Mạch điều khiển thiết bị điện bằng Android qua sóng Bluetooth.doc

DỊCH VỤ VIẾT THUÊ ĐỀ TÀI TRỌN GÓI ZALO / TEL: 0909.232.620
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN
THÔNG CƠ SỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 2
BÁO CÁO MÔN THỰC HÀNH CƠ SỞ
Đề tài : Mạch điều khiển thiết bị điện bằng Android qua sóng
Bluetooth
Giáo viên hướng dẫn : Th.s Trần Quang Thuận
Nhóm sinh viên thực hiện : Nhóm 3
Lớp : D14CQDT01-N

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN
THÔNG CƠ SỞ TP.HCM
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 2

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN THỰC HÀNH CƠ SỞ
Nhóm 03:
Họ và tên SV: Phan Huy Cường
Họ và tên SV: Nguyễn Văn Khánh Anh
MSSV:N14DCDT028
MSSV:N14DCDT030
Ngành : Kỹ thuật điện tử Lớp: D14CQDT01-N
ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG ĐIỆN THOẠI ANDROID
QUA SÓNG BLUETOOTH

I – NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN:
1- Tìm hiểu về nguyên tắc thu phát hồng ngoại
+ Khái niệm
+ Nguyên tắc hoạt động
2- Giới thiệu các linh kiện dùng trong mạch:
- Moudule giảm áp 2596 x 1
- Domino 2 x 8
- Role 12V x 8
- Điện trở 1,2 k x 9
- Led x 9
- Rào cái vuông x 1
- Rào đực vuông x 1
- Bộ nguồn 12V ( 2ampe ) x 1
- Arduino uno R3 x 1
- Module bluetooth HC05 x 1
- IC 2803 + Đế 18 chân x 1
3- Tính toán thiết kế:
+ Module nguồn
+ Khối module Bluetooth
+ Khối xử lí trung tâm
+ Khối chấp hành ( Rơ-le 12V,đèn báo )
+ Khối điều khiển
4- Mô phỏng mạch dùng phần mềm Proteus 8.1
5- Thi công mạch
+ Sơ đồ Layout
+ Chạy thực tế
6-Ngày giao đồ án :

7-Ngày hoàn thành đồ án:
8-Ngày bào cáo đồ án:
9-Họ tên người hướng dẫn: Th.S Trần Quang Thuận
Nội dung và yêu cầu của ĐA đã được thông qua
Ngày tháng năm 2017
TRƯỞNG BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN

Điều khiển thiết bị điện bằng Bluetooth GVHD: Th.S Trần Quang Thuận
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, xã hội phát triển mạnh mẽ, kỹ thuật ngày càng hiện đại nên nhu cầu về trao đổi
thông tin giải trí, nhu cầu về điều khiển các thiết bị từ xa, ngày càng cao. Và
những hệ thống dây cáp phức tạp lại không thể đáp ứng nhu cầu này, nhất là ở những khu
vực chật hẹp, những nơi xa xôi, 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 đang có
những bước phát triển mạnh mẽ, góp công lớn trong việc phát triển các hệ thống điều khiển,
giám sát từ xa, đặc biệt là các hệ thống thông minh. Hiện nay, có khá nhiều công nghệ
không truyền nhận dữ liệu không dây như RF, Wifi, Bluetooth, NFC, Trong đó, Bluetooth
là một trong những công nghệ được phát triển từ lâu và luôn được cải tiến để nâng cao tốc
độ cũng như khả năng bảo mật. Trên thị trường Việt Nam hiện nay chưa có nhiều sản phẩm
điều khiển thiết bị không dây, đa số những sản phẩm hiện có đều là nhập khẩu từ nước
ngoài với giá thành cao. Việc nghiên cứu và thiết kế một bộ sản phẩm điều khiển thiết bị
không dây có một ý nghĩa lớn, giúp tăng thêm sự lựa chọn cho ngƣời sử dụng, sản phẩm
được sản xuất trong nước nên giá thành rẻ và góp phần phát triển các hệ thống điều khiển
thông minh. Do đó, nhóm quyết định thực hiện đề tài: “Mạch điều khiển thiết bị bằng
Android qua Bluetooth”. 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, ngoài ra với màn hình hiển thị lớn của điện thoại cho
phép hiển thị nhiều thông tin hơn.
Trân trọng và cảm ơn!
Nhóm sinh viên thực hiện đề tài:
Phan Huy Cường
Nguyễn Văn Khánh Anh
Page
1
NHÓM 3_D14CQDT01-N | PTIT

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
MỤC LỤC ................................................................................................................. 2
MỤC LỤC HÌNH ..................................................................................................... 4
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN .................................................... 5
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG ..................................................................... 6
1.1 Đặt vấn đề: .......................................................................................................... 6
1.2 Đối tượng nghiên cứu: ...................................................................................... 6
1.3Giải pháp thiết kế: .............................................................................................. 7
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG.................................................................. 8
2.1 Sơ đồ khối: .......................................................................................................... 8
2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống: .................................................................. 8
2.2 Các chức năng của từng khối (hoặc module) trong hệ thống: ....................... 9
2.2.1 Khối nguồn: .................................................................................................. 9
2.2.2 Khối module Bluetooth:............................................................................. 10
2.2.3 Khối ngõ ra/đèn báo/rơ-le ......................................................................... 11
2.2.4 Khối xử lí trung tâm .................................................................................. 11
2.2.5 Khối điều khiển thiết bị ............................................................................. 12
2.3 Lựa chọn linh kiện: .......................................................................................... 12
2.3.1 Module Arduino Uno R3: .......................................................................... 12
a) Thông số kĩ thuật: ........................................................................................ 12
b) Bộ nhớ: ......................................................................................................... 13
c) Ngõ ra I/O: .................................................................................................... 14
2.3.2 Module Bluetooth HC05:........................................................................... 15
a) Sơ đồ chân HC-05 gồm có: ......................................................................... 16
2.3.3 Module nguồn LM 2596: ........................................................................... 17
2.3.4 IC ULN 2803:.............................................................................................. 17
2.3.5 Rơ-Le: ..........................................................................................................
2
18
Page
2.3.6 Điện trở: ...................................................................................................... 19

CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG...............................................................20
3.1 Thiết kế phần cứng: ......................................................................................... 20
3.2 Sơ đồ nguyên lí:................................................................................................ 21
3.3 Mạch in: ............................................................................................................ 22
3.4 Mạch 3D:........................................................................................................... 22
3.5 Thiết kế phần mềm: ......................................................................................... 23
3.5.1 Thiết kế giao diện điều khiển trên Android: ........................................... 23
3.5.1.1) Hướng dẫn cơ bản sử dụng với App Inventor: ............................... 23
3.5.1.2) Xây dựng ứng dụng điều khiển thiết bị điện qua Bluetooth:......... 24
a) Thiết kế giao diện:.................................................................................... 24
b) Viết CODE:............................................................................................... 25
c) Đóng gói ứng dụng thành file *.apk: ...................................................... 28
3.5.2 Mô tả phần mềm nạp chương trình cho Arduino Uno R3: ................... 28
3.5.3 Mã lập trình................................................................................................ 31
3.5.4 Lưu đồ giải thuật của Arduino:................................................................ 32
3.5.5 Lưu đồ giải thuật chương trình trên SmartPhone: ................................ 33
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.......................................34
Tài liệu tham khảo:......................................................................................34
Page
3

MỤC LỤC HÌNH
Hình 1: Sơ đồ khối hệ thống....................................................................................... 8
Hình 2 : Module khối nguồn ...................................................................................... 9
Hình 3 : Module Bluetooth HC05............................................................................ 10
Hình 4 : Khối ngõ ra ................................................................................................. 11
Hì nh 5: Module Arduino Uno R3 ........................................................................... 12
Hình 6 : Module Arduino Uno R3 ........................................................................... 13
Hình 7: Module Bluetooth HC05............................................................................. 15
Hình 8 : Module khối nguồn LM 2596.................................................................... 17
Hình 9 : IC ULN 2803............................................................................................... 18
Hình 10: Rơ-le 5 chân ............................................................................................... 19
Hình 11 : Điện trở...................................................................................................... 20
Hình 12 : Sơ đồ nguyên lí.......................................................................................... 21
Hình 13 : Mạch in...................................................................................................... 22
Hình 14 : Giao diện thiết kế trên điện thoại ........................................................... 28
Hình 15: Giao diện chương trình viết Arduino...................................................... 29
Hình 16: Vùng lệnh chương trình............................................................................ 29
Hình 17 : Vùng thông báo ........................................................................................ 30
Hình 18 : Mã lập trình cho Arduino........................................................................ 31
Hình 19 : Lưu đồ giải thuật Arduino ...................................................................... 32
Page
4

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
.................................................................................................................... 5

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Đặt vấn đề:
Hiện nay điện thoại thông minh ngày càng phổ biến, hệ điều hành Android được xây
dựng và phát triển liên tục với các chia sẻ về mã nguồn mở, việc sử dụng SmartPhone
để điều khiển, giám sát thiết bị đang là một xu hướng. Chúng tôi quyết định thực hiện
đề tài:
“Hệ thống điều khiển thiết bị bằng Android qua sóng Bluetooth”. Chúng em nghiên
cứu về hệ điều hành Android, cách thức giao tiếp, điều khiển và thu thập dữ liệu từ
các thiết bị qua Bluetooth. Từ đó chúng em xây dựng phần mềm điều khiển chạy trên
điện thoại Android. Chúng em cũng thiết kế một phần cứng là một bộ điều khiển có
thể điều khiển năm thiết bị điện 220VAC khác nhau. Các module này có thể kết hợp
với nhau để mở rộng đối tượng điều khiển. Kết quả mang lại của đề tài là một hệ
thống hoàn thiện gồm phần mềm và phần cứng có thể sử dụng trong các hộ gia đình,
các phòng nghiên cứu.
1.2 Đối tượng nghiên cứu:
Sau khi tìm hiểu thông tin về đề tài, cùng với những hiểu biết sẵn có và tìm kiếm
thông tin liên quan, chúng tôi xác định các đối tượng cần nghiên cứu là:- Công nghệ
Bluetooth: khái niệm về Bluetooth, các đặc điểm của công nghệ Bluetooth, liên kết
vật lý trong công nghệ Bluetooth, các chế độ kết nối, cách thức hoạt động. Nghiên
cứu Module Bluetooth HC-05: các thông số kỹ thuật, nguyên lý hoạt động của
module HC-05.
- Hệ điều hành Android: kiến trúc hệ điều hành Android, chu kỳ hoạt động các ứng
dụng chạy trên hệ điều hành Android, phần mềm hỗ trợ lập trình Android Studio,
ngôn ngữ lập trình Java,viết phần mềm ứng dụng.
Page
6

- Module Arduino Uno R3: thiết kế hệ thống sử dụng để giao tiếp module Bluetooth,
điều khiển các thiết bị.
1.3 Giải pháp thiết kế:
Thiết kế nhỏ gọn, thẩm mỹ;
- Giao tiếp với ứng dụng trên thoại qua Bluetooth (truyền nhận dữ liệu);
- Điề u khiển ngõ ra bằng nút nhấn trên bộ điều khiển hoặc bằng ứng dụng trên
điện thoại;
- Ngõ ra nối với các thiết bị cần điều khiển có điện áp 220VAC, công suất tối đa
1000W; có kèm theo đèn báo (led) tương ứng với trạng thái từng ngõ ra;
- Lưu lịch sử điều khiển thiết bị khi không kết nối với điện thoại và cập nhật khi kết
nối với điện thoại;
- Một bộ điều khiển có thể kết nối tối đa với ba điện thoại;
- Có nút RESET để đặt lại trạng thái ban đầu cho bộ điều khiển.
Page
7

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
2.1/Sơ đồ khối:
Thiết kế hệ thống điều khiển gồm bộ điều khiển với ngõ ra công suất và ứng dụng
Control Light trên điện thoại thông minh nền tảng Android. Ứng dụng Control Light
sẽ kế t nối với bộ điều khiển thông qua Bluetooth để điều khiển thiết bị. Ngoài ra,
khi không kết nối với điện thoại thì vẫn có thể điều khiển được thiết bị ngay trên bộ
điều khiển. Cụ thể như sau:
MODULE NGUỒN
KHỐI MODULE
BLUETOOTH
KHỐI TRUNG TÂM XỬ
LÍ
KHỐI ĐÈN
BÁO/RƠLE/NGÕ RA
KHỐI ĐIỀU KHIỂN ( ĐIỆN
THOẠI ANDROID
Hình 1: Sơ đồ khối hệ thống
2.2/ Nguyên lý hoạt động của hệ thống:
Page
8

Đầu tiên, khởi động phần mềm Android "Control Light". Phần mềm xuất hiện thông
báo bạn có muốn bật bluetooth không (yes or no). Click yes để bật bluetooth và thực
hiện tự động kết nối đến module bluetooth. Phần mềm tự động lấy địa chỉ Mac của
Module Bluetooth (nhập vào khi lập trình). Khi kết nối thành công phần mềm hiện thị
bảng thông báo là đã kết nối. Phần mềm gồm 8 Button dùng để điều khiển bật tắt 8
thiết bị trong nhà.
A. Khi bật thiết bị
Khi click vào một button thì phần mềm android sẻ gởi gói tin (chứa lệnh mở thiết bị)
thông qua thiết bị Bluetooth của điện thoại đến Module Bluetooth HC-05. Lúc này
Module Bluetooth HC-05 sẽ nhận gói tin và truyền về module Arduino để đưa tín
hiệu ra đóng Relay.
B. Khi tắt thiết bị
Khi click một lần nữa vào một button thì phần mềm android sẻ gởi gói tin (chứa lệnh
đóng thiết bị) thông qua thiết bị Bluetooth của điện thoại đến Module Bluetooth HC-
05. Lúc này Module Bluetooth HC-05 sẽ nhận gói tin và truyền về module Arduino
để đưa tín hiệu ra mở Relay.
2.2/Các chức năng của từng khối (hoặc module) trong hệ thống:
2.2.1/ Khối nguồn:
Hình 2 : Module khối nguồn
Page
9

Khối nguồn tạo ra dòng điện và điện thế ổn định cung cấp an toàn cho cả
mạch.Mạch ổn áp có chức năng tạo ra điện áp nhỏ hơn điện áp đầu vào và luôn duy
trì mức áp này mặc dù áp đầu vào tăng/giảm. Module ổn áp LM2596S sử dụng các
tụ có khả năng lọc nhiễu cao và trữ điện tốt. Ngoài ra trên module có sẵn đèn LED
báo hiệu hoạt động của mạch nguồn.
2.2.2 Khối module Bluetooth:
Trên thị trường hiện nay có khá nhiều module Bluetooth hỗ trợ vi điều khiểu giao
tiếp với thiết bị khác thông qua kết nối Bluetooth, một số module Bluetooth thường
được sử dụng trong thực tế như: module Bluetooth HC-05, module Bluetooth HC-06.
Tuy nhiên, module Bluetooth HC-05 là lựa chọn tố ưu cho đồ án này vì: giá thành rẻ
hơn so với các Module khác, tốc độ hoạt động phù hợp với truyền dữ liệu điều khiển
thiết bị, dễ dàng mua ở thị trường Việt Nam, được nhiều người sử dụng và đánh giá
là rất ổn định.
Hình 3 : Module Bluetooth HC05
Page
10

2.2.3 Khối ngõ ra/đèn báo/rơ-le
Hình 4 : Khối ngõ ra
Bộ phận chấp hành có Rơ-le nối với các thiết bị điện.Vi xử lí sau khi xử lí tín hiệu sẽ
gửi lệnh điều khiển để đóng mở Transistor cấp nguồn cho cuộn dây của Rơ-le.Đèn
điện được nối với nguồn 220V xoay chiều qua tiếp điểm của Rơ-le, khi Rơ-le tác
động thì đèn bật sáng và ngược lại đèn tắt khi Rơ-le thôi tác động. Relay là một
công tắc điều khiển từ xa đơn giản, nó dùng một dòng nhỏ để điều khiển một dòng
lớn vì vậy nó được dùng để bảo vệ công tắc nên cũng được xem là một thiết bị bảo
vệ. Một Relay điển hình điều khiển mạch và cả điều khiển nguồn.
2.2.4 Khối xử lí trung tâm
Mô tả: Arduino UNO R3 dùng vi điều khiển ATmega328. Bộ não này có thể xử lí
những tác vụ đơn giản như điều khiển đèn LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều
khiển từ xa, điều khiển động cơ bước, điều khiển động cơ serve, làm một trạm đo
nhiệt độ – độ ẩm và hiển thị lên màn hình LCD,… hay những ứng dụng khác.
Page
11

Hình 5: Module Arduino Uno
R3 2.2.5 Khối điều khiển thiết bị
Tất cả các loại điện thoại chạy hệ điều hành android có thể cài ứng dụng android,
ứng dụng được viết bằng ngôn ngữ Java nhằm tạo ra một giao diện trực quan, dễ sử
dụng cho việc điều khiển và giám sát các thiết bị điện. Có khả năng điều khiển, giám
sát 8 thiết bị.
2.3 Lựa chọn linh kiện:
2.3.1 Module Arduino Uno R3:
a) Thông số kĩ thuật:
+ Vi điều khiển: ATmega 328 họ 8 bit
+ Điện áp hoạt động: 5 VDC (chỉ được cấp qua cổng USB)
+ Tần số hoạt động: 16 MHz
+ Dòng tiêu thụ: 30 mA
+ Điện áp vào khuyên dùng: 7-12 VDC
+ Điện áp vào giới hạn: 6-20 VDC
+ Số chân Digital I/O: 14 ( 6 chân hardware PWM)
Page
12

+ Số chân analog: 6 ( độ phân giải 10 bit)
+ Dòng tối đa trên mỗi chân I/O: 30 mA
+ Dòng ra tối đa (5V): 500mA
+ Dòng ra tối đa (3.3V): 50mA
+ Bộ nhớ flash: 32KB với 0.5KB dùng để bootloader
+ SRAM: 2KB + EEROM: 1KB
Hình 6 : Module Arduino Uno R3
b) Bộ nhớ:
- 32KB bộ nhớ Flash: những đoạn lệnh bạn lập trình sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ
Flash của vi điều khiển. Thường thì sẽ có khoảng vài KB trong số này sẽ được dùng
cho bootloader.
- 2KB cho SRAM (Static Random Access Memory): giá trị các biến bạn khai báo khi
lập trình sẽ lưu ở đây. Bạn khai báo càng nhiều biến thì càng cần nhiều bộ nhớ RAM.
Tuy vậy, thực sự thì cũng hiếm khi nào bộ nhớ RAM lại trở thành thứ mà bạn phải
bận tâm. Khi mất điện, dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất.
Page
13

- 1KB cho EEPROM (Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory): đây
giống như một chiếc ổ cứng mini – nơi bạn có thể đọc và ghi dữ liệu của mình vào
đây mà không phải lo bị mất khi cúp điện giống như dữ liệu trên SRAM.
- Các cổng vào ra: Arduino UNO có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu.
Chúng chỉ có 2 mức điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là
40mA. Ở mỗi chân đều có các điện trở pull-up từ được cài đặt ngay trong vi điều
khiển ATmega328 (mặc định thì các điện trở này không được kết nối).
c) Ngõ ra I/O:
+ 2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): dùng để gửi (transmit – TX) và nhận (receive –
RX) dữ liệu TTL Serial. Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết bị khác thông qua 2
chân này. Kết nối bluetooth thường thấy nói nôm na chính là kết nối Serial không
dây. Nếu không cần giao tiếp Serial, bạn không nên sử dụng 2 chân này nếu không
cần thiết
+ Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép bạn xuất ra xung PWM với độ phân
giải 8bit (giá trị từ 0 → 28-1 tương ứng với 0V → 5V) bằng hàm analogWrite(). Nói
một cách đơn giản, bạn có thể điều chỉnh được điện áp ra ở chân này từ mức 0V đến
5V thay vì chỉ cố định ở mức 0V và 5V như những chân khác.
+ Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ngoài các chức
năng thông thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu bằng giao thức
SPI với các thiết bị khác.
+ LED 13: trên Arduino UNO có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L). Khi bấm nút
Reset, bạn sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu. Nó được nối với chân số 13. Khi
chân này được người dùng sử dụng, LED sẽ sáng.
1
4
P
a
g
e

Arduino UNO có 6 chân analog (A0 → A5) cung cấp độ phân giải tín hiệu 10bit (0
→ 210-1) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V. Với chân AREF trên board,
bạn có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân analog. Tức là nếu bạn
cấp điện áp 2.5V vào chân này thì bạn có thể dùng các chân analog để đo điện áp trong
khoảng từ 0V → 2.5V với độ phân giải vẫn là 10bit. Đặc biệt, Arduino UNO có 2 chân
A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp I2C/TWI với các thiết bị khác.
2.3.2 Module Bluetooth HC05:
Bluetooth là chuẩn truyền thông không dây để trao đổi dữ liệu ở khoảng cách
ngắn.Chuẩn truyền thông này sử dụng sóng radio ngắn(UHF radio) trong dải tần số
ISM (2.4 tới 2.485 GHz). Khoảng cách truyền của module này vào khoảng 15m.
Hình 7: Module Bluetooth HC05
Thông số kỹ thuật:
- Bluetooth protocal: Bluetooth v2.0
- Tần số: 2.4GHz ISM band
- Tốc độ:
- Asynchronous: 2.1Mbps(Max)/160kbps
Page
15

- Synchronous: 1Mbps/1Mbps
- Bảo mật: Authentication and encryption
- Giao tiếp: Bluetooth serial port
- Nguồn hoạt động: +3.3VDC 30mA ( Hỗ trợ IC 5.0V)
- Nhiệt độ làm việc: -20 ~ +75 Độ C
- Kích thước: 28mm x 15 mm x 2.35mm
- Passkey: 1234
- Device Name: HC-05
a) Sơ đồ chân HC-05 gồm có:
KEY: Chân này để chọn chế độ hoạt động AT Mode hoặc Data Mode. VCC chân
này có thể cấp nguồn từ 3.6V đến 6V bên trong module đã có một ic nguồn chuyển
về điện áp 3.3V và cấp cho IC BC417.
GND nối với chân nguồn GND
TXD,RXD đây là hai chân UART để giao tiếp module hoạt động ở mức logic 3.3V
STATE các bạn chỉ cần thả nổi và không cần quan tâm đến chân này.
Page
16

2.3.3 Module nguồn LM 2596:
Sử dụng trong các mạch chuyển đổi nguồn DC – DC. Sử dụng trong các mạch điện tử
hạ điện áp cao xuống điện áp thấp.
Thông số kĩ thuật :
- Điện Áp In: 3 - 40V DC (Khuyến cáo sử dụng
điện áp đầu vào < 30V DC)
- Điện Áp Out: 1.5 - 35V DC
- Dòng Ra Max: 3A.
- Công suất :15W
- Kích Thước: 40x21.5x13.5MM Hình 8 : Module khối nguồn LM 2596
- Điều chỉnh điện áp đầu ra bằng biến trở
- Hiệu Suất: 92%
2.3.4 IC ULN 2803:
ULN 2803 là một vi mạch đệm, bản chất cấu tạo là các mảng darlington chịu được
dòng đện lớn và điện áp cao, trong đó có chứa 8 cặp transistor NPN ghép darlington
cực góp hở với cực phát chung. Mỗi kênh của ULN 2803 có một diode chặn có thể
sử dụng trong trường hợp tải có tính cảm ứng, ví dụ như các relay. ULN 2803 có khả
năng điều khiển 8 kênh riêng biệt, có thể nối trực tiếp với vi điều khiển 5V. Bên cạnh
đó, mỗi kênh của ULN 2803 có thể chịu được dòng điện lớn trong một khoảng thời
gian dài lên tới 500mA với biên độ đỉnh lên tới 600mA.
Page
17

Hình 9 : IC ULN 2803
Thông số kĩ thuật:
- Điện áp ra max: 50V (Vce)
- Điện áo vào max: 30V (Vin)
- Dòng điện đầu ra liên tục: Ic = 500mA
- Dòng điện đầu vào liên tục: IIN = 25mA
- Công suất tiêu tán trên mỗi cặp darlington: 1W
2.3.5 Rơ-Le:
Rơ-le là một công tắc điều khiển từ xa đơn giản, nó dùng một dòng nhỏ để điều
khiển một dòng lớn vì vậy nó được dùng để bảo vệ công tắc nên cũng được xem là
một thiết bị bảo vệ.
Page
18

Hình 10: Rơ-le 5 chân
Thông số kỹ thuật:
- Điện áp điều khiển: 12V
- Dòng điện cực đại: 10A
- Thời gian tác động: 10ms
- Thời gian nhả hãm: 5ms
- Nhiệt độ hoạt động: -45oC ~ 75oC
2.3.6 Điện trở:
Giá trị điện trở đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của điện trở. Yêu cầu cơ
bản đối với giá trị điện trở đó là ít thay đổi theo nhiệt độ, độ ẩm và thời gian,...
Điện trở dẫn điện càng tốt thì giá trị của nó càng nhỏ và ngược lại.
Page
19

Hình 11 : Điện trở
CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG
3.1/ Thiết kế phần cứng:
Với đồ án thiết kế mạch điện tử với đề tài là “ Mạch điều khiển thiết bị bằng
Android qua sóng Bluetooth”, việc thiết kế phần cứng của mạch hệ thống cụ thể
chia làm 5 khối cơ bản:
- Khối nguồn
- Khối module Bluetooth
- Khối xử lí
- Khối rơ-le chấp hành và khối điều khiển
Page
20

3.2 Sơ đồ nguyên lí:
Hình 12 : Sơ đồ nguyên lí
Page
21

3.3 Mạch in:
Hình 13 : Mạch in
3.4 Mạch 3D:
Page
22

3.5 Thiết kế phần mềm:
3.5.1 Thiết kế giao diện điều khiển trên Android:
Ngày 12/7/2010, Google chính thức giới thiệu công cụ lập trình trực quan App
Inventor dùng để phát triển phần mềm ứng dụng trên hệ điều hành Android. App
Inventor là
công cụ lập
trình dành
cho mọi
người, kể cả trẻ em.Với công cụ App Inventor, Google tạo điều kiện để mọi người
có thể tự xây dựng phần mềm ứng dụng cho thiết bị di động dùng hệ điều hành
Android
3.5.1.1 Hướng dẫn cơ bản sử dụng với App Inventor:
Để sử dụng được App Inventor, các bạn truy cập vào địa chỉ
(ai2.appinventor.mit.edu.) Sau đó tiến hành đăng nhập bằng tài khoản Google của
bạn để mở trang quản lí các project. Bạn có thể xem, sửa, xóa các project của
mình hay Publish những project ấy.
Page
23

3.5.1.2) Xây dựng ứng dụng điều khiển thiết bị điện qua Bluetooth:
a) Thiết kế giao diện:
Để tạo một Project mới ta chọn Start New Project và đặt tên cho project đó.
Giao diện thiết kế Project hiện ra rất đơn giản. Bên trái là các control bao gồm:
User Interface, Media, Sensor, Social,… để sử dụng các bạn chỉ cần click chuột
và kéo thả vào Screen. Ở giữa là Screen mô phỏng màn hình ứng dụng của chúng
ta, bên phải là cửa sổ quản lí các Component, Media, và Property cho từng
Control. Kéo thả các Label, Button đặt vào các Layer để được giao diện sau. Các
bạn nhớ chọn thêm Control Bluetooth Client trong phần Connectivity. Để cho đơn
giản, ta nhấp vào các button và chọn Rename đặt tên theo ý chúng ta.
Page
24

b) Viết CODE:
Sau khi được giao diện như trên, tiến hành phần “code”. Các bạn bấm vào
Tab “Blocks” ở góc trên bên phải màn hình.
Sẽ xuất hiện của sổ như sau
Page
25

Cửa số “code” hiện lên, bên trái là các khối lệnh: Control, Logic, Math, Text,…
và các khối lệnh ứng với mỗi button. Để thực hiện một lệnh nào đó, ta sẽ thực
hiện thao tác kéo thả (click chuột vào khối lệnh và kéo vào màn hình.)
Lần lượt kéo các khối lệnh để được các dòng code sau:
Page
26

Page
27

c) Đóng gói ứng dụng thành file *.apk:
Bây giờ đóng gói ứng dụng ra file apk và cài lên điện thoại. Để xuất ra được file apk
chọn Build và chọn App (provide QR code for .apk) nếu muốn tạo một QR code cho
file apk. Chọn dòng còn lại nếu muốn lưu file lên máy tính.Và đây là giao diện khi
hoàn thành trên điện thoại.
Hình 14 : Giao diện thiết kế trên điện thoại
3.5.2/ Mô tả phần mềm nạp chương trình cho Arduino uno R3:
Công cụ này dung để lập trình Arduino phát triển và có thể chạy trên Windows ,
MAC OS X và Linux.
Page
28

- Về giao diện:
Hình 15: Giao diện chương trình viết Arduino
+ Vùng lệnh: Bao gồm các nút lệnh menu (File, Edit, Sketch, Tools, Help). Phía
dưới là các icon cho phép sử dụng nhanh các chức năng thường dùng của IDE được
miêu tả như sau:
Hình 16: Vùng lệnh chương trình
Page
29

+ Vùng viết chương trình: Bạn sẽ viết các đoạn mã của mình tại đây.
+ Vùng thông báo ( debug): Những thông báo từ IDE sẽ được hiển thị tại đây.
Để ý rằng góc dưới cùng bên phải hiển thị loại board Arduino và cổng COM được
sử dụng. Luôn chú ý tới mục này bởi nếu chọn sai loại board hoặc cổng COM, bạn
sẽ không thể upload được code của mình.
Hình 17 : Vùng thông báo
Page
30

3.5.3 Mã lập trình
Hình 18 : Mã lập trình cho Arduino
Page
31

3.5.4 Lưu đồ giải thuật của Arduino:
Start
Setup
Serial.begin(9600)
Serial available ( ) >0
No
Gởi byte dữ liệu tiếp theo
Yes
Kiểm tra điều kiện
Điều khiển thiết bị
Hình 19 : Lưu đồ giải thuật Arduino
NHÓM 3_D14CQDT01
Page
32
-N | PTIT

3.5.5 Lưu đồ giải thuật chương trình trên SmartPhone:
Start
Hệ thống thông báo
muốn bật Bluetooth
No
Thoát ứng
Click Yes
dụng
Yes
Nếu là lần đầu kết nối thì yêu cầu
nhập mật khẩu
Từ lần thứ 2 trở đi bỏ qua bước này
Tìm địa chỉ No
MAC thiết bị
Yes
Màn hình điện thoại hiện “ Đã kết
nối”
Có Button nào No
được click
Yes
Đèn sáng theo Button đã được nhấn
NHÓM 3_D14CQDT01
Page
33
-N | PTIT

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Sau nhiều tháng nổ lực nhóm chúng em đã hoàn thành đề tài “ĐIỀU KHIỂN
THIẾT BỊ BẰNG ĐIỆN THOẠI ANDROID QUA SÓNG BLUETOOTH” đúng
thời gian quy định. Về cơ bản đã giải quyết được các vấn đề đặt ra về nội dung
cũng như hình thức. Đây là một đề tài mang tính tổng hợp bao gồm cả thiết kế thi
công mạch và kỹ thuật lập trình.
Ưu điểm:
- Giao diện Android đẹp, dễ dàng cài đặt trên hầu hết các điện thoại và máy tính
bảng chạy android.
- Tốc độ xử lý nhanh.
Nhược điểm:
- Cự ly truyền dữ liệu giữa điện thoại đến module Bluetooth còn hạn chế. Do chất
lượng linh kiện không đảm bảo đúng thông số trong Datasheet nên có một số lỗi
nhỏ như thời gian chưa hoạt động chính xác cũng như công suất không đảm bảo.
- Sản phẩm chưa được thử nghiệm với thời gian dài với nhiều môi trường khác
nhau nên chưa đánh giá chính xác được độ ổn định.
Tài liệu tham khảo:
✓ http://arduino.vn/
✓ http://developer.android.com
✓ http://ai2.appinventor.mit.edu/#6633411303964672
✓ http://www.alldatasheet.com
Page
34

Mạch điều khiển thiết bị điện bằng Android qua sóng Bluetooth.doc

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Mạch điều khiển thiết bị điện bằng Android qua sóng Bluetooth.doc

Similar to Mạch điều khiển thiết bị điện bằng Android qua sóng Bluetooth.doc (20)

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Mạch điều khiển thiết bị điện bằng Android qua sóng Bluetooth.doc