Thiết kế và thi công quang báo

TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o Tp HCM, ngày 13 tháng năm 2018 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Đào Văn Đông MSSV: 14141067 Trương Hữu Thắng MSSV: 14141295 Chuyên ngành: Điện Tử Công Nghiệp Mã ngành: 141 Hệ đào tạo: Đại học quy Mã hệ: Khóa: 2014 Lớp: 14141DT2B I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG QUANG BÁO II NHIỆM VỤ Các số liệu ban đầu:  Tiến hành tìm kiếm tài liệu, thơng số kỹ thuật liên quan tới hệ thống quang báo  Tham khảo mơ hình thực tế, từ đề tài nghiên cứu trước  Tìm hiểu chọn module, ngoại vi thích hợp cho hệ thống Nội dung thực hiện:  Nội dung 1: Nghiên cứu mơ hình thực tế, tìm giải pháp phù hợp với u cầy đặt tính tốn thông số cho hệ thống quang báo  Nội dung 2: Nghiên cứu phương pháp điều khiển Led ma trận, tính tốn, chọn lựa linh kiện phù hợp với yêu cầu đặt  Nội dung 3: Thiết kế sơ đồ hệ thống, sơ đồ nguyên lý, thiết kế mơ hình  Nội dung 4: Viết chương trình điều khiển hệ thống để đạt yêu cầu đặt  Nội dung 5: Lắp ráp mơ hình, chạy thử nghiệm sản phẩm  Nội dung 6: Viết báo cáo nội dung thực III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 06/03/2018 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 13/07/2018 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ThS Nguyễn Đình Phú BM ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o Tp HCM, ngày 13 tháng năm 2018 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Đào VănĐông Lớp: 14141DT2B MSSV:14141067 Họ tên sinh viên 2: Trương Hữu Thắng Lớp: 14141DT2B MSSV: 14141295 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG QUANG BÁO Nội dung Tuần/ngày - Gặp GVHD để phổ biến quy định: thực chọn đề tài, thống (19/3 – 25/3) tên đề tài, thời gian làm việc - Duyệt đề tài - Viết đề cương chi tiết - Tìm hiểu kiến thức liên quan tới thực đề tài - Tìm hiểu hệ thống quang báo thực tế (26/3 – 1/4) - Tìm hiểu nguyên lý hoạt động module LED - Tìm hiểu cách lập trình ứng dụng điện thoại, máy tính, cách thiết kế web server - Thiết kế sơ đồ khối cho sản phầm, giải thích vai trò chức (2/4 – 8/3) khối - Tính tốn, lựa chọn linh kiện cho khối (9/4 – 15/4) Thiết kế sơ đồ nguyên lý, cách bố trí linh kiện giải thích hoạt động mạch Xác nhận GVHD - Thiết kế, bố trí module LED, lắp đặt hình LED vào khung (16/4 – 22/4) đỡ - Thi công mạch, xây dụng mơ hình sản phẩm - Thi cơng mạch, xây dụng mơ hình sản phẩm (23/4 – 29/4) - Viết chương trình điều khiển - Lập trình ứng dụng windows, điện thoại - Lập trình thiết kế web server - Thi công mạch, xây dụng mơ hình sản phẩm (30/4 – 6/5) - Viết chương trình diều khiển - Viết chương trình, thiết kế web server - Lập trình ứng dụng windows, điện thoại - Thi cơng mạch, xây dụng mơ hình sản phẩm (7/5 – 13/5) - Viết chương trình điều khiển - Viết chương trình, thiết kế web server (14/4 – 20/5) - Lắp ghép mơ hình - Tiến hành chạy thử nghiệm, sửa lỗi chương trình điều khiển 10 (21/5 – 27/5) 11 (28/5 – 3/6) Hoàn thiện, kiểm tra theo dõi hoạt động mơ hình sản phẩm - sửa lỗi chương trình điều khiển - Hồn thiện, kiểm tra theo dõi hoạt động mơ hình sản phẩm - Viết báo cáo 12 (4/6 – 10/6) 13 (11/6 – 17/6) - Hoàn thiện sản phẩm - Viết báo cáo - Chỉnh sửa báo cáo lần cuối trước gửi cho GVHD 14 (18/6 – 24/6) 15 (25/6 – 1/7 ) Hoàn thiện báo cáo, gửi GVHD xem xét, góp ý - In báo cáo - Nộp báo cáo hoàn thiện GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CAM ĐOAN Đề tài cơng trình thân nhóm tự thực dựa vào số tài liệu trước hướng dẫn ThS.Nguyễn Đình Phú Các số liệu đề tài nhóm thu thập khơng chép từ tài liệu hay cơng trình khác Người thực đề tài: Trương Hữu Thắng Đào Văn Đông LỜI CẢM ƠN Sau thời gian thực hiện, nhóm may mắn hồn thành đề tài “THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG QUANG BÁO”, để đạt thành cố gắng thành viên nhóm có giúp đỡ gia đình, bạn bè, thầy khoa Điện – Điện Tử Nhóm thực xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: Thầy Nguyễn Đình Phú người trực tiếp hướng dẫn nhóm suốt q trình thực Cảm ơn Thầy giành thời gian quý báu để hướng dẫn nhóm, hỗ trợ thiết bị góp ý đưa hướng giải nhóm gặp khó khăn Bên cạnh đó, nhóm cảm ơn kiến thức mà thầy cô truyền đạt suốt năm học trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM để từ nhóm có sở để vận dụng hoàn thiện nên đồ án tốt nghiệp Cảm ơn gia đình, người thân ln động viên ln bên cạnh lúc khó khăn Xin gửi lời cảm ơn đến người bạn sinh viên khoa Điện-Điện tử đồng hành trình học tập, cố gắng, tạo động lực để nhóm để hồn thành tốt đề tài Xin trân trọng cảm ơn! Những người thực hiện: Trương Hữu Thắng Đào Văn Đông MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii LỜI CAM ĐOAN v LỜI CẢM ƠN vi MỤC LỤC vii LIỆT KÊ HÌNH VẼ xi LIỆT KÊ BẢNG xvi TÓM TẮT xvii CHƯƠNG TỔNG QUAN .1 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.4 GIỚI HẠN 1.5 BỐ CỤC .2 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT .6 2.1 PANEL LED RGB .6 2.1.1 Giới Thiệu 2.1.2 Nguyên Lý Hoạt Động .7 2.1.3 LED RGB 2.1.4 Cổng Kết Nối 2.1.5 Kết Nối Giữa Các Ic Trong Module Led RGB 11 2.2 IC 74HC245 13 2.3 IC 74HC138 14 2.3.1 Hoạt Động Của IC 74HC138 15 2.4 IC TLC5926 16 2.5 IC SSF4953 17 2.5.1 Giới Thiệu IC SSF4953 17 2.5.2 Nguyên Lý Hoạt Động .18 2.6 TÌM HIỂU KIT RASPBERRY PI .18 2.6.1 Giới Thiệu .18 2.6.2 Phần Cứng Raspberry Pi3 19 2.7 ARDUINO MEGA 2560 22 2.7.1 Giới Thiệu Arduino 22 2.7.2 Arduino Mega 2560 23 2.8 MODULE ESP-12E NODEMCU 23 2.8.1 Giới Thiệu Module Esp-12E Nodemcu 23 2.8.2 Cấu Tạo Module Esp-12E Nodemcu 24 2.9 CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM 24 2.10 THIẾT BỊ THỜI GIAN THỰC 26 2.10.1 Giới Thiệu Các Loại IC Thời Gian Thực 26 2.10.2 Module Thời Gian Thực DS1307 .29 2.11 MODULE SIM 900A .30 2.11.1 Giới Thiệu .30 2.12 MODULE BLUETOOTH 31 2.12.1 Giới Thiệu .31 2.13 CHUẨN GIAO TIẾP UART 33 2.13.1 Giới Thiệu Uart 33 2.13.2 Các Thông Số Uart 34 2.14 CHUẨN TRUYỀN I2C 35 2.14.1 Giới Thiệu I2C 35 2.15 CHUẨN GIAO TIẾP MỘT DÂY 36 2.15.1 Giới Thiệu .36 2.15.2 Nguyên Lý Hoạt Động .36 2.16 LÝ THUYẾT VỀ ẢNH 38 2.16.1 Điểm Ảnh 38 2.16.2 PIXEL FORMAT .39 2.16.3 FRAMEBUFFER .40 2.16.4 Mặt Phẳng Bit (Bit Plane) 42 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 43 3.1 GIỚI THIỆU .43 3.2 CÁC HỆ THỐNG MÀN HÌNH TRONG THỰC TẾ 43 3.3 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG .49 3.3.1 Thiết Kế Sơ Đồ Khối Hệ Thống .49 3.3.2 Tính Tốn Và Thiết Kế Mạch 50 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG 71 4.1 GIỚI THIỆU .71 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 71 4.2.1 Thi Công Bo Mạch 71 4.2.2 Lắp Ráp Và Kiểm Tra 75 4.3 ĐĨNG GĨI VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH 77 4.3.1 Đóng Gói Sản Phẩm 77 4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 79 4.4.1 Lưu Đồ Giải Thuật 79 4.4.2 Phần Mềm Lập Trình Vi Điều Khiển .91 4.4.3 Cài Đặt Hệ Điều Hành Cho Raspberry Pi3 98 4.5 LẬP TRÌNH MƠ PHỎNG .111 4.5.1 Một Số Hàm Trong Thư Viện Led Matrix .111 4.5.2 Chương Trình Hiển Thị Hình Ảnh 116 4.5.3 Chương Trình Con Đọc Ảnh 119 4.5.4 Chương Trình Con Nạp Ảnh Vào Canvas .120 4.4.5 Chương Trình Con Khởi Tạo Canvas 121 4.5.6 Chương Trình Con Hiển Thị Ảnh Ra Màn Hình Led 122 4.5.7 Chương Trình Hiển Thị Video .122 4.6 TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC .124 4.6.1 Tài Liệu Hướng Dẫn Sử Dụng .124 CHƯƠNG KẾT QUẢ, NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ 128 5.1 KẾT QUẢ .128 5.2 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 128 5.2.1 Giao Diện Web .128 5.2.2 Giao Diện App Windows .136 5.2.3 Giao Diện App Android 138 5.2.4 Kết Quả Mạch Thực Tế 141 5.3 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ 145 5.3.1 Nhận Xét Kết Quả Đạt Được 145 5.3.2 Đánh Giá Kết Quả 146 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 147 6.1 KẾT LUẬN 147 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 148 TÀI LIỆU THAM KHẢO 149 PHỤ LỤC .150 ... CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN VÀ THI T KẾ 43 3.1 GIỚI THI U .43 3.2 CÁC HỆ THỐNG MÀN HÌNH TRONG THỰC TẾ 43 3.3 TÍNH TỐN VÀ THI T KẾ HỆ THỐNG .49 3.3.1 Thi t Kế Sơ Đồ Khối Hệ Thống... Tính Tốn Và Thi t Kế Mạch 50 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG 71 4.1 GIỚI THI U .71 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 71 4.2.1 Thi Công Bo Mạch 71 4.2.2 Lắp Ráp Và Kiểm... Chương 3: Thi t Kế xây dựng hệ thống Chương thi t kế sơ đồ khối hệ thống, giải thích chức khối, lựa chọn linh kiện, tính tốn thi t kế mạch điều khiển, khối nguồn, khối hiển thị, thi t kế website,