1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

Đồ Án chuyên ngành 2 it xây dựng hệ thống khóa cửa thông minh và quản lý truy cập cho doanh nghiệp vừa và lớn

37 2 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Đồ Án Chuyên Ngành 2_IT Xây Dựng Hệ Thống Khóa Cửa Thông Minh Và Quản Lý Truy Cập Cho Doanh Nghiệp Vừa Và Lớn
Tác giả Nguyễn Như Ngọc
Người hướng dẫn TS. Hoàng Hữu Đức
Trường học Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin Và Truyền Thông Việt – Hàn
Chuyên ngành Kỹ Thuật Máy Tính Và Điện Tử
Thể loại đồ án
Năm xuất bản 2024
Thành phố Đà Nẵng
Định dạng
Số trang 37
Dung lượng 4,39 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI (11)
    • 1.1 Đặt vấn đề (11)
    • 1.2 Mục tiêu và tính cấp thiết của nghiên cứu (11)
    • 1.3 Tổng quan về hệ thống khóa hiện nay (11)
      • 1.3.1 Khóa bấm – Khóa chốt (11)
      • 1.3.2 Khóa cửa tay nắm tròn (12)
      • 1.3.3 Khóa cơ cửa cuốn (12)
      • 1.3.4 Khóa cửa điện tử (13)
      • 1.3.5 Khóa thông minh (13)
    • 1.4 Tổng quang về máy chấm công (16)
    • 1.5 Tổng kết (18)
  • CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ARDUINO (19)
    • 2.1 Khái niệm (19)
    • 2.2 Lịch sử ra đời (19)
    • 2.3 Kiến trúc phần cứng Arduino (19)
    • 2.4 Thiết kế nguồn (19)
      • 2.4.1 Thiết kế mạch dao động (21)
      • 2.4.2 Thiết kế mạch Reset (21)
      • 2.4.3 Thiết kế mạch nạp giao tiếp với máy tính (22)
    • 2.5 Môi trường phát triển phần mềm Arduino (23)
    • 2.6 Tổng kết (23)
  • CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG (24)
    • 3.1 Sơ đồ khối của hệ thống (24)
    • 3.2 Thiết kế phần cứng (24)
      • 3.2.1 Arduino Uno R3 (24)
        • 3.2.1.1 Thông số kỹ thuật của Arduino Uno R3 (25)
        • 3.2.1.2 Sơ đồ chân của Arduino Uno R3 (25)
    • 3.3 Đầu ra (25)
      • 3.3.1 Giới thiệu về Module bàn phím ma trận 4x4 (26)
      • 3.2.2 Giới thiệu về Micro Servo SG90 (26)
      • 3.2.3 Giới thiệu về Module cảm biến Vân Tay AS608 (27)
      • 3.3.1 Sơ đồ Use Case tổng quát (29)
      • 3.3.2 Đặc tả Use Case (29)
      • 3.3.3 Sơ đồ thuật toán (31)

Nội dung

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG VIỆT – HÀN Khoa Kỹ thuật máy tính và Điện tử ? -ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 2_IT XÂY DỰNG HỆ THỐNG KHÓA CỬA THÔNG MINH VÀ QUẢN LÝ TRUY CẬP CHO

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Đặt vấn đề

Trong xã hội hiện đại, thiết bị bảo vệ tài sản như khóa cửa trở nên ngày càng quan trọng Hiện nay, khóa cơ khí chiếm ưu thế trên thị trường, nhưng chúng có nhược điểm lớn về tính bảo mật, dễ bị phá bởi các chìa khóa đa năng Do đó, việc phát triển và thiết kế hệ thống khóa thông minh là rất cần thiết để nâng cao mức độ an toàn cho ngôi nhà.

Mục tiêu và tính cấp thiết của nghiên cứu

Với sự gia tăng phức tạp của các loại tội phạm như ấu dâm, trộm cắp, giết người và lửa đảo bán hàng, nhu cầu sử dụng khóa an toàn và thông minh để bảo vệ trẻ em và tài sản tại các khu nhà riêng ngày càng cao Mặc dù giá khóa điện tử đã giảm, nhưng với mức thu nhập bình quân đầu người năm 2017 chỉ khoảng 2,200 USD, việc đầu tư từ 7-15 triệu đồng cho một chiếc khóa cửa thông minh vẫn là một quyết định khó khăn Các loại khóa thông thường, dù rẻ, thường cồng kềnh và dễ mất chìa khóa, trong khi khóa chất lượng kém có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng Nhận thấy tình hình an ninh hiện nay, nhóm chúng tôi dưới sự hướng dẫn của thầy cô và sự góp ý của các bạn đã thực hiện đề tài “hệ thống khóa thông minh” nhằm đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng.

Tổng quan về hệ thống khóa hiện nay

Trên thị trường Việt Nam hiện nay, có nhiều loại khóa cửa đơn giản được ưa chuộng, chủ yếu do điều kiện tài chính của người dân và nhu cầu bảo mật nhà ở chưa cao Những loại khóa này dễ dàng tìm thấy ở khắp nơi.

Khóa bấm là loại khóa nhỏ gọn, dễ dàng cầm trong lòng bàn tay, có thể sử dụng với hoặc không cần chìa khóa Loại khóa này thường được áp dụng cho cửa gỗ, cửa sắt và cửa xếp Khóa bấm được phân thành hai loại chính: khóa bấm chống cắt và khóa bấm thông thường.

Khóa chốt là một loại khóa có khả năng chống trộm hiệu quả và tính bảo mật cao Đặc điểm nổi bật của khóa này là có then chốt nằm ngang qua cầu khóa, và để mở khóa, người dùng cần vặn chìa khóa để rút chốt ra khỏi hai cầu.

1.3.2 Khóa cửa tay nắm tròn

Khóa tay nắm tròn là loại khóa phổ biến được sử dụng cho cửa gỗ và cửa nhôm kính Để mở khóa, người dùng chỉ cần vặn tay nắm theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ để đóng hoặc mở cửa.

Nó được thiết kế với bên trong cửa thường có 1 nút bấm hoặc bên trong là chỗ cắm chìa khóa như bên ngoài.

Hình 3 Khóa cửa nắm tay tròn

1.3.3 Khóa cơ cửa cuốn Đối với khóa cơ cửa cuốn có rất nhiều chủng loại trên thị trường, khóa cửa cuốn của Trung Quốc giá rẻ và được khách hàng sử dụng nhiều, tuy nhiên khi hỏng thì không có đồ thay thế, việc sửa chữa các loại này khá phức tạp.

Khóa cửa cuốn được thiết kế với khóa chốt ngang, thường được sử dụng cho cửa cuốn tấm liền Các mẫu khóa phổ biến bao gồm khóa chìa răng cưa, chìa vi tính và khóa 4 cạnh.

Khi sử dụng chúng ta nên mở đúng chiều, đúng hướng, khi bị kẹt không nên cố vặn sẽ bị gãy chìa.

Hình 4 Khóa Cơ Cửa Cuốn

Khóa cửa điện tử là giải pháp bảo mật hiện đại và an toàn, cho phép mở cửa bằng thẻ từ, mã số hoặc vân tay Loại khóa này thường được lắp đặt cho cửa gỗ, cửa kính và cửa kính thủy lực, mang lại sự tiện lợi và an ninh cao cho người sử dụng.

Khóa cửa tay gạt thông minh sử dụng phần mềm để kiểm soát việc mở cửa, kết hợp với thẻ từ và mật khẩu Khi người dùng nhập đúng mật khẩu hoặc quét vân tay, cửa sẽ tự động mở, mang lại sự tiện lợi và an toàn cho người sử dụng.

Khóa cửa điện tử thường gặp vấn đề hết pin và loạn mã khi nhập sai mã số nhiều lần Mặc dù chỉ mới xuất hiện ở Việt Nam hơn chục năm, loại khóa này vẫn chưa phổ biến do giá thành cao Tuy nhiên, với sự gia tăng thu nhập và kiến thức của người dân trong những năm gần đây, khóa cửa điện tử đang dần trở nên phổ biến hơn.

Hình 5 Khóa Cửa Điện Tử

Khóa cửa thông minh, hay còn gọi là khóa cửa kỹ thuật số, là thiết bị khóa điện tử sử dụng công nghệ tiên tiến, cho phép người dùng mở cửa dễ dàng mà không cần sử dụng chìa khóa.

Thiết bị này được tích hợp rất nhiều tính năng bảo mật vượt trội như mở khoá bằng vân tay, thẻ từ, điện thoại,…

Hệ thống khóa thông minh cho phép bạn theo dõi và kiểm soát hoạt động của ngôi nhà thông qua ứng dụng điện thoại, mang lại sự tiện lợi và an toàn cho người sử dụng.

1.3.5.2Cách thức hoạt động của khóa cửa thông minh

Bạn có thể dùng vân tay của mình để mở khoá nhanh chóng thanh vì dùng chìa khoá cơ thông thường.

Hiện nay, khóa vân tay thường sử dụng số từ 0 – 9 và các ký tự đặc biệt như #,

+, để người dùng làm mật mã quản lý.

Tùy thuộc vào loại khóa mà có thể lưu trữ và thiết lập từ 80 – 150 user ID khác nhau.

Khóa mật mã, hay còn gọi là khóa cửa mã số, là loại khóa điện tử thông minh với màn hình cảm ứng Khóa cửa mã số nổi yêu cầu người dùng nhấn phím, trong khi khóa cảm ứng cho phép mở cửa chỉ bằng cách lướt nhẹ trên bề mặt Các dòng khóa mật mã hiện đại thường tích hợp công nghệ tiên tiến như mã số ảo và mã số ngẫu nhiên, giúp ngăn chặn việc lộ mã số hoặc sao chép khi có người quan sát Bằng cách nhập một dãy mật mã ngẫu nhiên trước hoặc sau mã thật, người dùng có thể tăng cường bảo mật Hệ thống Master Code cũng góp phần ngăn chặn xâm phạm trái phép vào hệ thống khóa cửa.

Mở khóa bằng thẻ từ là phương pháp phổ biến, sử dụng thẻ có kích thước tương tự thẻ tín dụng hoặc nhỏ hơn Chỉ cần quét thẻ qua khóa thông minh, bạn có thể dễ dàng mở khóa.

Hình 7 Mở Bằng Thẻ Từ

Thẻ từ RFID (Radio Frequency Identification) đang trở thành lựa chọn phổ biến hiện nay Công nghệ RFID cho phép nhận dạng đối tượng thông qua sóng vô tuyến, giúp đọc thông tin từ chip trong thẻ ở khoảng cách xa mà không cần tiếp xúc trực tiếp.

Nếu khóa cửa thông minh hết pin, bạn có thể mở khóa bằng chìa khóa cơ Hầu hết các loại khóa cửa thông minh đều đi kèm chìa khóa cơ, cho phép bạn sử dụng giống như các ổ khóa truyền thống.

Hình 8 Mở Khóa Bằng Chìa Cơ

Tổng quang về máy chấm công

1.4.1 Giới Thiệu Về Máy Chấm Công

Máy chấm công là thiết bị quan trọng trong các tổ chức và doanh nghiệp, giúp ghi nhận và quản lý thời gian làm việc của nhân viên Hệ thống chấm công hiệu quả không chỉ tối ưu hóa quản lý nhân sự mà còn đảm bảo tính chính xác trong việc tính lương và theo dõi sự hiện diện của nhân viên.

1.4.2 Các Loại Máy Chấm Công Phổ Biến

Máy chấm công thẻ nhân viên sử dụng thẻ từ hoặc thẻ nam châm để ghi nhận thời gian vào và ra của nhân viên Thiết bị này nổi bật với tính năng đơn giản, dễ sử dụng và chi phí đầu tư thấp, là lựa chọn lý tưởng cho nhiều doanh nghiệp.

 Máy Chấm Công Kết Hợp: Kết hợp giữa thẻ nhân viên và sinh trắc học, cung cấp độ bảo mật và tính linh hoạt cao hơn trong quản lý.

Hệ thống chấm công trực tuyến (cloud-based) cho phép người dùng ghi nhận thời gian làm việc thông qua ứng dụng trên điện thoại hoặc web, rất phù hợp với mô hình làm việc từ xa và linh hoạt.

1.4.3 Tính Năng Chính của Máy Chấm Công

 Ghi Nhận Thời Gian Chính Xác: Theo dõi thời gian vào, ra, nghỉ trưa và các khoảng nghỉ khác của nhân viên.

 Quản Lý Phép Tăng Ca: Tự động tính toán và quản lý giờ làm thêm, giúp đảm bảo tính chính xác trong việc trả lương.

 Báo Cáo Thống Kê: Cung cấp các báo cáo về giờ làm việc, tỷ lệ đi trễ, vắng mặt, hỗ trợ quá trình ra quyết định.

Tích hợp hệ thống quản lý nhân sự giúp kết nối phần mềm quản lý, đồng bộ hóa dữ liệu hiệu quả, giảm thiểu sai sót và tiết kiệm thời gian cho doanh nghiệp.

 Bảo Mật Cao: Đảm bảo thông tin cá nhân và dữ liệu chấm công được bảo vệ an toàn, ngăn ngừa việc giả mạo.

1.4.4 Yếu Tố Cần Cân Nhắc Khi Lựa Chọn Máy Chấm Công

 Quy Mô và Số Lượng Nhân Viên: Chọn hệ thống phù hợp với quy mô tổ chức để đảm bảo hiệu quả và khả năng mở rộng.

 Ngân Sách Đầu Tư: Xem xét chi phí mua sắm, lắp đặt và bảo trì thiết bị phù hợp với khả năng tài chính.

 Tính Năng Cần Thiết: Đánh giá các tính năng quan trọng như bảo mật, khả năng báo cáo, tích hợp với hệ thống hiện tại.

 Dễ Dàng Sử Dụng và Bảo Trì: Lựa chọn thiết bị dễ sử dụng cho nhân viên và dễ dàng bảo trì, hỗ trợ kỹ thuật khi cần.

 Độ Tin Cậy và Thương Hiệu: Chọn sản phẩm từ các nhà cung cấp uy tín, đảm bảo chất lượng và dịch vụ hậu mãi tốt.

 Giá thành: Hiện nay vấn đề về máy chấm công rất đắt và không có dấu hiệu hạ nhiệt về độ hot.

Hình 10 Giá Thành Máy Chấm Công 1.4.5 Kết Luận

Lựa chọn và triển khai hệ thống máy chấm công phù hợp giúp tối ưu hóa quản lý nhân sự và nâng cao hiệu quả hoạt động doanh nghiệp Đánh giá kỹ lưỡng quy mô, ngân sách, tính năng và độ bảo mật là yếu tố quan trọng để doanh nghiệp tìm ra giải pháp chấm công tốt nhất, hỗ trợ phát triển bền vững.

Tổng kết

Dựa trên tình hình nghiên cứu hiện tại và tính cấp thiết của đề tài, dự án "Hệ thống khóa thông minh" được thực hiện nhằm tìm ra giải pháp phù hợp cho mọi người Đề tài này tập trung vào các phương pháp mở khóa bằng mật khẩu và vân tay, có khả năng lưu trữ thời gian thực để chấm công và kiểm soát số lượng nhân viên hiệu quả.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT ARDUINO

Khái niệm

Arduino là nền tảng vi mạch thiết kế mở, bao gồm phần cứng và phần mềm, được phát triển tại Ivrea, Ý Phần cứng Arduino gồm các bộ vi điều khiển bo mạch đơn, với vi xử lý AVR 8-bit hoặc ARM 32-bit Các model hiện tại được trang bị 1 cổng USB, 6 chân đầu vào analog và 14 chân I/O kỹ thuật số, cho phép kết nối với nhiều board mở rộng khác nhau, nhằm xây dựng các ứng dụng tương tác hiệu quả hơn.

Arduino bao gồm phần cứng (arduino board) và phần mềm (arduino IDE) Phần mềm để lập trình cho mạch Arduino là Arduino IDE.

Lịch sử ra đời

Arduino được thành lập vào năm 2005 tại Viện thiết kế tương tác Ivrea, Italy, nhằm phục vụ cho sinh viên Trước đó, sinh viên sử dụng "BASIC Stamp" với giá khoảng $100, một mức giá cao đối với họ Massimo Banzi, một trong những người sáng lập, đã giảng dạy tại đây Tên gọi "Arduino" xuất phát từ một quán bar ở Ivrea, nơi các nhà sáng lập thường xuyên gặp gỡ, quán bar này được đặt theo tên Arduino, Bá tước của Ivrea, vua của Italy từ năm 1002 đến 1014.

Lý thuyết phần cứng được phát triển bởi sinh viên người Colombia Hernando Barragan, nhằm cải thiện nền tảng Wiring Các nhà nghiên cứu đã hợp tác để làm cho nền tảng này nhẹ hơn, rẻ hơn và dễ tiếp cận hơn cho cộng đồng mã nguồn mở Mặc dù trường đã bị đóng cửa, nhưng ý tưởng này vẫn được David Cuarlielles và các nhà nghiên cứu khác phổ biến rộng rãi.

Kiến trúc phần cứng Arduino

Một mạch Arduino bao gồm vi điều khiển AVR và nhiều linh kiện bổ sung, giúp lập trình dễ dàng và mở rộng với các mạch khác Điểm nổi bật của Arduino là các kết nối tiêu chuẩn, cho phép người dùng kết nối với CPU của board và các module mở rộng gọi là shield Một số shield giao tiếp trực tiếp qua các chân khác nhau, trong khi nhiều shield khác sử dụng bus I²C để định địa chỉ, cho phép xếp chồng và sử dụng song song Arduino thường sử dụng các dòng chip megaAVR như ATmega8, ATmega168, ATmega328, ATmega1280 và ATmega2560.

Thiết kế nguồn

Phần nguồn của Board mạch Arduino được thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ sau:

Hình 11 Thiết Kế Nguồn

 Lựa chọn nguồn cung cấp cho board mạch (khối màu cam trong hình dưới). Board mạch Arduino có thể được cung cấp nguồn bởi Adapter thông qua Jack

Board Arduino có thể nhận nguồn từ Jack DC hoặc cổng USB, với ưu tiên sử dụng nguồn từ Jack DC khi cả hai nguồn đều có sẵn Sự ưu tiên này được điều khiển bởi OpAmp trong IC LMV358 và MOSFET FDN340P Sau khi qua Diode bảo vệ D1, điện áp từ Jack DC được gọi là VIN và được chia đôi để so sánh với điện áp 3.3V Khi VIN/2 lớn hơn 3.3V, điện áp đầu ra của OpAmp đạt 5V, khiến MOSFET không được kích hoạt, và nguồn cung cấp cho Board Arduino sẽ là từ Jack DC sau khi đã qua ổn áp.

Mạch Arduino tạo ra điện áp 5V và 3.3V để cung cấp cho vi điều khiển và các thiết bị bên ngoài Sử dụng IC ổn áp NCP1117 để tạo điện áp 5V từ nguồn lớn và IC LP2985 cho điện áp 3.3V Mặc dù hiệu suất của các IC ổn áp tuyến tính này không cao, nhưng chúng mang lại ít gợn nhiễu và thiết kế mạch đơn giản.

Bảo vệ ngược nguồn và quá tải là rất quan trọng trong mạch điện F1, một cầu chì tự phục hồi, sẽ ngăn dòng điện chạy qua nếu tổng dòng tiêu thụ vượt quá 500mA khi sử dụng dây cáp USB D1, một Diode, cho phép chỉ dòng điện một chiều đi qua từ Jack DC vào mạch, giúp bảo vệ mạch Arduino khỏi các sự cố như thiết bị hỏng, kết nối lỏng, hoặc ngắn mạch với các linh kiện bên ngoài.

2.4.1 Thiết kế mạch dao động

Mạch giao động của board mạch Arduino Uno R3 sử dụng thạch anh 16MHz để tạo ra các xung clock, giúp vi điều khiển hoạt động và thực thi lệnh hiệu quả.

Hình 12 Thiết Kế Mạch Dao Động

2.4.2 Thiết kế mạch Reset Để vi điều khiển thực hiện khởi động lại thì chân RESET phải ở mức logic LOW (~0V) trong 1 khoản thời gian đủ yêu cầu Mạch reset của board Arduino UnoR3 phải đảm bảo được 02 việc:

 Reset bằng tay: Khi nhấn nút, chân RESET nối với GND, làm cho MCU RESET Khi không nhấn nút chân Reset được kéo 5V.

Reset tự động là quá trình diễn ra ngay khi nguồn điện được cung cấp cho vi điều khiển, nhờ vào sự kết hợp giữa điện trở nối lên nguồn và tụ điện nối đất Thời gian nạp của tụ điện đảm bảo rằng chân RESET giữ mức LOW trong khoảng thời gian đủ để vi điều khiển thực hiện quá trình reset.

Khởi động vi điều khiển trước khi nạp chương trình mới.

Hình 13 Thiết Kế Mạch Reset

2.4.3 Thiết kế mạch nạp giao tiếp với máy tính

Vi điều khiển Atmega328P trên Board Arduino UnoR3 được nạp sẵn bootloader, cho phép nhận chương trình mới qua giao tiếp UART (chân 0 và 1) trong vài giây đầu sau khi vi điều khiển được Reset.

Máy tính kết nối với Board mạch Arduino qua giao thức USB (D+/D-), sử dụng vi điều khiển ATMEGA16U2 hoặc IC CH340 làm trung gian Vai trò của vi điều khiển hoặc IC này là chuyển đổi tín hiệu USB thành giao tiếp UART, phục vụ cho việc nạp chương trình và truyền nhận dữ liệu với máy tính qua cổng Serial.

Phần thiết kế mạch nạp được trang bị 02 đèn LED, cho phép người dùng quan sát quá trình nạp chương trình qua việc nhấp nháy của chúng Khi có dữ liệu từ máy tính gửi xuống vi điều khiển, đèn LED Rx sẽ nháy, trong khi đèn Tx sẽ nhấp nháy khi vi điều khiển gửi dữ liệu lên máy tính.

Môi trường phát triển phần mềm Arduino

Các mạch Arduino được lập trình bằng ngôn ngữ riêng, dựa trên ngôn ngữ Wiring, tương tự như lập trình C đơn giản, giúp người dùng dễ dàng tiếp cận Để lập trình và giao tiếp với mạch Arduino, người dùng sử dụng môi trường lập trình Arduino IDE, nơi tạo ra khung code cho các project mới.

Hình 15 Phầm Mềm Arduino Ide

Tổng kết

Trong chương này, chúng ta đã khám phá khái niệm và lịch sử của Arduino, cùng với kiến trúc phần cứng, thiết kế nguồn và môi trường phát triển phần mềm Dựa trên những kiến thức lý thuyết về Arduino, nhóm sẽ tiến hành xây dựng và thiết kế hệ thống khóa thông minh sử dụng linh kiện chính là Arduino UNO R3.

PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG

Sơ đồ khối của hệ thống

Hình 16 Sơ Đồ Khối Hệ Thống

Thiết kế phần cứng

Khi nhắc đến mạch Arduino, Arduino UNO luôn là cái tên đầu tiên xuất hiện trong tâm trí mọi người Hiện tại, dòng mạch này đã phát triển đến thế hệ thứ 3 (R3) Tìm hiểu về Arduino UNO sẽ giúp bạn nắm vững kiến thức và dễ dàng lập trình các dòng Arduino khác.

Arduino Uno R3 là một board mạch vi điều khiển được phát triển bởi Arduino.cc, nổi bật với nền tảng điện tử mã nguồn mở Board này chủ yếu dựa trên vi điều khiển AVR Atmega328P, mang lại sự linh hoạt và dễ dàng cho các dự án điện tử.

3.2.1.1 Thông số kỹ thuật của Arduino Uno R3

Hình 18 Thông Số Kỹ Thuật Arduino Uno R3

3.2.1.2 Sơ đồ chân của Arduino Uno R3

Hình 19 Sơ Đồ Chân Arduino Uno R3

 5V: cấp điện áp 5V đầu ra, dùng để cấp nguồn cho các linh kiện điện tử kết nối với Arduino

 3.3V: chức năng tương tự như cấp nguồn 5v nhưng đây là cấp điện áp

Đầu ra

Chân GND, hay còn gọi là chân âm, là cực âm của nguồn điện cấp cho Arduino UNO Khi sử dụng các thiết bị với nguồn điện riêng biệt, các chân GND cần phải được kết nối với nhau để đảm bảo hoạt động ổn định.

Chân Vin (Voltage Input) trên Arduino UNO có chức năng tương tự như chân 5V, nhưng cho phép cấp nguồn từ bên ngoài thay vì sử dụng cổng USB Để sử dụng, bạn chỉ cần kết nối cực dương của nguồn với chân Vin và cực âm với chân GND.

Arduino cung cấp nhiều chân vào/ra (I/O) để giao tiếp và điều khiển các thiết bị Bài viết này sẽ tập trung vào các chân I/O phổ biến nhất và phân loại chúng theo các nhóm khác nhau.

Bảng điều khiển Arduino UNO R3 được trang bị 14 chân digital từ 0 đến 13, cho phép đọc và xuất tín hiệu với hai mức điện áp là 0V và 5V Mỗi chân có khả năng chịu dòng vào/ra tối đa lên đến 40mA, trong khi một số chân digital còn hỗ trợ chức năng PWM đặc biệt.

Chân PWM, được đánh dấu bằng dấu '~', cho phép xuất xung PWM với độ phân giải 8bit, tương ứng với giá trị từ 0 đến 255 Điều này có nghĩa là mức giao động điện áp của chân PWM có thể thay đổi từ 0V đến 5V, khác với các chân không phải PWM, chỉ có thể chọn giữa hai giá trị 0V và 5V.

 Các chân Analog: Arduino UNO có 6 chân analog (A0 đến A5) cung cấp độ phân giải tín hiệu 10bit (0 đến 1023) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V đến 5V.

 Đặc biệt, Arduino UNO có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp I2C/TWI với các thiết bị khác.

Chân TXD và RXD trên Arduino Uno là các chân Serial quan trọng, dùng để truyền (TX) và nhận (RX) dữ liệu TTL Serial Hai chân này không chỉ cho phép Arduino giao tiếp với các thiết bị khác mà còn hỗ trợ nạp code cho mạch mà không cần sử dụng cổng USB.

3.3.1 Giới thiệu về Module bàn phím ma trận 4x4

Ma trận phím 4x4 gồm 16 nút bấm được kết nối thành 4 hàng và 4 cột

Hình 20 Mô Hình Bàn Phím 4x4

Để đọc giá trị của phím bấm, chúng ta áp dụng thuật toán "quét phím", bao gồm hai phương pháp chính là quét theo cột và quét theo hàng Trong bài viết này, chúng ta sẽ tập trung vào phương pháp quét hàng, trong khi quét cột cũng có cách thực hiện tương tự.

Khi phát tín hiệu mức 0, tất cả các hàng khác phải ở mức 1 Sau đó, kiểm tra các cột; nếu cột nào có mức logic 0, phím tại tọa độ hàng và cột đó sẽ được ấn.

3.2.2 Giới thiệu về Micro Servo SG90

Servo SG90 là một servo mini có kích thước nhỏ gọn, lý tưởng cho các dự án yêu cầu tiết kiệm không gian Nó không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn dễ dàng sử dụng, phù hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau.

3.2.2.2 Cấu tạo Đối với Servo SG90, động cơ servo này bao gồm một đầu nối loại S phổ quát điều đó sẽ có thể phù hợp với hầu hết các thiết bị thương mại Nó được tạo thành từ 3 dây với màu sắc xác định những gì mỗi dây được sử dụng để:

 Rojo: là cáp nguồn dương hoặc Vcc (+)

 Marron: là cáp nguồn âm (-) hay GND (nối đất)

 Cam: nó là cáp mang tín hiệu PPM (Điều chế vị trí xung) để điều khiển động cơ servo

 Trọng lượng được hỗ trợ: từ 1.2 đến 1.6 Kg (đủ cho kích thước nhỏ của nó)

 Mô-men xoắn động cơ ở 4.8v: 1.2kg / cm

 Nhiệt độ hoạt động: -30ºC và + 60ºC

 Trọng lượng: 9 g hoặc 10.6 g bao gồm cáp và đầu nối

 Tương thích với Arduino: Đúng

 Conector phổ quát: tương thích với hầu hết các bộ thu điều khiển vô tuyến (Futaba, JR, GWS, Cirrus, Hitec,…)

3.2.3 Giới thiệu về Module cảm biến Vân Tay AS608

Cảm Biến Nhận Dạng Vân Tay AS608 là thiết bị sử dụng giao tiếp UART TTL hoặc USB để kết nối với Vi điều khiển hoặc máy tính Với nhân xử lý nhận dạng vân tay tích hợp, cảm biến này tự động gán vân tay với một chuỗi dữ liệu và truyền qua giao tiếp UART, giúp loại bỏ các thao tác xử lý hình ảnh phức tạp Điều này làm cho việc sử dụng và lập trình cảm biến trở nên đơn giản hơn, chỉ cần phát lệnh đọc/ghi và so sánh chuỗi UART.

Hình 21 Cảm Biến Vân Tay As608 3.2.3.2 Thông số kỹ thuật

 Điện áp sử dụng: 3.0~3.6VDC (thường cấp 3.3VDC, lưu ý quan trọng nếu cấp

 Dòng tiêu thụ: 30~60mA, trung bình 40mA

 Tốc độ Baudrate UART: 9600 x N (N từ 1~12), mặc định N=6 baudrate 57600,8,1.

 Sensor image size (pixel): 256 x 288 pixels

 Power-on delay (s):

Ngày đăng: 04/12/2024, 15:08

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w