VAC - Dòng tải mỗi kênh 5A

Tính năng - Công nghệ cảm ứng điện dung, Zigbee

- Điều khiển thiết bị điện trong nhà qua điện thoại thông minh Giá trên thị

trường

- Giá: 3.150.000 VND

852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 13

Bảng 1.3 Sản phẩm của ACIS Hãng sản xuất ACIS

Hình ảnh

Hình 1.3 Công tắc của ACIS

Thông số kĩ thuật

- Điện áp: Dòng điện xoay chiều: 80VAC ~ 240VAC, 50Hz~60Hz - Công suất 5A/kênh

- Kích thước: L(mm) x H(mm) x D(mm): 86 x 86 x 28 (Sử dụng với đế âm tường 75 x 75)

Tính năng - Công nghệ cảm ứng điện dung độ nhạy cao và cách ly hoàn toàn điện áp cao - Điều khiển thiết bị điện trong nhà qua điện thoại thông minh

Giá trên thị trường

- Giá: 4.950.000 VND

Trang 14

- Giá thành cao

1.2 Đặt vấn đề

Ngày nay, trong thời đại công nghệ 4.0 mọi ngành nghề, mọi lĩnh vực đều có những ảnh hưởng nhất định và trong đó có ngành Kỹ thuật điện của chúng ta Khái niệm smarthome ra đời, mang theo nhiều sản phẩm điện thông minh có nhiều tính năng ưu việt Ở Việt Nam các doanh nghiệp đi đầu trong lĩnh vực này như BKAV, Lumi, ACIS Tất cả nhà thông minh của các công ty trên đều phải có một bộ điều khiển trung tâm và giá của nó thì không hề rẻ Vậy một vấn đề đặt ra ở các nhà ở tầm trung chỉ muốn điều khiển một vài thiết bị điện dân dụng thì có cần một bộ điều khiển trung tâm hay không? Và chúng em muốn giải quyết nó trong đồ án này Bên cạnh điều khiển bằng smartphone chúng em có làm thêm công tắc cảm ứng để có thể điều khiển song song với smartphone

1.3 Mục đích đề tài

Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đồ án này nhằm giúp người học: - Tăng khả năng tự nghiên cứu cũng như tự học

- Bước đầu tiếp xúc với thực tế, vấn đề và cách giải quyết vấn đề

- Vận dụng những kiến thức đã học, đồng thời tìm tòi những kiến thức mới để hiểu sâu hơn trong lĩnh vực này

1.4 Kế hoạch nghiên cứu

Để thực hiện được đồ án này nhóm sinh viên đã kết hợp nhiều phương pháp và phương tiện hỗ trợ

852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 15

- Tham khảo tại liệu: ngôn ngữ lập trình C, vi xử lý, kỹ thuật số, mạch điện tử - Làm thử các mạch demo

- Tổng kết kinh nghiệm

- Phương tiện: máy tính, Internet, thư viện,

Trang 16

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan về Internet of Things

2.1.1 Internet of Things là gì?

Ngay từ tên gọi của nó, Internet of Things viết tắt là IoT chính là Internet trong mọi

thứ Và theo WikiPedia định nghĩa thì IoT chính là mạng lưới vạn vật kết nối Internet hoặc mạng lưới kết nối thiết bị Internet Là một kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định danh riêng của nó và tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính.[1]

2.1.2 Internet of Things hoạt động ra sao?

Điều kì diệu ở đây đó chính là cảm biến Các thiết bị cần kết nối phải được tích hợp

một chip cảm biến để có thể chuyển đổi, phát hiện các hiện tượng trong môi trường tự nhiên và biến nó thành dữ liệu trong môi trường Internet để xử lý dữ liệu và tiến hành thực thi các điều hướng trong mạng Internet đó theo cách mà người dùng mong muốn

Và đồ án của chúng ta là một phần nhỏ trong Internet of Things

2.2 Chip Wifi

Trên thế giới hiện nay, rất nhiều công ty sản xuất chip Wifi cho các dự án IoT như

dòng CC32xx của Texes Instrument, MRF24WB0MA của Microchip, ESP của Espressif Systems,

Qua nghiên cứu các dòng chip Wifi có bán trên thị trường về tính năng, giá cả, thì để phục vụ cho đồ án điều khiển đèn, quạt, điều hòa qua smartphone thì dòng chip Wifi bán dẫn ESP8266 của Espressif Systems đáp ứng tốt cho nhu cầu của dự án

Trang 17

ESP8266 được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới với hơn 100 triệu chip ESP kết nối các thiết bị IoT

Hình 2.1 Số thiết bị IoT dùng ESP

2.3 Tổng quan về ESP8266 2.3.1 ESP8266 là gì?

Chip ESP8266 được phát triển bởi Espressif Systems một công ty bán dẫn Trung Quốc, để cung cấp giải pháp giao tiếp Wifi 2.4Ghz cho các thiết bị IoT Được phát hành đầu tiên vào tháng 8 năm 2014 và đưa ra thị trường dạng module ESP-01, được sản xuất bởi bên thứ 3: AI-Thinker Có khả năng kết nối Internet qua mạng Wi-Fi một cách nhanh chóng và sử dụng rất ít linh kiện đi kèm

Điểm đặc biệt của dòng ESP8266 là nó được tích hợp các mạch RF như balun, antenna switches, TX power amplifier và RX filter ngay bên trong chip với kích thước rất nhỏ chỉ 5x5mm nên các board sử dụng ESP8266 không cần kích thước board lớn cũng như không cần nhiều linh kiện xung quanh Ngoài ra, giá thành của ESP8266 cũng rất thấp đủ để hấp dẫn các nhà phát triển sản phẩm IoT.[2]

Trang 18

2.3.2 Chip Wifi EXP8266EX

ESP8266EX cung cấp giải pháp SoC Wifi tích hợp cao để đáp ứng người dùng nhu cầu liên tục để sử dụng năng lượng hiệu quả, thiết kế nhỏ gọn và hiệu suất đáng tin cậy trong Internet of Things

Với khả năng kết nối mạng Wifi hoàn chỉnh và khép kín, ESP8266EX có thể thực hiện như một ứng dụng độc lập hoặc phụ thuộc vào MCU máy chủ Ngoài ra, ESP8266EX có thể được áp dụng cho bất kỳ thiết kế vi điều khiển nào dưới dạng bộ điều hợp Wifi thông qua giao tiếp SPI/SDIO hoặc UART ESP8266EX tích hợp các công tắc ăng-ten, balun RF, bộ khuếch đại công suất, thu tiếng ồn thấp bộ khuếch đại, bộ lọc và các module quản lý năng lượng Thiết kế nhỏ gọn giảm thiểu PCB kích thước và yêu cầu mạch ngoài tối thiểu

Thông số kĩ thuật:

- Sử dụng 32-bit MCU core có tên là Tensilica

- Tốc độ system clock có thể set ở 80MHz hoặc 160MHz - Không tích hợp bộ nhớ Flash để lưu chương trình - Tích hợp 50KB RAM để lưu dữ liệu ứng dụng khi chạy

- Có đầy đủ các ngoại vi chuẩn đê giao tiếp như 1 ADC 10-bit, 16 GPIO, 1 Slave SDIO, 3 SPI, 1 I2C, 1 I2S, 2 UART, 2 PWM

- Chuẩn Wifi EEE 802.11 b/g/n, Wi-Fi 2.4 GHz Tích hợp TR switch, balun, LNA, khuếch đại công suất và matching network Hổ trợ WEP, WPA/WPA2, Open network

- Hỗ trợ các hoạt động truyền nhận các IP packages ở mức hardware như Acknowledgement, Fragmentation và Defragmentation, Aggregation, Frame Encapsulation v.v… (và phần stack TCP/IP sẽ được thực hiện trên firmware của ESP8266)

- Dải nhiệt độ hoạt động rộng : -40°C ~ 125°C

Ứng dụng:

- Đồ gia dụng - Tự động hóa nhà

- Phích cắm và đèn thông minh - Điều khiển không dây công nghiệp

852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 19

- Màn hình nhỏ - Camera IP - Mạng cảm biến

- Thiết bị điện tử có thể đeo - Thiết bị nhận biết vị trí Wifi - Thẻ ID bảo mật

- Đèn hiệu hệ thống định vị Wifi

Sơ đồ chân:

Hình 2.2 Sơ đồ khối ESP8266EX

Trang 20

Hình 2.3 Sơ đồ chân của ESP8266EX Bảng 2.1 Mô tả chức năng chân ESP8266EX

1 VDDA Cấp nguồn 2.5V ~ 3.6V

2 LNA Giao tiếp ăng ten RF Trở kháng đầu ra chip = 39 + j6 đề nghị giữ lại Mạng kết hợp kiểu π để khớp với ăng ten

3 VDD3P3 Cấp nguồn 2.5V ~ 3.6V 4 VDD3P3 Cấp nguồn 2.5V ~ 3.6V 5 VDD_RTC NC (1.1V)

6 TOUT Chân ADC Nó có thể được sử dụng để kiểm tra điện áp cung cấp điện của VDD3P3 (Pin3 và Pin4) và điện áp nguồn đầu vào của

852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 21

TOUT(Chân 6) Tuy nhiên, hai chức năng này không thể được sử dụng đồng thời

7 CHIP_EN Kích hoạt chip Cao: Bật, chip hoạt động đúng Thấp: Tắt, tiêu thụ hiện tại nhỏ

8 XPD_DCDC Deep-Sleep, wakeup (cần được kết nối với EXT RSTB); GPIO 16 9 MTMS GPIO 14; HSPI_CLK

10 MTDI GPIO 12; HSPI_MISO

11 VDDPST Digital/IO Cung cấp điện áp (1.8V ~ 3.6V) 12 MTCK GPIO 13; HSPI_MOSI; UART0_CTS 13 MTDO GPIO 15; HSPI_CS; UART0_RTS 14 GPIO2 Lập trình flash UART TX; GIPO2 15 GPIO0 GPIO0; SPI_CS2

16 GPIO4 GPIO4

17 VDDPST Digital/IO Cung cấp điện áp (1.8V ~ 3.6V)

18 SDIO_DATA_2 Kết nối với SD_D2 (Series R: 200Ω); SPIHD; HSPIHD; GPIO9 19 SDIO_DATA_3 Kết nối với SD_D3 (Series R: 200Ω); SPIWP; HSPIWP; GPIO10 20 SDIO_CMD Kết nối với SD_CMD (Series R: 200Ω); SPI_CS0; GPIO11 21 SDIO_CLK Kết nối với SD_CLK (Series R: 200Ω); SPI_CLK; GPIO6 22 SDIO_DATA_0 Kết nối với SD_D0 (Series R: 200Ω); SPI_MISO; GPIO7 23 SDIO_DATA_1 Kết nối với SD_D1 (Series R: 200Ω); SPI_MOSI; GPIO8 24 GPIO5 GPIO5

25 U0RXD U0RXD lập trình flash; GPIO3 26 U0TXD U0TXD lập trình flash; ; GPIO1; SPI_CS1

Trang 22

27 XTAL_OUT Kết nối với đầu ra dao động thạch anh, có thể được sử dụng để cung cấp BT đầu vào xung clock

28 XTAL_IN Kết nối với đầu vào dao động thạch anh 29 VDDD Cấp nguồn 2.5V ~ 3.6V 30 VDDA Cấp nguồn 2.5V ~ 3.6V

31 RES12K Cổng kết nối với điện trở 12 kΩ và kết nối với mass 32 EXT_RSTB Tín hiệu ở bên ngoài (Mức điện áp thấp: hoạt động)

Do không hỗ trợ bộ nhớ Flash nên các board sử dụng ESP8266 phải gắn thêm chip Flash bên ngoài và thường là Flash SPI để ESP8266 có thể đọc chương trình ứng dụng với chuẩn SDIO hoặc SPI

Bảng 2.2 Các chế độ boot up của ESP8266

L L H UART Download code from UART L H H Flash Boot from SPI Flash H x x SDIO Boot from SD-Card

ESP8266 có một cộng đồng các nhà phát triển trên thế giới rất lớn, cung cấp nhiều module lập trình mã mở giúp nhiều người có thể tiếp cận và xây dựng ứng dụng rất nhanh Hiện nay tất cả các dòng chip ESP8266 trên thị trường đều mang nhãn ESP8266EX, là phiên bản nâng cấp của ESP8266

852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 23

Hình 2.4 Hình ảnh thực tế ESP8266EX

2.3.3 Các loại module ESP8266 có trên thị trường

Ngoài ESP8266EX là chip của Espressif Systems sản xuất, trên thị trường còn có các module do bên thứ 3 phát triển dễ dàng sử dụng.[3]

Bảng 2.3 Một số loại module ESP

Tên Số chân Pitch LEDs Antenna Shielded Dimensions ESP-01 6 0.1 inch Yes PCB No 14.3 × 24.8 ESP-02 6 0.1 inch No U_FL No 14.2 × 14.2 ESP-03 10 2 mm No Ceramic No 17.3 × 12.1 ESP-04 10 2 mm No None No 14.7 × 12.1 ESP-05 3 0.1 inch No U_FL No 14.2 × 14.2

Trang 24

ESP-06 11 misc No None Yes 14.2 × 14.7 ESP-07 14 2 mm Yes Ceramic+U_FL Yes 20.0 × 16.0 ESP-08 10 2 mm No None Yes 17.0 × 16.0 ESP-09 10 misc No None No 10.0 × 10.0 ESP-10 3 2 mm No None No 14.2 × 10.0 ESP-11 6 0.05 ich No Ceramic No 17.3 × 12.1 ESP-12 14 2 mm Yes PCB Yes 24.0 × 16.0 ESP-12E 20 2 mm Yes PCB Yes 24.0 × 16.0 ESP-12F 20 2 mm Yes PCB Yes 24.0 × 16.0 ESP-13 16 1.5 mm No PCB Yes 18.0 × 20.0 ESP-14 22 2 mm No PCB Yes 24.3 × 16.2 WROOM -

02

18 1.5 mm No PCB Yes 20.0 × 18.0

WT8266 - S1

18 1.5 mm 1 PCB Yes 20.0 × 18.6

852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 25

 Một số hình ảnh và tính năng của các module ESP8266

Hình 2.5 ESP-01

Tính năng:

 Mạch nhỏ, gọn (24.75mm x 14.5mm)  Điện áp làm việc 3.3v

 Tích hợp sẵn anten PCB trace trên module  Có hai led báo hiệu : led nguồn, led TXD  Có các chế độ: AP, STA, AT + STA  Lệnh AT rất đơn giản, dễ dàng sử dụng  Khoảng cách giữa các chân 2.54mm

Trang 26

Hình 2.6 ESP-02

Tính năng:

 Sử dụng nguồn 3.3v

 Sử dụng anten ngoài - U.FL

 Wireless network mode : station, softAP, softAP + station  Tần số wifi hoạt động 2.4GHz, và hổ trợ bảo mật WPA/WPA2  Dễ dàng phát triển các dự án với lệnh AT

 Khoảng cách giữa các chân 2.54mm

852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 27

Trang 28

Hình 2.8 ESP-12

Tính năng:

 Tích hợp anten PCB trace trên module

 Tiêu chuẩn wifi : 802.11b/g/n, với tần số 2.4GHz và hổ trợ bảo mật WPA/WPA2

 Khoảng cách giữa các chân 2mm

852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 29

Hình 2.9 Sơ đồ chân ESP-12

Hình 2.10 ESP-12E

Trang 30

Tính năng:

 Tích hợp anten PCB trace trên module

 Tích hợp thêm STM8S003F3P6, STM8S có thể điều khiển ESP8266 bằng lệnh AT

 Tiêu chuẩn wifi : 802.11b/g/n, với tần số 2.4GHz và hổ trợ bảo mật WPA/WPA2

 Khoảng cách giữa các chân 2mm

Hình 2.11 Sơ đồ chân module ESP-12E

Bên cạnh cạch các module thì trên thị trường còn có các loại board khác gọi là board phát triển NodeMCU v1.0 Lua-ESP8266-12E sử dụng module ESP-12E

852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 31

Hình 2.12 Board mạch NODEMCU v1.0 Lua - ESP8266 12-E

Hình 2.13 Sơ đồ chân của mạch NODEMCU v1.0 Lua - ESP8266 12-E

Trên thị trường hiện nay board được bán với giá 115.000 VND

Thông số kỹ thuật:

- WiFi: 2.4 GHz hỗ trợ chuẩn 802.11 b/g/n

Trang 32

- Điện áp hoạt động: 3.3V

- Điện áp vào: 5V thông qua cổng USB

- Số chân I/O: 11 (tất cả các chân I/O đều có Interrupt/PWM/I2C/One-wire, trừ chân D0)

- Số chân Analog Input: 1 (điện áp vào tối đa 3.3V) - Bộ nhớ Flash: 4MB

- Giao tiếp: Cable Micro USB (tương đương cáp sạc điện thoại) - Hỗ trợ bảo mật: WPA/WPA2

- Chạy trên nhiều hệ điều hành như : Windows, Mac OS, Linux,

- Ngôn ngữ lập trình phổ biến được xây dựng dựa trên nền tảng ngôn ngữ C và C++ - Có nhiều chân GPIO để kết nối, thu thập dữ liệu và có thêm Wifi

Nhược điểm:

- Đòi hỏi người sử dụng phải có kiến thức nhất định về điện, điện tử và về đối tượng cần lập trình mới có thể sử dụng tốt được vi điều khiển

- Độ ổn định sẽ giảm dần theo năm, tháng

2.4 Những IC liên quan trong board mạch

Để chip Wifi ESP8266EX có thế hoạt động chúng ta cần thêm một số phụ kiện kèm theo

2.4.1 Quartz Crystal ( dao động thạch anh)

Đầu tiên mỗi con vi xử lý điều cần dao động tinh thể thạch anh để hoạt động Trong

mạch chúng em sử dụng SMD Quartz Crystal 36Mhz

852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 33

a) Hình ảnh thực tế

b) Hình ảnh 2D c) Hình ảnh 3D Hình 2.14 Thạch anh XT 4

2.4.2 IC EPROM 25LC256

ESP8266EX không hỗ trợ Flash (bộ ghi nhớ code) nên các board sử dụng ESP8266EX phải gắn thêm chip Flash bên ngoài và thường là Flash SPI để ESP8266EX có thể đọc chương trình ứng dụng với chuẩn SDIO hoặc SPI

Dòng chip EPROM là một chip nhớ không bay hơi thường dùng trong các máy tính

và các thiết bị di động để lưu trữ một lượng dữ liệu thấp và cần thiết thay đổi nội dung được EEPROM thuộc loại "bộ nhớ không mất dữ liệu khi ngừng cung cấp điện" (non-volatile storage) Nó rất phù hợp để lưu trữ code cho ESP8266EX

Trong mạch sử dụng IC EPROM 25LC256 Tính năng và đặc điểm:

- 25LCxxx là dòng EPROM của Microchip

- Giao tiếp theo chuẩn SPI (ESP8266EX có hỗ trợ) - Điện áp hoạt động từ 2.5V đến 5.5V

- Tần số xung clock tùy theo nguồn cung cấp, nếu cấp nguồn 5V thì tối đa là 10Mhz hghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoihghieh euu tihh hihh xah xuat va tieu thu xah uham khoci lchg treh dic bah xa dohg thai huyeh bc vi tu ha hoi

852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 34

- Dung lượng bộ nhớ 256Kbytes

- Khả năng ghi/xóa : 1.000.000 lần ghi/xóa - Thời gian lưu trữ dữ liệu: > 200 năm

Sơ đồ chân:

a) Sơ đồ chân b) Hình ảnh thực tế Hình 2.15 Mô tả IC EPROM 25LC256

a) Hình 2D b) Hình 3D Hình 2.16 Thiết kế 25LC256

852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 35

SI Cổng dữ liệu đầu vào SCK Cổng xung clock đầu vào 𝐻𝑂𝐿𝐷 Giữ đầu vào

Vcc Nguồn

2.4.3 IC cảm ứng điện dung 2.4.3.1 IC cảm ứng TTP223

TTP223 là một IC dò cảm ứng cung cấp 1 phím cảm ứng IC phát hiện cảm ứng được thiết kế để thay thế phím nút trực tiếp truyền thống bằng các miếng đệm đa dạng Tiêu thụ điện năng thấp và điện áp hoạt động rộng là các tính năng chính của tiếp điểm cho ứng dụng DC hoặc AC

Tính năng và đặc điểm:

- Điện áp hoạt động 2.0V ~ 5.5V - VDD hoạt động = 3V, không tải

- Ở chế độ năng lượng thấp tiêu thụ 1.5uA, tối đa 3.0uA

- Thời gian đáp ứng tối đa 220ms ở chế độ năng lượng thấp VDD = 3V - Độ nhạy có thể điều chỉnh bằng điện dung (0 ~ 50pF) bên ngoài

- Phát hiện cảm ứng ổn định của cơ thể người để thay thế phím chuyển đổi trực tiếp truyền thống

Trang 36

3 I Cổng cảm biến đầu vào

4 AHLB Đầu ra hoạt động lựa chọn cao hoặc thấp, 1 => Hoạt động thấp; 0 (Mặc định) => Hoạt động cao

5 VDD Vcc

852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 37

6 TOG Pin tùy chọn loại đầu ra, 1 => Chế độ chuyển đổi; 0 (Mặc định) => Chế độ trực tiếp

- Hiệu chuẩn cho điện dung ký sinh - Phát hiện nhiều mẫu button

- Thiết bị điện tử tiêu dùng

- Thiết bị gia dụng, công tắc cảm ứng

Trang 38

c) Sơ đồ chân

Hình 2.18 Mô tả chức năng IC CAP1203

Định nghĩa các chân

Bảng 2.5 Mô tả chức năng chân IC CAP1203

1 ALERT# ALERT # - Ngõ ra cảnh báo/ngắt hoạt động thấp cho cảnh báo SMBus

2 SMDAT SMDATA - Bi-directional, mở cống SMBus hoặc dữ liệu I2C-yêu cầu điện trở kéo lên

3 SMCLK SMCLK – Xung clock đầu vào SMBus hoặc I2C-yêu cầu điện trở kéo lên

4 VDD Nguồn 5 GND Mass

6 CS3 Cảm biến điện dung đầu vào 3 7 CS2 Cảm biến điện dung đầu vào 2 8 CS1 Cảm biến điện dung đầu vào 1

852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM

Trang 39

Ứng dụng: - Cameras

- Máy đo điện tử

- Thiết bị chuyển mạch Ethernet - Thông tin giải trí

Hình 2.19 Sơ đồ chức năng SN74HC04

Trang 40

Sơ đồ chân SN74HC04

a) Cấu trúc chân b) Hình ảnh thực tế Hình 2.20 Mô tả SN74HC04

Bảng 2.6 Mô tả chân linh kiện SN74HC04

1 1A Input 1A 2 1Y Output 1Y 3 2A Input 2A 4 2Y Output 2Y 5 3A Input 3A 6 3Y Output 3Y 7 GND Pin mass 8 4A Input 4A 9 4Y Output 4Y 10 5A Input 5A 11 5Y Output 5Y 12 6A Input 6A

852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM852413069:36:56 PM9:36:56 PM