CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
3.2. Tổng quan về hệ thống
3.2.2. Đặc điểm và mô tả lợi ích hoạt động của thành phần trong hệ thống
3.2.2.2. Mô tả lợi ích hoạt động của từng thành phần
➢ Cảm biến GY-9250 9DOF IMU MPU9250
- Do cảm biến MPU9250 là IMU – Inertial Measurement Unit là một con chip để đo những chuyển động. Một IMU thường gồm có hai loại cảm biến: cảm biến gia tốc (Accelerometer) và cảm biến quay (Gyroscope)
• Accelerometer (gọi tắt là accel): như tên gọi của nó, accel đơn giản là một cảm biến đo gia tốc của bản thân module và thường sẽ có 3 trục xyz ứng với 3 chiều không gian. Lưu ý là accel đo cả gia tốc của trọng lực nên giá trị thực khi đo sẽ bao gồm cả trọng lực.
• Gyroscope (gọi tắt là gyro): là một loại cảm biến đo tốc độ quay của nó quanh một trục. Tương tự với accel, gyro cũng thường có 3 trục xyz.
- Module IMU của cảm biến ta là 9-DOF (9 Degrees Of Freedom) tức là có 9 trụ đọc lập bao gồm 3 trục accel, 3 trục gyro và 3 trục magnetometer – hoạt động gần giống một la bàn để định hướng.
- Đối với lựa chọn con chip này cho đồ án là do thiết bị của em thực hiện công việc đơn giản với mong muốn đọc được số bước chân thông qua thông số gia tốc thì có thể dễ dàng có được và cảm biến MPU9250 còn sử dụng giao thức I2C thì Arduino IDE đã có sẵn thư viện Wire. Song thông số gia tốc Accelerometer luôn có offset trên mỗi trục cho giá trị đo được thường lệch đi so với thực tế một chút.
Ngoài ra, giá trị có được theo Accel thường khá nhiễu khiến cho việc đọc trở nên khá khó khăn.
➢ Đế Kit Phát Triển Mạch Thu Phát BLE Bluetooth 4.0 SoC NRF51822 Chân
Cắm
- nRF51822 là dòng IC công nghệ Bluetooth Low Energy 4.0 – là một công nghệ mạng khu vực cá nhân không dây được thiết kế và tiếp thị bởi Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG) nhắm vào các ứng dụng mới trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, thể dục, beacon, an ninh, và ngành công nghiệp giải trí gia đình. So với Classic Bluetooth, Bluetooth Low Energy nhằm giảm mức tiêu thụ năng lượng và chi phí đáng kể trong khi vẫn duy trì phạm vi giao tiếp tương tự. Các hệ điều hành di động hỗ trợ sẵn cho Bluetooth Low Energy gồm iOS, Android, Windows Phone và BlackBerry, cũng như macOS, Linux, Windows 8 và Windows 10.
Hình 3.28. Bluetooth Low Energy
- Việc lựa chọn board mạch trong đồ án gồm những điều sau đây:
• Siêu tiết kiệm năng lượng, cho phép thiết bị hoạt động trong vài tháng hoặc vài năm chỉ với một viên pin đồng xu (coin-cell battery);
• Khoảng cách ngắn, hoạt động ổn định trong phạm vi 10m
• Dữ liệu truyền tải không lớn, thích hợp cho các ứng dụng điều khiển không liên tục, cảm biến.
• Các ứng dụng điển hình sử dụng BLE như thiết bị theo dõi sức khỏe, beacons, nhà thông minh, an ninh, giải trí, cảm biến tiệm cận, ô tô. Trung tâm của một hệ thống ứng dụng BLE thường là Smart phones, tablets và PCs.
- BLE được tích hợp trong hầu hết các điện thoại thông minh, giá thành thấp, chỉ cần truyền và nhận một lượng nhỏ dữ liệu cho mỗi chu kỳ kết nối và chúng ta cần tiết kiệm thì sự lựa chọn board mạch này là quá tốt.
➢ Mạch Thu Phát BLE Bluetooth 4.0 SoC nRF51822 Chân Cắm
- Core51822 là một module không dây dựa trên nRF51822 - Multiprotocol Bluetooth® 4.0 thấp / 2,4 GHz RF SoC được thiết kế cho các ứng dụng không dây ULP (Dùng năng lượng thấp).
- Là một module nhỏ gọn, giá thành rẻ. Chúng ta có thể dễ dàng tích hợp trực tiếp vào bất kỳ các board ứng dụng để thực hiện chức năng BLE và kết nối với smartphone cho ứng dụng của mình.
- Sử dụng module nRF51822 để thông qua đó đọc dữ liệu bước chân và khoảng cách gửi đến smartphone.
➢ Segger J-link EDU
- J-link có giá thành thấp chủ yếu phục vụ cho mục đích giáo dục. Nó được thiết kế để cho phép sinh viên và các cơ sở giáo dục cũng như những người có sở thích đam mê muốn tìm hiểu về công nghệ.
- Sử dụng J-link để nạp/ debug code từ Arduino IDE vào board mạch.
➢ Arduino IDE code C và thư viện có sẵn trên Arduino
- Để có thể lập trình Arduino bước đầu tiên thì phải cài đặt Arduino IDE để phục vụ cho việc viết code.
- Sử dụng các thư viện có sẵn như <SPI.h>,
< BLEPeripheral.h>, <Wire.h> .