Kết cấu của đồ án tốt nghiệp
1.1.2 Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ BluetoothError! Bookmark not defined. 1.1.3 Hoạt động Error! Bookmark not defined.
1.1.4 Lịch sử phát triển của Bluetooth Error! Bookmark not defined. 1.2 MODULE BLUETOOTH HC-05 Error! Bookmark not defined. 1.2.1 Giới thiệu: Error! Bookmark not defined.
1.2.2 Ưu điểm và nhược điểm của mạch thu phát sóng BluetoothError! Bookmark not defined.
1.2.3 Sơ đồ chân HC-05 gồm có: Error! Bookmark not defined.
1.2.4 Các chế độ hoạt động Error! Bookmark not defined.
Arduino is an open-source electronics platform that combines hardware and software to create interactive projects Established in the early 2000s, it has evolved to support a wide range of applications, making it popular among hobbyists and professionals alike The hardware consists of a microcontroller board, which can be enhanced with various shields that add functionality, such as communication, control, and connectivity This versatility allows users to easily prototype and develop innovative solutions in fields like robotics, automation, and IoT.
1.3.4 Môi trường phát triển tích hợp (IDE) của Arduino: Error! Bookmark not defined.
Arduino Nano là một vi điều khiển nhỏ gọn và mạnh mẽ, phù hợp cho các dự án điện tử Driver L298 là một mạch điều khiển động cơ, cho phép điều khiển tốc độ và hướng của động cơ DC Sơ đồ đấu chân của driver L298 giúp người dùng dễ dàng kết nối với các linh kiện khác trong mạch Nguyên lý hoạt động của driver L298 cho phép điều khiển động cơ một cách hiệu quả Cảm biến nhiệt độ độ ẩm DHT11 là một thiết bị quan trọng trong việc đo lường và giám sát môi trường, cung cấp dữ liệu chính xác về nhiệt độ và độ ẩm không khí.
1.5.3 Sơ đồ và chức năng các chân: Error! Bookmark not defined.
1.5.4 Nguyên lý hoạt động Error! Bookmark not defined. 1.6 ĐỘNG CƠ Error! Bookmark not defined.
1.7 MẠCH CÒI BUZZER Error! Bookmark not defined.
1.8 NGUỒN PIN Error! Bookmark not defined.
1.9 LED SIÊU SÁNG: Error! Bookmark not defined.
1.10 CAMERA HỒNG NGOẠI Error! Bookmark not defined.
1.11 CÁC PHẦN MỀM SỬ DỤNG TRONG THIẾT KẾError! Bookmark not defined. 1.11.1 Thiết kế giao diện trên điện thoại Error! Bookmark not defined.
1.11.2 Phần mềm ARDUINO IDE Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ Error! Bookmark not defined. 2.1 Sơ đồ khối Error! Bookmark not defined.
2.2 Chức năng các khối: Error! Bookmark not defined.
+ Khối Camera : Error! Bookmark not defined.
2.3 Sơ đồ nguyên lý: Error! Bookmark not defined.
2.4 Nguyên lý hoạt động: Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 3 THI CÔNG MÔ HÌNH Error! Bookmark not defined. 3.1 Làm mạch in khối vi điều khiển Error! Bookmark not defined.
3.2 Hình ảnh thực tế của mô hình sau khi hoàn thiện: Error! Bookmark not defined.
3.3 Lưu đồ giải thuật: Error! Bookmark not defined. 3.3.1 Lưu đồ trên Arduino Error! Bookmark not defined.
3.3.2 Lưu đồ trên điện thoại điều khiển Error! Bookmark not defined. 3.4 Code nạp của chương trình( Phụ lục ) Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Error! Bookmark not defined.
4.1 Kết quả thu được: Error! Bookmark not defined.
4.2 Những hạn chế Error! Bookmark not defined.
4.3 Hướng phát triển đề tài Error! Bookmark not defined.
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Khả năng kết nối các thiết bị qua Bluetooth
Hình 1.2: Sơ đồ chân của HC-05 (chưa ra chân)
Hình 1.3: Mặt sau của HC-05( đã ra chân)
Hình 1.4: Mặt trước của HC-05( đã ra chân)
Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý của HC-05
Hình 1.6 Cấu trúc cơ bản của 1 mạch ARDUINO
Hình 1.7: Sơ đồ chân của Driver L298
Hình 1.8: Sơ đồ nguyên lý của Driver L298
Hình 1.9: Sơ đồ chân của DHT11
Hình 1.10 : biểu đồ DHT11 nhận tín hiệu
Hình 1.11: DHT11 gửi bit 0 về MCU
Hình 1.12: DHT11 gửi bít 1 về MCU
Hình 1.15: Sơ đồ nguyên lý mạch còi Buzzer
Hình 1.19: Giao diện điều khiển trên điện thoại
Hình 1.20: Giao diện lập trình ARDUINO IDE
Hình 1.21: Vùng lệnh (Bao gồm các nút lệnh menu : File, Edit, Sketch,
Hình 1.22 Vùng thông báo lập trình arduino
Hình 1.23: Chọn cổng kết nối và loại board ARDUINO với máy tính
Hình 2.2: sơ đồ nguyên lý hoạt động của Pin
Hình 2.3: Sơ đồ chân module Arduino Nano
Hình 2.4: sơ đồ chân HC-05
Hình 2.5: Sơ đồ chân DHT11
Hình 2.6: sơ đồ chân driver L298
Hình 2.7: sơ đồ khối kèn BUZZER
Hình 2.8: sơ đồ khối đèn led
Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý của mạch
Hình 2.10 Thuật toán trên Arduino
Hình 2.11 Thuật toán trên điện thoại androi
Hình 3.1: Mạch in khối vi điều khiển
Hình 3.2: Mô hình nhìn từ trên xuống
Hình 3.3: Mô hình nhìn từ dưới lên
Hình 3.4: Mô hình nhìn từ trái sang
Hình 3.5: Mô hình nhìn từ phải sang.
Hình 3.6: Đèn xe khi được bật.
Hình 3.7: Hình ảnh thu được trên Camera.
Trong thời đại công nghệ phát triển nhanh chóng, nhu cầu trao đổi thông tin và điều khiển thiết bị từ xa ngày càng gia tăng Hệ thống dây cáp phức tạp không còn đáp ứng được nhu cầu này, đặc biệt ở những khu vực chật hẹp, vùng sâu vùng xa, và trên các phương tiện vận chuyển.
Vì vậy Công nghệ không dây đã ra đời và phát triển mạnh mẽ, tạo rất nhiều thuận lợi cho con người trong đời sống hằng ngày
Trong những năm gần đây, công nghệ truyền nhận dữ liệu không dây đã phát triển mạnh mẽ, đóng góp quan trọng vào sự phát triển của các hệ thống điều khiển và giám sát từ xa, đặc biệt là các hệ thống thông minh Hiện có nhiều công nghệ không dây như RF, Wifi, Bluetooth, và NFC, trong đó Bluetooth là một trong những công nghệ lâu đời nhất, luôn được cải tiến để nâng cao tốc độ và khả năng bảo mật.
Xuất phát từ sự quan trọng của các ứng dụng và niềm đam mê học hỏi, tôi quyết định nghiên cứu đề tài "Chế tạo thiết bị khảo sát đường hầm" Đề tài này ứng dụng công nghệ Bluetooth, vốn phổ biến trên nhiều thiết bị, với điểm mới là khả năng điều khiển thông qua hệ điều hành, mang lại sự tiện lợi và hiệu quả cho người dùng.
Android tận dụng các thiết bị hiện có của người dùng, giúp giảm chi phí sản phẩm Màn hình lớn của điện thoại cho phép hiển thị nhiều thông tin hơn Ngoài ra, việc tích hợp cảm biến nhiệt độ, độ ẩm và camera giúp thu thập dữ liệu ở những khu vực mà xe di chuyển qua.
Trên thị trường Việt Nam, sản phẩm điều khiển thiết bị không dây còn hạn chế, chủ yếu là hàng nhập khẩu với giá cao Việc nghiên cứu và thiết kế bộ sản phẩm điều khiển không dây trong nước không chỉ mở rộng sự lựa chọn cho người tiêu dùng mà còn giúp giảm giá thành, đồng thời thúc đẩy sự phát triển của các hệ thống điều khiển thông minh.
3 Nội dung nhiệm vụ đề tài
Thiết bị khảo sát đường hầm được phát triển nhằm thay thế con người trong những khu vực có điều kiện khắc nghiệt, bảo vệ sức khỏe và tính mạng Thiết bị này thực hiện các chức năng đo lường, quan sát, xác định nhiệt độ và độ ẩm Thông qua kết nối Bluetooth, các thông số này sẽ được gửi về thiết bị điều khiển, cụ thể là điện thoại chạy ứng dụng Android, giúp người điều khiển đánh giá chính xác mức độ nguy hiểm và đưa ra các biện pháp xử lý thích hợp.
Mô hình xe này hỗ trợ vận chuyển các vật dụng nhỏ đến những khu vực hẹp mà con người không thể tiếp cận, như ống nước, hố, và đường hầm Nhờ tích hợp camera và cảm biến hồng ngoại, người dùng có thể nhận được thông tin trực quan từ những khu vực này, giúp dễ dàng điều khiển và xử lý các sự cố phát sinh.
Do điều kiện về môi trường nghiên cứu, do đó phương pháp nghiên cứu chủ yếu của em là:
- Tham khảo tài liệu: các đề tài liên quan, tìm kiếm thông tin trên Internet;
Tìm hiểu về các chuẩn giao tiếp UART và RS232 là rất quan trọng để thực hiện việc trao đổi thông tin giữa các thiết bị như module Bluetooth và Arduino, điện thoại di động, cũng như giữa cảm biến nhiệt độ độ ẩm và Arduino.
- Phần mềm điều khiển mô hình chạy trên nền hệ điều hành Androidđược viết trực tiếp trên website: Mit App Inventor 2
- Thiết kế và thi công cơ khí mô hình xe, sắp xếp các động cơ và module sao cho xe có thể di chuyển một cách thuận tiện nhất
5 Kết cấu của đồ án tốt nghiệp Đồ án bao gồm 4 chương:
Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
Chương 4: THI CÔNG MÔ HÌNH
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY BLUETOOTH
1.1.2 Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ BluetoothError! Bookmark not defined.1.1.3 Hoạt động Error! Bookmark not defined.
MODULE BLUETOOTH HC-05
1.2.2 Ưu điểm và nhược điểm của mạch thu phát sóng BluetoothError! Bookmark not defined.
1.2.3 Sơ đồ chân HC-05 gồm có: Error! Bookmark not defined.
1.2.4 Các chế độ hoạt động Error! Bookmark not defined.
TỔNG QUAN VỀ ARDUINO
1.3.4 Môi trường phát triển tích hợp (IDE) của Arduino: Error! Bookmark not defined.
CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM DHT11
1.5.3 Sơ đồ và chức năng các chân: Error! Bookmark not defined.
CÁC PHẦN MỀM SỬ DỤNG TRONG THIẾT KẾ
1.11.2 Phần mềm ARDUINO IDE Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ Error! Bookmark not defined. 2.1 Sơ đồ khối Error! Bookmark not defined.
2.2 Chức năng các khối: Error! Bookmark not defined.
+ Khối Camera : Error! Bookmark not defined.
2.3 Sơ đồ nguyên lý: Error! Bookmark not defined.
2.4 Nguyên lý hoạt động: Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 3 THI CÔNG MÔ HÌNH Error! Bookmark not defined. 3.1 Làm mạch in khối vi điều khiển Error! Bookmark not defined.
3.2 Hình ảnh thực tế của mô hình sau khi hoàn thiện: Error! Bookmark not defined.
3.3 Lưu đồ giải thuật: Error! Bookmark not defined. 3.3.1 Lưu đồ trên Arduino Error! Bookmark not defined.
3.3.2 Lưu đồ trên điện thoại điều khiển Error! Bookmark not defined. 3.4 Code nạp của chương trình( Phụ lục ) Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Error! Bookmark not defined.
4.1 Kết quả thu được: Error! Bookmark not defined.
4.2 Những hạn chế Error! Bookmark not defined.
4.3 Hướng phát triển đề tài Error! Bookmark not defined.
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Khả năng kết nối các thiết bị qua Bluetooth
Hình 1.2: Sơ đồ chân của HC-05 (chưa ra chân)
Hình 1.3: Mặt sau của HC-05( đã ra chân)
Hình 1.4: Mặt trước của HC-05( đã ra chân)
Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý của HC-05
Hình 1.6 Cấu trúc cơ bản của 1 mạch ARDUINO
Hình 1.7: Sơ đồ chân của Driver L298
Hình 1.8: Sơ đồ nguyên lý của Driver L298
Hình 1.9: Sơ đồ chân của DHT11
Hình 1.10 : biểu đồ DHT11 nhận tín hiệu
Hình 1.11: DHT11 gửi bit 0 về MCU
Hình 1.12: DHT11 gửi bít 1 về MCU
Hình 1.15: Sơ đồ nguyên lý mạch còi Buzzer
Hình 1.19: Giao diện điều khiển trên điện thoại
Hình 1.20: Giao diện lập trình ARDUINO IDE
Hình 1.21: Vùng lệnh (Bao gồm các nút lệnh menu : File, Edit, Sketch,
Hình 1.22 Vùng thông báo lập trình arduino
Hình 1.23: Chọn cổng kết nối và loại board ARDUINO với máy tính
Hình 2.2: sơ đồ nguyên lý hoạt động của Pin
Hình 2.3: Sơ đồ chân module Arduino Nano
Hình 2.4: sơ đồ chân HC-05
Hình 2.5: Sơ đồ chân DHT11
Hình 2.6: sơ đồ chân driver L298
Hình 2.7: sơ đồ khối kèn BUZZER
Hình 2.8: sơ đồ khối đèn led
Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý của mạch
Hình 2.10 Thuật toán trên Arduino
Hình 2.11 Thuật toán trên điện thoại androi
Hình 3.1: Mạch in khối vi điều khiển
Hình 3.2: Mô hình nhìn từ trên xuống
Hình 3.3: Mô hình nhìn từ dưới lên
Hình 3.4: Mô hình nhìn từ trái sang
Hình 3.5: Mô hình nhìn từ phải sang.
Hình 3.6: Đèn xe khi được bật.
Hình 3.7: Hình ảnh thu được trên Camera.
Hiện nay, sự phát triển mạnh mẽ của xã hội và công nghệ hiện đại đã dẫn đến nhu cầu ngày càng cao về việc trao đổi thông tin giải trí và điều khiển thiết bị từ xa Trong bối cảnh đó, các hệ thống dây cáp phức tạp không còn đáp ứng được nhu cầu, đặc biệt là ở những khu vực chật hẹp, vùng sâu vùng xa và trên các phương tiện vận chuyển.
Vì vậy Công nghệ không dây đã ra đời và phát triển mạnh mẽ, tạo rất nhiều thuận lợi cho con người trong đời sống hằng ngày
Trong những năm gần đây, công nghệ truyền nhận dữ liệu không dây đã phát triển mạnh mẽ, đóng góp lớn cho các hệ thống điều khiển và giám sát từ xa, đặc biệt là các hệ thống thông minh Hiện nay, có nhiều công nghệ không dây như RF, Wifi, Bluetooth, và NFC Trong số đó, Bluetooth là một trong những công nghệ lâu đời và liên tục được cải tiến để nâng cao tốc độ và khả năng bảo mật.
Xuất phát từ sự quan tâm đến các ứng dụng quan trọng và mong muốn học hỏi, tôi đã quyết định nghiên cứu đề tài "Chế tạo thiết bị khảo sát đường hầm" Đề tài này ứng dụng công nghệ Bluetooth, một công nghệ phổ biến trên nhiều thiết bị, với điểm mới là khả năng điều khiển thông qua hệ điều hành, khác biệt so với các sản phẩm hiện có.
Android tối ưu hóa việc sử dụng thiết bị đã có của người dùng, giúp giảm chi phí sản phẩm Bên cạnh đó, màn hình lớn của điện thoại cho phép hiển thị nhiều thông tin hơn Tôi đã tích hợp thêm cảm biến nhiệt độ, độ ẩm và camera, giúp thu thập dữ liệu ở những khu vực mà xe di chuyển qua.
Trên thị trường Việt Nam, sản phẩm điều khiển thiết bị không dây còn hạn chế, chủ yếu là hàng nhập khẩu với giá cao Việc nghiên cứu và thiết kế bộ sản phẩm điều khiển không dây trong nước không chỉ mở rộng lựa chọn cho người tiêu dùng mà còn giúp giảm giá thành và thúc đẩy phát triển hệ thống điều khiển thông minh.
3 Nội dung nhiệm vụ đề tài
Thiết bị khảo sát đường hầm được phát triển nhằm thay thế con người trong những khu vực nguy hiểm, nơi có điều kiện bất thường ảnh hưởng đến sức khỏe và tính mạng Thiết bị này thực hiện các chức năng đo đạc, quan sát, và xác định nhiệt độ cùng độ ẩm Thông qua công nghệ Bluetooth, các thông số này sẽ được truyền về thiết bị điều khiển, cụ thể là điện thoại chạy ứng dụng Android, giúp người điều khiển đánh giá chính xác mức độ cảnh báo nguy hiểm và đưa ra hướng xử lý phù hợp.
Mô hình xe này hỗ trợ vận chuyển các vật dụng nhỏ đến những khu vực hẹp như ống nước, hố, và đường hầm mà con người khó tiếp cận Với việc tích hợp camera và cảm biến hồng ngoại, người sử dụng có thể thu thập thông tin trực quan từ những khu vực này, giúp việc điều khiển và xử lý sự cố trở nên dễ dàng hơn.
Do điều kiện về môi trường nghiên cứu, do đó phương pháp nghiên cứu chủ yếu của em là:
- Tham khảo tài liệu: các đề tài liên quan, tìm kiếm thông tin trên Internet;
Tìm hiểu về các chuẩn giao tiếp UART và RS232 là cần thiết để thực hiện việc trao đổi thông tin hiệu quả giữa các thiết bị như module Bluetooth và Arduino, điện thoại di động, cũng như giữa cảm biến nhiệt độ độ ẩm và Arduino.
- Phần mềm điều khiển mô hình chạy trên nền hệ điều hành Androidđược viết trực tiếp trên website: Mit App Inventor 2
- Thiết kế và thi công cơ khí mô hình xe, sắp xếp các động cơ và module sao cho xe có thể di chuyển một cách thuận tiện nhất
5 Kết cấu của đồ án tốt nghiệp Đồ án bao gồm 4 chương:
Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
Chương 4: THI CÔNG MÔ HÌNH
CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY BLUETOOTH
Bluetooth là công nghệ không dây cho phép truyền thông giữa các thiết bị mà không cần dây dẫn Là một chuẩn điện tử, các nhà sản xuất phải tuân theo yêu cầu kỹ thuật để đảm bảo thiết bị tương tác với nhau Hiện nay, hầu hết các nhà máy sản xuất thiết bị như điện thoại di động, máy tính và PDA đều tích hợp công nghệ Bluetooth.
Công nghệ Bluetooth sử dụng tần số vô tuyến để cho phép các thiết bị tích hợp giao tiếp với nhau trong khoảng cách nhất định, đảm bảo hiệu suất phát và nhận sóng.
1.1.2 Lịch sử phát triển của Bluetooth
Bluetooth 1.2 đánh dấu sự cải tiến với thời gian dò tìm và kết nối nhanh hơn, tương thích ngược với các chuẩn B1.0 và B1.1, đồng thời tốc độ truyền thực tế đạt 721 kbps so với 700 kbps của chuẩn 1.1 Bluetooth 2.0 + ERD, ra đời năm 2004, nâng cao tốc độ lên đến 2,1 Mbps và giảm thiểu năng lượng tiêu thụ nhờ chế độ cải thiện kết nối truyền tải.
Bluetooth 2.1 + ERD, ra mắt vào tháng 7 năm 2007, là một bản nâng cấp mạnh mẽ so với phiên bản 2.0 Phiên bản này mang lại sự ổn định cao hơn, tốc độ chia sẻ và kết nối nhanh hơn, đồng thời tiết kiệm năng lượng hiệu quả hơn Ngoài ra, Bluetooth 2.1 + ERD còn tích hợp cơ chế kết nối phạm vi, nâng cao trải nghiệm người dùng.
Bluetooth 3.0 + HS (High Speed) được ra mắt vào ngày 21/4/2009, với tốc độ lý thuyết lên đến 24Mbps nhờ vào tính năng bổ sung từ chuẩn 802.11 (Wi-Fi) Tuy nhiên, các thiết bị Bluetooth 3.0 không hỗ trợ +HS sẽ không đạt được tốc độ này Mặc dù có tốc độ cao, Bluetooth chủ yếu phục vụ cho các nhu cầu như chia sẻ file nhanh và kết nối với loa, tai nghe, chứ không được sử dụng để kết nối Internet như Wi-Fi.
Phiên bản Bluetooth 4.0 mới nhất: Ngày 30/6/2010 Bluetooth SIG đã đưa ra bluetooth phiên bản 4.0 là sự kết hợp của “classic Bluetooth” (Bluetooth 2.1 và 3.0),
“Bluetooth high speed” (Bluetooth 3.0 +HS) và “Bluetooth low energy – Bluetooth năng lượng thấp” (Bluetooth Smart Ready/Bluetooth Smart)
1.1.3 Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ Bluetooth
- Tiêu thụ năng lượng thấp
- Cho phép ứng dụng được nhiều loại thiết bị bao gồm các thiết bị cầm tay và điện thoại di động
- Giá thành ngày một giảm
- Khoảng cách giao tiếp cho phép giữa hai thiết bị kết nối có thể lên đến 100m
- Bluetooth sử dụng băng tần 2.4GHz, tốc độ truyền dữ liệu có thể đạt tối đa 1Mbps mà các thiết bị không cần phải trực tiếp thấy nhau
Bluetooth giúp phát triển ứng dụng dễ dàng bằng cách kết nối hai ứng dụng thông qua chuẩn Bluetooth, cho phép chúng hoạt động độc lập với phần cứng và hệ điều hành khác nhau.
- Tính tương thích cao, được nhiều nhà sản xuất phần cứng, phần mềm hỗ trợ
- Khoảng cách kết nối còn ngắn so với công nghệ không dây khác
- Chỉ kết nối được hai thiết bị với nhau, không kết nối thành mạng
Bluetooth là công nghệ kết nối không dây tần ngắn, hoạt động trong dải tần từ 2.4GHz đến 2.485GHz, phù hợp cho các thiết bị cá nhân và mạng cục bộ nhỏ Với khả năng hoạt động trên 79 tần số riêng lẻ, Bluetooth tự động xác định tần số tương thích để kết nối với thiết bị trong khu vực, đảm bảo sự liên tục trong quá trình truyền tải dữ liệu.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
Chức năng các khối
+ Khối Camera : Error! Bookmark not defined.
Nguyên lý hoạt động
CHƯƠNG 3 THI CÔNG MÔ HÌNH Error! Bookmark not defined. 3.1 Làm mạch in khối vi điều khiển Error! Bookmark not defined.
3.2 Hình ảnh thực tế của mô hình sau khi hoàn thiện: Error! Bookmark not defined.
3.3 Lưu đồ giải thuật: Error! Bookmark not defined. 3.3.1 Lưu đồ trên Arduino Error! Bookmark not defined.
3.3.2 Lưu đồ trên điện thoại điều khiển Error! Bookmark not defined. 3.4 Code nạp của chương trình( Phụ lục ) Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Error! Bookmark not defined.
4.1 Kết quả thu được: Error! Bookmark not defined.
4.2 Những hạn chế Error! Bookmark not defined.
4.3 Hướng phát triển đề tài Error! Bookmark not defined.
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Khả năng kết nối các thiết bị qua Bluetooth
Hình 1.2: Sơ đồ chân của HC-05 (chưa ra chân)
Hình 1.3: Mặt sau của HC-05( đã ra chân)
Hình 1.4: Mặt trước của HC-05( đã ra chân)
Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý của HC-05
Hình 1.6 Cấu trúc cơ bản của 1 mạch ARDUINO
Hình 1.7: Sơ đồ chân của Driver L298
Hình 1.8: Sơ đồ nguyên lý của Driver L298
Hình 1.9: Sơ đồ chân của DHT11
Hình 1.10 : biểu đồ DHT11 nhận tín hiệu
Hình 1.11: DHT11 gửi bit 0 về MCU
Hình 1.12: DHT11 gửi bít 1 về MCU
Hình 1.15: Sơ đồ nguyên lý mạch còi Buzzer
Hình 1.19: Giao diện điều khiển trên điện thoại
Hình 1.20: Giao diện lập trình ARDUINO IDE
Hình 1.21: Vùng lệnh (Bao gồm các nút lệnh menu : File, Edit, Sketch,
Hình 1.22 Vùng thông báo lập trình arduino
Hình 1.23: Chọn cổng kết nối và loại board ARDUINO với máy tính
Hình 2.2: sơ đồ nguyên lý hoạt động của Pin
Hình 2.3: Sơ đồ chân module Arduino Nano
Hình 2.4: sơ đồ chân HC-05
Hình 2.5: Sơ đồ chân DHT11
Hình 2.6: sơ đồ chân driver L298
Hình 2.7: sơ đồ khối kèn BUZZER
Hình 2.8: sơ đồ khối đèn led
Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý của mạch
Hình 2.10 Thuật toán trên Arduino
Hình 2.11 Thuật toán trên điện thoại androi
Hình 3.1: Mạch in khối vi điều khiển
Hình 3.2: Mô hình nhìn từ trên xuống
Hình 3.3: Mô hình nhìn từ dưới lên
Hình 3.4: Mô hình nhìn từ trái sang
Hình 3.5: Mô hình nhìn từ phải sang.
Hình 3.6: Đèn xe khi được bật.
Hình 3.7: Hình ảnh thu được trên Camera.
Trong bối cảnh xã hội hiện đại, nhu cầu trao đổi thông tin giải trí và điều khiển thiết bị từ xa ngày càng gia tăng Tuy nhiên, các hệ thống dây cáp phức tạp không còn đáp ứng được nhu cầu này, đặc biệt là ở những khu vực chật hẹp, vùng xa xôi và trên các phương tiện vận chuyển.
Vì vậy Công nghệ không dây đã ra đời và phát triển mạnh mẽ, tạo rất nhiều thuận lợi cho con người trong đời sống hằng ngày
Trong những năm gần đây, công nghệ truyền nhận dữ liệu không dây đã phát triển mạnh mẽ, đóng góp quan trọng cho các hệ thống điều khiển và giám sát từ xa, đặc biệt là trong các hệ thống thông minh Hiện nay, có nhiều công nghệ không dây như RF, Wifi, Bluetooth, và NFC Trong số đó, Bluetooth là một trong những công nghệ lâu đời nhất, luôn được cải tiến để nâng cao tốc độ và khả năng bảo mật.
Xuất phát từ sự quan trọng của các ứng dụng và niềm đam mê học hỏi, tôi quyết định nghiên cứu đề tài “Chế tạo thiết bị khảo sát đường hầm” Đề tài này ứng dụng công nghệ Bluetooth, vốn phổ biến trên nhiều thiết bị, với điểm mới là khả năng điều khiển thông qua hệ điều hành, khác biệt so với các sản phẩm hiện có.
Hệ điều hành Android tận dụng tối đa các thiết bị hiện có của người dùng, giúp giảm chi phí sản phẩm Màn hình lớn của điện thoại cho phép hiển thị nhiều thông tin hơn Bên cạnh đó, việc gắn thêm cảm biến nhiệt độ, độ ẩm và camera giúp thu thập thông tin từ những khu vực mà xe di chuyển qua.
Trên thị trường Việt Nam, sản phẩm điều khiển thiết bị không dây còn hạn chế và chủ yếu là hàng nhập khẩu với giá cao Việc nghiên cứu và thiết kế bộ sản phẩm điều khiển không dây trong nước không chỉ tăng thêm sự lựa chọn cho người tiêu dùng mà còn giúp giảm giá thành, đồng thời thúc đẩy sự phát triển của các hệ thống điều khiển thông minh.
3 Nội dung nhiệm vụ đề tài
Thiết bị khảo sát đường hầm được phát triển nhằm thay thế con người trong những khu vực có điều kiện nguy hiểm, ảnh hưởng đến sức khỏe và tính mạng Thiết bị này có khả năng đo lường và quan sát các thông số như nhiệt độ và độ ẩm Thông qua công nghệ Bluetooth, các dữ liệu này sẽ được truyền về một thiết bị điều khiển, cụ thể là điện thoại chạy ứng dụng Android Điều này giúp người điều khiển xác định và đánh giá chính xác mức độ cảnh báo nguy hiểm, từ đó đưa ra các biện pháp xử lý kịp thời.
Mô hình xe này có khả năng vận chuyển các vật dụng nhỏ đến những khu vực hẹp mà con người không thể tiếp cận, như ống nước, hố hoặc đường hầm Nhờ vào việc tích hợp camera và cảm biến hồng ngoại, người dùng có thể thu thập thông tin trực quan từ những khu vực này, giúp việc điều khiển và xử lý sự cố trở nên dễ dàng hơn.
Do điều kiện về môi trường nghiên cứu, do đó phương pháp nghiên cứu chủ yếu của em là:
- Tham khảo tài liệu: các đề tài liên quan, tìm kiếm thông tin trên Internet;
Tìm hiểu về các chuẩn giao tiếp UART và RS232 là rất quan trọng để thực hiện việc trao đổi thông tin hiệu quả giữa các thiết bị như module Bluetooth và Arduino, điện thoại di động, cũng như giữa cảm biến nhiệt độ độ ẩm và Arduino Việc nắm vững các giao thức này giúp tối ưu hóa quá trình truyền dữ liệu và nâng cao khả năng tương tác giữa các linh kiện điện tử.
- Phần mềm điều khiển mô hình chạy trên nền hệ điều hành Androidđược viết trực tiếp trên website: Mit App Inventor 2
- Thiết kế và thi công cơ khí mô hình xe, sắp xếp các động cơ và module sao cho xe có thể di chuyển một cách thuận tiện nhất
5 Kết cấu của đồ án tốt nghiệp Đồ án bao gồm 4 chương:
Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
Chương 4: THI CÔNG MÔ HÌNH
CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY BLUETOOTH
Bluetooth là công nghệ không dây cho phép các thiết bị giao tiếp mà không cần dây dẫn Đây là một chuẩn điện tử, yêu cầu các nhà sản xuất tuân thủ tiêu chuẩn kỹ thuật để đảm bảo thiết bị tương tác hiệu quả Hiện nay, nhiều nhà máy sản xuất thiết bị sử dụng công nghệ Bluetooth, bao gồm điện thoại di động, máy tính và thiết bị hỗ trợ cá nhân (PDA).
Công nghệ Bluetooth sử dụng tần số vô tuyến để kết nối các thiết bị với nhau trong khoảng cách nhất định, cho phép truyền thông hiệu quả giữa các thiết bị có tích hợp công nghệ này.
1.1.2 Lịch sử phát triển của Bluetooth
Bluetooth 1.2 đánh dấu một bước tiến quan trọng với nhiều cải tiến, bao gồm thời gian dò tìm và kết nối nhanh hơn, đồng thời tương thích ngược với các chuẩn B1.0 và B1.1 Tốc độ truyền thực tế cũng được nâng cao lên 721 kbps so với 700 kbps của chuẩn 1.1 Đến năm 2004, Bluetooth 2.0 + ERD ra đời với tốc độ tối đa đạt 2,1 Mbps, đồng thời cải thiện khả năng kết nối và giảm thiểu năng lượng tiêu thụ.
Bluetooth 2.1 + ERD, ra mắt vào tháng 7 năm 2007, là phiên bản nâng cấp đáng kể so với 2.0 Phiên bản này mang lại sự ổn định cao hơn, tốc độ chia sẻ và kết nối nhanh hơn, đồng thời tiết kiệm năng lượng hiệu quả hơn Ngoài ra, Bluetooth 2.1 + ERD còn được trang bị cơ chế kết nối trong phạm vi rộng hơn.
Bluetooth 3.0 + HS (High Speed) ra mắt vào ngày 21/4/2009, với tốc độ lý thuyết lên đến 24Mbps nhờ tính năng bổ sung từ chuẩn 802.11 (Wi-Fi) Tuy nhiên, các thiết bị Bluetooth 3.0 không có +HS sẽ không đạt được tốc độ này Mặc dù có tốc độ cao, Bluetooth chủ yếu phục vụ cho việc chia sẻ file nhanh chóng và kết nối với loa, tai nghe, chứ không được sử dụng để kết nối Internet như Wi-Fi.
Phiên bản Bluetooth 4.0 mới nhất: Ngày 30/6/2010 Bluetooth SIG đã đưa ra bluetooth phiên bản 4.0 là sự kết hợp của “classic Bluetooth” (Bluetooth 2.1 và 3.0),
“Bluetooth high speed” (Bluetooth 3.0 +HS) và “Bluetooth low energy – Bluetooth năng lượng thấp” (Bluetooth Smart Ready/Bluetooth Smart)
1.1.3 Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ Bluetooth
- Tiêu thụ năng lượng thấp
- Cho phép ứng dụng được nhiều loại thiết bị bao gồm các thiết bị cầm tay và điện thoại di động
- Giá thành ngày một giảm
- Khoảng cách giao tiếp cho phép giữa hai thiết bị kết nối có thể lên đến 100m
- Bluetooth sử dụng băng tần 2.4GHz, tốc độ truyền dữ liệu có thể đạt tối đa 1Mbps mà các thiết bị không cần phải trực tiếp thấy nhau
Bluetooth cho phép phát triển ứng dụng dễ dàng bằng cách kết nối hai ứng dụng khác nhau thông qua chuẩn Bluetooth, giúp chúng hoạt động độc lập về phần cứng và hệ điều hành.
- Tính tương thích cao, được nhiều nhà sản xuất phần cứng, phần mềm hỗ trợ
- Khoảng cách kết nối còn ngắn so với công nghệ không dây khác
- Chỉ kết nối được hai thiết bị với nhau, không kết nối thành mạng
Bluetooth là công nghệ kết nối không dây tần ngắn, hoạt động trong phạm vi băng tần từ 2.4GHz đến 2.485GHz Nó được thiết kế để kết nối các thiết bị cá nhân và mạng cục bộ nhỏ gọn, sử dụng 79 tần số đơn lẻ Khi thiết bị kết nối, Bluetooth tự động tìm tần số tương thích để đảm bảo sự liên tục trong quá trình truyền dữ liệu.