Engineering document template

CÂN VÀ GIÁM SÁT TẢI TRỌNG XE
CÓ CODE

MỤC LỤ


CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI.........................................................................1

1.1.

Giới thiệu.............................................................................................................1

1.2.

Mục đích nghiên cứu..........................................................................................1

1.3.

Nhiệm vụ đề tài....................................................................................................1

1.4.

Phạm vi nghiên cứu............................................................................................2

1.5.

Dự kiến kết quả....................................................................................................2

CHƯƠNG 2:

CƠ SỞ LÝ THUYẾT...................................................................................3

2.1.

Wifi.......................................................................................................................3

2.2.

ESP 8266..............................................................................................................3

2.3.

PIC16F877A........................................................................................................5

2.4.

Loadcell................................................................................................................8

2.5.

Module HX711...................................................................................................10

2.6.

Resistor...............................................................................................................12

2.7.

Tụ điện...............................................................................................................12

2.8.

Crystal................................................................................................................13

2.9.

LM2596..............................................................................................................14

2.10.

L293D.................................................................................................................15

2.11.

UART communication.......................................................................................19

2.12.

App Blynk...........................................................................................................19

CHƯƠNG 3:
3.1.

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG......................................................................21

Sơ đồ khối của hệ thống....................................................................................21

3.1.1.

Khối chuyển đổi nguồn.................................................................................21

3.1.2.

Khối lấy tín hiệu............................................................................................22


3.1.3.

Khối truyền nhận tín hiệu.............................................................................22

3.1.4.

Khối xử lí tín hiệu.........................................................................................24

3.2.

Sơ đồ ngun lý tổng qt.................................................................................25

3.3.

Thiết kế mơ hình................................................................................................27

3.4.

Thiết kế giao diện..............................................................................................30

3.5.

Thi công.............................................................................................................31

3.6.

Kết quả...............................................................................................................34

3.7.

Kết luận thực nghiệm........................................................................................34

CHƯƠNG 4:

GIẢI THUẬT VÀ ĐIỀU KHIỂN.............................................................35

4.1.

Hoạt động của hệ thống....................................................................................35

4.2.

Lưu đồ giải thuật...............................................................................................36

4.3.

Trình bày giải thuật...........................................................................................37

CHƯƠNG 5:

KẾT LUẬN................................................................................................40

5.1.

Ưu điểm..............................................................................................................40

5.2.

Nhược điểm........................................................................................................40

5.3.

Hướng phát triển...............................................................................................40

TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................................41
PHỤ LỤC 1: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG NGƠN NGỮ C TRÊN
ARDUINO...........................................................................................................................42
PHỤ LỤC 2: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG NGƠN NGỮ C TRÊN CCS....44


DANH MỤC HÌNH VẼY
Hình 2.2.1 Cấu tạo các chân ESP........................................................................................4
Hình 2.2.2 Chi tiết các chân ESP.........................................................................................4
Hình 2.2.3 ESP.....................................................................................................................5
Hình 2.3.1 PIC16F877A.......................................................................................................5
Hình 2.3.2 Sơ đồ chân PIC16F877A...................................................................................6
Hình 2.3.3 Cấu tạo trong PIC16F877A...............................................................................8
Hình 2.4.1 Loadcell...............................................................................................................9
Hình 2.5.1 Module HX711..................................................................................................10
Hình 2.5.2 Sơ đồ đi dây module HX711.............................................................................11
Hình 2.6.1 Resistors............................................................................................................12
Hình 2.7.1 Tụ gốm..............................................................................................................13
Hình 2.8.1 Crystal 20MHz..................................................................................................13

Hình 2.9.1 LM2596.............................................................................................................14
Hình 2.10.1 L293D.............................................................................................................15
Hình 2.10.2 Sơ đồ cấu tạo L293D......................................................................................16
Hình 2.10.3 Sơ đồ nguyên lý mạch cầu H.........................................................................16
Hình 2.10.4 Sơ đồ nguyên lý mạch cầu H sử dụng Transistor.........................................17
Hình 2.10.5 Độ rộng xung PWM.......................................................................................18
Hình 2.11.1 Cấu tạo chuỗi bit dữ liệu................................................................................19
Hình 2.12.1 App Blynk.......................................................................................................20
Hình 3.1.1 Sơ đồ khối.........................................................................................................21
Hình 3.1.1.1 Sơ đồ nguyên lý module LM2596.................................................................21
Hình 3.1.1.2 Sơ đồ đi dây LM2596.....................................................................................22
Hình 3.1.2.1 Sơ đồ nguyên lý Loadcell..............................................................................22


Hình 3.1.3.1 Cấu tạo trong của module Loadcell.............................................................23
Hình 3.1.3.2 Sơ đồ nguyên đi dây Loadcell.......................................................................23
Hình 3.1.3.3 Cấu tạo trong L293D.....................................................................................23
Hình 3.1.3.4 Sơ đồ nguyên đi dây L293D..........................................................................23
Hình 3.1.4.1 Sơ đồ đi dây ESP 8266..................................................................................24
Hình 3.1.4.2 Sơ đồ đi dây PIC 16F877A............................................................................24
Hình 3.2.1 Sơ đồ nguyên lý tổng quát................................................................................25
Hình 3.3.1 Mạch PCB........................................................................................................26
Hình 3.3.2 Mặt dưới mạch in PCB....................................................................................27
Hình 3.3.3 Mặt trên mạch in PCB.....................................................................................27
Hình 3.3.4 Mặt trên mơ hình 3D........................................................................................28
Hình 3.3.5 Mặt dưới mơ hình 3D.......................................................................................28
Hình 3.4.1 Tạo project........................................................................................................29
Hình 3.4.2 Thơng tin project..............................................................................................30
Hình 3.4.3 Cài đặt cho các khối.........................................................................................31
Hình 3.4.4 Giao diện điều khiển........................................................................................31

Hình 3.5.1 Mạch in 2 lớp hồn chỉnh................................................................................32
Hình 3.5.2 Mạch in 2 lớp sau khi được hàn......................................................................32
Hình 3.5.3 Mạch in hồn chỉnh.........................................................................................33
Hình 3.5.4 Bàn cân Loadcell..............................................................................................33
Hình 3.5.5 Mơ hình xe hồn chỉnh....................................................................................34
Hình 4.2.1 Lưu đồ giải thuật................................................................................................3


Trang 1/47

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1. Giới thiệu
Với ngành cơng nghiệp tự động hóa ngày càng phát triển thì việc xây dựng
được các dự án mạch điện tử nhỏ sử dụng nhiều linh kiện module cơ bản là yếu tố
cơ bản để phát triển các dự án lớn cũng như hình thức đơn giản nhất để áp dụng
nhiều thuật tốn điều khiển khác nhau từ đó đánh giá được hiệu quả của chúng cũng
như mơ hình đơn giản nhất để áp dụng các thuật toán mới. Cùng với sự ra đời và cải
tiến ngày càng nhiều của các linh kiện cảm biến nhằm nâng cao độ chính xác, thêm
chức năng mới cũng như đa dạng các phương thức giao tiếp, điều khiển như Wifi,
Bluetooth, … Xây dựng mơ hình mạch điện tử dựa trên các yếu tố trên sẽ tạo nên
những dự án vô cùng thành công. Ở đồ án này mình sẽ xây dựng mơ hình cân giám
sát tải trọng xe dựa trên các vi điều khiển cũng như các module điều khiển và
esp8266 thông qua wifi hiển thị lên thiết bị điện tử để quan sát.
1.2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng được mơ hình cân và giám sát tải trọng xe từ đó phát triển khả
năng xây dựng các mơ hình mạch điện tử áp dụng nhiều cảm biến, linh kiện hơn
cũng như cải thiện khả năng lập trình hay tiếp xúc sâu hơn với điều khiển ngoại

tuyến và cảm biến.
1.3. Nhiệm vụ đề tài
 Xác định đề tài.
 Tìm hiểu nguyên lý, lý thuyết.
 Tìm hiểu giải pháp.
 Tìm hiểu mạch.
 Tìm hiểu linh kiện.
 Thực hiện mô phỏng.
 Viết code.


Trang 2/47

 Tìm hiểu về phần mềm thiết kế easy eda.
 Tìm hiểu về cách thiết kế mạch, in mạch.
 Thiết kế mạch.
 Thực hiện in mạch.
 Viết báo cáo.
1.4. Phạm vi nghiên cứu
Mơ hình cân và giám sát tải trọng xe được xây dựng trên mơ hình điều khiển
xe cơ bản nhất nhưng đầy đủ bản chất của 1 mơ hình xe điều khiển và có thêm bộ
cân tải trọng xe nhằm phát triển dần các dự án nhỏ, với phạm vi điều khiển và quan
sát tối đa 100m. Mơ hình này dễ được áp dụng cho mơi trường học sinh sinh viên
bởi đây là mơ hình cơng suất nhỏ nên mang tính rèn luyện, luyện tập khả năng xây
dựng mạch tốt.
1.5. Dự kiến kết quả
Đạt được mơ hình cân và giám sát tải trọng xe với đầy đủ chức năng của nó
như điều chỉnh hướng, tiến lui, điều chỉnh tốc độ cũng như cân được cân nặng xe và
gửi về thiết bị theo dõi quan sát.

Trang 3/47

CHƯƠNG 2:

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Wifi
Wifi là một công nghệ mạng không dây cho phép những thiết bị của chúng ta
như máy tính (laptop, máy tính bàn), thiết bị di động (smart phone, thiết bị cầm tay)
và một số thiết bị khác như máy in, camera, ... tương tác với Internet, cho phép trao
đổi thông tin, dữ liệu, …tạo nên một mạng kết nối với nhau. Khi điều khiển thiết bị
nào đó thơng qua wifi ta phải xác định đúng giao thức sử dụng để điều khiển, một
số loại giao thức: Protocol Stack, Transmission Control Protocol (TCP), Internet
Protocol (IP), Hypertext Transfer Protocol (HTTP), File Transfer Protocol (FTP),
Secured Shell (SSH), Simple Mail Transfer Protocol (SMTP), Domain Name
System (DNS), …
2.2. ESP 8266
Ở đồ án này tôi sử dụng ESP 8266 làm mạch điều khiển thông qua wifi. ESP
8266 là một mạch vi điều khiển sử dụng wifi 2.4Hz được hỗ trợ bộ giao thức
TCP/IP. Sau đây là các thông số:
 Vcc: 3.3V
 Vin: 5V bằng USB
 Gồm 30 chân
 Analog Input: 1 (Vmax=3.3V)
 Flash memory: 4MB
 Cổng Cable Micro USB
 Hỗ trợ bảo mật: WPA/WPA2
 Ngôn ngữ: C/C++, Micropython, …

ESP gồm 30 chân với ký hiệu và cơng dụng như hình sau:


Trang 4/47

Hình 2.2.1 Cấu tạo các chân ESP

Hình 2.2.2 Chi tiết các chân ESP

ESP sẽ nhận tín hiệu đầu vào từ sóng vơ tuyến và xuất các tín hiệu đầu ra
để điều khiển ở các chân tín hiệu. Từ đó, ta có thể lập trình ESP để điều khiển quan


Trang 5/47

sát hoạt động thiết bị theo ý muốn bằng cách lập trình nó thơng qua phần mềm
Arduino IDE.

Hình 2.2.3 ESP

2.3. PIC 16F877A
PIC- Peripheral interface controller, là một họ của vi điều khiển được phát
hành bởi công nghệ Microchip.
PIC16F877A là một trong những vi điều khiển phổ biến và được biết đến
nhiều nhất trong cơng nghiệp. Nó tiện lợi để sử dụng và cũng đơn giản để lập trình.
Đặc biệt nó có thể được đọc ghi xóa dữ liệu bao nhiêu lân tùy ý do nó sử dụng cơng
nghệ Flash memory- công nghệ lưu trữ dữ liệu tốc độ cao. Sử dụng một số phần
mềm lập trình C như CCS hay Mlap…

Hình 2.3.1 PIC16F877A

Trang 6/47

Gồm 40 chân và trong đó có 33 chân cho ngõ vào và ngõ ra chia ra làm các
ngõ digital và analog. Hoạt động ở gia động thạch anh lên tới 20MHz và họa động ở
điện áp nguồn tư 4.2V – 5.5V và đặc biệt nó khơng có bộ dao động trong như các
họ vi điều khiển khác như: PIC 18F46K22, PIC 18F4550,... Ở từng chân của vi điều
khiển có nhiệm vụ và chức năng khác nhau và có những chân có đa nhiệm vụ trên
một chân.

Hình 2.3.2 Sơ đồ chân PIC16F877A

Một vài số liệu cơ bản:
 Max ADC Resolution (bits)

10

 Number of ADCs

1

 Program Memory Size (KB)

14

 Capture/Compare/PWM
(CCP)

2

Trang 7/47

 Number of Comparators

2

 CPU Speed (MIPS/DMIPS)

5

 Data EEPROM (bytes)

256

 DigitalTimerQty_16bit

1

 Max 8 Bit Digital Timers

2

 Ethernet

None

 I2C

1

 Program Memory Type

Flash

 MSSP

1

 Mtrlcntrlinputcapture

2

 ADC Channels

8

 Low Power

No

 Operating Voltage

2- 5.5

 Pin Count

40

 SPI

1

 Temp Range (°C)

-40-125

 USART

1

Các đặc điểm chức năng chính:
 ADC- analog to digital converter module (8bit): gồm 8 kênh cho 8 cảm biến
analog.
 Timers: gồm 3 timer timer0, timer1, timer2.


Trang 8/47

 EEPROM: vùng nhớ 256x8bytes có thể xóa đọc và được lưu trữ lại dù cho vi
điều khiển đang tắt.
 PWM modules: 2 CCP modules với độ phân giải 10bits.
 Serial (UART communication): 1 UART channel với 2 cổng TX và RX.
 I2C communication: hỗ trợ giao tiếp I2C.
 Interrupts.
 Comparator module.
 Watchdog timer: được sử dụng khi vi điều khiển ở chế độ sleep mode, dùng
để gọi vi điều khiển khởi động khi đang trong tình trạng sleep mode.
 Sleep mode.

 Brown out detection và Brown out reset.

Hình 2.3.3 Cấu tạo trong PIC16F877A

2.4. Loadcell
Loadcell là một thiết bị chuyển đổi năng lượng mà ở đây là lực, khối lượng
sang tín hiệu điện để có thể tính tốn và tiêu chuẩn hóa nó. Các loại phổ biến: strain
gauges- đo nhờ sự căng giãn bề mặt, pneumatic- đo nhờ độ nén khơng khí và
hydraulic- đo nhờ lực ép của nước. Mà ở đây ta sẽ dùng loại strain gauges.


Trang 9/47

Hình 2.4.1 Loadcell

Loadcell có thân kim loại thường được làm bằng nhơm giúp nó có tính dẻo
và bền khơng quá cứng để tiện cho việc đo đạc. Trên loadcell có một cầu
Wheatstone gồm 4 điện trở được mắc cân bằng. Khi loadcell được tác dụng bởi lực
với một hướng nào đó sẽ làm cho nó biến dạng nhẹ từ đó làm thay đổi kết cấu cân
bằng của cầu trở dẫn đến điện áp đầu rất hay đổi và ta sẽ đo đạc sự thay đổi đó để
tính được lực hay khối lượng tác dụng. Ngồi ra, thơng thường nó cịn bao gồm 4
sợi dây tín hiệu xanh, đỏ, đen trắng. Trong đó có 2 dây nguồn và 2 dây tín hiệu.

Hình 2.4.2 Ngun lý Loadcell

Thơng số cơ bản:
 Capacity: 50KG
 Rated output (MV/V): 2.0±0.15

Trang 10/47

 Accuracy class: C2
 Maximum number of load cell verification intervals (N max): 2000
 Minimum number of load cell verification intervals (Vmin): EMax/5000
 Combined erro (%RO): 5000
 Recommended excitation voltage (V): 10~15
 Compensated temperature range (°C): -10~+40
 Operating temperature range (°C): -35~+80
 Safe overload (%RO): 150
 Ultimate overload (%RO): 200
 Load cell material: Aluminium
 Platform size: 350x350mm
 Connecting cable: ø4.2x350mm
 Method of connecting wire: Red (+), Black (-), Green (+), White (-)
2.5. Module HX711
HX711 là một linh kiện chuyển đổi tín hiệu analog sang digital với độ phân
giải 24bit. Nó được thiết kế cho các ứng dụng về đo lực, khối lượng, các ứng dụng
điều khiển trong công nghiệp để giao tiếp trực tiếp với cầu cảm biến. Độ phân giải
của nó tới 24bit là bởi tín hiệu vào có biên độ thay đổi rất nhỏ vì thế nó cần được
khuếch đại lên thông qua HX711 để đưa vào các thiết bị xử lý từ đó đo được chính
xác các giá trị cần đo đạc.

Hình 2.5.1 Module HX711


Trang 11/47

Module bao gồm con chip HX711, các tụ, transistor để tạo thành mạch
chuyển đổi khuếch đại theo sơ đồ sau:

Hình 2.5.2 Sơ đồ đi dây module HX711

Đặc điểm và thông số:
 2 kênh ngõ vào khác nhau.
 Nguồn cấp cho mạch thường là nguồn cho loadcell hay nguồn cung cấp cho
các mạch ADC tương tự.
 Dễ điều khiển và giao diện nối tiếp: khơng cần lập trình, và điều khiển dựa
theo các chân của mạch.
 Lựa chọn được tỷ lệ dữ liệu ngõ ra (tốc độ lấy mẫu) 10 SPS hay 80 SPS.
 50 và 60 Hz.
 Tổng dòng hoạt động bình thường < 1.5mA.
 Nguồn: 2.6 – 5.5V.
 Nhiệt độ hoạt động bình thường: -40 - +85 °C.
 Điện áp ngõ vào 20mV, 40mV hay 80mV tùy thuộc vào tỷ lệ được lựa chọn.
Code mẫu được áp dụng cho HX711 được mô tả mẫu dưới dạng 2 ngôn ngữ
Assembly và C trong phần datasheet của nhà sản xuất giúp hỗ trợ cho người mới
tiếp xúc có thể dễ dàng lập trình.


Trang 12/47

2.6. Resistor
Đối với mọi kỹ sư ngành điện nói chung hay những người tiếp xúc với ngành
điện nói riêng thì resistor hay trở là linh kiện phổ biến hay gặp nhất và hầu như có
trong mọi mạch điện. Khơng chỉ đóng vai trị cản trở dịng điện, trở cịn đóng vai trị
như một tải trong nhiều trường hợp. Trở có nhiều giá trị khác nhau và được thể hiện
qua các vịng màu trên thân trở.

Hình 2.6.1 Resistors

Các thơng số kỹ thuật: Do có rất nhiều loại và nhiều giá trị khác nhau nên
thông số của trở cũng phụ thuộc vào loại và giá trị của nó.
 Giá trị điện trở và dung sai.
 Hệ số nhiệt (k).
 Công suất tiêu thụ.
 Tạp âm của điện trở.
2.7. Tụ điện
Tụ điện là một linh kiện điện tử 2 lớp thụ động được dùng để dự trữ năng
lượng, điện trong điện trường. Có rất nhiều loại tụ như tụ gốm, tụ sứ, tụ hóa, ….
Với những cơng dụng khác nhau. Nhưng có cùng một cấu tạo từ 2 lớp dẫn điện
(kim loại, aluminum, …) cách nhau bởi một lớp điện môi cách điện (nhựa, giấy,
thủy tinh, mica…). Ngày nay, tụ điện được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện từ.
Trở kháng sẽ lớn hơn nếu khoảng cách giữa 2 lớp dẫn điện xa nhau hơn và bề mặt


Trang 13/47

của mỗi lớp dẫn điện to hơn. Tụ được sử dụng cho các khối dòng trực tiếp trong khi
cho phép dịng thay thế đi qua. Ngồi ra nó cịn có chức năng lọc dịng cho nguồn
điện có dịng khơng ổn định.

Hình 2.7.1 Tụ gốm

Các thơng số kỹ thuật:
 C= 33 pF
 V= 50 V
 Tmaint và Toper= -25 °C -> 85 °C
2.8. Crystal
Thạch anh giúp tạo tần số dao động ổn định cung cấp cho mạch vi điều

khiển. Thạch anh cung cấp cho pic thường nằm trong khoảng 4 – 20MHz. Tần số do
thạch anh tạo ra ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ hơn là các mạch dao động RC, …

Hình 2.8.1 Crystal 20MHz

Một vài thơng số cơ bản


Trang 14/47

 Tần số: 4 – 20MHz
 Nhiệt độ hoạt động: -40 - +125 °C
 Nhiệt độ lưu trữ: -40 - +150 °C
 Điện dung tải: 12pF
2.9. LM2596
LM2596 là module hạ áp (Buck converter) dùng để chuyển từ điện áp cao
xuống điện áp thấp. Được áp dụng trong các dự án vừa và nhỏ với giải điện áp
không quá lớn và dịng điện khơng q cao. LM2596 là linh kiện hạ áp với chất
lượng tốt hơn các linh kiện hạ áp trước đó về giải điện áp cũng như dịng tối đa chịu
được. Nó hoạt động với tần số động tần số đóng cắt 150kHz vì thế cho phép các
linh kiện lọc kích thước nhỏ mà yêu cầu tần số đóng cắt nhỏ hơn bình thường.

Hình 2.9.1 LM2596

Thơng số cơ bản
 Vinmin (V): 4.5
 Vinmax (V): 40
 Voutmin (V): 3.3
 Voutmax (V): 37
 Ioutmax (A): 3

 Iq (A): 5000
 Switching frequency (Min) (kHz): 110
 Switching frequency (Max) (kHz): 173
 Nhiệt độ hoạt động: -40 - +125 °C


Trang 15/47

2.10. L293D
L293 và L293D là 2 thiết bị 16 chân thông dụng sử dụng mạch cầu H để điều
khiển các tải như relay, motor, … Với 2 ngõ vào và 2 ngõ ra có thể điều khiển được
2 động cơ cùng một lúc hay 1 động cơ bước cùng điện áp hoạt động 4.5V đến 36V
và dòng điện hoạt động mỗi kênh lên đến 600mA.

Hình 2.10.1 L293D

Trong đó:
 Enable 1,2 và Enable 3,4: cho phép hoạt động.
 Vcc1 cấp nguồn cho L293D.
 Vcc2 cấp nguồn cho tải.
 Input 1, 2, 3, 4 là các ngõ vào.
 Output 1, 2, 3, 4 là các ngõ ra.
 GND nối đất.
Các thông số cơ bản:
 Vcc1: 4.5V – 36V
 Vcc2: Vcc1 – 36V
 Imax: 1.2A
 Iop: 0.6A
 Nhiệt độ hoạt động: -40 - +150 °C
Nguyên lý của PWM:

Trang 16/47

Nguyên lý mạch sử dụng các opamp để so sánh điện áp đầu vào từ đó cho
điện áp đầu ra theo nguyên lý của mạch cầu H theo hình sau:

Hình 2.10.2 Sơ đồ cấu tạo L293D

Hình 2.10.3 Sơ đồ nguyên lý mạch cầu H

Khi S1 và S4 mở thì dòng sẽ đi từ trên xuống đi qua S1 và S4 từ đó điện áp ở
đầu + của motor sẽ là 5V và đầu – là 0V. Quy ước động cơ quay thuận. Khi S2 và
S3 mở thì dịng sẽ đi từ trên xuống đi qua S3 và S2 từ đó điện áp ở đầu + của motor
sẽ là 0V và đầu – là 5V. Quy ước động cơ quay nghịch. Qua đó, ta thấy được chiều
động cơ DC sẽ được thay đổi dựa trên các switch 1 2 3 4 được mở như thế nào.


Trang 17/47

Đây chỉ là mơ hình đơn giản của mạch cầu H, ngồi ra ta cịn có các biến thể
khác của mạch cầu H tiện lợi hơn sử dụng các linh kiện bán dẫn như mosfet hay
transistor để điều khiển việc đóng mở các switch.

Hình 2.10.4 Sơ đồ ngun lý mạch cầu H sử dụng Transistor

Khi đầu A được cấp điện áp mức cao, Q3 sẽ hoạt động dựa trên nguyên lý
hoạt động của transistor NPN, còn Q1 sẽ ko hoạt động do PNP hoạt động ngược lại
so với NPN nên lúc này đầu + động cơ sẽ là 0V và cho đầu B điện áp mức thấp, lúc
này Q2 hoạt động Q4 không hoạt động nền đầu – của động cơ sẽ có điện áp là 12V

và động cơ quy ước chạy thuận. Ta làm ngược lại sẽ thấy động cơ chạy nghịch, qua
đó ta có thể điều chỉnh chiều động cơ thông qua 2 đầu A B.
Nguyên lý của PWM:
Để điều chỉnh tốc độ động cơ ta dùng phương pháp pwm từ đó ta thay đổi độ
rộng xung đầu vào theo các duty cycle khác nhau để từ đó điều chỉnh điện áp đầu
ra.


Trang 18/47

20%

50%

75%

Hình 2.10.5 Độ rộng xung PWM

Ta sẽ tính tốn tần số băm xung PWM theo cơng thức:

Trong đó:







PWM: chu ký băm xung.
PR2: giá trị tải trước của Timer2.

Tosc: 1/ (tần số nội của MCU).
TMR2prscalevalue: bộ chia trước (1,4,16).
Dutycycle: tỉ lệ xung mong muốn so với xung tối đa.
Tmm: chu ký mong muốn.
Ở đây mình dùng thạch anh 20MHz, bộ chia trước 16, PR2 là 249. Nên mình

sẽ có PWM là 0.0008 chu kỳ/ s, vậy ta có tần số của xung PWM là 1/ (PWM) là
1250Hz. Từ đó ta có được chu ký hay tần số tối đa của một xung tín hiệu và đưa
vào giá trị tương đương bao nhiêu phần tối đa để đạt được giá trị đầu ra mong
muốn. Ví dụ: Đóng ngắt một xung liên tục với tần số 500Hz thì mình sẽ có được
Dutycycle là 40% từ đó điện áp đầu ra sẽ thay đổi tương ứng với độ Dutycycle này.


Trang 19/47

2.11. UART communication
Giao tiếp giữa pic và esp8266 mình sử dụng là giao tiếp nối tiếp UART
thông qua 2 chân RX và TX trong đó RX là chân nhận tín hiệu cịn TX là chân
truyền tín hiệu. Tín hiệu được truyền với đa dạng tốc độ như: 9600, 19200, 38400,
57600, 115200, 230400, 460800, 921600, 1000000, 1500000. Dữ liệu truyền được
đồng bộ hóa và được truyền đi dưới dạng các chuỗi bit:

Hình 2.11.1 Cấu tạo chuỗi bit dữ liệu

Trong đó:





Start Bit: bit xác nhận bắt đầu chuỗi dữ liệu.
Data Frame: chứa dữ liệu.
Parity Bits: bit kiểm tra lỗi.
Stop Bit: xác nhận kết thúc chuỗi dữ liệu.

2.12. App Blynk
Blynk là một nền tảng với IOS và android apps để điều khiển Arduino,
Raspberry Pi và các ứng dụng tương tự trên internet. Thơng qua nó bạn có thể tạo
các giao diện cho các đồ án của bạn để thực hiện các hoạt động liên quan đến lập
trình điều khiển thơng qua sóng vơ tuyến. Ngồi ra, Blynk được thiết kế cho IOT
nên nó có thể hiện dữ liệu cảm biến, lưu trữ dữ liệu, thực tế hóa nó.
Có 3 mảng linh kiện trong nền tảng này:
 Blynk app: cho phép bạn tạo các giao diện mới mẻ, sáng tạo cho các dự án
của bạn.
 Blynk server: chịu trách nhiệm cho mọi vấn đề giao tiếp giữa phần cứng và
các thiết bị điều khiển như smartphone.
 Blynk libraries: phù hợp hầu hết với các nền tảng phần cứng phổ biến nhất
hiện nay - có thể giao tiếp với server và xử lý tất cả các lệnh đầu vào và đầu
ra.


Trang 20/47

Hình 2.12.1 App Blynk