Xây dựng mô hình đếm sĩ số lớp sử dụng Board Arduino

ỦY BAN NHÂN DÂN TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THỦ ĐỨC
----  ----

BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
ĐỀ TÀI:

XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐẾM SĨ SỐ LỚP
SỬ DỤNG BOARD ARDUINO

ĐƠN VỊ CHỦ TRÌ: KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: HOÀNG NGỌC TUYẾN

Tp.HCM, tháng 1 năm 2017

i


ỦY BAN NHÂN DÂN TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THỦ ĐỨC
----  ----

BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
ĐỀ TÀI:

XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐẾM SĨ SỐ LỚP
SỬ DỤNG BOARD ARDUINO

Trưởng Khoa

Chủ nhiệm đề tài

Tơn Ngọc Triều

Hồng Ngọc Tuyến

Tp.HCM, tháng 1 năm 2017

ii


ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP CƠ SỞ
NĂM HỌC 2016 - 2017
1. Tên đề tài
Tiếng Việt: XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐẾM SĨ SỐ LỚP SỬ DỤNG BOARD
ARDUINO
Tiếng Anh: MODEL OF CLASS SIZE COUNTER USING ARDUINO BOARD
2. Thời gian thực hiện: 05 tháng
Bắt đầu từ tháng 08 năm 2016 đến tháng 01 năm 2017
3. Đề tài có trùng với một đề tài đã hoặc đang tiến hành khơng? nếu có, nêu lý do
Khơng
4. Chủ nhiệm đề tài (Kèm theo Lý lịch khoa học theo biểu mẫu 02)
- Họ và tên: HỒNG NGỌC TUYẾN, Giới tính: Nam
- Chun môn đào tạo: Kỹ Thuật Điện tử
- Học hàm, học vị: Thạc sỹ
- Chức vụ: Giảng viên, Trưởng bộ môn
- Đơn vị công tác: Trường Cao Đẳ ng Công Nghê ̣ Thủ Đức
- Địa chỉ liên hệ: 53 Võ Văn Ngân, Phường Linh Chiể u, Quâ ̣n Thủ Đức

- Số điện thoại: 0909 830705, Email:
Tóm tắt hoạt động nghiên cứu của chủ nhiệm đề tài
(Các chương trình, đề tài nghiên cứu khoa học đã tham gia, các cơng trình đã công
bố liên quan tới phương hướng của đề tài)
Thời
gian
2011

Tên đề tài/cơng trình
Hệ Thống Âm Thanh
Tập Trung

Tư cách
tham gia
Chủ nhiệm đề tài

5. Cơ quan phối hợp và cộng tác viên chính của đề tài
Khơng

iii

Cấp quản lý/nơi cơng bố
Trường Cao đẳng Công
nghệ Thủ Đức


6. Cơ quan/đơn vị ứng dụng kết quả nghiên cứu.
Tên cơ quan/đơn vị
TT
1.

Địa chỉ

ứng dụng kết quả nghiên cứu
Khoa Điện - Điện tử, Trường Cao

53 Võ Văn Ngân, P. Linh Chiểu,

Đẳng Công Nghệ Thủ Đức

Q.Thủ Đức, TP.HCM

7. Thuyết minh sự cần thiết của đề tai
- Tổng quan các cơng trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan tới vấn đề
nghiên cứu của đề tài (trích dẫn những tài liệu mới nhất trong và ngoài nước)
+ Trong nước: – Phương pháp lập trình và các ứng dụng thực
tế của mạch Arduino
+ Ngoài nước: – Các tài liệu hỗ trợ từ nhà sản xuất và khả
năng tiếp cận của sinh viên nước ngoài cho thấy nhu cầu thực tế ở các cơ sở đào tạo
tại Việt Nam là cấp thiết.
- Lý do chọn đề tài:
+ Tính thời sự của đề tài: Hiện nay mạch điển tử Arduino được ứng dụng rất
là phổ biến nhưng để giảng dạy vấn đề này đạt hiệu quả thì rất cần thiết phải có 1 mơ
hình trực quan, nhưng hiện tại các mơ hình ứng dụng mạch Arduino trong bộ mơn
cịn hạn chế, chính vì lẽ đó việc xây dựng mơ hình thí nghiệm đếm sỉ số lớp là rất cần
thiết để giảng viên và sinh viên có điều kiện tham khảo và học tập.
+ Tính cấp thiết đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội, nâng cao chất
lượng đào tạo: Hiện tại tính ứng dụng linh hoạt và khả năng phát triển ứng dụng
nhanh và dễ dàng với sự hỗ trợ và chia sẽ lớn của cộng đồng trên thế giới. Với khả
năng ứng dụng linh hoạt đó sẽ phát triển những ứng dụng như Bộ đếm sĩ số sẽ lưu dự

liệu thành file exel gửi về máy tính, smartphone, hay internet. Và bộ mơn Điện tử
chưa có mơ hình thí nghiệm ứng dụng mạch Arduino khả thi để sinh viên học sinh
tìm hiểu, cho nên việc triển khai thực hiện đề tài này là hết sức cần thiết.
8. Đơn vị, địa bàn tiến hành nghiên cứu (Phường/Xã, Quận/Huyện, Tỉnh/T.P,
Vùng)
- Hiểu biết thực tế của tác giả về đơn vị, địa bàn nghiên cứu

iv


Tác giả tiến hành nghiên cứu dựa trên tình hình thực tế tại khoa Điện-điện tử
trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức với mục đích cung cấp các kiến thức cơ bản về
cấu trúc lập trình trên mạch Arduino cho sinh viên. Giới thiệu ứng dụng mạch
Arduino cho giảng viên và sinh viên mà cụ thể là mơ hình đếm sỉ số và các khả năng
phát triển của sản phẩm.
9. Mục tiêu của đề tài
- Xây dựng mơ hình đếm sĩ số lớp ứng dụng mạch Arduino nhằm giới thiệu đến sinh
viên một mạch điện tử đang rất thông dụng trên thế giới và thực hiện các ứng dụng
hiệu quả.
- Biên soạn tài liệu hướng dẫn sử dụng mơ hình và các chế độ làm việc khác nhau
của hệ thống.
- Biên soạn tài liệu hướng dẫn lập trình ứng dụng mạch Arduino.
10. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
Tác giả tiến hành nghiên cứu lý thuyết phương pháp và ngơn ngữ lập trình trên
mạch Arduino, thiết kế, thi cơng mơ hình đếm sĩ số lớp, viết tài liệu hướng dẫn sử
dụng mơ hình có kèm theo phương pháp lập trình mạch Arduino và các hướng phát
triển mở rộng mơ hình.
11. Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng để nghiên cứu đề tài
- Nghiên cứu lý thuyết lập trình Mạch Arduino.
- Nghiên cứu thiết kế mơ hình thực nghiệm.

- Nghiên cứu viết tài liệu hướng dẫn sử dụng và tài liệu lập trình Mạch Arduino
12. Các chuyên đề nghiên cứu dự kiến của đề tài (tên và nội dung chính của từng
chuyên đề)
- Thiết kế và thi cơng mơ hình đếm sĩ số lớp
- Biên soạn tài liệu hướng dẫn lập trình mạch Arduino
13. Cấu trúc dự kiến báo cáo kết quả của đề tài (chi tiết hoá các chương mục)
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương 3: Mơ hình đếm sĩ số lớp

v


Chương 4: Kết luận và hướng phát triển
14. Tính đa ngành và liên ngành của đề tài
- Đề tài liên quan đến ngành/chuyên ngành nào?
Đề tài ứng dụng trong ngành Điện tử
- Tính đa/liên ngành thể hiện như thế nào trong nội dung và quá trình triển khai của
đề tài?
Điện tử - truyền thông.
15. Khả năng sử dụng cơ sở vật chất, trang thiết bị (tên các phịng thí nghiệm sẽ
được sử dụng trong đề tài)
- Phòng thực hành vi xử lý – Vi xử lý.
- Phòng đo lường và cảm biến – Đo lường và điều khiển bằng máy tính.
16. Khả năng hợp tác quốc tế
- Hợp tác đã/đang có (tên tổ chức và vấn đề hợp tác): chưa
- Hợp tác sẽ có (tên tổ chức và vấn đề hợp tác): chưa
17. Các hoạt động nghiên cứu của đề tài
- Nghiên cứu lý thuyết



- Điều tra khảo sát



- Xây dựng mơ hình thử nghiệm



- Biên soạn tài liệu



- Viết báo cáo khoa học



- Hội thảo khoa học



- Tập huấn



- Các hoạt động khác



18. Kết quả dự kiến
18.1. Kết quả khoa học
• Dự kiến những đóng góp của đề tài
Mơ hình đếm sĩ số lớp hồn chỉnh có kèm theo tài liệu hướng dẫn sử dụng.

vi


Báo cáo nghiên cứu khoa học về thiết kế mô hình đếm sĩ số lớp ứng dụng
mạch Arduino
Tài liệu hướng dẫn lập trình mạch Arduino.
• Số bài báo, sách, báo cáo khoa học dự kiến sẽ được công bố
1 bài báo khoa học (dự kiến)
18.2. Kết quả ứng dụng
• Các sản phẩm công nghệ
Đề tài giúp sinh viên tiếp cận mạch mới rất phổ biến trên thế giới
Khả năng phát triển sản phẩm thương mại
• Khả năng ứng dụng thực tế của các kết quả
Đề tài được ứng dụng và sử dụng tại phịng thí nghiệm thực tập vi điều khiển.
Giới thiệu cho sinh viên và giảng viên mạch lập trình thơng dụng đang được ứng
dụng rộng rãi. Nghiên cứu phát triển hoàn chỉnh để đưa ra thị trường
18.3. Kết quả ứng dụng khác
19. Nội dung và tiến độ thực hiện của đề tài
(các công việc cần triển khai, thời hạn thực hiện và sản phẩm đạt được)
Thời gian thực hiện
Hoạt động nghiên cứu

Từ

Đến

tháng

tháng

1.

Thu thập và viết tổng quan tài liệu 08/2016

09/2016

2.

Xây dựng đề cương nghiên cứu 08/2016

09/2016

TT

chi tiết
Chuyên đề/Nội dung 1
Chuyên đề/Nội dung 2
....
3.

Điều tra khảo sát, thí nghiệm, thu 10/2016
thập số liệu...
Chuyên đề/Nội dung 1

vii

11/2016

Sản phẩm
khoa học

Đề cương


Chuyên đề/Nội dung 2
....
Xử lý kết quả
4.

5.

Viết báo cáo các chuyên đề

10/2016

12/2016

Số chuyên đề (như mục 2)

10/2016

12/2016

Hội thảo giữa kỳ

10/2016

12/2016

Bổ sung số liệu/thử nghiệm/ứng 11/2016

12/2016

Mơ hình

dụng
Tổng kết số liệu

11/2016

12/2016

Viết báo cáo tổng hợp

11/2016

12/2016

Hội thảo lần cuối

11/2016

12/2016

Hoàn thiện báo cáo

11/2016

12/2016

7.

Nộp sản phẩm

12/2016

01/2017

8.

Nghiệm thu đề tài

12/2016

01/2017

6.

Báo cáo

20. Phân bổ kinh phí (Tuỳ theo đặc điểm chuyên môn của từng đề tài, Tác giả ghi
các mục/tiểu mục trong bảng cho phù hợp; Không có thì khơng ghi)
Nội dung

TT

1

Xây dựng đề cương chi tiết

2

Thu thập và viết tổng quan tài liệu
Thu thập tư liệu (mua, thuê)
Dịch tài liệu tham khảo (số trang x đơn giá)
Viết tổng quan tư liệu

3

Điều tra, khảo sát, thí nghiệm, thu thập số liệu, nghiên cứu...
Chi phí tàu xe, cơng tác phí
Chi phí th mướn
Chi phí th khốn chun mơn. (có giá trị từ 2.000.000
VNĐ/đề tài trở lên phải có hợp đồng th khốn chun

viii

Kinh phí


môn, nếu giá trị nhỏ hơn 2.000.000 VNĐ/đề tài phải có
bảng ký nhận).
Chi phí hoạt động chun mơn
4

Th, mua sắm trang thiết bị, nguyên vật liệu

4.500.000 đ

Thuê trang thiết bị
Mua trang thiết bị
Mua nguyên vật liệu, cây, con
5

Viết báo cáo khoa học, nghiệm thu
Viết báo cáo
Hội thảo
Nghiệm thu

6

Chi khác
Mua văn phịng phẩm
In ấn, photocopy
Quản lý phí

7

4.500.000 đ

Tổng kinh phí

Tổng kinh phí viết bằng chữ: Bốn triệu năm trăm nghìn đồng chẵn./.
21. Tài liệu tham khảo để viết đề cương
- Tài liệu tiếng Việt
- Tài liệu tiếng Việt

+Trần Văn Thịnh, Tự động hóa và điều khiển thiết bị điện, 2012
+PTS.Nguyễn Văn Hòa, cơ sở lý thuyết điều khiển tự động, 2013
- Tài liệu tiếng Anh
+Chandni Patel, Monalisa Swami, Priya Saxena, Sejal Shah: Rotary
Automated Car Parking System, March 2015.

ix


TP. HCM, ngày … tháng … năm …

TP. HCM, ngày … tháng … năm …

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG XÉT DUYỆT

TÁC GIẢ

TP. HCM, ngày … tháng … năm …

TP. HCM, ngày … tháng … năm …

PHỊNG KHOA HỌC CƠNG NGHỆ

TRƯỞNG ĐƠN VỊ

TP. HCM, ngày … tháng … năm …
HIỆU TRƯỞNG

x

MỤC LỤC
TRANG TỰA

TRANG

ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP CƠ SỞ
NĂM HỌC 2016 - 2017............................................................................................. II
MỤC LỤC ................................................................................................................ XI
DANH MỤC HÌNH ẢNH ....................................................................................... XI
DANH MỤC BẢNG ............................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
CHƯƠNG I TỔNG QUAN .......................................................................................1
1.1

GIỚI THIỆU ..................................................................................................1

1.2

CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI ........................................2

1.3

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI .................................................................................2

1.4

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ..........................................................................3

1.5

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ...............................................3

1.6

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..................................................................4

CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT ............................................................................5
2.1

LẬP TRÌNH ARDUINO ...............................................................................5

2.2

LẬP TRÌNH ANDROID DÙNG APP INVENTOR .....................................6

2.3

LẬP TRÌNH THU THẬP DỮ LIỆU TRÊN MÁY TÍNH ............................13

CHƯƠNG III XÂY DỰNG MƠ HÌNH ...................................................................20
3.1

CẤU TRÚC HỆ THỐNG ............................................................................20

3.1.1

THIẾT KẾ PHẦN CỨNG ....................................................................20

3.1.2

XÂY DỰNG PHẦN MỀM ..................................................................31

3.2

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG ......................................................................43

CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ........................................45
5.1

KẾT LUẬN..................................................................................................45

5.2

HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI .................................................................45

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................47

DANH MỤC HÌNH ẢNH

xi


HÌNH

TRANG

Hình 1.1: Những thành viên khởi xướng Arduino ......................................................1
Hình 1.2: Mạch Arduino Uno R3................................................................................3
Hình 2.1: Các phần của code arduino .........................................................................5
Hình 2.2: Sơ đồ mơ tả quy trình xây dựng và biên dịch ứng dụng .............................6

Hình 2.3: Giao diện quản lý các project......................................................................7
Hình 2.4: Giao diện thiết kế Project mới ....................................................................8
Hình 2.5: Giao diện thiết kế hồn chỉnh .....................................................................9
Hình 2.6: Giao diện thiết kế của ứng dụng App Inventor ...........................................9
Hình 2.7: Khối lệnh kết nối bluetooth.......................................................................10
Hình 2.8: Khối lệnh truyền dự liệu nút nhấn ............................................................11
Hình 2.9: Tống quát chương trình .............................................................................12
Hình 2.10: Giao diện thu thập tín hiệu trên Smartphone ..........................................12
Hình 2.11: Logo của phần mềm visual studio 2012 .................................................13
Hình 3.1: Giao diện khởi động phần mềm Proteus. ..................................................21
Hình 3.2: Các linh kiện trong thư viện Arduino cho Proteus ....................................22
Hình 3.3: Các chân kết nối của arduino R3 ..............................................................23
Hình 3.4: Các chân kết nối của chíp Atmega328 và các chân trong arduino ...........23
Hình 3.5: Board Arduino Uno. ..................................................................................24
Hình 3.6: Board Arduino Nano .................................................................................25
Hình 3.7: Sơ đồ cấu tạo cảm biến siêu âm ................................................................26
Hình 3.8: Sơ đồ nối dây mạch hiển thị (tên dây được đặt trùng với cổng kết nối với
arduino) .....................................................................................................................29
Hình 3.9: Mạch ngun lý .........................................................................................30
Hình 3.10: Mơ phỏng bo mạch sản phẩm 3 chiều trên Proteus ................................31

xii


Chương I

TỔNG QUAN
1.1 GIỚI THIỆU
Arduino thực sự đã gây sóng gió trên thị trường người dùng DIY (là những người tự
chế ra sản phẩm của mình) trên tồn thế giới trong vài năm gần đây, gần giống với những gì

Apple đã làm được trên thị trường thiết bị di động. Số lượng người dùng cực lớn và đa dạng
với trình độ trải rộng từ bậc phổ thông lên đến đại học đã làm cho ngay cả những người tạo
ra chúng phải ngạc nhiên về mức độ phổ biến.

Hình 1.1: Những thành viên khởi xướng Arduino
Arduino là gì mà có thể khiến ngay cả những sinh viên và nhà nghiên cứu tại các
trường đại học danh tiếng như MIT, Stanford, Carnegie Mellon phải sử dụng; hoặc ngay cả
Google cũng muốn hỗ trợ khi cho ra đời bộ kit Arduino Mega ADK dùng để phát triển các
ứng dụng Android tương tác với cảm biến và các thiết bị khác?
Arduino thật ra là một bo mạch vi xử lý được dùng để lập trình tương tác với các thiết
bị phần cứng như cảm biến, động cơ, đèn hoặc các thiết bị khác. 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 người ít am hiểu về điện tử và lập trình. Và điều làm nên
hiện tượng Arduino chính là mức giá rất thấp và tính chất nguồn mở từ phần cứng tới phần
mềm. Chỉ với khoảng $30, người dùng đã có thể sở hữu một bo Arduino có 20 ngõ I/O có
thể tương tác và điều khiển chừng ấy thiết bị.

1


Arduino ra đời tại thị trấn Ivrea thuộc nước Ý và được đặt theo tên một vị vua vào thế
kỷ thứ 9 là King Arduino. Arduino chính thức được đưa ra giới thiệu vào năm 2005 như là
một công cụ khiêm tốn dành cho các sinh viên của giáo sư Massimo Banzi, là một trong
những người phát triển Arduino, tại trường Interaction Design Instistute Ivrea (IDII). Mặc dù
hầu như không được tiếp thị gì cả, tin tức về Arduino vẫn lan truyền với tốc độ chóng mặt
nhờ những lời truyền miệng tốt đẹp của những người dùng đầu tiên. Hiện nay Arduino nổi
tiếng tới nỗi có người tìm đến thị trấn Ivrea chỉ để tham quan nơi đã sản sinh ra Arduino.
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. Hiện tại tính ứng dụng linh hoạt và khả

năng phát triển ứng dụng nhanh và dễ dàng với sự hỗ trợ và chia sẽ lớn của cộng đồng trên
thế giới. Nên để có những phương pháp giảng dạy hiệu quả nhất, chúng ta ứng dụng mạch
điển tử Arduino rất cần thiết để thiết kế một mơ hình trực quan. Mặt khác, hiện tại các mơ
hình ứng dụng mạch Arduino trong bộ mơn cịn hạn chế, chính vì lẽ đó việc xây dựng mơ
hình thí nghiệm đếm sĩ số lớp là rất cần thiết để giảng viên và sinh viên có điều kiện tham
khảo và học tập. Đề tài “Xây dựng mô hình đếm sĩ số lớp sử dụng mạch Arduino” là một ứng
dụng mạch Arduino để sinh viên có điều kiện tiếp cận thực tế với Arduino và cũng cố các
kiến thức liên quan.
1.2 CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI
Các đề tài ứng dụng mạch điển tử Arduino đang là xu hướng thực nghiệm của các ngành
liên quan lĩnh vực kỹ thuật vình khả năng đáp ứng các nhu cầu thí nghiệp rất cao. Các hướng
ứng dụng nhà thơng minh (Smart home) hay Mạng lưới kết nối và điều khiển thiết bị kết nối
Internet viết tắt là IoT (Internet of Things) là một kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ
vật, con người được cung cấp một định danh của riêng mình, và tất cả có khả năng truyền tải,
trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực
tiếp giữa người với người, hay người với máy tính. Ngồi ra mạch Arduino còn được sử dụng
làm mạch chủ điều khiển trong các máy CNC, máy in 3D và dần dần đang tiến đến các ứng
dụng trong công nghiệp. Mô hình đếm sĩ số lớp là một ứng dụng cụ thể để cho thấy được khả
năng ứng dụng của mạch Arduino và khả năng xử lý và kiểm soát hệ thống một các linh hoạt
1.3 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

2


Với sự ra đời và phát triển không lâu nhưng Arduino đã và đang được sử dụng rất rộng
rãi trên thế giới, và ngày càng chứng tỏ được sức mạnh của chúng thông qua vô số ứng dụng
độc đáo của người dùng trong cộng đồng nguồn mở (open-source). Tuy nhiên tại Việt Nam
Arduino vẫn còn chưa được biết đến nhiều với đề tài nghiên cứu này là một cố gắng nhầm
giới thiệu một số thông tin về Arduino với hy vọng cung cấp đến giảng viên cũng như sinh
viên thêm một lựa chọn mới đầy tiềm năng để thực hiện giảng dạy và các dự án của mình.

Hình 1.2: Mạch Arduino Uno R3
1.4 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Xây dựng mơ hình đếm sĩ số lớp ứng dụng mạch Arduino nhằm giới thiệu đến sinh
viên một mạch điện tử đang rất thông dụng trên thế giới và thực hiện các ứng dụng hiệu
quả. Nững nội dung nghiên cứu và ứng dụng vào một số môn học để giảng dạy đặc biệt là
môn Vi điều khiển, môn Đo lường va điều khiển bằng máy tính. Và kế đó, áp dụng những
nghiên cứu này vào giảng dạy tạo cơ hội cho sinh viên tìm hiểu và thực hành một cách thiết
thực và cụ thể để hiểu rõ hơn lý thuyết và thu góp kinh nghiệm thực hành thực tế.
1.5 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Tác giả tiến hành nghiên cứu lý thuyết phương pháp và ngơn ngữ lập trình trên mạch
Arduino, thiết kế, thi cơng mơ hình đếm sĩ số lớp sử dụng mạch arduino, cảm biến siêu âm
cùng với các thiết bị điện tử khác với một số đặc điểm sau:
-

Phát hiện đối tượng trong khoảng cách tối đa 3m.
3


-

Sử dụng LCD hiển thị thơng tin.

-

Có nút nhấn dùng để đặt lại mức khơng (reset zero)

-

Có thể kết nối với máy tính để theo dõi.

1.6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
-

Nghiên cứu lý thuyết.

-

Thực nghiệm mơ hình.

4


Chương II
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 LẬP TRÌNH ARDUINO
Việc lập trình cho arduino được cho là có nhiều nét tương đồng với c++ và được tạo ra
nhằm giúp những người không có nhiều kiến thức về vi điều khiển cũng có thể tiếp cận và
ứng dụng chúng cách dễ dàng.
Để lập trình cho arduino chỉ cần cài phần mềm Arduino IDE, driver kèm theo và kết nối mạch
arduino với máy tính thơng qua cổng usb là đã có thể viết code và nạp trực tiếp vào arduino.
Phần mềm arduino được chia làm 3 phần:
-

Phần 1: Khai báo chung

-

Phần 2: Đoạn lệnh chỉ chạy 1 lần (được đặt trong void setup())

-

Phần 3: Đoạn lệnh chạy lập lại (được đặt trong void loop())

Hiǹ h 2.1: Các phần của code arduino
5


Để dễ theo dõi, tác giả sẽ trình bày việc viết code này theo từng nhóm lệnh xử lý những cơng
việc riêng. Sau đó mới kết nối vào với nhau thành một chương trình hồn chỉnh.
Từng phần của chương trình sẽ được trình bày những điểm cốt yếu và đồng thời, những
chương trình con hoặc các hàm sử dụng trong đó cũng sẽ được trình bày trong các mục sau.
2.2 LẬP TRÌNH ANDROID DÙNG APP INVENTOR
App Inventor ra mắt vào tháng 7/2010, với chương trình này, bạn khơng cần phải có
bất cứ kiến thức nào về lập trình cũng có thể tạo các ra ứng dụng cho Android từ cơ bản đến
nâng cao bằng những thao tác kéo-thả.

Hình 2.2: Sơ đồ mơ tả quy trình xây dựng và biên dịch ứng dụng
Dựa trên ý tưởng “những gì bạn thấy là những gì bạn có” (WYSIWYG - What you
see is what you get), App Inventor giúp dễ dàng tiếp cận và xây dựng ứng dụng Android. Với
giao diện trực quan, dễ hiểu, cho phép truy cập đến các chức năng của điện thoại kể cả GPS,
đây là công cụ giúp cho bộ sưu tập ứng dụng của Android ngày càng dồi dào và phong phú.
Ngày nay, MIT đã hoàn thiện App Inventor và nó được chia sẻ ngay trên tài khoản
Google. Các lập trình viên mới bắt đầu hoặc bất kỳ ai muốn tạo ra ứng dụng Android chỉ cần
vào địa chỉ web của MIT, nhập thông tin tài khoản Google, và từ những mảnh ghép nhỏ, xây

6


dựng những ý tưởng của mình. Bạn là người mới bắt đầu hoặc chưa biết gì hết về App

Inventor? MIT có sẵn một loạt các hướng dẫn cụ thể cho bạn làm quen với chương trình.
Hướng dẫn cơ bản 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.

Hình 2.3: Giao diện quản lý các project
Bạn có thể xem, sửa, xóa các project của mình hay Publish những project đã hoàn thành. Và
bây giờ chúng ta sẽ tiến hành xây dựng một ứng dụng để điều khiển qua Bluetooth.
Tạo project mới và giới thiệu tổng quan giao diện
Để tạo một Project mới ta chọn Start New Project và đặt tên cho project đó.

7


Hình 2.4: Giao diện thiết kế Project mới
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 mơ phỏng màn hình ứng dụng của chúng ta, bên phải là cửa sổ
quản lí các Component, Media, và Property cho từng Control. Các bạn hãy 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.

8


Hình 2.5: Giao diện thiết kế hồn chỉnh
Coding – Lập trình
Sau khi được giao diện như trên, chúng ta sẽ tiến hành phần “code”. Các bạn bấm vào
Tab “Blocks” ở góc trên bên phải màn hình.

Hình 2.6: Giao diện thiết kế của ứng dụng App Inventor

9


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.
Các bạn lần lượt kéo các khối lệnh để được các dịng code sau:

Hình 2.7: Khối lệnh kết nối bluetooth

10


Hình 2.8: Khối lệnh truyền dự liệu nút nhấn
Những khối lệnh màu vàng đất có nghĩa là các sự kiện “event”. Mình sẽ giải thích 1 số
event cho các bạn hiểu:
•

“When Screen1.Initialize do” có nghĩa là khi Screen1 được khởi tạo sẽ thực hiện lệnh
đằng sau do.

•

“When moveforward.TouchDown do” có nghĩa khi sự kiện touchdown xảy ra với nút
moveforward thì sẽ thực hiện lệnh đằng sau do.

Tương tự với những câu lệnh còn lại nhé!

Chúng ta cần phân biệt các sự kiện Click, TouchDown, TouchUp :
•

Click: có nghĩa q trình ấn vào một button và lấy tay lên.

•

TouchDown: có nghĩa là việc ấn vào một button.

•

TouchUp: có nghĩa là việc đang nhấn một button và lấy tay ra.

11


Hình 2.9: Tống quát chương trình

Hình 2.10: Giao diện thu thập tín hiệu trên Smartphone
Đóng gói ứng dụng thành file *.apk

12


Bây giờ chúng ta sẽ đóng gói ứng dụng ra file apk và cài lên điện thoại thôi nhé! Để
xuất ra được file apk các bạn 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.
Trên đây là những hướng dẫn cơ bản về việc tạo một ứng dụng Android mà không cần dùng
code với project tạo ứng dụng điều khiển xe qua bluetooth.
2.3 LẬP TRÌNH THU THẬP DỮ LIỆU TRÊN MÁY TÍNH

Phần mềm Visual studio 2012 là một phiên bản phần mềm Visual studio khá mới do
công ty phần mềm Microsoft cung cấp. Phần mềm có thể giúp để lập trình tạo ra những giao
diện (phần mềm máy tính) một cách khá dễ dàng và tiện lợi. Trong đề tài này, giao diện đếm
sĩ số lớp sẽ được viết bằng phần mềm visual studio bằng ngơn ngữ Visual basic.

Hình 2.11: Logo của phần mềm visual studio 2012
Giao diện đếm sĩ số lớp được viết ra có các thành phần như trong giao diện sau:
Vì giao diện mang tính hỗ trợ cho việc nghiên cứu nên trong giao diện vẫn giữ lại phần nội
dung truyền nhận để dễ theo dõi và chỉnh sửa trong thời gian nghiên cứu.
Ngồi những gì có thể thấy trực tiếp trên giao diện, phần mềm còn sử dụng 2 timer, 1 cổng
serial và 1 menu scrip. Việc lập trình cho từng phần sẽ được trình bày trong các mục tiếp sau
đây.
Lập trình chung cho form
Phần lập trình chung cho form có mục đích để khai báo biến và hằng dùng chung cho cả phần
mềm, khai báo cổng com và quy định cho cổng com hoạt động. Phần lập trình này được viết
như sau:
Public Class Form1
;khai báo biến và hằng
Private readBuffer As String = String.Empty
Private comOpen As Boolean
Private nhangiatridat As String = String.Empty
Private cannang As String = String.Empty
Private dem As Integer = 0
13