Tải bản đầy đủ

Thiết kế hệ thống điều khiển các thiết bị điện từ xa bằng điện thoại android thông qua sóng bluetooth

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC
Đề tài:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CÁC
THIẾT BỊ ĐIỆN TỪ XA BẰNG ĐIỆN THOẠI
ANDROID THÔNG QUA SÓNG BLETOOTH
Giảng viên hướng dẫn

:

TS NGUYỄN HOÀI GIANG

Sinh viên thực hiện

:


DƯƠNG TUẤN ANH

Lớp

:

K16B

Khoá

:

2013-2017

Hệ

:

ĐẠI HỌC CHÍNH QUY

Hà Nội, tháng 5 /2017


VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CN ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

ĐỒ AN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Họ và tên sinh viên: Dương Tuấn Anh.
Lớp: k16B

Khoá:16… (2013-2017)

Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật điện tử - Truyền thông

Hệ đào tạo: ĐHCQ



1/ Tên đồ án:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TỪ XA
BẰNG ĐIỆN THOẠI ANDROID THÔNG QUA SÓNG BLETOOTH
…………….………..……….………………………………………………………………….

2/ Nội dung chính:
1/ Tổng quan về Arduino.
2/ Xây dựng hệ thống.
3/ Thiết kế mạch nguyên lý và sản phẩm sau cuối cùng.

3/ Ngày giao :
4/ Ngày nộp:

TRƯỞNG KHOA

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký, ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên)

TS Nguyễn Hoài Giang

GVHD: TS Nguyễn Hoài Giang

1

SV: Dương Tuấn Anh


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................ 4
DANH MỤC HÌNH VẼ ................................................................................. 5
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................ 7
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................... 8
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ARDUINO .............................................. 10
1.1

Lịch sử phát triển và các dòng sản phẩm của Arduino ....................... 10

1.1.1

Dòng Arduino đầu tiên (2005) ..................................................... 10

1.1.2

Arduino USB (2005). ................................................................... 12

1.1.3

Arduino Extreme (2006) .............................................................. 12

1.1.4

Arduino NG (Nuova Generazione) (2006) ................................... 13

1.1.5

Arduino Diecimila (2007) ............................................................ 13

1.1.6

Arduino Duemilanove (2008 - 2009) .......................................... 15

1.1.7

Arduino UNO (2010) ................................................................... 15

1.1.8

Những board Arduino Mega (2009 - 2011) ................................ 16

1.1.9

Arduino DUE (2012) ................................................................... 19

1.1.10 Những dòng Arduino khác ........................................................... 20
1.2

Ứng dụng của Arduino ...................................................................... 21

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG .................................................... 25
2.1

Giới thiệu về hệ thống ....................................................................... 25

2.1.1

Ý tưởng thiết kế............................................................................ 25

2.1.2

Yêu cầu thiết kế. .......................................................................... 25

2.1.3

Sơ đồ khối và nhiệm vụ của từng khối.......................................... 25

2.2

Giới thiệu về hệ thống ....................................................................... 27

2.2.1

Khối nguồn. ................................................................................. 27

2.2.2

Khối Modul Bluetooth HC05 Công nghệ truyền dẫn không dây

Bluetooth. ................................................................................................ 27
2.2.3

Arduino Uno R3 .......................................................................... 35

2.2.4

Khối Relay và nút nhấn. .............................................................. 39

GVHD: TS Nguyễn Hoài Giang

2

SV: Dương Tuấn Anh


CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠCH NGUYÊN LÝ VÀ SẢN PHẨM ........... 42
3.1

Nguyên lý hoạt động.......................................................................... 42

3.2

Nguyên lý hoạt động chung. .............................................................. 44

3.3

Thiết kế trên smartphone. .................................................................. 47

3.3.1

Sơ đồ thuật toán. ......................................................................... 47

3.3.2

Giới thiệu chương trình App Inventor2 ........................................ 48

3.3.3

Phần mềm ArduinoControl .......................................................... 48

3.3.4

Mã nguồn ứng dụng Arduino Control .......................................... 49

3.4

Thiết kế chương trình trên vi điều khiển ............................................ 53

3.4.1

Lưu đồ thuật toán ........................................................................ 54

3.4.2

Giới thiệu chương trình Arduino IDE .......................................... 54

3.5

Mạch in. ............................................................................................ 59

3.6

Sản phẩm thực tế. .............................................................................. 60

PHỤ LỤC ..................................................................................................... 62
KẾT LUẬN CHUNG ................................................................................... 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 67

GVHD: TS Nguyễn Hoài Giang

3

SV: Dương Tuấn Anh


LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay khoa học công nghệ ngày càng phát triển, vi điều khiển AVR và
vi điều khiển PIC ngày càng thông dụng và hoàn thiện hơn, nhưng có thể nói
sự xuất hiện của Arduino vào năm 2005 tại Italia đã mở ra một hướng đi mới
cho vi điều khiển. Sự xuất hiện của Arduino đã hỗ trợ cho con người rất nhiều
trong lập trình và thiết kế, nhất là đối với những người bắt đầu tìm tòi về vi
điều khiển mà không có quá nhiều kiến thức, hiểu biết sâu sắc về vật lý và điện
tử. Phần cứng của thiết bị đã được tích hợp nhiều chức năng cơ bản và là mã
nguồn mở. Ngôn ngữtương thích với ngôn ngữ C và hệ thư viện rất phong phú
và được chia sẻ miễn phí. Chính vì những lý do như vậy mà Arduino đang dần
phổ biến và phát triển mạch mẽ trên các cộng đồng điện tử trong và ngoài
nước. Trên cơ sở lý thuyết đã được học trong các môn: Lập trình C căn bản, vi
xử lí, vi điều khiển, em đã quyết định thực hiện đề tài: Thiết kế hệ thống điều
khiển các thiết bị điện từ xa bằng điện thoại Arduino qua sóng bletooth.
Do kiến thức còn hạn hẹp và lần đầu được tiếp xúc với Arduino nên không
tránh khỏi những sai sót, hạn chế. Vì thế em rất mong có được sự góp ý từ
thầy, cô để có thể hoàn thiện đề tài của mình.
Em xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Hoài Giang đã giúp đỡem rất nhiều
trong quá trình tìm hiểu, thiết kế và hoàn thành đề tài này.
Trân trọng!
Sinh viên thực hiện

Dương Tuấn Anh

GVHD: TS Nguyễn Hoài Giang

4

SV: Dương Tuấn Anh


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Arduino Serial............................................................................... 11
Hình 1.2. Modul PCB thủ công Severino (ak S3V3) .................................. 11
Hình 1.3. Mạch Arduino USB v2.0 ............................................................. 12
Hình 1.4. Arduino Extreme version 1&2 .................................................... 13
Hình 1.5. phiên bản Arduino NG+ .............................................................. 13
Hình 1.6. Arduino Diecimila........................................................................ 14
Hình 1.7. Arduino Duemilanove ................................................................. 15
Hình 1.8. Arduino Uno R3........................................................................... 15
Hình 1.9. Dòng Arduino Leonardo và Arduino Ethernet .......................... 16
Hình 1.10. Dòng Arduino Micro và Arduino Yún. .................................... 16
Hình 1.11. Board Arduino Mega ................................................................. 17
Hình 1.12. Board Arduino Mega ................................................................. 18
Hình 1.13. Arduino MeGA ADK................................................................. 18
Hình 1.14. Arduino Due............................................................................... 20
Hình 1.15 . Các dòng sản phầm của Arduno từ 2005 - 2013..................... 21
Hình 1.16. Máy in 3D sử dụng Arduino..................................................... 22
Hình 1.17 Một số robot DIY sử dụng Arduino........................................... 23
Hình 1.18. UAV sử dụng Arduino ............................................................... 23
Hình 1.19 Minh họa cho ứng dụng điều khiển thiết bị từ xa. .................... 24
Hình 2.1. Sơ đồ khối của hệ thống .............................................................. 25
Hình 2.2. Sơ đồ mạch nguồn....................................................................... 27
Hình 2.3. Khả năng kết nối các thiết bị qua Bluetooth .............................. 29
Hình 2.4. Modul HC-05 ............................................................................... 31
Hình 2.5. Sơ đồ chân HC-05 ........................................................................ 32
Hình 2.6. Sơ đồ nguyên lí modul Blutooth HC-05 ...................................... 33
Hình 2.7. Sơ đồ kết nối HC-05 với Arduino ............................................... 34
Hình 2.8. Sơ đồ chân và chức năng của các chân trên chip Atmega 328 .. 35
Hình 2.9. Hình ảnh thực tế board Arduino ................................................ 36
GVHD: TS Nguyễn Hoài Giang

5

SV: Dương Tuấn Anh


Hình 2.10. Tham khảo thêm một số chức năng của các chân trên Arduino
....................................................................................................................... 37
Hình 2.11. Relay 5V/ 10A ............................................................................ 40
Hình 2.12. Công tắc MTS-103 ..................................................................... 40
Hình 2.13. Sơ đồ kết nối Relay và công tắc 3 cực ....................................... 40
Hình 2.14. Mosfet IRF 540 .......................................................................... 41
Hình 2.15. Sơ đồ điều khiển thiết bị 12 VDC.............................................. 41
Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý tổng quát ........................................................... 42
Hình 3.2. Giao diện của ứng dụng Arduino Control .................................. 45
Hình 3.3. Cài đặt thời gian cho chế độ hẹn giờ ........................................... 46
Hình 3.4. Các thanh trượt điều khiển độ rộng xung dương ...................... 46
Hình 3.5. Sơ đồ thuật toán trên App Arduino Control .............................. 47
Hình 3.6. Khởi tạo chương trình lập trình ứng dụng cho smartphone ..... 49
Hình 3.7. Giao diện thẻ chọn Designer ....................................................... 50
Hình 3.8. Xây dựng chương trình ghép nối Bluetooth ............................... 51
Hình 3.9. Chương trình con cho các nút nhấn ........................................... 52
Hình 3.10. Chương trình con cho các thanh trượt ..................................... 52
Hình 3. 11. Lưu đồ thuật toán điều khiển thiết bị trên Arduino ............... 53
Hình 3.12. Giao diện Arduino IDE ............................................................. 54
Hình 3.14 Hình ảnh thực tế của sản phẩm..................................................61
Hình 3.13. Hình ảnh mạch in lớp Botton .................................................... 59

GVHD: TS Nguyễn Hoài Giang

6

SV: Dương Tuấn Anh


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Chức năng từng chân của modul HC-05 .................................... 32
Bảng 2.2. Thông số Arduino Uno R3 .......................................................... 38
Bảng 3. 2. Các hàm trong thư viện Serial ................................................... 59
Bảng 3. 1. Các câu lệnh căn bản .................................................................. 56

GVHD: TS Nguyễn Hoài Giang

7

SV: Dương Tuấn Anh


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
CAD
CNC
DIY
EEPRO
M

Tiếng Anh

Tiếng Việt
Phần mền tạo hình bề mặt và hình

Computer Aided Draft

khối 3D

Computer Numerical

Hệ thống máy tiện cơ khí được

Control

điều khiển bằng máy tính
Sản phẩm tự chế tác của các cá

Do It Yourself

nhân

Electrically Erasable

Bộ nhớ không mất dữ liệu khi

Programmable Read

ngừng cung cấp điện

Only Memory
PWM

Pulse Width Modulation

REPR

Replicating Rapid-

AP

Phương pháp điều độ rộng xung
vuông
Máy tạo mẫu nhanh (máy in 3D)

prototype
RISC
RF
SRAM

Reduced Instructions Set Máy tính với tập lệnh đơn giản
Computer

hóa
Dải tần số nằm trong khoảng 3

Radio frequency

kHz tới 300 GHz

Static Random

Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên tĩnh

Access Memory

Mạch tích hợp được sử dụng trong
UART

Universal Asynchronous việc truyền dẫn dữ liệu nối tiếp
Receiver Transmitter

giữa máy tính và các thiết bị ngoại
vi

UAV
UHF

Unmanned Aerial
Vehicle
Ultra-High Frequency

GVHD: TS Nguyễn Hoài Giang

Thiết bị bay không người lái
Dải tần số vô tuyến nằm trong

8

SV: Dương Tuấn Anh


khoảng 300 MHz tới 3 GHz
(3,000 MHz)
ISM

Băng tần miễn phí cho các ứng

Industrial Scientific

dụng không dây

Medical

GVHD: TS Nguyễn Hoài Giang

9

SV: Dương Tuấn Anh


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ARDUINO
Dự án phát triển Arduino được khởi động vào năm 2005 như là một dự án dành cho
sinh viên trại Interaction Design Institute Ivrea (Viện thiết kế tương tác Ivrea IDII) tại
Ivrea, Italy. Vào thời điểm đó các sinh viên sử dụng một board mạch "BASIC Stamp"
có giá khoảng $100, khá tốn kém đối với sinh viên. Massimo Banzi, một trong những
người sáng lập, hiện đang giảng dạy tại Ivrea đã đóng góp vào một thiết kế hệ thống
kết nối điện dẫn của sinh viên người Colombia tên là Hernando Barragan. Sau khi các
nền tảng hệ thống điện dẫn đã được hoàn tất, các học viên đã tối ưu phần cứng để làm
cho hệ thống đó gọn nhẹ hơn, rẻ hơn, và có sẵn cho cộng đồng nguồn mở.
Sau đó Trường Interaction Design Institute Ivrea bị đóng cửa. Do đó, các nhà
nghiên cứu, trong số họ là David Cuartielles, đã chủ động thúc đẩy ý tưởng phát triển
về Arduino. Cái tên "Arduino" đến từ một quán bar tại Ivrea, nơi mà các sinh viên
sáng lập dự án này thường xuyên gặp mặt. Bản thân quán bar này cũng được lấy theo
tên của một vị vua Italia vào thế kỉ thứ IV.

1.1 Lịch sử phát triển và các dòng sản phẩm của Arduino
1.1.1

Dòng Arduino đầu tiên (2005)

Khi nhìn lại lịch sử này, những mạch lập trình sử dụng vi điều khiển ATmega8 này
được đặt tên là Arduino Serial. Và Arduino Serial là thuật ngữ để chỉ tất cả những
mạch Arduino được thế kế bởi những nhà phát triển Arduino hay là những người
phát triển tự do, mạch Arduino sử dụng cổng kết nối RS-232 (Serial) thay vì cổng
USB TTL (transistor-transistor logic) như hiện tại.
Khi những sản phẩm đầu tiên được xây dựng, Arduino vẫn chịu sự ảnh hưởngcủa
các mạch lập trình AVR cùng thời điểm, đó là sử dụng cổng RS-232(cổng máy in
của các dòng máy tính cũ). Điều đó cũng phù hợp với lịch sử lúc bấy giờ, các dòng
máy tính để bàn khi được sản xuất vẫn còn cổng RS-232 này.

GVHD: TS Nguyễn Hoài Giang

10

SV: Dương Tuấn Anh


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 1.1 Arduino Serial

Module sử dụng vi điều khiển Atmel Atmega8 với 14 chân I/O trong đó có 6 chân đầu
vào analog. Vì lý do sử dụng cổng RS-232, nên việc xây dựng một môi trường giao
tiếp giữa máy tính và mạch Arduino vô cùng đơn giản (giao thức RS-232 thời gian này
vô cùng phổ biến). Ngoài ra, các linh kiện trên chỉ để phục vụ cho việc duy nhất là lập
trình cho ATmega8 qua máy tính. Điều đặc biệt của Arduinotrong thời gian này, đó là
sự đơn giản hơn những mạch lập trình AVR khác có trên thị trường lúc bấy giờ như:
ATMEL Programmer, mikroElektronika,.. Arduino sơ khai đã phân chia các hàng
chân digital và analog . Ngoài ra, các chi tiết khác là theo chuẩn thiết kế mạch lúc bấy
giờ như: ISP, jack cắm 2.1mm (jack cắm nguồn ngoài), RS-232 connector, .v.v.
Qua thời gian, dòng mạch Arduino Serial đã được thiết kế đơn giản hơn, và chỉ cần
dùng một mặt để mọi nhà phát triển có thể tự thiết kế một PCB bằng phương pháp thủ
công. Dòng sản phẩm này có tên là Arduino Signle-Sided Serial.

Hình 1.2. Modul PCB thủ công Severino (ak S3V3)


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.1.2 Arduino USB (2005).
Dòng mạch này dần dần định hình thương hiệu Arduino trong cộng đồng phần cứng
nguồn mở , với cộng đồng người sử dụng đông đảo và kho thư viện hỗ trợ phong phú
mà Arduino phù hợp với rất nhiều đối tượng phổ thông. Dòng mạch Arduino USB
được phát triển qua haiphiên bản (Arduino USB và Arduino USB v2.0). Mạch vẫn sử
dụng vi điều khiển Atmega 8 và phần lớn mạch Arduino USB được bán dưới dạng
mạch phát triển chưa gắnlinh. Tuy nhiên, dòng Arduino USB đã được gắn sẵn linh
kiện cũng rất phổ biến. Dưới đây là một số hình ảnh về mạch Arduino USB v2.0.

Hình 1.3. Mạch Arduino USB v2.0

Arduino đã thay thế cổng Serial (xuất hiện ở Arduino Serial) bằng cổng USB Type B
do sự phổ biến của máy tính xách tay. Việc sử dụng cổng USB type B giúp thiết kết
của Arduino trở lên nhỏ gọn và tiện lợi hơn rất nhiều và được duy trì cho tất cả các
phiên bản arduino sau này.
Trong hình 1.3, có thêm sự xuất hiện của cổng USB Type B.Do đó, nguồn điện nuôi
Arduino không chỉ là 12V, mà còn có thể là 5V cấp từ cổng USB từ laptop.
Như vậy, mạch Arduino USB vẫn không có nhiều sự thay đổi so với mạch Arduino
Serial, nó có thể được xem như là một phiên bản Arduino không sử dụng cổng RS-232
mà dùng cổng USB. Tiện dụng hơn cho người lập trình rất nhiều.

1.1.3 Arduino Extreme (2006)
Phiên bản này, Arduino đã có thêm đèn RX, TX ở 2 chân TX và RX của Arduino. Các
linh kiện trên Arduino phần lớn được thay thế bằng linh kiện dán và điều đó có nghĩa
là Arduino cần phải được bán với đầy đủ các linh kiện đã được hàn đầy đủ.
Ngoài ra, các chân header male đã được thay thế với chân header female.Về mặt thông
số kĩ thuật thì không có thay đổi gì đáng kể so với các phiên bản tiền nhiệm.
Cũng trong năm đó, trang arduino.cc cũng chính thức được ra đời, và các dây nối giữa
các phần trong mạch cũng được làm "âm" đất để hình thức boar mạch trở lên đẹp hơn.


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 1.4. Arduino Extreme version 1&2

1.1.4 Arduino NG (Nuova Generazione) (2006)
Trong mạch Arduino NG, Arduino đã thay thế con chip FT232BM bằng con chip
FTDI FT232RL USB-to-Serial, điều đólàm cho thiết kế giao diện phần cứng của
Arduino trở lên hài hòa hơn. Ngoài ra, nhà sản xuất đã lắp thêm một đèn LED vào
chân số 13, không những giúp debug được truyền dữ liệu SPI mà còn có "một công
cụ" kiểm thử mạch (vì khi được xuất bán, Arduino đã được Arduino NG đã được
upload chương trình Blink).
Ta chỉ cần gắn điện vào cổng USB hoặc nguồn ngoài là có thể kiểm thử được mạch
NG. Và cũng trong năm 2006 Arduino NG được nâng cấp lên phiên bản Arduino NG+
sử dụng vi điều khiểnAtmega 168 với dung lượng bộ nhớ Flashlà 16KB. Đi theo đó là
các phiên bản sử dụnglinh kiện chân dán với kích thước nhỏhơn rất nhiều (Nano, Lily
Pad…).

Hình 1.5. phiên bản Arduino NG+

1.1.5 Arduino Diecimila (2007)


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 1.6. Arduino Diecimila

Điều thay đổi chính trong phiên bản này đó là việc đưa vào chức năng "tự động reset"
bằng máy tính khi upload chương trình và chức năng này vẫn được sử dụng cho tất cả
các phiên bản sau này.Arduino đã sử dụng một mạch "dropout voltage regulator" để
khử nhiễu cho các chân Analog IN. Do đó, sẽ không cần phải sử dụng tụ 103, 104 để
lọc nhiễu cho các chân Analog nữa. Trong phiên bản này, vẫn sử dụng vi điều khiển
ATmega168.


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.1.6 Arduino Duemilanove (2008 - 2009)

Hình 1.7. Arduino Duemilanove

Ở phiên bản này, Arduino đã sử dụng vi điều khiển ATmega328 thay vì ATmega168
từ tháng 1 năm 2009. Mạch Arduino đã có khả tự động nhận biết mỗi khi sử dụng
nguồn tử cổng USB hay nguồn ngoài.

1.1.7 Arduino UNO (2010)
Board Arduino Uno R3 được thiết kế với bộ xử lý trung tâm là vi điểu khiển AVR
Atmega328.Là một chip vi điều khiển được sản xuất bời hãng Atmel thuộc họ
MegaAVR có sức mạnh hơn hẳn Atmega8. Atmega 328 là một bộ vi điều khiển 8 bit
dựa trên kiến trúc RISC bộ nhớ chương trình 32KB.

Hình 1.8. Arduino Uno R3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Từ phiên bản Arduino UNO R3, Arduino USB đã chính thức phân nhánh ra thành hai
nhánh con, đó là Arduino Ethernet và Arduino Leonardo nhằm tối ưu hóa cho các dự
án sử dụng Internet (Arduino Ethernet).

Hình 1.9. Dòng Arduino Leonardo và Arduino Ethernet

Ở các phiên bản Arduino Leonardo, có thể kết nối mạch với các thiết bị ngoại vi qua
cổng usb như chuột, bàn phím. Arduino Leonardo lại phân nhánh ra 2 phiên bản nhỏ
hơn là Arduino Micro và Arduino Yún.

Hình 1.10. Dòng Arduino Micro và Arduino Yún.

1.1.8 Những board Arduino Mega (2009 - 2011)
Các nhà sản xuất đã thấy được tiềm năng phát triến của Arduino nên học đã nghiên
cứu và cho ra đời dòng arduino Mega nhằm phục vụ cho các project có quy mô
lớn hơn.


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Arduino Mega trở lên mạnh mẽ hơn với dung lượng bộ nhớ Flash là 128Kb (gấp
bốn lần Arduino Uno),và nhiều hơn gấp ba lần số chân IO so với dòng Arduino
Uno (54 chân digital IO và 16 analog IO ).

Hình 1.11. Board Arduino Mega

Công nghệ không ngừng phát triển và Arduino cũng vậy. Để đáp ứng yêu cầu ngày
càng cao của người sử dụng. Các dòng Arduino Mega có dung lượng bộ nhớ Flash và
số chân I/O ngày càng cao.
Sự ra đời của Arduino Mega 2560 R3 sử dụng vi điều khieenrAtmega2560 cho tốc
độ ngoại vi cao nhất và số chân nhiều nhất, có thể mở rộng thêm nhiều chân bằng việc
kết nối vớ các Arduino lại với nhau.
Thông số kỹ thuật:
o Điện áp hoạt động 5V
o Điện áp ngõ vào DC: 7-12V
o Số chân Digital: 54 (15 chân PWM)
o Số chân Analog: 16
o Bộ nhớ Flash: 256 KB
o SRAM: 8 KB
o EEPROM: 4 KB
o Xung clock: 16 MHz


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 1.12. Board Arduino Mega

Năm 2011, Arduino MeGA ADK ra đời.Đây là phiên bản Arduino giúp người sử dụng
có thểgiao tiếp với các thiết bị chạy hệ điều hành Androidthông qua cổng USB micro
của các thiết bị Android.
Arduino Mega ADK vẫn sử dụng chipp Atmega2560 được bổ sung thêm cổng giao
tiếp USB Host có thể kết nối đến các thiết bị Andriod như điện thoại di động, máy in,
SmartTV… dựa vào chip MAX3421e. Các thông số kĩ thuật khác tương đươngvới
dòng Arduino Atmega 2560.

Hình 1.13. Arduino MeGA ADK


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.1.9 Arduino DUE (2012)
Arduino DUE là phiên bản Arduino đầu tiên sử dụng một vi điều khiển 32 bit thay vì
con vi điều khiển 8 bit ATmega2560 trước đây. Đây là một sự thay đổi mang tính cách
mạng nhằm đưa Arduino trở lên mạnh mẽ hơn bao giờ hết. Vì lúc này, Arduino có thể
tính toán nhanh hơn 4 lần (nếu so sánh với mạch 8 bit cùng xung nhịp). Ngoài ra, xung
nhịp của dòng sản phẩm này cũng cao hơn (84MHz), Arduino DUE hoạt động ở mức
3.3 vol cho tín hiệu điện tối đa (mức HIGH), nếu cao hơn có thể cháy hỏng và phá hủy
board. Như vậy, ta không cần một bộ chuyển tín hiệu điện để giúp Arduino giao tiếp
với một mini computer như Raspberry Pi hay tương tự.Với Intel Galileo, có thể dùng
tín hiệu ở mức 3.3 vol hay 5 vol đều được.
Thông số kỹ thuật của Arduino Due:
o Vi điều khiển: AT91SAM3X8E
o Điện áp hoạt động: 3.3 V
o Điện áp đầu vào: 7-12V
o Điện áp đầu vào (giới hạn): 6-20V
o Kỹ thuật số I / O Pins: 54
o PWM Digital I / O Pins: 12
o Analog Input Pins: 12
o Analog Output Pins: 2 (DAC)
o DC hiện tại mỗi I / O Pin: 130 mA
o DC hiện tại cho Vcc: 800 mA
o SRAM: 96 KB
o Dao động clock: 84 MHz

GVHD: TS Nguyễn Hoài Giang

19

SV: Dương Tuấn Anh


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 1.14. Arduino Due

1.1.10 Những dòng Arduino khác
Ngoài dòng Arduino trên, còn có những dòng Arduino khác có thể được liệt kê
bằng hình ảnh dưới đây.


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 1.15 . Các dòng sản phầm của Arduno từ 2005 - 2013

1.2 Ứng dụng của Arduino
Đặc điểm nổi bật của Arduino là môi trường phát triển ứng dụng cực kỳ dễ sử
dụng, với một ngôn ngữ lập trình có thể học một cách nhanh chóng ngay cả với những


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
người ít am hiểu về điện tử và lập trình. Sự phổ biến của Arduino không chỉ ở mức giá
rất hợp lí mà chính là tính chất nguồn mở từ phần cứng tới phần mềm. Chính vì tính
linh hoạt của Arduino đem lại mà việc mục đính sử dụng Arduino cũng rất đa dạng.
Arduino được chọn làm bộ não xử lý của rất nhiều thiết bị từ đơn giản đến phức tạp.
Trong số đó có một vài ứng dụng thực sự chứng tỏ khả năng vượt trội của Arduino do
chúng có khả năng thực hiện nhiều nhiệm vụ rất phức tạp. Sau đây là danh sách một số
ứng dụng nổi bật của Arduino.

Hình 1.16. Máy in 3D sử dụng Arduino

• Máy in 3D:
Một cuộc cách mạng khác cũng đang âm thầm định hình nhờ vào Arduino, đó là sự
phát triển máy in 3D nguồn mở Reprap (Cộng đồng phát triển nền tảng Máy in 3D mã
nguồn mở ). Máy in 3D là công cụ giúp tạo ra các vật thể thực trực tiếp từ các file
CAD 3D. Công nghệ này hứa hẹn nhiều ứng dụng rất thú vị trong đó có cách mạng
hóa việc sản xuất cá nhân.

• Robot:
Do kích thước nhỏ gọn và khả năng xử lý mạnh mẽ, Arduino được chọn làm bộ xử lý
trung tâm của rất nhiều loại robot, đặc biệt là robot di động. người dùng DIY.
Việc kết hợp với các module hồng ngoại, blutooth, sóng RF, sóng siêu âm, Ethernet,
Wifi… Mà việc phát triển robot tự động hoặc bán tự động dễ dàng hơn rất nhiều so với
việc thiết kế truyền thống. Dưới đây là hình ảnh thực tế của các robot được sáng tạo
bởi những


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 1.17 Một số robot DIY sử dụng Arduino

• Thiết bị bay không người lái:
UAV là một ứng dụng đặc biệt thích hợp với Arduino do chúng có khả năng xử lý
nhiều loại cảm biến như Gyro, accelerometer, GPS…, điều khiển động cơ servo và cả
khả năng truyền tín hiệu từ xa.

Hình 1.18. UAV sử dụng Arduino


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

• Game tương tác:
Việc đọc cảm biến và tương tác với PC là một nhiệm vụ rất đơn giản đối với Arduino.
Do đó rất nhiều ứng dụng game tương tác có sử dụng Arduino.

• Điều khiển ánh sáng:
Các tác vụ điều khiển đơn giản như đóng ngắt đèn LED hay phức tạp như điều khiển
ánh sáng theo nhạc hoặc tương tác với ánh sáng laser đều có thể thực hiện với
Arduino.
Trong đồ án này, em sẽ nghiên cứu ứng dụng sử dụng Arduino điều khiển các
thiết bị từ xa bằng điện thoại Android dựa trên phương thức truyền dẫn không
dây bluetooth

Hình 1.19 Minh họa cho ứng dụng điều khiển thiết bị từ xa.


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×