ĐIỀU KHIỂN XE TỪ XA BẰNG ĐIỆN THOẠI SỬ DỤNG ARDUINO

Hệ thống điều khiển thiết bị bằng Bluetooth là một hệ thống gồm nhiều thiết bị kết nối với nhau khi hoạt động. Ngày nay có nhiều thiết Bluetooth được sử dụng với mục đích học tập , nghiên cứu và ứng dụng trong cuộc sống. Để tạo được một điều khiển thiết bị thông qua Bluetooth ta cần cần phải ghép các khối mạch điện với những chức năng khác nhau như: khối nguồn, khối tạo xung, khối xử lý, khối hiển thị,…

1 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO 10 11 12 13 14 15 16 ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ 17 18 19 20 21 ĐIỀU KHIỂN XE TỪ XA QUA ĐIỆN THOẠI BẰNG SÓNG BLUETOOTH 22 23 24 25 26 27 28 29 SVTH: Đoàn Thanh Danh MSSV: 14141437 Khố: 14 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật Điện tử, Truyền thơng GVHD: Phan Vân Hồn 30 31 32 33 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2017 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** -2 Tp Hồ Chí Minh, ngày - tháng - năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Họ tên sinh viên: Đoàn Thanh Danh MSSV:14141437 Ngành:Công Nghệ Kỹ Thuật Điện tử, Truyền Lớp: 14141CLDT2 thơng Giảng viên hướng dẫn: Phan Vân Hồn ĐT: 01678.85.85.89 Ngày nhận đề tài: …./…./2017 Ngày nộp đề tài: …/…./2017 Tên đề tài: Điều khiển xe từ xa qua điện thoại sóng Bluetooth Các số liệu, tài liệu ban đầu: Kiến thức môn Mạch điện, Điện tử bản, Điện tử thông tin, Vi xử lý, Kỹ thuật số Nội dung thực đề tài: • • • • • Tìm hiểu đề tài Thiết kế hệ thống lựa chọn linh kiện Mô mạch test board Chỉnh sửa thi công mạch Viết báo cáo Sản phẩm: Xe điều khiển điện thoại GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký & ghi rõ họ tên) CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Đoàn Thanh Danh MSSV: 14141437 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện tử, Truyền thông Tên đề tài: Điều khiển xe từ xa qua điện thoại sóng Bluetooth Họ tên Giáo viên hướng dẫn: Phan Vân Hoàn 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: .) 25 26 27 28 Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Họ tên Sinh viên: Đoàn Thanh Danh MSSV: 14141437 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện tử, Truyền thông Tên đề tài: Điều khiển xe từ xa qua điện thoại sóng Bluetooth Họ tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: 10 Đề nghị cho bảo vệ hay không? 11 Đánh giá loại: 12 Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) 2 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT UART: Universal Asynchronous Receiver – Transmitter DC: Direct current ,điện áp chiều LED: Light Emitting Diode 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật Arduino Bảng 2.2 Chức chân L298 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Sơ đồ kết nối UART Hình 2.2 Arduino Uno R3 Hình 2.3 Sơ đồ chân Arduino Uno R3 Hình 2.4 Logo Bluetooth Hình 2.5 Sơ đồ chân HC-05 Hình 2.6 Module L298 Hình 2.7 Sơ đồ chân L298 Hình 2.8 Sơ đồ kết nối L298 Hình 2.9 Động giảm tốc V1 10 Hình 2.10 PIN 11 Hình 3.1 Sơ đồ khối 12 Hình 3.2 Khối xử lý trung tâm 13 Hình 3.3 Sơ đồ kết nối HC-05 với Arduino 14 Hình 3.4 Sơ đồ kết nối Arduino với L298 động 15 Hình 3.5 Sơ đồ mạch nguyên lý hệ thống 16 Hình 3.6 Giao diện phần mềm Arduino(IDE) 17 Hình 3.7 Tạo file 18 Hình 3.8 Lưu tên file 19 Hình 3.9 Màn hình chương trình 20 Hình 3.10 Màn hình thơng báo kết biên dịch thành cơng 21 Hình 3.11 Tạo fiel cho App 22 Hình 3.12 Giao diện thiết kế App Hình 3.13 Giao diện điều khiển điện thoại Hình 3.14 Chương trình viết App Inventor Hình 4.1 Sản phẩm hoàn thành 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33  Sơ đồ kết nối HC-05 với khối xử lý trung tâm Hình 3.3 Sơ đồ kết nối HC-05 với Arduino 3.2.4 Khối công suất IC L298 IC tích hợp nguyên khối gồm mạch cầu H bên Với điện áp làm tăng công suất nhỏ động DC loại vừa… • chân INPUT: IN1, IN2, IN3, IN4 nối với chân 5, 7, 10, 12 L298 Đây chân nhận tín hiệu điều khiển 10 11 12 • chân OUTUT: OUT1, OUT2, OUT3, OUT4 (tương ứng với chân INPUT) nối với chân 2, 3,13,14 L298 Các chân nối với động 13 14 15 • Hai chân ENA ENB dùng để điều khiển mạch cầu H L298 Nếu mức logic “1” (nối với nguồn 5V) cho phép mạch cầu H hoạt động, mức logic “0” mạch cầu H khơng hoạt động 16 Những lưu ý sử dụng L298: 17 - Khi ENA = 0: Động không quay với đầu vào 18 - Khi ENA = 1: 19 • INT1 = 1; INT2 = 0: Động quay thuận 20 • INT1 = 0; INT2 = 1: Động quay nghịch 2 • INT1 = INT2: Động dùng tức - Với ENB tương tự với INT3, INT4 Kết nối khối công suất với khối xử lý trung tâm: Hình 3.4 Sơ đồ kết nối Arduino với L298 hai động 3.3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống Hình 3.5 Mạch kết nối phần cứng 3.4 Thiết kế phần mềm 3.3.1Phần mềm sử dụng  Phần mềm lập trình Arduino Sử dụng phần mềm Arduino(IDE) Hướng dẫn sử dụng phần mềm Arduino(IDE) Bước 1: Nên tạo thư mục để lưu chương trình lập trình cho arduino 10 Bước 2: Khởi tạo chương trình Arduino (IDE), lúc giao diện xuất hình 2-10 2 10 Hình 3.6 Giao diện phần mềm Arduino (IDE) Bước 3: Tiến hành chọn biểu tượng open, chọn mục “File” chọn “Save” hình 2-15: Hình 3.7 Tạo File Hình 3.8 Lưu tên file Chọn thư mục để lưu file nguồn đánh tên file hình 3.3.2 Bước 4: Sau điều chỉnh xong tiến hành biên soạn chương trình chớp tắt đơn giản hình 3.3.3: Hình 3.9 Màn hình chương trình Ngơn ngữ lập trình Arduino phân biệt chữ hoa chữ thường Tiến hành biên dịch cách chọn “Verify” Sau biên dịch xuất sổ thông báo kết biên dịch hình 3.3.4 10 Hình 3.10 Màn hình thơng báo kết biên dịch thành công 11  Phần mềm viết App 12 Sử dụng phần mềm Mit App Inventor 13 Hướng dẫn sử dụng phần : 14 15 16 Bước 1: Truy cập vào trang viết App online: http://ai2.appinventor.mit.edu đăng nhập địa Gmail để viết App lưu vơ Gmail Bước 2: Chọn Project -> New Project nhập tên muốn lưu App hình 3.4.5 Hình 3.11 Tạo file cho App Bước 3: Sau tạo file xong ta thực thiết kế giao diện cho App thực kéo thả công cụ vào giao diện hình thiết kế hình 3.4.6 Hình 3.12 Giao diện thiết kế App Bước 4: sau thiết kế giao diện xong chọn Block bên góc phải hình để viết code cho App Bước 5: Biên dịch chương trình cách chọn Buid -> chọn file xuất có apk 3.3.2 Lưu đồ giải thuật  Lưu đồ giải thuật Arduino Đầu tiên khai báo biến sử dụng sau thiết lập chân sử dụng cho Arduino kiểm tra kết nối Bluetooth, ký tự truyền vào “F, B, R, L,S” cho động điều khiển xe chạy theo hướng thẳng, lùi, qua phải, qua trái, dừng  Lưu đồ giải thuật App Inventor 10 11 12 13 Đầu tiên dò tìm kết nối Bluetooth cho điện thoại, sau kết nối thành cơng nhấn phím, nhấn phím truyền ký tự qua cổng Serial Bluetooth tớ để điều khiển động  Thiết kế giao diện sử dụng điện thoại Hình 3.13 Giao diện điện thoại Hình 3.14 Chương trình viết App Inventor 2 Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THỰC NGHIỆM 4.1 Kết 10 11 12 13 Sau thực đề tài “ Thiết kế xe điều khiển từ xa điện thoại qua song Bluetooth ” đề tài hồn thành nội dung sau: Về Arduino: − Nắm kết cấu phần cứng Arduino − Tìm hiểu tổng quát lập trình cho Arduino − Tìm hiểu giao tiếp Arduino với module Bluetooth Về sản phẩm sau thiết kế: 14 − Cơ hoạt động ổn định điều khiển không dây điện thoại 15 16 thơng qua sóng Bluetooth − Sản phẩm nhỏ gọn dễ dàng sử dụng 10 11 4.2 Thực nghiệm  Cách hoạt động : Trên xe thiết nút điều khiển ON OFF điều khiển xe ta bật ON kết nối Bluetooth với điện thoại , sau kết nối xong điều khiển xe giao diện thiết kế App Inventor  Thực nghiệm mạch trình bày hình 4.2, 4.3, 4.4 ngồi có video clip em đăng https://www.youtube.com/ với đường link sau: https://www.youtube.com/channel/UCbYgBuGeGj54undr2lvhEdw Hình 4.1 Sản phẩm hồn thành Chương 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận Sau khoảng thời gian nghiên cứu tìm hiểu tài liệu chun mơn, tài liệu tiếng anh, nghiên cứu tài liệu Internet, đồ án anh chị trước với giúp đỡ tận tình giáo viên hướng dẫn Ths Phan Vân Hoàn , chúng em đạt kết mong muốn : 10 11 − Nắm bắt hệ thống phần cứng Board Arduino kết nối − Tìm hiểu ngơn ngữ lập trình Arduino ứng dụng lên Board Arduino − Thiết kế xe điều khiển điện thoại qua sóng Bluetooth, xe hoạt động tương đối ổn định 12 Hạn chế: 13 − Nguồn tài liệu chủ yếu từ nước ngồi nên số ý chưa hoàn toàn hiểu 14 15 rõ, hiểu sâu − Hoạt động xe tương đối đơn giản, chưa có tính lạ 16 5.2 Hướng phát triển 17 Sau hoàn thành đề tài, nhóm thực muốn xem phần kiến thức 18 để bạn có đam mê cơng nghệ Lập Arduino, sinh viên khóa sau 19 phát triển đề tài theo hướng rộng hơn, sâu hơn: 20 21 22 23 24 25 − Tiếp tục phát triển ứng dụng từ đến nâng cao Board Arduino − Có thể chọn khối xử lý cao Raspberry Pi… − Thiết kế xe tự tránh vật cản tích hợp thêm cánh tay Robot, định vị toàn cầu GPS, 26 27 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách tham khảo Nguyễn Đình Phú,“Giáo trình vi xử lý II”,Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, năm 2007 Website tham khảo Kênh tự học lập trình app Inventor “https://youtu.be/Z_cuGEdsXDA? list=PL3CDwa_M1BZzWQL0-YowcynwIrcVckMtv” www.arduino.org www.arduino.vn www.congdongarduino.com 10 www.tinhte.vnn 11 www.hdvietnam.com 12 www.dientuvietnam.net 13 www.wikipedia.org 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 PHỤ LỤC o Code chương trình viết CCS o Ghi char t void setup() - Khai báo biến kiểu chuỗi - Chương trình - Khai báo chân sử dụng { pinMode(2,OUTPUT); pinMode(3,OUTPUT); pinMode(4,OUTPUT; pinMode(5,OUTPUT); Serial.begin(9600); - Thiết lập dải tần mở cổng Serial Chương trình } void loop() { if(Serial.available()){ - Kiểm tra chuỗi truyền vào - Đọc ký tự truyền vào xuất tên ký t Cổng Serial t = Serial.read(); Serial.println(t); } Nếu ký tự truyền vào ‘F’ thì: - Điều khiển xe thẳng if(t == 'F'){ digitalWrite(5,HIGH); digitalWrite(4,LOW); digitalWrite(3,HIGH); digitalWrite(2,LOW); } else if(t == 'B' {digitalWrite(5,LOW); Nếu ký tự truyền vào ‘B’ điều khiển xe lùi digitalWrite(4,HIGH); digitalWrite(3,LOW); digitalWrite(2,HIGH);} else if(t == 'R'){ Nếu ký tự truyền vào ‘R’ điều khiển Phải digitalWrite(5,LOW); digitalWrite(4,LOW); digitalWrite(3,HIGH); Nếu ký tự truyền vào ‘L’ điều khiển Trái digitalWrite(2,LOW);} else if(t == 'L'){ digitalWrite(5,HIGH); digitalWrite(4,LOW); digitalWrite(3,LOW); digitalWrite(2,LOW);} else if(t == 'S'){ digitalWrite(5,LOW); digitalWrite(4,LOW); digitalWrite(3,LOW); digitalWrite(2,LOW);} delay(100); } Nếu ký tự truyền vào ‘S’ cho xe dừn ... biết điện tử em định thực đề tài: Điều khiển xe từ xa qua điện thoại sóng Bluetooth sử dụng board Arduino UNO R3 với mục đích tìm hiểu Arduino linh kiện điện tử khác giúp em nâng cao kiến thức điện. .. lệnh điều khiển cho xe chạy mạch cầu H điều khiển cho động hoạt 12 động 13 3.1.3.14 15 16  Khối động cơ: Điều khiển xe chạy Hoạt động hệ thống App thiết kế sử dụng điện thoại Android có tác dụng. .. liệu điện thoại khối xử lý trung tâm  Khối xử lý trung tâm: Nhận tín hiệu điều khiển từ điện thoại để điều khiển mạch cầu H 10  Khối công suất: dùng mạch cầu H-L298 kết nối với Arduino, Arduino