Ngày nay với sự phát triển của xã hội cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, cho nên nhu cầu về thông tin trở nên thiết yếu đối với con người trong cuộc sống cũng như trong hoạt động sản xuất kinh doanh. Việc đưa thông tin quảng cáo đến với người tiêu dùng, đến với xã hội trở nên dễ dàng và nhanh chóng. Thông qua nhiều hình thức quảng cáo khác nhau mà các doanh nghiệp giới thiệu sản phẩm của mình đến mọi người. Trong nhiều hình thức đa dạng của thông tin quảng cáo như báo, đài, tivi, tờ rơi, áp phích thì việc dùng bảng thông tin điện tử là một cách đơn giản và hiệu quả để quảng cáo. Trong thực tế bắt gặp rất nhiều bảng thông tin như vậy. Khi đi vào một hiệu sách có thể biết được hiệu sách đó bán loại sách gì, giá cả ra sao là nhờ vào bảng đèn quang báo rất bắt mắt trước cửa hiệu. Hoặc khi vào sân bay, biết được giờ giấc các chuyến bay, các thông báo ngắn của phi trường, cũng là nhờ vào quang báo. Với mong muốn giới thiệu những ứng dụng cơ bản của Quang báo trong đời sống hiện đại. Đây là lý do tại sao em lựa chọn đề tài “ THIẾT KẾ XÂY DỰNG MẠCH QUANG BÁO SỬ DỤNG LED MA TRẬN 8X32 ĐIỀU KHIỂN BẰNG TIN NHẮN ĐIỆN THOẠI SMS ” Từ khóa: Quang báo điều khiển bằng SMS, LED ma trận điều khiển bằng tin nhắn.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Vũ Đức Sáng THIẾT KẾ XÂY DỰNG MẠCH QUANG BÁO SỬ DỤNG LED MA TRẬN 8X32 ĐIỀU KHIỂN BẰNG TIN NHẮN ĐIỆN THOẠI SMS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Điện tử viễn thơng HÀ NỘI - 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Vũ Đức Sáng THIẾT KẾ XÂY DỰNG MẠCH QUANG BÁO SỬ DỤNG LED MA TRẬN 8X32 ĐIỀU KHIỂN BẰNG TIN NHẮN ĐIỆN THOẠI SMS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Điện tử viễn thông Cán hướng dẫn: Th.S Nguyễn Công Nam HÀ NỘI - 2018 TĨM TẮT Tóm tắt: Ngày với phát triển xã hội với phát triển khoa học kỹ thuật, nhu cầu thông tin trở nên thiết yếu người sống hoạt động sản xuất kinh doanh Việc đưa thông tin quảng cáo đến với người tiêu dùng, đến với xã hội trở nên dễ dàng nhanh chóng Thơng qua nhiều hình thức quảng cáo khác mà doanh nghiệp giới thiệu sản phẩm đến người Trong nhiều hình thức đa dạng thơng tin quảng cáo báo, đài, tivi, tờ rơi, áp phích việc dùng bảng thông tin điện tử cách đơn giản hiệu để quảng cáo Trong thực tế bắt gặp nhiều bảng thông tin Khi vào hiệu sách biết hiệu sách bán loại sách gì, giá nhờ vào bảng đèn quang báo bắt mắt trước cửa hiệu Hoặc vào sân bay, biết giấc chuyến bay, thông báo ngắn phi trường, nhờ vào quang báo Với mong muốn giới thiệu ứng dụng Quang báo đời sống đại Đây lý em lựa chọn đề tài “ THIẾT KẾ XÂY DỰNG MẠCH QUANG BÁO SỬ DỤNG LED MA TRẬN 8X32 ĐIỀU KHIỂN BẰNG TIN NHẮN ĐIỆN THOẠI SMS ” Từ khóa: Quang báo điều khiển SMS, LED ma trận điều khiển tin nhắn Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Xác nhận GVHD LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế xây dựng mạch quang báo sử dụng led ma trận 8x32 điểu khiển tin nhắn điện thoại sms ” cơng trình riêng em, khơng chép người khác Mọi trích dẫn, tài liệu sử dụng đồ án ghi rõ phần tài liệu tham khảo Nếu không nêu trên, em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm đề tài Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Sinh viên Vũ Đức Sáng MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan đề tài quang báo 1.2 Ứng dụng mạch quang báo 1.3 Ưu điểm khuyết điểm đề tài .2 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC LINH KIỆN TRONG MẠCH 2.1 Giới thiệu GSM 2.1.1 Đặc điểm hệ thống GSM .6 2.1.2 2.2 Các dịch vụ hệ thống GSM Giới thiệu quang báo 2.2.1 Hệ thống quang báo dùng LED 2.2.2 Hệ thống quang báo dùng LED đơn 10 2.2.3 Hệ thống quang báo dùng LCD 11 2.2.4 Hệ thống quang báo dùng LED ma trận 11 2.2.4.1 Nguyên tắc làm sáng đèn bảng led .12 2.3 Giới thiệu Moudule sim 900A 15 2.3.1 Tổng quan Module sim 900A 15 2.3.2 Đặc điểm module sim 900a 15 2.4 Giớ thiệu Board mạch vi xử lý Arduino Uno R3 19 2.4.1 Giới thiệu Chung Arduino .19 2.4.2 Chức bo mạch Arduino 20 2.4.3 Chuẩn giao tiếp .21 2.4.4 Tìm hiểu Arduino IDE .22 2.4.5 Bo mạch Arduino Uno R3 23 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MẠCH QUANG BÁO SỬ DỤNG MA TRẬN LED 8X32 ĐIỀU KHIỂN BẰNG TIN NHẮN SMS .27 3.1 Sơ đồ khối mạch 27 3.1.1 Chức khối 27 3.1.2 Sơ đồ kết nối 28 3.2 Sơ đồ nguyên lý 29 3.2.1 Nguyên lý hoạt động mạch .29 3.2.2 Các bước vẽ sơ đồ nguyên lý Altium .29 3.3 Sơ đồ mạch in 32 3.4 Chương trình .33 3.4.1 Cách nạp chương trình cho Arduino Uno Code lấy mẫu Arduino IDE có sẵn .33 3.4.2 Lưu đồ thuật toán .40 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI .41 4.1 Kết luận .41 4.2 Hướng phát triển đề tài .41 PHỤ LỤC 42 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Các kí hiệu hệ thống GSM Bảng 2.2 Chân board mạch Arduino Uno 24 Bảng 2.3 Thông số Arduino Uno R3 25 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Cấu trúc hệ thống GSM .5 Hình 2.2 Phân cấp cấu trúc địa lí mạng GSM Hình 2.3 Cấu trúc tin nhắn Hình 2.4 LED 10 Hình 2.5 LED đơn 11 Hình 2.6 LCD 11 Hình 2.7 LED ma trận 8x32 .12 Hình 2.8 Quá trình quét cột led 13 Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý ma trận LED 8x8 14 Hình 2.10 Module Sim 900a .15 Hình 2.11 Các thành phần Module sim 900A 17 Hình 2.12 Giao diện Arduino IDE 22 Hình 2.13 Board mạch Arduino Uno R3 23 Hình 3.1 Sơ đồ khối mạch 27 Hình 3.2 Kết nối Arduino Uno R3 Module Sim 900a 28 Hình 3.3 Kết nối Arduino Uno R3 Led ma trận 8x32 28 Hình 3.4 Thêm file schematic file PCB .30 Hình 3.5 Thêm thư viện linh kiện .31 Hình 3.6 Linh kiện lấy thư viện riêng 31 Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý mạch 32 Hình 3.8 Sơ đồ mạch in 33 Hình 3.9 Kết nối Arduino Uno với máy tính qua cáp USB .34 Hình 3.10 Hình ảnh cửa sổ run kết nối Arduino máy tính 34 Hình 3.11 Cửa sổ Device Manager kết nối Arduino với máy tính 35 Hình 3.12 Cổng kết nối cổng COM3 35 Hình 3.13 cửa sổ khỏi động Arduino IDE 36 Hình 3.14 Hình ảnh sổ chọn Arduino Uno 36 Hình 3.15 Cửa sổ chọn cổng Arduino kết nối với máy tính .37 Hình 3.16 Cửa sổ xác nhận cổng COM Arduino IDE 37 Hình 3.17 Cửa sổ chọn AVR ISP 37 Hình 3.18 Cửa sổ chọn Blink 38 Hình 3.19 Cửa sổ Blink 38 Hình 3.20 Hình ảnh uploading thành cơng .39 Hình 3.21 Lưu đồ thuật toán mạch 40 BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên đầy đủ Nghĩa tiếng việt GSM Global System for Mobile Communication Hệ thống thơng tin di động tồn cầu ĐTDĐ cellular phone Điện thoại di động 3GPP 3rd Generation Partnership Project Dự án hợp tác hệ NSS Network Swtiching SubSystem Hệ thống chuyển mạng OMS Operation and Maintenance SubSystem Hệ thống vận hành bảo trì G-MSC Gateway - Mobile Service Switching Center Cổng - Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động ETSI European Teleccommunication Standards Institute Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu SMS Short Message Service Dịch vụ nhắn tin ngắn Hình 3.5 Thêm thư viện linh kiện Lấy linh kiện cần có mạch chống trộm xe máy thư viện Mở file schematic vừa tạo Project Chọn design -> Browse library (phím tắt D, B) để chọn linh kiện cần có mạch Hình 3.6 Linh kiện lấy thư viện riêng Đi dây cho linh kiện Chọn Place -> Wire (phím tắt P, W) để chọn chế độ dây trực tiếp Chọn Place -> Net Label (phim tắt P, N) để thay đổi tên cho dây 33 Để xóa dây, chọn vào dây ấn phím Delete Hình 3.7 Sơ đồ ngun lý mạch 3.3 Sơ đồ mạch in Update mạch nguyên lý sang mạch in Chọn Design -> Update PCB Document PCB_FB.Pcb.Doc (phím tắt D, U) Chọn Validate Changes để kiểm tra Chọn Execute Changes để chuyển linh kiện sang file PCB Sắp xếp linh kiện phù hợp Đặt luật cho mạch cách chọn Designe -> Rules (phím tắt D,R) Đi dây cho linh kiện theo sơ đồ nguyên lý Ấn tổ hợp P,T để di chuyển dây tay Ấn Ctrl + Shift + Lăn chuột để chọn lớp dây Đóng lớp viền cho mạch (đi dây lớp Keep – Out Layer) cách chọn Place -> Line (phím tắt P,L) 34 Đổ đất cho mạch: Chọn Place -> Polygol Pour (phím tắt P,G) Hình 3.8 Sơ đồ mạch in 3.4 Chương trình 3.4.1 Cách nạp chương trình cho Arduino Uno Code lấy mẫu Arduino IDE có sẵn Trước tiên cần cài đặt Arduino IDE Arduino driver lên máy tính Để nạp cần ba thứ sau: Arduino IDE, mạch Arduino Uno R3, dây cáp USB đầu Type A-B 35 Bước 1: kết nối Arduino Uno R3 vào máy tính Hình 3.9 Kết nối Arduino Uno với máy tính qua cáp USB Bước 2: tìm cổng kết nối Arduino Uno R3 với máy tính Khi Arduino Uno R3 kết nối với máy tính, sử dụng cổng COM (Communication – cổng liệu ảo) để máy tính board mạch truyển tải liệu qua lại thơng qua cổng Windows quản lý đến 256 cổng COM Để tìm cổng COM sử dụng cần mở chức Device Manager Windows Mở cửa sổ Run gõ lệnh mmc devmgmt.msc Hình 3.10 Hình ảnh cửa sổ run kết nối Arduino máy tính Sau ấn Enter, sổ Device Manager xuất 36 Hình 3.11 Cửa sổ Device Manager kết nối Arduino với máy tính Mở mục Ports (COM & LPT), thấy cổng COM Arduino Uno R3 kết nối Hình 3.12 Cổng kết nối cổng COM3 Thông thường, lần kết nối tiếp theo, Windows sử dụng lại cổng COM3 để kết nối nên không cần thực thêm thao tác tìm cổng COM Bước 3: khởi động Arduino IDE 37 Hình 3.13 cửa sổ khỏi động Arduino IDE Bước 4: cấu hình phiên làm việc cho Arduino IDE Vào Menu tools -> Board -> chọn Arduino Uno\ Hình 3.14 Hình ảnh sổ chọn Arduino Uno Vào menu Tools -> Serial Port -> chọn cổng Arduino kết nối với máy tính Ở máy COM3 38 Hình 3.15 Cửa sổ chọn cổng Arduino kết nối với máy tính Xác nhận cổng COM Arduino IDE góc bên phải cửa sổ làm việc Hình 3.16 Cửa sổ xác nhận cổng COM Arduino IDE Vào menu tool -> Programmer -> chọn AVR ISP Hình 3.17 Cửa sổ chọn AVR ISP Bước 5: mở nạp mã nguồn chương trình 39 Nạp chương trình mẫu cách vào menu File -> Example -> 0.1Basics -> chọn Blink Hình 3.18 Cửa sổ chọn Blink Khi mở thấy Arduino IDE mở cửa sổ chưa mã nguồn Blink Hình 3.19 Cửa sổ Blink Xong bấm tổ hợp phím Crl – U để nạp chương trình vào mạch Arduino, thấy dòng chữa done uploading nạp thành cơng 40 Hình 3.20 Hình ảnh uploading thành cơng 41 3.4.2 Lưu đồ thuật tốn Hình 3.21 Lưu đồ thuật toán mạch 42 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 4.1 Kết luận Qua trình học tập, nghiên cứu thực đồ án tốt nghiệp: “Thiết kế xây dựng mạch quang báo sử dụng LED ma trận 8x32 điều khiển tin nhắn SMS” em có số kết luận sau: Đồ án hoàn thành nội dung theo yêu cầu định làm đồ án tốt nghiệp 2018 giao Nghiên cứu mô đun LED ma trận, Board mạch vi sử lý Arduino Uno R3, Module Sim 900A, thiết kế bảng quang báo mơ đun LED ma trận có khích thước 8x32 thiết kế điều khiển LED ma trận hoạt động ổn định, giao tiếp tốt với Module sim qua tin nhắn SMS Đồ án tìm hiểu Arduino Uno R3, module sim 900a ,từ xây dựng giao diện giao tiếp Arduino Uno module sim 900a Cập nhật thay đổi nội dung hiển thị bảng LED Ma trận qua tin nhắn SMS Như vậy, so sánh với mục tiêu, yêu cầu cần đạt đồ án hoàn thành Sản phẩm hoàn thiện, hoạt động ổn định hiệu thực tiễn 4.2 Hướng phát triển đề tài Từ kiến thức kết đạt q trình thực đồ án em có hướng sau nhằm phát triển đề tài nâng cao hiệu LED ma trận Nghiên cứu phat triển để ghép nối nhiều module LED ma trận để hiển thị nhiều nội dung Nghiên cứu mơ đun LED ma trận đa sắc để tạo nhiều nội dung với màu sắc hiển thị khác nhau, tạo nhiều hiệu ứng bắt mắt Do thời gian thực giới hạn nên đồ án có nhiều phần bị hạn chế thiếu sót Rất mong có ý kiến đánh giá, góp ý q Thầy, Cơ để đồ án hồn thiện 43 PHỤ LỤC Chương trình cho Arduino connect Matrix #include #include #include int pinCS = 10; //ARDUINO CONNECT MAX_MATRIX7219 //CS - PIN10 //DIN - PIN11 //CLK - PIN13 int numberOfHorizontalDisplays = 1; int numberOfVerticalDisplays = 4; Max72xxPanel matrix = Max72xxPanel(pinCS, numberOfHorizontalDisplays, numberOfVerticalDisplays); // String tape = "xin chao Minh Vu"; String tape ="nhap data "; int wait = 100; int spacer = 1; int width = + spacer; void setup() { //delay(2000); Serial.begin(9600); matrix.setIntensity(1); 44 matrix.setRotation(3); } void loop() { if(Serial.available()>0) { String inputString=""; while (Serial.available()) { char inChar = (char)Serial.read(); inputString += inChar; } Serial.print(inputString); for(int a=40;a= && letter >= ) { if ( letter < tape.length() ) { matrix.drawChar(x, y, tape[letter], HIGH, LOW, 1); } letter ; x -= width; } matrix.write(); delay(wait); if(Serial.available()){delay(200);break;} } } 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO Dang mục website tham khảo [1] Tài liệu Arduino http://Arduino.vn [2] Tài liệu Moulde sim 900a http://arduino.vn/bai-viet/851-su-dung-module-sim900a-mini-voi-arduino-modulenhan-tin-voi-arduino [3] Tài liệu thiết kế vẽ mạch Altium https://www.slideshare.net/NgaiHoangVan/ti-liu-thit-k-mch-in-altium [4] Video hướng dẫn chi tiết học thiết kế altium https://www.youtube.com/watch?v=CtuWgh4lKrk&list=PLas01M5WGZvHBQ_iGAQjx_8wqqx5qFSb [5] Tự học nhanh Arduino cho người bắt đầu http://linhkientot.vn/wp-content/uploads/ebooks/Arduino%20cho%20nguoi%20moi %20bat%20dau.pdf 47 ... chọn đề tài “ THIẾT KẾ XÂY DỰNG MẠCH QUANG BÁO SỬ DỤNG LED MA TRẬN 8X32 ĐIỀU KHIỂN BẰNG TIN NHẮN ĐIỆN THOẠI SMS ” Từ khóa: Quang báo điều khiển SMS, LED ma trận điều khiển tin nhắn Hà Nội, ngày... CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Vũ Đức Sáng THIẾT KẾ XÂY DỰNG MẠCH QUANG BÁO SỬ DỤNG LED MA TRẬN 8X32 ĐIỀU KHIỂN BẰNG TIN NHẮN ĐIỆN THOẠI SMS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Điện tử viễn thơng... với đề tài: Thiết kế xây dựng mạch quang báo sử dụng led ma trận 8x32 điểu khiển tin nhắn điện thoại sms ” công trình riêng em, khơng chép người khác Mọi trích dẫn, tài liệu sử dụng đồ án ghi