Chương 5 : THI CÔNG
5.2 Mơ hình vật lý
5.2.1 Hệ thống nhãn kệ điện tử
46
5.2.2 Nhãn kệ điện tử
Hình 5.2: Board mạch nhãn kệ điện tử
47
Hình 5.4: Nhãn kệ điện tử 5.3 Tài liệu hướng dẫn sử dụng thao tác 5.3 Tài liệu hướng dẫn sử dụng thao tác
Cách thay đổi nội dung hiển thị cho màn hình E-ink:
- Bước1: Đăng nhập tài khoản, mật khẩu vào trang web server sau đó chọn
48
Hình 5.5: Màn hình đăng nhập
- Bước 2: Nhấn scan for new slaves để tìm địa chỉ bluetooth các màn hình hiển thị giá, sau đó chọn details ở thiết bị cần thay đổi nội dung trên màn hình.
Hình 5.6: Danh sách địa chỉ các màn hình hiển thị giá
- Bước 3: Đặt tên cho thiết bị đã kết nối sau đó bấm vào Update slave name để lưu địa chỉ thiết bị. Bấm Display product Name để đưa nội
dung hiển thị ở Product name ra màn hình thiết bị, bấm Display product price để đưa nội dung hiển thị ở Product price ra màn hình
hiển thị. Khi không cấp nguồn cho màn hình trong thời gian dài thì nội dung trên màn hình sẽ bị nhạt dần, bấm Refeshdisplay để nội dung hiển thị được làm mới như lúc mới nạp.
49
Hình 5.7: Các thao tác thực hiện với màn hình E-ink
Hướng dẫn cách gửi hình ảnh qua màn hinh E-ink.
- Bước 1: Mở phần mềm Img2Lcd
- Bước 2: Chuẩn bị hình có kích thước là 296x128 có đi jpg
- Bước 3: Tick vô MSB First
- Bước 4 :Bấm save với đuôi ‘.h’
- Bước 5 :Copy code trong file vừa nhận được vào chương trình chính để hiện thị ra màn hình.
50
Hình 5.8: Giao diện phần mềm lấy frame cho hình ảnh muốn hiển thị 5.4 Thực nghiệm trên thực tế 5.4 Thực nghiệm trên thực tế
Trong quá trình vận hành hệ thống ở khơng gian ít vật cản , nhóm đã ghi nhận và tổng hợp lại kết quả đạt được của hệ thống như sau:
Công việc Khoảng cách truyền Số lần thao tác Số lần thành công Thời gian đáp ứng Đánh giá Kêt nối gateway với nhãn kệ 1m – 5m 50 49 < 1 giây Đạt 5m – 10m 50 49 < 1 giây Đạt 10m – 15m 50 40 1 giây Đạt
Trên 15m 50 20 2 giây Không Đạt
Cập nhật nội dung trên nhãn kệ điện tử qua 1m – 5m 50 49 1 giây Đạt 5m – 10m 50 49 1 giây Đạt 10m – 15m 50 40 2 giây Đạt
51 website
Đánh giá chung Đạt
52
Chương 6:
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 6.1 Kết quả đạt được
Qua quá trình nghiên cứu và tìm hiểu của chúng tơi đã học hỏi được nhiều kiến thức mới, công nghệ mới. Đồng thời áp dụng được nhiều lý thuyết vào dự án thực tế.
Hệ thống gồm một gateway kết nối với sáu nhãn kệ điện tử. Tận dụng được triệt để những tính năng mới của chuần Bluetooth 5.0. Chúng tôi đã biết cách ứng dụng chức năng tích hợp Bluetooth 5.0 trong board để phát triển hệ thống điều khiển thiết bị từ xa.
Các thông số của hệ thống được thử nghiệm trong điều kiện bình thường ít vật cản:
- Khoảng cách truyền nhận: Khoảng 10m – 15m
- Khoảng cách hoạt động tốt nhất: 0m – 12m
- Công suất truyền của nhãn kệ điện tử: 33 mW
- Thời gian nhãn kệ thay đổi dữ liệu: 1s – 3s
- Số lượng nhãn kệ điện tử kết nối cùng lúc: 10+
- Tuổi thọ pin (2 pin CR2450 mắc nối tiếp: 6V – 550mAh): 48h (hoạt động với tần suất làm mới dữ liệu trên nhãn kệ cao)
- Tỉ lệ truyền thành công trong khoảng cách hoạt động tốt: 100%
6.2 Đánh giá 6.2.1 Ưu điểm
- Hệ thống nhỏ gọn hoạt động ổn định qua nhiều lần thử nghiệm.
- Có thể kết nối được nhiều thiết bị.
- Khoảng cách truyền nhận tốt.
- Đồng bộ trạng thái từ Server và các nhãn kệ điện tử.
53
- Giao diện điều khiển và giám sát dễ sử dụng, trực quan, đẹp mắt
- Tính chính xác cao
6.2.2 Nhược điểm
- Khoảng cách truyền nhận bị giới hạn khi có nhiều vật cản.
- Nếu người dùng thường xuyên cập nhật dữ liệu trên nhãn kệ thì thời lượng pin sẽ giảm.
- Phần jack cắm màn hình E-ink dễ bị hỏng do va quẹt với vỏ hộp.
6.3 Kết luận
Hệ thống kệ nhãn điện tử sử dụng màn hình e-ink qua Bluetooth 5.0 đáp
ứng các yêu cầu được đặt ra đối với việc hiển thị và thay đổi giá bán. Sản phẩm có thể sử dụng tại các cửa hàng như PNJ, Thế giới di động, FPTshop,… Giúp chúng ta cập nhật giá một cách dễ dàng, tiết kiệm được nhiều thời gian, nhiều chi phí. Hệ thống sau khi thiết kế, thi cơng hồn chỉnh đã hoạt động tốt.
6.4 Hướng phát triển
Nhãn kệ điện tử bluetooth 5.0 đóng vai trị thay đổi giá nhanh chóng và nó cũng cung cấp nhiều chức năng, chẳng hạn như thay đổi nhiều hình ảnh nền, cài đặt tùy chỉnh trường, ít hao tốn năng lượng pin, chức năng đồng bộ hóa dữ liệu, xác minh dữ liệu và các chức năng khác, thúc đẩy sự tương tác giữa khách hàng và cửa hàng, cải thiện trải nghiệm người dùng và cho khách hàng cảm nhận một giao diện mới, mang đến cập nhật và cảm giác trải nghiệm. Sự xuất hiện của các nhãn bán lẻ thông minh đã giúp kết nối liền mạch các lĩnh vực bán lẻ mới, mang đến sức sống mới và dòng máu mới cho ngành bán lẻ, và đưa ngành bán lẻ lên một lĩnh vực cao hơn.
Để đưa hệ thống này áp dụng vào thực tế thì nhóm cần phải tối ưu hố mơ hình để khắc phục các nhược điểm như: tăng thời lượng pin, thiết kế lại mạch nhãn kệ điện tử để giảm hư hỏng màn hình E-ink và tạo mơi trường để module bluetooth JD-23 hoạt động tốt hơn.
54
Mơ hình mạch nhãn kệ điện tử mới:
Hình 6.1: Sơ đồ nguyên lý mạch nhãn kệ điện tử mới
55
Hình 6.3: Mạch 3D nhãn kệ điện tử mới
Những cải tiến mới trên nhãn kệ điện tử:
- Phần jack màn hình E-ink được thiết kế lõm vào trong giúp cho màn hình cố định và tránh va quẹt
- Bổ sung thêm phần kích nguồn vào khối thu phát bluetooth vì ở mạch cũ, khi khơng có nhu cầu làm mới dữ liệu trên nhãn kệ điện tử thì nguồn pin phải cung cấp cho 2 linh kiện chính là module bluetooth JDY-23 và vi điều khiển việc này sẽ làm giảm tuổi thọ pin. Nên khi chúng ta thêm phần kích nguồn vào khối thu phát bluetooth nếu khơng có nhu cầu làm mới dữ liệu trên nhãn kệ điện tử nguồn pin chỉ cung cấp cho module bluetooth JDY-23 giúp tăng tuổi thọ pin.
56
Khối thu phát bluetooth mới:
Hình 6.4: Khối thu phát bluetooth mới
Nguồn pin được cấp trực tiếp đến IC ổn áp AMS1117-3 tạo nguồn 3V3 DC cho module bluetooth JDY-23 để đảm bảo JDY-23 luôn được cấp nguồn, chân STAT (chân 6) của module bluetooth JDY-23 được nối đến cực B của Transistor NPN BC817, cực C nối với nguồn dương pin của hệ thống mạch và có led báo trạng thái hoạt động, cực E nối đất của hệ thống mạch.
Sử dụng nguồn 5V từ nguồn pin qua IC ổn áp AMS1117-3 và các tụ lọc để loại bỏ gợn sóng cho ngõ ra 3.3V nguồn cấp cho module Bluetooth 5.0 JDY-23.
Khi module bluetooth JDY-23 được kết nối bluetooth với gateway, chân STAT của module kích mức [1] qua transistor đóng mạch, kích nguồn cho hệ thống mạch và có led sáng báo trạng thái hoạt động. Khi module bluetooth JDY-23 ngắt kết nối chân STAT trở về mức [0] transistor không dẫn, nguồn pin chỉ cấp cho IC ổn áp AMS1117-3 và JDY 23.
57
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] R. Fernández, E. Z. Casanova and I. G. Alonso. “Review of display technologies focusing on power consumption”. Sustainability, vol. 7, no. 8, pp. 10854-10875, Aug. 2015.
[2] J. K. Borchardt. “Developments in organic displays”. Mater. Today, vol. 7, no. 9, pp. 42-46, Sep. 2004.
[3] J. Sung. “End of paper labels: Emerging smart labels toward Internet of Things”. Proc. IEEE 2nd World Forum Internet Things (WF-IoT), Dec. 2015, pp. 216- 221.
[4] Hữu Phước. “Tìm hiểu về chuẩn Bluetooth 5.0 mới nhất hiện nay”, 2018. Địa chỉ: <https://dienmaycholon.vn/kinh-nghiem-mua-sam/tim-hieu-ve-chuan- bluetooth-50-moi-nhat-hien-nay>, truy cập 30/4/2021,
[5] Anusha. “Basics of UART Communication”, 6/2017. Địa chỉ: <https://www.electronicshub.org/>, truy cập 3/5/2021.
[6] Nhiên Nhiên. “Chuẩn giao tiếp SPI – Hướng dẫn sử dụng giao tiếp SPI trên STM32F4”, 5/2021. Địa chỉ:
<https://tapit.vn/chuan-giao-tiep-spi-tren-stm32f4/>, truy cập 1/5/2021. [7] “2.9inch e-Paper Module”. Địa chỉ:
<https://www.waveshare.com/wiki/Main_Page>, truy cập 15/4/2021.
[8] “Module Jdy-23 Bluetooth 5.0”. Địa chỉ: <https://chotroihn.vn/module-jdy-23- bluetooth-5-0-cc2541>, truy cập 15/4/2021.
[9] “Rasberry pi”, Địa chỉ: <https://vi.wikipedia.org/wiki/Raspberry_Pi>, truy cập 10/4/2021.
[10] “TXS0108EPWR-TEXASINSTRUMENTS”. Địa chỉ: <https://www.alldatasheet.com/datasheet-
pdf/pdf/229818/TI/TXS0108EPWR.html>, truy cập 15/5/2021.
58 <https://www.alldatasheet.com/datasheet-
59
PHỤ LỤC
1. Chức năng các chân vi điều khiển Atmega328P-AU:
Hình 1: Sơ đồ chân của Atmega 328P
Số thứ
tự chân Mô tả Chức năng Mô tả chức năng
1 PD3 Chân kỹ thuật số
(PWM) Chân 1 được sử dụng làm ngắt ngoài 2 PD4 Chân kỹ thuật số Chân 2 được sử dụng cho nguồn bộ
đếm bên ngoài Timer0
3 GND Nối đất Nối đất của hệ thống
4 VCC Điện áp dương Nguồn dương của hệ thống
5 GND Nối đất Nối đất của hệ thống
60 7 PB6/XTAL1 Dao động tinh thể
Chân này nối với một chân của bộ dao động tinh thể để cung cấp xung
nhịp bên ngoài cho vi điều khiển
8 PB7/XTAL2 Dao động tinh thể
Chân này nối với chân còn lại của bộ dao động tinh thể để cung cấp xung nhịp bên ngoài cho vi điều khiển 9 PD5 Chân kỹ thuật số
(PWM)
Chân 9 được sử dùng cho nguồn bộ đếm bên ngoài Timer1 10 PD6 Chân kỹ thuật số
(PWM) Bộ so sánh analog dương i/ps 11 PD7 Chân kỹ thuật số Bộ so sánh analog âm i/ps 12 PB0 Chân kỹ thuật số Nguồn đầu vào bộ đếm hoặc bộ hẹn
giờ 13 PB1 Chân kỹ thuật số (PWM) Bộ đếm hoặc bộ hẹn giờ so sánh lớp A 14 PB2 Chân kỹ thuật số
(PWM) Chân này hoạt động lựa chọn slave i/p
15 PB3 Chân kỹ thuật số (PWM)
Chân này được sử dụng làm đầu ra dữ liệu master và đầu vào dữ liệu slave
cho SPI
16 PB4 Chân kỹ thuật số
Chân này hoạt động như một đầu vào xung nhịp master và đầu ra xung
nhịp slave
17 PB5 Chân kỹ thuật số
Chân này hoạt động như một đầu ra xung nhịp master và đầu vào xung
61
18 AVCC Điện áp dương Điện áp dương cho ADC (nguồn) 19 ADC6 Đầu vào analog Đầu vào analog giá trị kỹ thuật số
kênh 6
20 AREF Tham chiếu
analog
Điện áp tham chiếu analog cho ADC (Bộ chuyển đổi analog sang kỹ thuật
số)
21 GND Nối đất Nối đất của hệ thống
22 ADC7 Đầu vào analog Đầu vào analog giá trị kỹ thuật số kênh 7
23 PC0 Đầu vào analog Đầu vào analog giá trị kỹ thuật số kênh 0
24 PC1 Đầu vào analog Đầu vào analog giá trị kỹ thuật số kênh 1
25 PC2 Đầu vào analog Đầu vào analog giá trị kỹ thuật số kênh 2
26 PC3 Đầu vào analog Đầu vào analog giá trị kỹ thuật số kênh 3
27 PC4 Đầu vào analog
Đầu vào analog giá trị kỹ thuật số kênh 4. Chân này cũng có thể được
sử dụng làm kết nối giao diện nối tiếp cho dữ liệu
28 PC5 Đầu vào analog
Đầu vào analog giá trị kỹ thuật số kênh 5. Chân này cũng được sử dụng
như dòng xung nhịp giao diện nối tiếp
62
29 PC6 Reset
Khi chân reset này ở mức thấp, bộ vi điều khiển và chương trình của nó sẽ
được reset 30 PD0 Chân kỹ thuật số
(RX) Chân đầu vào cho giao tiếp nối tiếp 31 PD1 Chân kỹ thuật số
(TX) Chân đầu ra cho giao tiếp nối tiếp 32 PD2 Chân kỹ thuật số Chân 32 được sử dụng làm ngắt ngoài
0
Bảng 1: Chức năng các chân của vi điều khiển Atmega 328P 2. Chức năng các chân và tập lệnh AT của module Bluetooth 5.0 JDY-23 2. Chức năng các chân và tập lệnh AT của module Bluetooth 5.0 JDY-23
Chức năng các chân:
Hình 2: Sơ đồ chân module Bluetooth 5.0 Số thứ Số thứ
tự chân Mô tả Chức năng
1 VCC Nguồn cung cấp (1.8V – 3.6V)
2 NULL Vô giá trị
3 NULL Vô giá trị
63 mức thấp)
5 OUT2 Chân đầu ra IO2 (hỗ trợ điều khiển APP mức cao và mức thấp)
6 STAT Chân trạng thái kết nối, kết nối mức cao, không kết nối mức thấp
7 INT7/PWM
4
Chế độ INPUT7: Đối với chân đầu vào, APP có thể đọc trạng thái của chân này
Chế độ PWM: Chân đầu ra PWM4, APP có thể điều khiển PWM4 độ rộng xung
Mặc định: chế độ INPUT7
8 OUT3 Chân đầu ra IO3 (hỗ trợ điều khiển APP mức cao và mức thấp)
9 OUT4 Chân đầu ra IO4 (hỗ trợ điều khiển APP mức cao và mức thấp)
10 OUT5 Chân đầu ra IO5 (hỗ trợ điều khiển APP mức cao và mức thấp)
11 INT6/PWM
3
Chế độ INPUT6: Đối với chân đầu vào, APP có thể đọc trạng thái của chân này
Chế độ PWM: Chân đầu ra PWM3, APP có thể điều khiển PWM3 độ rộng xung
Mặc định: chế độ INPUT6
12 INT5/PWM
2
Chế độ INPUT5: Đối với chân đầu vào, APP có thể đọc trạng thái của chân này
Chế độ PWM: Chân đầu ra PWM2, APP có thể điều khiển PWM2 độ rộng xung
64
13 OUT6 Chân đầu ra IO6 (hỗ trợ điều khiển APP mức cao và mức thấp)
14 OUT7 Chân đầu ra IO7 (hỗ trợ điều khiển APP mức cao và mức thấp)
15 INT4 Đối với chân đầu vào, APP có thể đọc trạng thái của chân này
16 EINT2 Ngắt chân đầu vào (ở trại thái kết nôi, Nhấn để chủ động gửi trạng thái IO tới APP)
17 ALED Chân báo phát sóng
18 INT3/PWM
1
Chế độ INPUT3: Đối với chân đầu vào, APP có thể đọc trạng thái của chân này
Chế độ PWM: Chân đầu ra PWM1, APP có thể điều khiển PWM1 độ rộng xung
Mặc định: chế độ INPUT3 19 TXD Chân đầu ra nối tiếp (mức TTL) 20 RXD Chân đầu vào nối tiếp (mức TTL)
21 EINT1 Ngắt chân đầu vào (ở trại thái kết nôi, Nhấn để chủ động gửi trạng thái IO tới APP)
22 PWRC
Chân đánh thức chế độ ngủ, hoạt động ở mức thấp Ở trạng thái kết nối, lệnh AT có thể được kéo mức thấp qua chân PWRC
23 RESET Chân reset, hoạt động mức thấp
24 GND Nối đất
Bảng 2: Chức năng các chân của module bluetooth 5.0 JDY- 23
65
Số thứ
tự Hướng dẫn Chức năng Master/Slave Mặc định
1 AT+VER Số phiên bản S JDY-23-V1.2
2 AT+RST Thiết lập lại phần
mềm S -
3 AT+DISC Ngắt kết nối lệnh
AT S -
4 AT+STAT 00
5 AT+MAC Địa chỉ MAC S -
6 AT+BAUD Tốc độ truyền S 9600
7 AT+SLEEP Ngủ S
8 AT+NAME Tên phát song S JDY-23
9 AT+STARE N Bật nguồn khi ngủ hoặc đánh thức S 0: (bật nguồn đánh thức) 10 AT+ADVIN Thời gian phát
song S 1: (200ms) 11 AT+HOSTE N Chế độ Slave hoặc chế độ làm việc iBeacon S 0: (slave)
12 AT+IBUUID UUID của
iBeacon S
FDA50693A4 E24FB1AFCF C5EB0764782
5
13 AT+MAJOR MAJOR của
iBeacon S 10
66 iBeacon 15 AT+IBSING Hiệu chuẩn tín
hiệu ở 1m 0x32
16 AT+ALED Công tắc chỉ báo
LED phát song 1
17 AT+IBPWR Giả trị SINGING