Đề tài ứng dụng công nghệ Bluetooth phổ biến trên nhiều thiết bị, đặc biệt điểm mới của đề tài so với các sản phẩm hiện có là điều khiển thông qua hệ điều hành Android giúp tận dụng những thiết bị sử dụng hệ điều hành Android có sẵn của người dùng giúp giảm giá thành sản phẩm.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG VIỆT - HÀN KHOA KỸ THUẬT MÁY TÍNH VÀ ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỪ XA DÙNG MODULE BLUETOOTH HC05 VÀ ARDUINO UNO R3 TĨM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VÀ TRUYỀN THÔNG Sinh viên thực : Hồ Văn Tươi Mã sinh viên : K12C08248 Giảng viên hướng dẫn : TS Dương Hữu Ái Khóa đào tạo : 2018 - 2021 Đà Nẵng - 01/2021 LỜI MỞ ĐẦU Ngày ,xã hội phát triển mạnh mẽ, kỹ thuật ngày đại nên nhu cầu trao đối thơng tin giải trí, nhu cầu điều khiển thiết bị từ xa, ngày cao Và hệ thống dây cáp phức tạp lại đáp ứng nhu cầu này, khu vực chật hẹp, nơi xa xôi, phương tiện vận chuyển, Vì cơng nghệ khơng dây đời phát triển mạnh mẽ ,tạo nhiều thuận lợi cho người đời sống hắng ngày Trong năm gần công nghệ truyền nhận liệu khơng dây có bước phát triển mạnh mẽ, góp cơng lớn việc phát triển hệ thống điều khiển,giám sát từ xa, đặc biệt hệ thống thơng minh Hiện nay, có nhiều cơng nghệ không truyền nhận liệu không dây RF, Wifi, Bluetooth,NFC, Trong đó, Bluetooth cơng nghệ phát triển từ lâu cải tiến đề nâng cao tốc đô nhu khả bảo mât Trên thị trường Việt Nam chưa có nhập từ nước ngồi vói giá thành cao Việc nghiên cứu thiết kế sản phẩm điều khiền thiết bị khơng dây có ý nghĩa lớn, giúp tang them lựa chọn cho người sử dụng , sản phẩm sản xuất nước nên giá thành rẻ góp phần phát triển hệ thống điều khiển thơng minh Do ,em định thực đề tài :”Thiết kế mạch điều khiển thiết bị điện từ xa dung remol bluetooth HC 05 Arduino uno r3”.Đề tài ứng dụng công nghệ Bluetooth phổ biến nhiều thiết bị, đặc biệt điểm đề tài so với sản phẩm có điều khiển thông qua hệ điều hành Android giúp tận dụng thiết bị sử dụng hệ điều hành Android có sẵn người dùng giúp giảm giá thành sản phẩm Ngồi với hình hiển thị lớn điện thoại cho phép hiển thị nhiều thông tin CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hiện điện thoại thông minh ngày phổ biển, hệ điều hành Android xây dựng phát triển liên tục với chia sẻ mã nguồn mở, việc sử dụng Smartphone để điều khiển , giám sát thiết bị xu hướng Em định thực đề tài :“THIẾT KỀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỪ XA DÙNG REMOT BLUETOOT HC- 05 VÀ ARDUINO R3” 1.2 MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIỆN CỨU Em nghiên cứu hệ điều hành Android,cách thức giao tiếp,điều khiển thu thập liệu từ thiết bị qua Bluetooth Từ em xây dựng phần mềm điều khiển chạy điện thoại Android Em thiết kế phần cứng điều khiển điều khiển tam thiết bị điện 220VAC khác nhau.các module kết hợp với để mở rộng đối tượng điều khiến Kết mang lại đề tài hệ thống hồn thiện gồm phần mềm phần cứng sử dụng hộ gia đình phịng nghiên cứu 1.3 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU Sau tìm hiểu thông tin đề tài,cùng với hiểu biết sẵn có tìm kiếm thơng tin liên quan, em xác định đối tượng phạm vị cần nghiên cứu là: Công nghệ Bluetooth: khái niệm Bluetooth, đặc điểm công nghệ Bluetooth, liên kết vật lý công nghệ Bluetooth,các chế độ kết nối, cách thức hoạt động Nghiên cứu Module Bluetooth HC-05: thong số kỹ thuật ,nguyên lý hoạt động module HC- 05 Hệ điều hành Android : kiến trúc hệ điều hành Android, chu kỳ hoạt động dụng chạy hệ điều hành Android,phần mềm hỗ trợ lập trình Android Studio, ngơn ngữ lập trình Java,viết phần mềm ứng dụng Module Arduino Uno R3 :thiết kế hệ thống sử dụng để giao tiếp module Bluetooth,điều khiển thiết bị 1.4 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ Tìm hiểu nguyên tắc thu phát hồng ngoại Giới thiệu linh kiện dung mạch Tính tốn thiết kế: Mơ mạch dung phần mềm Proteus 8.1 Thi công mạch CHƢƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.1 SƠ ĐỒ KHỐI Thiết kế hệ thống điều khiển gồm điều khiển với ngõ công suất ứng dụng Control Light điện thoại thông minh tảng Android.Ứng dụng Control light kết nối với điều khiển thơng qua Bluetooth đề điều khiển thiết bị.Ngồi ra, khơng kết nối với điện thoại có điều khiển thiết bị điều khiển.Cụ thể sau: Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống 2.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG Khi bật thiết bị Khi click vào button phần mềm android gửi gói tin (chứa lệnh mở thiết bị thông qua thiết bị Bluetooth điện thoại đến Module HC – 05 Lúc Module Bluetooth HC – 05 nhận gói tin truyền module Arduino để đưa tin hiệu đóng relay Khi tắt thiết bị Khi click lần vào button phần mềm android sẻ gửi gói tin (chứa lệnh đóng thiết bị điện tử) thông qua thiết bị Bluetooth điện thoại đến Module Bluetooth HC – 05 Lúc Module Bluetooth HC-05 nhận gói tin truyền module Arduino để đứa tín hiệu mở relay 2.3 CÁC CHỨC NĂNG CỦA TỪNG KHỐI (HOẶC MODULE) TRONG HỆ THỐNG: 2.3.1 Khối nguồn 2.3.2 Khối module Bluetooth: 2.3.3 Khối ngõ /đèn báo/rơ-le 2.3.4 Khối xử lí trung tâm 2.3.5 Khối điều khiển thiết bị 2.4 LỰA CHỌN LINH KIỆN 2.4.1 Module Arduino Uno R3 2.4.2 Module Bluetooth HC05 Bluetooth chuẩn truyền thông không dây để trao đối liệu khoảng cách ngắn Chuẩn truyền thông sử dụng sóng radio ngắn (UHF radio) dài tần số ISM (2.4 tới 2.485 GHz) Khoảng cách truyền module vào khoảng 15m Hình 2.7 Module Bluetooth HC05 2.4.3 Module nguồn LM2596 Sử dung mạch chuyển đổi nguồn DC – DC Sử dụng mạch điện tử hạ điện áp cao xuống điện áp thấp Hình 2.8 Module nguồn LM2596 2.4.4 IC ULN 2803 ULN 2803 vi mạch đệm,bản chất cấu tạo mảng darlington chịu dòng điện lớn điện áp cao, có chưa cặp transitor NPN ghép darlington cực góp hờ với cực phát chung Mỗi kênh ULN 2803 có diode chặn sử dụng trường hợp tài có tính cảm ứng, ví dụ relay ULN 2803 có khả điều khiển kênh riêng biệt, nối trực tiếp với vi điều khiển 5V Bên cạnh đó, kênh ULN 2803 chịu dòng điện lớn thời gian dài lên tới 500mA với biên độ đình lên tới 600mA Hình 2.9 IC ULN 2803 2.4.5 Rơ – le Rơ –le cơng tắc điều khiển từ xa đơn giản, dùng dòng nhỏ để điều khiển dòng lớn dùng bảo vệ cơng tắc nên xem thiết bị bảo vệ Hình 2.1 Rơ-le chân 2.4.6 Điện trở: Giá trị điện trở đặc trưng cho khả cản trở dòng điện điện trở dòng điện trở Yêu cầu đổi với giá trị điện trở thay đổi theo nhiệt độ, độ ẩm thời gian,…Điên trở dẫn điện tốt giá trị nhỏ ngược lại Hình 2.2 Điện trở CHƢƠNG III: XÂY DỰNG HỆ THỐNG 3.1 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG: Với đố án thiết kế mạch điện tử với đề tài “Thiết Kế Mạch Điều Khiển Thiết Bị Điện Từ Xa Dùng Bluetooth HC05 Và Arduino R3”, việc thiết kế phần cứng mạch hệ thống cụ thể chia làm khối bản: Khối nguồn Khối module Bluetooth Khối xử lí Khối rơ-le chấp hành khối điều khiển 3.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý 3.3 MẠCH IN Hình 3.2 Mạch in 3.4 MẠCH 3D: Hình 3.3 Mạch 3D 3.5 THIẾT KẾ PHẦN MỀM 3.5.1 Thiết kế giao diện điều khiển Android: 3.5.1.1 Hƣớng dẫn sử dụng với App Inventor 3.5.1.2 Xây dựng ứng dụng điều khiển thiết bị điện qua Bluetoooth: 3.5.2 Mô tả phần mềm nạp chƣơng trình cho Arduino Uno R3: 3.6 HỒN THÀNH MẠCH VÀ MƠ HÌNH 3.6.1 Mạch đồ án Hình 3.7 Mạch hồn thành 3.6.2 Mơ hình đồ án Hình 3.8 Mơ hình đồ án 10 CHƢƠNG IV : KẾT QUẢ VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN Qua thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em thực hồn thành lý thuyết lẫn thi cơng Với đề tài giúp cho em thực học nhiều điều bổ ích nắm vững lý thuyết điện tử, vi xử lý Trong thời gian làm đề tài, với hạn chế tài liệu địi hỏi em phải cố gắng tìm tịi nhiệt tình cơng việc nghiên cứu cuối đề tài hồn thành cách trọn vẹn Đó kết thời gian dài nỗ lực em nhóm hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn Thầy Dương Hữu Ái với giúp đỡ bạn bè nên đề tài hoàn thành thời hạn Em thực nhiệm vụ đồ án:”Thiết Kế Điều Khiển Thiết Bị Điện Từ Xa Dùng Module Bluetooth HC05 Và Arduino Uno R3”, thi cơng mơ hình lập trình điều khiển ON/OFF tải Đề tài em có tính sau: Điều khiển bật tắt thiết bị Bluetooth HC 05 Khi không muốn tay thu công thi tắt bất đen điện thoại thông minh Do thời gian nghiên cứu khả lập trình cịn hạn hẹp nên đề tài chưa thể có tính cao như: mật hệ thống thay đổi từ bàn phím… Ƣu điểm: Giao diện Android đẹp, dễ dàng cài đặt hầu hết điện thoại máy tính bảng chạy android Tốc độ xử lý nhanh Nhƣợc điểm: Cự ly truyền liệu điện thoại module Bluetooth hạn chế Do chất lượng linh kiện không đàm bảo thông số 11 Datasheet nên có số lỗi nhỏ thời gian chưa hoạt động xác cơng suất khơng đảm bảo Sản phẩm chưa thử nghiệm với thời dài với nhiều môi trường khác nên chưa đánh giả xác độ ổn định 12 ... HỆ THỐNG 3.1 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG: Với đố án thiết kế mạch điện tử với đề tài ? ?Thiết Kế Mạch Điều Khiển Thiết Bị Điện Từ Xa Dùng Bluetooth HC05 Và Arduino R3? ??, việc thiết kế phần cứng mạch hệ thống... thống điều khiển thơng minh Do ,em định thực đề tài :? ?Thiết kế mạch điều khiển thiết bị điện từ xa dung remol bluetooth HC 05 Arduino uno r3? ??.Đề tài ứng dụng công nghệ Bluetooth phổ biến nhiều thiết. .. Khiển Thiết Bị Điện Từ Xa Dùng Module Bluetooth HC05 Và Arduino Uno R3? ??, thi cơng mơ hình lập trình điều khiển ON/OFF tải Đề tài em có tính sau: Điều khiển bật tắt thiết bị Bluetooth HC 05