Đồ án nhập môn kỹ thuật Đề tài xe Điều khiển bằng bluetooth tự xác Định hạn chế va chạm

Nắm bắt được tình thể, nhóm chúng em đã có ý tưởng về một loại xe có thê tự động xác định và hạn chế va chạm và chúng em đã bắt tay thực hiện một đồ án quy mô nhỏ với mục đích tương lai

DAI HOC QUOC GIA TP HO CHI MINH TRUONG DAI HOC BACH KHOA TPHCM KHOA KY THUAT GIAO THONG NHAP MON KY THUAT

DO AN NHAP MON KY THUAT

DE TAI: XE DIEU KHIEN BANG BLUETOOTH

TU XAC DINH HAN CHE VA CHAM

K231_ LOP L04_ NHOM 08

GV BO MON: NGUYEN VUONG CHI

Tp.HCM, ngay 20 thang 12 nam 2023

WE ah

DANH SÁCH THÀNH VIÊN

STT Ho va tén MSSV Ghi chú

1 | Nguyén Huynh Tan Phat | 2312586 Hoan thanh nhiém vu

2 Hoàng Nguyên Vũ 2313951 Hoàn thành nhiệm vụ

4 Nguyễn Phi Hùng 2311296 Hoàn thành nhiệm vụ

5 Nguyễn Thành Công | 2314045 Hoàn thành nhiệm vụ

BÁO CÁO KÉT QUÁ LÀM VIỆC NHÓM

Phát Long Vũ Hùng Công

Lên ý tưởng

Tìm thông tin

Tổng hợp

Mua vật dụng

Làm poster

Làm báo cáo

MỤC LỤC

DANH SÁCH THÀNH VIÊN

BÁO CÁO KÉT QUÁ LÀM VIỆC NHÓM

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

PHAN I: CHU DE DUQC GIAO VA LEN Y TUONG THIET KE

1 Chủ đề được giao

2 Ý tưởng ban đầu

3 Mục tiêu hướng tới

PHAN II THIET KE SAN PHAM

1 Cau tạo

2 Giới thiệu về thiết bị được dùng

2.1 L298 Motor Driver 2.2 Arduino Nano 2.3 HC-SRO4 Sonic Sensors 2.4 HC 05 Bluetooth Module 2.5 DC motor

PHAN III QUY TRINH THUC HIEN

1 Viét doan code cho mach arduino nano

1.1 Các hàm được dùng để viết code 1.2 Đoạn code được lập trình

2 Nạp code cho mạch điều khiển arduino

3 Do dat tạo khung xe và nối lắp các thiết bị

4 Tải ứng dụng điều khiến về điện thoại

5 Kiểm tra sản phẩm

PHẢN IV NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

PHAN V KET LUẬN

1 Phuong an cai tién

2 Ý tưởng liên kết với sản phẩm

3 Tông kết

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, thế giới ngày một phát triển một cách chóng mặt, kéo theo những thứ xung quanh ta đêu được nâng cấp cũng như cải tiễn Nhưng bên cạnh đó những vấn đề mới cũng liên tục kéo đến Và vấn đề tai nạn giao thông là một vấn đề đang được nhiều người quan tâm và đang là một câu hỏi nan giải

Theo thống kê số lượng người tử vong vì tai nạn giao thông luôn chiếm tỉ lệ cao nhất và ngày một tăng qua hãng năm Nắm bắt được tình thể, nhóm chúng em đã có ý tưởng về một loại xe có thê tự động xác định và hạn chế va chạm và chúng em đã bắt tay thực hiện một đồ án quy mô nhỏ với mục đích tương lai có thé 4 áp dụng vào thực tế

và hạn chế tai nạn va chạm giao thông

Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến giảng viên hướng dan — Thay Nguyễn Vương Chí đã dẫn dắt và tâm huyết truyền đạt những kiến thức, kĩ năng cho bọn em trong thời gian học hỏi và làm việc vừa qua Nhập môn kĩ thuật là môn học thú

vị và có tính thực tế cao, qua đề tài lần này giúp nhóm chúng em tiếp thu được một lượng kiến thức không hề nhỏ Chúng em đã cô găng hết sức đề hoàn thành bài báo cáo một cách chỉn chu nhất Nếu có sai sót, kính mong thầy xem xét và góp ý để đồ án kỹ thuật của chúng em được hoàn thiện và tốt hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

PHAN I: CHU DE ĐƯỢC GIAO VÀ LÊN Ý TƯỞNG THIẾT KÉ

1 Chủ đề được giao

- Các tiện nghi trong sinh hoạt, đời sống

- Thiết bị liên quan đên các phương tiện giao thông

- Với yêu câu: Thông minh hoặc chuyên động được

2.Ý tưởng ban đầu

Một trong những câu hỏi xuất hiện rất nhiều trong quá trình tìm và phát triển ý tưởng khi nhóm bàn làm việc là vấn đề an toàn khi tham gia giao thông Không biết bắt đầu từ đâu, nên chúng em đã đặt câu hỏi, vấn đề quan trọng nhất khi tham gia giao thông

và của bất cứ việc khác là gì? Và sự an toàn là câu trả lời mà nhóm đồng tình nhất Bất cứ trong lĩnh vực nào thì sự an toàn luôn là ưu tiên hàng dau, va thé la mảnh ghép đầu tiên đã được hình thành Nhóm bắt đầu tìm hiệu về những đề tài va cudi cing

đã quyết định làm một mô hình thu mỏ đơn giản về một chiếc xe có thê điều khiển nhưng khi gặp vật cản thì xe sẽ dừng lại, hạn chế tối đa va chạm và đảm bảo được an toàn cho người lái cũng như mọi người xung quanh

3 Mục tiêu hướng tới

Tuy từ một mô hình đơn giản nhưng đây là nền móng đề chung em thực hiện những

dự án tiếp theo Cũng mong muôn ý tưởng về tự động xác định hạn chế va chạm này sẽ được phát triển và áp dụng lên khong những các phương tiện giao thông hiện nay mà còn áp dụng rộng rãi vào đời sống Mong muốn một thế giới an toàn và một tương lai không có tai nạn giao thông

PHAN II THIET KE SAN PHAM

1 Cau tao

-Các thiết bị được dùng dé thiết kế chế tạo:

Số lượng Tên thiết bị Giá thành

xl Arduino nano 90.000d

xl HC 05 Bluetooth Module 170.000d

xl L298 Motor Driver 30.000d

x2 DC Motor có nỗi san bánh xe 20.000đ

x3 HC SR04 SonIc Sensors 20.000đ

xl Mach cấp nguồn breadboard V2 20.000d

xl Giấy fomex khô A4 20.000đ

Bang 1: số lượng, tên thiết bị và giá thành từng thiết bị

2 Giới thiệu về thiết bị được dùng

2.1 L298 Motor Driver

Module diéu khién động cơ L298N có IC điều khiển động cơ L298, Bộ điều chỉnh điện áp 7§M05, điện trở, tụ điện, LED nguồn, jumper 5V tích hợp

Bộ điều chỉnh điện áp 78M05 chỉ được bật khi đặt jumper Khi nguồn điện nhỏ hơn hoặc bằng 12V thì mạch bên trong sẽ được cấp nguồn bởi bộ điều chỉnh điện áp và chân 5V có thể sử dụng như một chân dau ra dé cap nguồn cho vi

điều khiển Không nên đặt jumper khi nguồn điện lớn hơn 12V và chân 5V phải

được cấp riêng bằng nguồn 5V cho mạch bên trong

Chân ENA & ENB là chân điều khiển tốc độ cho Dong co A va Động cơ

B trong khi INI & IN2 va IN3 & IN4 la chân điều khiên hướng quay cho Động

co A va Dong co B

Hình 1: Sơ đồ mạch bên trong của module điều khiển động cơ L298N

2.2 Arduino Nano

Arduino Nano là một board vi điều khiển nhỏ gọn và thân thiện với breadbborad, dựa trên vi điều khiển Atmega328P Nó là một trong những board Arduino phô biến nhất, được sử dụng rọng rãi trong các dự án nhờ kích thước nhỏ đễ sử dụng và giá thành thấp Arduino Nano có l4 ngõ vào/ra digital Các chân làm việc với điện áp tối đa là 5V Mỗi chân có thê cung cấp hoặc nhận dòng điện 40mA và có điện trở kéo lên khoảng 20-50kO Các chân có thể được sử dụng làm đầu vào hoặc đầu ra, sử dụng các hàm pinMode (), digitalWrite () va digitalRead ()

Hình 2: Arduino Nano

2.3 HC-SR04 Sonic Sensors

HC-SR04 là cảm biến siêu âm chủ yếu được sử dụng để xác định khoảng cách của đôi tượng mục tiêu Nó đo khoảng cách chính xác băng công nghệ không tiếp xúc, tức là không có tiêp xúc vật lý giữa cảm biên và vật thê

Hình 3: HC-SR04 Somic Sensors

Module thu phát Bluetooth HC-05 dùng để thiết lập kết nối Serial giữa 2 thiết bị bang sóng bluetooth Điểm đặc biệt của module bluetooth HC-05 là module có thê hoạt động được ở 2 chế độ: MASTER hoặc SLAVE

° cần thiết lập kết nối từ smartphone, laptop, usb bluetooth để do tim module sau đó pair với mã PIN là 1234 Sau khi pair thành công, sẽ có 1 cổng serial từ xa hoạt động ở baud rate 9600

° module sẽ tự động dò tìm thiết bị bluetooth khác (1 module bluetooth

bluetooth, bluetooth của laptop ) và tiến hành pair chủ động mà không cân thiệt lập gì từ máy tính hoặc smartphone

Hình 4: HC 05 Bluetooth Module 2.5 DC motor

Déng co DC(Direct Current Motors) hay con goi la déng cơ một chiều được sử dụng và ứng dụng trong dòng điện một chiều Động cơ DC còn được coi

là máy điện chuyên đối năng lượng điện thành năng lượng cơ học

cv

Hình 5: motor có lắp sẵn bánh xe

PHẢN III QUY TRÌNH THỰC HIỆN

1 Viết đoạn code cho mạch arduino nano

1.1 Các hàm được dùng để viết code

Khi viết code cho mạch đề điều chỉnh các cảm biến và thiết bị yêu cầu t phải năm các kiên thức cơ bản về lập trinh C/C++

dưới đây là ý nghĩ các hàm đã được tích hợp sẵn trong thư viện NewPing.h:

Tên hàm Cấu trúc Ý nghĩa

NewPing NewPing sonar(trig,echo,<khoang cách Tạo đối tượng cảm biến siêu sonar cm>); âm và câu hình đê đo khoảng

cách Serial.begin Serial.begin(<s6 bits trên giay>); Khởi tạo kết nối serial giúp

theo dõi thông tin debug và nhậ dữ liệu hoạt động pinMode pinMode(<chan két néi>, <Céng ra hoac Điều chỉnh chế độ của các

vào>); chân kêt nôi

Serial print Serial.print(“<chuỗi ký tự>”); In chuỗi kí tự ra màn hình

dưới dạng văn bản

Sonar.ping _

median

Sonar.ping median(interations); Gửi xung siêu âm từ cảm biến

sonar và đo thời gian nó trả về ping median(), Tham sé interations duoc truyén vao dé xác định số lượng đo lường thực hiện tính trung bình

analog Write analogWrite(<ENA hoặc ENB>, <tốc độ>); Điều khiến tốc độ của động cơ

bên trái(động cơ kết nối chân ENA) hoặc với bên phai(ENB)

digital Write degital Write(<chan 1n1 hoặc in? hoac in4>,

<LOW hoac HIGH>); Điều khiển hướng quay của

động cơ theo mức logic HIGH hoặc LOW

Bảng 2: bảng tên hàm, cấu trúc và ý nghĩa của các hàm được dùng đề lập trình

1.2 Đoạn code được lập trình

LG,

Serial begin

pinModei sel

pin#lode(echo2 , TNPUT) ;

pin#4ode(ENA ,OUTPUT) ;

pin#4ode(in1, OUTPUT);

1eftDistance pinMode(in4, OUTPUT)

te Sat delay(

loop()

leftDistance = read?ingL();

TC readPingM( ) ; right: ce = readPingR();

Serial.print Serial.print(leftDistance);

boolean goForward = ye NewPing sonari(trigi, echol, maxDistance) ler let ie ah NewPing sonar2(trig2, echo2, maxÐistance); Ser ets NewPing sonar3(trig3, echo3, maxÐistance); Seria1l.print1n(rightDistance) ; 1e£tDistanc DIS) readPingL() goForward

Stop(); 5 -

vì (Serial.available() sh

if

PIE S71 et) FH

val = Serial.read(

Serial.printin(val Seria1.print1n(*");

readPingM()

delay(19);

(duration/2)*

if(cm»=

Hình 6: đoạn code thực hiện lệnh kết nối chân arduino với chân thiết bị

2 Nạp code cho mạch điều khiển arduino

Ta thực hiện nôi dây kêt nỗi mimi USB giữa công máy tinh va mach arduino nano dé nạp đoạn code vừa việt cho mạch điều khiên

Hình 7: đầu kết nối mini USB giữa máy tinh va mach Arduino Nano

3 Do dat tao khung xe va nối lắp các thiết bị

Do dat va cat cắt giấy fomex phù hợp với kích thước thiết bị và động cơ đã lên ý tưởng trước đó:

Hình 8: đo đạt va cắt giấy fomex dán thành Hình 9: phần dưới của xe bluetooth

khung xe

-Ta nối các dây điện vào bản mạch theo đúng vị trí các chân đã được lập trình:

Hình 10: bản vẽ vị trí kết nối giữa chân thiết bị với mạch xử lí

và hình ảnh thực tế

Hình 11: xe sau khi hoàn thiện

4 Tải ứng dụng điều khiến về điện thoại

Tải phần mềm Arduino Bluetooth Robot Car vé dé diéu khiển xe qua bluetooth (ngoài phan mém nay vần có thê tải các phân mềm khác có san):

Arduino Bluetooth Robot Car -

Hình 12: Phần mềm trén Ch play

5 Kiểm tra sản phẩm

Thực hiện điều khiển xe băng điều khiển trên app xem xe có hoạt động đúng với lập trình không nêu không khớp ta thực hiện sửa chữa lại thiệt bị kiêm tra đên khi xe chạy đúng thì dừng

Arduino Bluetooth Robot Car

K

©

Hình 13: giao diện điều khiến trên phần mềm

PHẢN IV NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Quy trình thực hiện điều khiển xe Bluetooth được thực hiện bởi hai thành phan chính:

e Thiết bị điều khiến: chúng ta có thê sử dụng các thiết bị như điện thoại di động, máy tính bảng chạy hệ điều hành Android có kết nỗi Bluetooth đề làm thiết bị điều khiên

e Xe: mô hình xe điều khiển sẽ được chia nhỏ thành 3 phần bao gồm khối nhận lệnh,

khối điều khiển và khối thực thi

THIẾT BỊ ĐIÊU KHIỂN

khối nhận lệnh

khối điều khiển

khối thực thi

Hình 14: Sơ đồ thứ tự thực thi của các khối hoạt động trên xe

Chức năng các khối:

Khối nhận lệnh: sẽ sử dụng module thu phát Bluetooth để nhận tín hiệu điều khiến và truyền dữ liệu đến khối điều khiến

Khối điều khiển: sử dụng đề xử lý lệnh nhận được từ khối nhận lệnh, qua đó điều khiển các module khác theo yêu cầu Nếu thu được tín hiệu có vật cản phía trước,

sẽ cưỡng chế dừng thiết bị

Khối vận hành: khối này sẽ bao gồm module điều khiển, các motor giúp xe có thê chuyên động

PHAN V KET LUẬN

1 Phương án cải tiến

Đồ án là minh họa cho ý tưởng về xe thông minh tự phát hiện vật cản và điều khiển từ xa ta có thê cải tiễn sản phẩm băng cách tăng thêm tính năng hoặc thay đôi các module khác có chất lượng cao hơn vì những module đang sử dụng còn nhiều hạn chế

và khoảng cách và độ ổn định

2 Ý tưởng liên kết với sản phẩm

Tính năng tránh vật cản và điều khiển bằng bluetooth này theo nhóm chúng em còn

có khả năng đưa vào l mô hình vận chuyên hàng hóa tự động, băng cách lập trình cho xe tự động rẽ hướng tránh né vật cản

Một mô hình xe công cộng tự động hóa cũng là một ý tưởng nên xem xét và phát triên và trên thê giới đã có nhiêu nước đang phát triên vận hành mô hình này

3 Tổng kết

Nhóm đã hoàn thành báo cáo đồ án và hoàn thiện sản phẩm đúng yêu cầu chủ

đê được giao tuy sản phẩm vẫn còn nhiêu hạn chê, song đã khái quát được ý tưởng bạn đâu được đặt ra

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Video ché tao xe bluetooth

[2]Tham khảo thông tin về các thiết bị