Đang tải... (xem toàn văn)
KHÓA cửa tự ĐỘNG ..................................................................................KHÓA cửa tự ĐỘNG ..................................................................................KHÓA cửa tự ĐỘNG ..................................................................................KHÓA cửa tự ĐỘNG ..................................................................................KHÓA cửa tự ĐỘNG ..................................................................................KHÓA cửa tự ĐỘNG ..................................................................................KHÓA cửa tự ĐỘNG ..................................................................................
ĐỒ ÁN KHÓA CỬA TỰ ĐỘNG DÙNG RFID MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT RFID Radio Frequency Identification SPI Serial Peripheral Bus MISO Master Input / Slave Output MOSI Master Output / Slave Input SS Slave Select SCK Serial Clock I2C Inter-Integrated Circuit SDA Serial Data SCL Serial Clock UART Universal Asynchronous Receiver – Transmitter SRAM Static Random-Access Memory EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory ĐỒ ÁN Trang 6/14 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Đề tài “Khóa cửa tự động dùng RFID” Được sử dụng thay cho ổ khóa chìa khóa thông thường Giúp tăng tính bảo mật, tiện lợi có tính thẩm mỹ 1.2 Yêu cầu đề tài - Tìm hiểu RFID, vi điều khiển Thiết kế mạch khóa cửa tự động dùng RFID Thi công mạch (không dùng KIT có sẵn, trừ RFID reader) Vẽ sơ đồ khối Layout test mạch nguồn đầu (5V 3.3V) Layout test mạch ATmega328 Layout test mạch “Khóa cửa tử động dùng RFID” Thi công mạch nguồn, mạch ATmega328 mạch “Khóa cửa tự động dùng RFID” ĐỒ ÁN Trang 7/14 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.1 Sơ đồ khối hệ thống NGUỒN 3.3V DC Module RFID RC522 Gử Gửi mã thẻ i 5V DC Yêu cầu đọc thẻ Thẻ RFID Vi điều khiển ATmega328 CỬA Điều khiển Hình 2–1: Sơ đồ khối hệ thống Giải thích sơ đồ khối: - Khối nguồn cung cấp nguồn 5V DC cho vi điều khiển ATmega328 cung cấp nguồn 3.3V DC cho Module RFID RC522 - Vi điều khiển ATmega328 yêu cầu Module RFID RC522 đọc mã thẻ có thẻ quẹt vào Module - Module RFID RC522 nhận mã thẻ thông qua tín hiệu vô tuyến quẹt thẻ RFID vào Module sau gửi mã cho vi điều khiển ĐỒ ÁN Trang 8/14 - Vi điều khiển ATmega328 dựa vào mã thẻ để điều khiển cửa Cửa mở khóa mã thẻ với mã thẻ mà ta cho phép mở cửa.Và ngược lại, mã thẻ không với mã thẻ ta cho phép cửa không mở khóa Bảng 2–1: Linh kiện khối KHỐI Nguồn LINH KIỆN CHÍNH IC LM 7805, IC AMS 1117 RFID Module RFID RC522 Điều khiển ATmega328 2.2 Các linh kiện 2.2.1 IC LM7805 Hình 2–2: Sơ đồ chân LM7805 IC LM7805 dùng để điều chỉnh điện áp đầu ổn định điện áp 5V Với thông số kỹ thuật sau: [1] Áp vào lớn nhất: 25V Áp vào nhỏ nhất: 7V Dòng ra: 1.5A Nhiệt độ hoạt động tối đa: 125 độ C Nhiệt độ hoạt động nhỏ nhất: độ C Áp ngõ ra: 5V ĐỒ ÁN Trang 9/14 2.2.2 IC AMS1117 – 3.3V Hình 2–3: Sơ đồ chân AMS1117 IC AMS1117 – 3.3V dùng để điều chỉnh điện áp đầu ổn định điện áp 3.3V Với thông số kỹ thuật sau: - Áp vào lớn nhất: 12V Áp vào nhỏ nhất: 4.75V Dòng tối đa: 1A Dòng tối thiểu: 0A Nhiệt độ hoạt động tối đa: 125 độ C Nhiệt độ hoạt động nhỏ nhất: -40 độ C [2] 2.2.3 Module RFID RC522 Dùng để đọc ghi liệu cho thẻ RFID Với thông số kỹ thuật sau: - Kích cỡ: 40mm x 60mm Giao tiếp: sử dụng giao tiếp SPI với tốc độ tối đa 10Mbps Áp vào: 3.3V Dòng vào: 13-26mA Tần số: 13.56MHz Khoảng cách: - 66mm Giao tiếp SPI (Serial Peripheral Bus) cách truyền song công, giao tiếp gọi giao tiếp “4 dây” giao tiếp có đường giao tiếp chuẩn: MISO, MOSI, SS SCK Trong đó: - MISO (Master Input / Slave Output): Đưa liệu từ thiết bị SPI đến Arduino MOSI (Master Output / Slave Input): Đưa liệu từ Arduino đến thiết bị SPI SS (Slave Select): Chọn thiết bị SPI để giao tiếp ĐỒ ÁN Trang 10/14 - SCK (Serial Clock): Dòng tạo xung nhịp Arduino giúp gặp lỗi trình truyền [3] 2.2.4 ATmega328 Hình 2–4: Sơ đồ chân ATmega328 ATmega328 vi điều khiển bit thuộc họ MegaAVR ATmega328 dùng để xử lý tác vụ như: đo nhiệt độ, độ ẩm, điều khiển thiết bị qua Bluetooth, hiển thị LCD,… Với thông số kỹ thuật sau: - Áp vào: 1.8 – 5.5V Dòng tối đa chân: 30mA Nhiệt độ hoạt động: -40 đến 105 độ C Số chân Analog: chân Số chân Digital I/O: 14 chân Số chân Digital PWM: chân Bộ nhớ Flash: 32KB SRAM: 2KB ĐỒ ÁN Trang 11/14 - EEPROM: 2KB Các chân ATmega328: - Chân 1: Chân reset - Chân 2: Chân nhận liệu giao tiếp UART - Chân 3: Chân xuất liệu giao tiếp UART - Chân 4: Chân ngắt mức “0” - Chân 5: Chân ngắt mức “1” - Chân 6: Đầu vào xung đồng hồ - Chân chân 20: Chân nguồn 5V DC - Chân chân 22: Chân GND - Chân 9: Đầu vào xung đồng hồ Giao động xung đồng hồ - Chân 10: Đầu vào xung đồng hồ Giao động xung đồng hồ - Chân 11: Bộ đếm so sánh với đầu B - Chân 12: Bộ đếm so sánh với đầu A so sánh tín hiệu analog ngõ vào tích cực - Chân 13: So sánh tính hiệu analog ngõ vào không tích cực - Chân 14: Phân chia hệ thống xung đồng hồ ngõ - Chân 15: Bộ đếm so sánh với đầu A - Các chân 16, 17, 18, 19 chân SS, MOSI, MISO, SCK giao tiếp SPI - Chân 21: Tham chiếu tương tự chuyển đổi A/D - Chân 23 đến 28: Các chân analog Trong chân 27 chân 28 chân SDA SCL giao tiếp I2C [4] ĐỒ ÁN Trang 12/14 CHƯƠNG THIẾT KẾ CHI TIẾT 3.1 Mạch nguồn đầu (5V 3.3V) Hình 3–5: Schematic mạch nguồn đầu (5V 3.3V) Giải thích: - Trước ngõ vào Vin ta dùng biến áp để chuyển điện áp 220V AC thành điện áp 9V AC - Dòng điện 9V AC từ Vin qua cầu diode để chuyển thành dòng điện có điện áp 9V DC - Tiếp theo, mạch lọc lọc gợn xoay chiều sau chỉnh lưu để có nguồn DC phẳng - Dòng điện 9V DC sau lọc qua IC ổn áp 5V LM7805 cho nguồn 5V DC - Sau IC ổn áp 5V, dòng điện lọc nhiễu thành phần nhấp nhô lần nguồn 5V DC ổn định - Dòng điện 5V DC đưa qua IC ổn áp 3.3V AMS1117 dòng điện có điện áp 3.3V - Sau IC ổn áp 3.3V, dòng điện lọc nhiễu thành phần nhấp nhô lần nguồn 3.3V DC ổn định ĐỒ ÁN Trang 13/14 3.2 Mạch khóa cửa tự động dùng RFID Hình 3–6: Schematic mạch khóa cửa tự động dùng RFID Giải thích: - Vi xử lý ATmega328 lắp để hoạt động arduino - Các chân giao tiếp SPI nối từ ATmega328 tới Module RC522 để truyền nhận liệu - Chân Digital I/O lập trình thay đổi mức cao thấp thẻ từ mã cho phép quẹt vào module RC522, để làm tắt mở led (tương đương với khóa mở khóa cửa) ĐỒ ÁN Trang 14/14 CHƯƠNG THI CÔNG Yêu cầu thi công kết thi công tổng hợp bảng 4.1 Bảng 4–2: So sánh yêu cầu kết thi công Khối Nguồn Điều khiển Yêu cầu thi công Nguồn vào 220V AC Kết thi công Nguồn vào 220V AC Nguồn 5V DC Nguồn ngõ 5.1V DC 3.4V DC Nạp code sử dụng vi điều khiển ATmega328 Thi công thành công mạch sử dụng vi điều khiển ATmega328 nạp code sử dụng Arduino Dùng thẻ RFID với mã thẻ cho phép để bật/tắt led (tương đương với khóa/mở khóa cửa) Dùng thẻ RFID để khóa cửa RFID ĐỒ ÁN Trang 15/14 CHƯƠNG KẾT LUẬN - Thành đạt sau Đồ án này: sử dụng phần mềm Altium Designer vẽ Schematic, Layout mạch nguồn ngõ (5V DC 3.3V DC), mạch ATmega328 sử dụng Arduino mạch RFID Tìm hiểu lý thuyết, nguyên lý hoạt động linh kiện hệ thống hiểu hoạt động hệ thống “Khóa cửa tự động dùng RFID” - Từ đồ án này, phát triển trở thành hệ thống “Khóa cửa tự động thông minh” với tính dễ dàng ghi nhận thêm mã thẻ (nhập password trước nhận thêm mã thẻ mới) hay hệ thống “Điều khiển nhiều thiết bị RFID” để tăng bảo mật cho thiết bị - Sau đồ án 1, học cách sử dụng phần mềm Altium Designer (vẽ Schematic, Layout), hiểu thêm hoạt động số linh kiện điện tử, rèn luyện kỹ thi công mạch điện tử ĐỒ ÁN Trang 16/14 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Datasheet LM7805/www.alldatasheet.com [2] Datasheet AMS1117/www.alldatasheet.com [3] Datasheet RC522/www.alldatasheet.com [4] Datasheet ATmega328/www.alldatasheet.com ĐỒ ÁN Trang 17/14 PHỤ LỤC A ... khóa cửa tự động dùng RFID Thi công mạch (không dùng KIT có sẵn, trừ RFID reader) Vẽ sơ đồ khối Layout test mạch nguồn đầu (5V 3.3V) Layout test mạch ATmega328 Layout test mạch Khóa cửa tử động. .. ổn định ĐỒ ÁN Trang 13/14 3.2 Mạch khóa cửa tự động dùng RFID Hình 3–6: Schematic mạch khóa cửa tự động dùng RFID Giải thích: - Vi xử lý ATmega328 lắp để hoạt động arduino - Các chân giao tiếp... Schematic, Layout mạch nguồn ngõ (5V DC 3.3V DC), mạch ATmega328 sử dụng Arduino mạch RFID Tìm hiểu lý thuyết, nguyên lý hoạt động linh kiện hệ thống hiểu hoạt động hệ thống Khóa cửa tự động dùng RFID”