ÐIỀU KHIỂN THIẾT bị QUA BLUETOOTH DÙNG PIC ...................................... ÐIỀU KHIỂN THIẾT bị QUA BLUETOOTH DÙNG PIC ...................................... ÐIỀU KHIỂN THIẾT bị QUA BLUETOOTH DÙNG PIC ...................................... ÐIỀU KHIỂN THIẾT bị QUA BLUETOOTH DÙNG PIC ...................................... ÐIỀU KHIỂN THIẾT bị QUA BLUETOOTH DÙNG PIC ...................................... ÐIỀU KHIỂN THIẾT bị QUA BLUETOOTH DÙNG PIC ......................................
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA BLUETOOTH MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ HÌNH 2-1: SƠ ĐỒ CHÂN CỦA PIC16F877A HÌNH 2-2: ADAPTER .6 HÌNH 2-3: LCD 16X2 .7 HÌNH 2-4: SƠ ĐỒ CÁC CHÂN LM324 HÌNH 2-5: SƠ ĐỒ IC 7805 .10 HÌNH 2-6: TỤ HĨA 11 HÌNH 2-7: TỤ GỐM 11 HÌNH 2-8: ĐIỆN TRỞ .12 HÌNH 2-9: DIODE 12 HÌNH 2-10: LED ĐƠN 13 HÌNH 2-11: CẢM BIẾN LM-35 .13 HÌNH 2-12: ĐỘNG CƠ SERVO SG90 14 HÌNH 2-13: CẤU TRÚC CHÂN VÀ XUNG HOẠT ĐỘNG LM35 14 HÌNH 3-1: SƠ ĐỒ KHỐI 17 HÌNH 3-2: KHỐI MẠCH NGUYÊN LÝ NGUỒN 18 HÌNH 3-3: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MẠCH .18 HÌNH 3-4: SƠ ĐỒ LAYOUT CỦA MẠCH 18 HÌNH 3-5: MẠCH THỰC TẾ 19 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CB Cảm Biến EEPROM Electrically Erasable Programable Read-Only Memory LED Light Emitting Diode LCD Liquid Crystal Display IC Intergated Circuit RAM Random Access Memory PIC Programable Intelligent Computer PWM Pulse Width Modulation R Resistor RF Radio Frequency RS Register Select Rx Receiver SCL Serial Clock SDA Serial Data SPI Serial Peripheral Interface SS Slave Select Tx Transmiter TWI Two Wire Interface TTL Transistor-Transistor Logic USB Universal Serial Bus VCC Voltage Common Collector ĐỒ ÁN Trang 7/23 CHƯƠNG TỔNG QUAN MẠCH ĐIỂU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG BLUETOOTH 1.1 Giới thiệu đề tài Thời đại kĩ thuật công nghệ ngày phát triển, người nhận thêm tiện ích từ thành tựu Vì ln cần tiện lợi nhanh chống việc điều khiển thiết bị Do thiết bị điều khiển bluetooth đời giúp ta tiết kiệm thời gian công việc điều khiển thiết bị sống hàng ngày 1.2 Mục tiêu đề tài Các giao tiếp không dây phổ biến linh hoạt Bluetooth cho phép thiết bị kết nối dễ dàng trao đổi liệu khoảng cách ngắn đơn giản Cho phép việc kết nối không dây với thiết bị điện, điện tử trở nên tiện lợi hiệu Kết hợp yếu tố trên, xây dựng hệ thống điều khiển thiết bị điện gia dụng Smartphone thơng qua giao tiếp Bluetooth ứng dụng mang tính thực tế hiệu quả, tiện lợi cao để hướng tới sống tiện nghi, đại Điều khiển thiết bị qua bluetooth ĐỒ ÁN Trang 8/23 1.3 Nội dung đề tài -Nội dung: Sử dụng phần mềm điều khiển Smartphone, ưu điểm thiết bị Smartphone tích hợp cơng nghệ Bluetooth app điều khiển dễ thiết lập triện điện thoại, người dùng dễ dàng kết nối với mạch để điều khiển Việc điều khiển trở lên thuận tiện tiết kiệm chi phí so với làm điều khiển, ứng dụng có chức truyền,nhận liệu qua Bluetooth để điều khiển Sử dụng Module Bluetooth để truyền nhận liệu với Smartphone việc truyền nhận điều khiển vi điều khiển Vi điều khiển dùng PIC16F877A, vi điều khiển có hai nhiệm vụ chính: xử lý liệu điều khiển kích đóng ngắt để điều khiển thiết bị điện -Yêu cầu cần hướng đến đề tài: +Ứng dụng điều khiển điện thoại phải kết nối nhanh với mạch điều khiển,chính xác an tồn +Hệ thống mạch phần cứng vi xử lý có độ ổn định, bền, nhỏ gọn điều khiển cách xác thiết bị điện thao tác Smartphone +Hạn chế tối đa nhiễu sử dụng với thiết bị điện khác nhau, đặc biệt thiết bị nhiễu từ trường cao +Khoảng cách điều khiển điện thoại mạch điều khiển bảo đảm hợp lý khoảng cách 100m +Giá thành phải phù hợp cho hệ thống ổn định có tính ứng dụng thực tiễn cao 1.4 Hướng nghiên cứu tìm hiểu Tìm hiểu tài liệu cơng trình nghiên cứu trước cấu trúc vi điều khiển PIC nguyên lí HC-05 LCD dùng hiển thị thông số nhiệt độ qua cảm Điều khiển thiết bị qua bluetooth ĐỒ ÁN Trang 9/23 biến Sau xây dựng sở lý thuyết đề tài tiến hành thử nghiệm kiểm tra hoạt động thiết bị linh kiện có Các bước tiến hành nghiên cứu sở tảng lý thuyết vấn đề nghiên cứu, tiến hành thiết kế chương trình điều khiển mạch điều khiển theo yêu cầu đặt Cuối thử nghiệm mơ hình thực nghiệm để đưa kết luận CHƯƠNG GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN PIC VÀ CÁC LINH KIỆN LIÊN QUAN 2.1 Giới thiệu vi điều khiển Vi điều khiển hệ thống nhúng khép kín với thiết bị ngoại vi, xử lí, nhớ Ngày nay, phần lớn hệ thống nhúng vi điều khiển lập trình dùng để ứng dụng thiết bị điện tử tiêu dùng, gồm điện thoại, máy móc, xe hơi, thiết bị ngoại vi, đồ dùng điện lạnh gia đình Do vậy, vi điều khiển gọi điều khiển nhúng 2.1.1 Khái quát vi điều khiển PIC16F877A -Vi điều khiển thuộc họ PIC16Fxxx tập lệnh gồm có 35 lệnh có độ dài 14 bit Mỗi lệnh thực thi chu kì xung clock -Tốc độ hoạt động tối đa 20Mhz với chu kì lệnh 200ns -Bộ nhớ chương trình: 8Kx14 bit, nhớ liệu: 368x8 byte RAM, nhớ liệu EEPROM có dung lượng: 256x8 byte PORT In/Out với 33 PIN I/O -Các đặc tính ngoại vi bao gồm khối chức sau: +Timer Bộ đếm với bit: chia tần số bit +Timer Bộ đếm với 16 bit: chia tần số dùng thực chức đếm dựa vào xung clock ngoại vi vi điều khiển hoạt động chế độ sleep Điều khiển thiết bị qua bluetooth ĐỒ ÁN Trang 10/23 +Timer với Bộ đếm bit: chia tần số, postcaler +Hai so sánh/Capture/ PCM +Các chuẩn giao tiếp nối tiếp UART: bit địa +Chuẩn giao tiếp nối tiếp: SPI, SSP I2C +Có cổng giao tiếp song song PSP với chân điều khiển: WR, RD, CS ngoại vi -Về đặc tính Analog có kênh chuyển đổi ADC 10 bit có hai so sánh -Có khả tự động nạp chương trình điều khiển từ phần mềm có nạp chương trình mạch điện ICSP 2.1.2 Chức chân PIC16F877A Hình 2-1: Sơ đồ chân PIC16F887A CHÂN NGUỒN -Chân 11, 32: chân VDD (+5V) -Chân 12, 31: chân VSS (0V) CHÂN RESET Điều khiển thiết bị qua bluetooth ĐỒ ÁN Trang 15/23 2.4 Module HC-05: -Module bluetooth HC05 master/slave dùng để kết nối Serial thiết bị sóng bluetooth Điểm đặc biệt module bluetooth HC-05 module hoạt động chế độ: MASTER SLAVE + Ở chê độ SLAVE: bạn cần thiết lập kết nối từ smartphone, laptop, usb bluetooth để dò tìm module sau pair với mã PIN 1234 Sau pair thành cơng, bạn có cổng serial từ xa hoạt động baud rate 9600 + Ở chế độ MASTER: module tự động dò tìm thiết bị bluetooth khác (1 module bluetooth HC-06, usb bluetooth, bluetooth laptop ) tiến hành pair chủ động mà khơng cần thiết lập từ máy tính smartphone -Module bluetooth HC-05 điều khiển tập lệnh AT để thực tác vụ mong muốn Để bluetooth module chuyển từ chế độ thông thường qua điều khiển AT, ta có cách sau: + Cấp nguồn cho module bluetooth (Vcc Gnd) đồng thời cấp mức điện áp cao (=Vcc) cho chân KEY module bluetooth Khi giao tiếp tập lệnh AT với module cổng Serial (Tx Rx) với baud rate 38400 (khuyên dùng) + Cấp nguồn cho module bluetooth trước, sau cấp mức điện áp cao cho chân KEY module bluetooth Lúc bạn giao tiếp với module tập lệnh AT với baud rate 9600 Sau pair thành công với thiết bị bluetooth khác, đèn module bluetooth HC05 nhấp nháy chậm cho thấy kết nối Serial thiết lập Nguồn cung cấp cho module bluetooth nguồn từ 3.6V đến 6V Quá áp gây cháy module Ngồi module tương thích với vi điều khiển 5V mà không cần chuyển đổi mức giao tiếp 5V 3.3V nhiều loại module bluetooth khác Điều khiển thiết bị qua bluetooth ĐỒ ÁN Trang 16/23 VCC GND TX RX 5V GND RX TX Bảng 2-2: Nối dây bluetooth module vi điều khiển 2.5 IC ổn định áp 7805 Họ 78xx họ IC dùng để ổn điện áp dương đầu Tùy thuộc vào loại IC 78xx mà ổn áp đầu mong muốn IC 7805 ngõ 5V Hình 2-5: Sơ đồ IC 7805 Gồm có chân -Chân (VIN): chân cấp nguồn ngõ vào -Chân (GND): chân nối đất -Chân (VOUT): chân cho ngõ đầu 2.6 Tụ điện Tụ điện loại linh kiện có khả tích điện cho điện qua Tụ điện cách điện với dòng điện DC cho dòng điện AC qua Tụ điện chia làm loại: có phân cực không phân cực Điều khiển thiết bị qua bluetooth ĐỒ ÁN Trang 17/23 2.6.1 Tụ hóa Tụ hóa tụ phân cực có phần cực âm dương, tụ hóa có trị số lớn tụ khác, có giá trị dao động từ 0,47uF đến khoảng 4.700uF, tụ hóa thường sử dụng mạch có tần số thấp dùng để lọc nguồn, tụ hóa ln có hình dạng trụ Hình 2-6 Tụ hóa 2.6.2 Tụ gốm Là loại tụ khơng có cực có điện dung nhỏ từ 0,47uF trở xuống, tụ thường sử dụng mạch điện có tần số cao mạch lọc nhiễu Hình 2-7 Tụ gốm Điều khiển thiết bị qua bluetooth ĐỒ ÁN Trang 18/23 2.7 Điện trở Là linh kiện sử dụng rộng rãi để hạn chế cho dòng điện qua R =ρℓ/S ρ :điện trở suất vật liệu S :thiết diện dây ℓ :chiều dài dây Hình 2-8: điện trở R=U/I Trong đó: U : hiệu điện hai đầu vật dẫn điện, đo vơn (V) I : cường độ dòng điện qua vật dẫn điện, đo ampe (A) R : điện trở vật dẫn điện, đo Ohm (Ω) 2.8 DIODE Có lớp bán dẫn P-N Dòng diện qua từ Anot sang Katot áp hai chân phân cực thuận VP>VN phân cực ngược VP