Đồ án vi xử lý Cửa tự động sử dụng vi điều khiển arduino

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HĨA

ĐỒ ÁN MƠN HỌC
NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA
CHUN NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
HỌC PHẦN: ĐỒ ÁN VXL TRONG ĐO LƯỜNG ĐIỀU KHIỂN

Giảng viên hướng dẫn: TS. Đồn Thị Hương Giang
Nhóm sinh viên: Nhóm 1

Lớp: D14CNKTDK2

HÀ NỘI, 05/2023


Đề 2.
Nghiên cứu thiết kế thiết bị “Điều khiển Cửa tự động” sử dụng họ vi điều khiển
PIC/8051/…
Mã số sinh viên

Họ và tên

Lớp

Ghi chú

D14CNKTDK2
D14CNKTDK2
D14CNKTDK2

Nhiệm vụ thiết kế:
 Sử dụng khóa số và thẻ từ để mở cửa tự động.
 Có thẻ từ để quẹt thẻ, bàn phím 4x4 để nhập pass, thiết kế bảo mật 2 lớp
 Hiển thị và thơng báo kết quả lên màn hình LCD 2 dịng.
 Nếu đúng thì điều khiển động cơ mở cửa.
 Dùng cảm biến để bật đèn.
 Sử dụng thiết bị không dây để mở cửa.
Yêu cầu:
 Chương 1: Đặt vấn đề và nhiệm vụ thư.

(1 tuần)

 Chương 2: Tổng quan về các hệ thống khóa cửa tự động ngày nay.

(2 tuần)

 Chương 3: Thiết kế phần cứng.

(2 tuần)

 Chương 4: Thiết kế phần mềm.

(2 tuần)

 Chương 5: Kết luận và phương hướng phát triển.

(1 tuần)

Nhận xét của GV hướng dẫn

Chữ ký của GV hướng dẫn


MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU...............................................................................................................1
LỜI
CẢM
ƠN................................................................................................................2
CHƯƠNG I. ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN...............................................3
1.1 Lý do chọn đề tài...............................................................................................3
1.2. Nhiệm vụ...........................................................................................................3
CHƯƠNG
II.
CƠ
SỞ
LÝ
THUYẾT
VỀ
CÁC
LINH
KIỆN.....................................4
2.1. Vi điều khiển Ardruino Uno R3......................................................................4
2.1.1. Các chân nguồn.........................................................................................4
2.1.2. Các chân vào/ra của Arduino...................................................................5
2.1.3. Thơng số kỹ thuật......................................................................................5
2.2. Bàn phím ma trận 4x4 (KEYPAD 4X4).........................................................6
2.2.1. Khái niệm...................................................................................................6
2.2.2. Hoạt động của keypad 4x4........................................................................6
2.2.3. Thông số kỹ thuật của keypad 4x4...........................................................7

2.2.4. Ứng dụng....................................................................................................7
2.3. Module Bluetooth HC05..................................................................................7
2.3.1. Cấu hình của HC05...................................................................................7
2.3.2. Chức năng các chân của HC05.................................................................8
2.4. Màn hình LCD 16x2........................................................................................9
2.5. Module I2C.....................................................................................................11
2.5.1. Thông số Module I2C..............................................................................11
2.6. Module thu phát RFID RC522 13.56MHz...................................................12
2.6.1. Ứng dụng của Module RFID RC522......................................................12
2.6.2. Thông số kĩ thuật Module RFID RC522................................................13
2.7. Khóa điện........................................................................................................14
2.8. Relay...............................................................................................................15
2.8.1. Thơng tin về Relay...................................................................................15
2.8.2. Tính năng.................................................................................................16
2.9. Động cơ Servo.................................................................................................16
2.9.1. Thơng tin về động cơ Servo....................................................................16


2.9.2. Thông số kĩ thuật.....................................................................................17
2.9.3. Sơ đồ chân................................................................................................17
2.10. Cảm biến vật cản hồng ngoại......................................................................17
2.10.1. Tổng quát về cảm biến vật cản hồng ngoại..........................................17
2.10.2. Thông số kỹ thuật..................................................................................18
2.10.3. Chân kết nối...........................................................................................18
CHƯƠNG III. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG................................................................19
3.1. Sơ đồ khối hệ thống........................................................................................19
3.2. Đấu nối các thiết bị với Vi xử lý....................................................................20
3.3. Ứng dụng điều khiển thông qua Bluetooth..................................................24
3.4. Mô tả hoạt động cơ bản của hệ thống...........................................................25
3.5. Hình ảnh hệ thống..........................................................................................25

CHƯƠNG IV: Thiết kế phần mềm...........................................................................27
4.1. Lưu đồ thuật tốn..........................................................................................27
4.2. Chương trình..................................................................................................28
KẾT LUẬN..................................................................................................................36
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................37


LỜI NÓI ĐẦU
Với xu hướng hội nhập và phát triển cùng nền công nghệ kĩ thuật tiên tiến hiện
đại trên thế giới, có rất nhiều các cơng nghê được áp dụng thực thế đời sống của con
người. Trong đó khơng thể không nhắc đến vấn đề giữ bảo mật và an toàn tài sản cá
nhân của họ. Để đáp ứng nhu cầu đó thì từ xa xưa, con người chúng ta đã tạo ra những
chiếc ổ khóa và chìa khóa truyền thống dựa trên cơ học để giữ gìn của cải của mình.
Nhưng như đã nói, trong thời đại 4.0 hiến nay có rất nhiều cơng nghệ tiên tiến, ưu
việt được tích hợp để tạo ra 1 chiếc khóa thơng minh hay còn được biết đến với tên là
SmartLocks hay SmartKeys, với nhiều tính năng hiện đại, tiện lợi hơn cho người dùng
mà vẫn đảm bảo tính an tồn hơn nữa cịn có tính bảo mật cao hơn loại khóa truyền
thống. Hiện nay nó ngày càng được phát triển và ứng dụng rộng rãi nhờ các ưu điểm
mà nó đem lại trong thực tế đã chứng minh.
Với xu hướng đó, em đã quyết định thực hiện đề tài “Thiết kế khóa cửa thơng
minh đa năng dựa trên vi điều khiển Arduino” để làm bài tập lớn và tích lũy kiến thức
trong chuyên ngành Điều khiển và Tự động hóa
Bằng sự cố gắng nỗ lực của bản thân và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của cơ giáo
hướng dẫn TS. Đồn Thị Hương Giang, nhóm đã hồn thành bài tập lớn đúng thời
hạn. Do thời gian làm bài tập lớn có hạn và trình độ cịn nhiều hạn chế nên khơng thể
tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy
cơ cũng như là của các bạn để bài đồ án này hoàn thiện hơn nữa.
Em xin chân thành cảm ơn!

1

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên chúng em xin được gửi lời cảm ơn đến giảng viên hướng dẫn
TS.Đoàn Thị Hương Giang. Cơ đã hướng dẫn và giúp đỡ tận tình chúng em nghiên
cứu và hoàn thành tốt đồ án này. Những lời nhận xét góp ý và hướng dẫn của cơ đã
giúp chúng em có định hướng đúng đắn trong quá trình thực hiện đồ án, giúp chúng
em nhìn ra được ưu khuyết điểm của đồ án và từng bước khắc phục và kịp thời bổ
sung để có được kết quả tốt nhất. Chúng em cũng xin cảm ơn thầy cơ trong khoa Điều
Khiển và Tự Động Hóa trường Đại học Điện Lực, bộ môn Vi Xử Lý trong Đo Lường
Điều Khiển tận tình chỉ bảo, truyền đạt cho chúng em các kiến thức chuyên ngành,
những công nghệ mới cũng như cách làm việc nhóm đề hồn thành tốt đồ án môn học
này.

Hà Nội, tháng 5 năm 2023

2


CHƯƠNG I. ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
1.1 Lý do chọn đề tài
Thời đại 4.0 - thời đại của công nghệ, mọi thứ đang dần được công nghệ hóa, hiện
đại hóa và Smart home thì cần có smartlock. Cơng nghệ hiện đại ngày càng phát triển,
những chiếc khóa cửa thơng minh dần thay thế những khóa chìa truyền thống. Khóa
cửa thơng minh tốt giúp hạn chế những nguy cơ nhà bị đột nhập, mất cắp, bảo vệ an
toàn những tài sản có giá trị trong gia đình bạn.
Thiết kế khóa cửa thơng minh tại thời điểm này khơng phải là quá sớm hay mới
mẻ nhưng đó cũng chưa là muộn khi xã hội đang dần tiếp cận gần hơn và rất ưa
chuộng với thiết bị điện tử thông minh có tính bảo mật cao. Trong vài năm trở lại đây,
nhu cầu sử dụng khóa thơng minh ngày càng trở nên phổ biến, đặc biệt là các khu

chung cư, biệt thự cao cấp.
Khóa cửa thơng minh là một thiết bị cơ điện khác biệt với các loại khóa truyền
thống có tác dụng thực hiện các nhiệm vụ đóng/mở khi nhận được lệnh từ một thiết bị
được xác thực. Smartlock sử dụng kết nối khơng dây với một khóa mã để thực hiện
q trình xác nhận. Khóa cửa thơng minh cũng đồng thời nhận diện bất kỳ sự tiếp cận
nào và gửi thơng báo về các tình huống khẩn cấp khác liên quan đến tình trạng của
thiết bị.
Với những đặc tính trên, em đã quyết định thực hiện mơ hình bao gồm thẻ từ để
làm bộ khóa cửa thơng minh.
Phù hợp với một đề tài bài tập lớn vì chi phí rẻ hợp với sinh viên, có tính liên kết
với nhiều mơn học, mang tính thực tiễn cao.
1.2. Nhiệm vụ
- Xây dựng hệ thống đọc thẻ từ
- Xây dựng mật khẩu qua ma trận bàn phím 4x4, và hiển thị lên màn hình LCD
- Kết nối khơng dây để tiến hành mở cửa
- Thiết kế hồn chỉnh mơ hình thực tế.
- Tiến hành chạy thử nghiệm mơ hình hệ thống.

3


CHƯƠNG II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CÁC LINH KIỆN
2.1. Vi điều khiển Ardruino Uno R3
Arduino Uno R3 được sử dụng vi điều khiển ATmega328, tương thích với hầu hết các
loại Arduino Shield trên thị trường, có thể gắn thêm các module mở rộng để thực hiện
thêm các chức năng như điều khiển motor, kết nối wifi hay các chức năng khác.
Sử dụng ngơn ngữ lập trình C,C++ hoặc Arudino, một ngôn ngữ bắt nguồn từ C,C++
trên phần mềm riêng cho lập trình Arduino IDE.

Hình 2.1. Hình ảnh VĐK Arduino Uno R3

2.1.1. Các chân nguồn
- Arduino Uno R3 được cấp nguồn 5V qua cáp usb hoặc cấp nguồn ngồi thơng
qua Adaptor chuyển đổi , với điện áp khuyên dùng là khoảng 7-12V. Có thể cấp
nguồn từ máy tính qua cổng usb về.
- Các chân 5V, 3.3V là chân dùng để cấp nguồn đầu ra cho các thiết bị chứ không
phải chân cấp nguồn vào.
- Vin(Voltage Input): Dùng để cấp nguồn ngoài cho Arduino Uno, nối dương cực
vào chân này và cực âm vào chân GND.
- GND(Ground): Cực âm của nguồn điện cấp cho Arduino Uno. Khi sử dụng các
thiết bị sử dụng những nguồn điện riêng biệt thì phải nối các chân này.

4


- IOREF: Điện áp hoạt động của Arduino, có mức điện áp là 5V. Không được sử
dụng để lấy nguồn từ chân này.
- RESET: Việc nhấn nút RESET trên mạch arduino tương tự như khi nối chân
RESET với GND qua điện trở 10KΩ.
2.1.2. Các chân vào/ra của Arduino
Arduino Uno R3 có 14 chân digital dùng để đọc ghi dữ liệu. Chúng chỉ hoạt động ở 2
mức điện áp 0V và 5V với các dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là 40 mA.
Một số chân digital có chức năng đặc biệt như:
- 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 các thiết bị khác
thông qua 2 chân này, như gắn thêm màn hình LCD để hiển thị.
- Chân PWM: 3, 5,6,9, 10 và 11: Cho phép bạn xuất xung PWM với độ phân giải
8 bit( giá trị từ 0 -> 28-1 tương ứng với 0 - 5V.
- Chân giao tiếp SPI: 10(SS), 11(MOSI), 12(MISO), 13(SCK). Ngồi chức năng
thơng thường, 4 chân này có thể truyền phát dữ liệu bằng giao thức SPI tới các
thiết bị khác.
- LED 13: Trên arduino có 1 đèn led, khi bấm nút reset thì đèn led này sẽ nhấp

nháy để báo hiệu. Nó được nối với chân số 13. Khi chân này được sử dụng, đèn
led sẽ sáng.
- Arduino Uno R3 có 6 chân analog(A0 -> A5) cung cấp độ phân giải 10 bit(0 →
210-1) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0 -> 5V.
- Arduino Uno cịn có 2 chân A4(SDA) và A5(SCL) để hỗ trợ giao tiếp I2C/TWI
với các thiết bị khác.
2.1.3. Thông số kỹ thuật
- Vi điều khiển: Atmega328
- Điện áp hoạt động: 5V (qua cổng USB)
- Điện áp khuyến nghị: 6 – 9V
- Số chân digital I/O: 14 chân (6 chân PWM)
- Số chân analog: 6 chân
- Dòng ra tối thiểu trên mỗi chân I/O: 30mA
5


- Dòng ra tối đa (5V): 500mA
- Dòng ra tối đa (3,3V): 500mA
- Bộ nhớ Flash: 32 KB (ATmega328) với 0.5 KB dùng bởi bootloader
- SRAM: 2 KB(ATmega328)
- EEPROM: 1 KB(ATmega328)
- Giao động của thạch anh: 16MHz
2.2. Bàn phím ma trận 4x4 (KEYPAD 4X4)

Hình 2.2. Hình ảnh bàn phím 4x4 thực tế và cách đấu nối
2.2.1. Khái niệm
Keypad là một "thiết bị nhập" chứa các nút nhấn cho phép người dùng nhập các
chữ số, chữ cái hoặc ký hiệu vào bộ điều khiển. Keypad không chứa tất cả bảng mã
ASCII như keyboard và vì thế keypad thường được tìm thấy trong các thiết bị
chuyên dụng.

Các nút nhấn trên các máy tính điện tử cầm tay là một ví dụ về keypad. Số lượng
nút nhấn của một keypad thay đổi phụ thuộc vào yêu cầu ứng dụng. Gọi là keypad 4x4
vì keypad này có 16 nút nhấn được bố trí dạng ma trận 4 hàng và 4 cột. Cách bố trí ma
trận hàng và cột là cách chung mà các keypad sử dụng. Cũng giống như các ma trận
LED, các nút nhấn cùng hàng và cùng cột được nối với nhau, vì thế với keypad 4x4 sẽ
có tổng cộng 8 ngõ ra (4 hàng và 4 cột).
2.2.2. Hoạt động của keypad 4x4
Theo Hình 2.1 trên, giả sử nút ‘2’ được nhấn, khi đó đường R1 và C2 được nối
6


với nhau. Giả sử đường C2 được nối với GND (mass, 0V) thì R1 cũng sẽ là GND.
Tuy nhiên, bằng cách kiểm tra trạng thái đường R1 chúng ta sẽ không kết luận nút ‘2’
được nhấn. Giả sử tất cả các đường C1, C2, C3, C4 đều nối với GND, nếu R1= GND
thì rõ ràng ta khơng thể kết luận nút ‘1’ hay nút ‘2’ hay nút ‘3’ hay nút ‘A’ được nhấn.
Kỹ thuật để khắc phục vấn đề này chính là kỹ thuật “qt” keypad. Có 2 cách qt
phím là quét theo cột hoặc quét theo hàng. Sau đây là ví dụ về qt theo hàng, qt cột
cũng hồn tồn tương tự:
Ta lần lượt xuất tín hiệu mức 0 ra các hàng (khi một hàng là mức ‘0’ thì tất cả các
hàng khác phải là mức 1).
Sau đó kiểm tra các cột nếu cột nào có mức logic 0 thì phím có tọa độ hàng và cột đó
được ấn.
2.2.3. Thơng số kỹ thuật của keypad 4x4
- Module bàn phím ma trận 4x4 loại phím mềm
- Dịng / áp hoạt động tối đa: 30mA, 24V DC.
- Tuổi thọ hoạt động: khoảng 1.000.000 lần nhấn phím
- Thời gian phản hồi: ≤ 5ms
- Độ dài cáp: 88mm
- Nhiệt độ hoạt động: 0~70℃
- Đầu nối ra 8 chân

- Kích thước bàn phím 77 x 69mm
2.2.4. Ứng dụng
Ý tưởng ứng dụng:
- Hệ thống an ninh bảo vệ bằng mật khẩu.
- Nhập liệu lựa chọn menu, điều khiển thiết bị.
- Nhập dữ liệu cho hệ thống nhúng
2.3.

Module Bluetooth HC05
Module Bluetooth HC05 đã ra chân được thiết kế nhỏ gọn ra chân tín hiệu giao

tiếp cơ bản và nút bấm để bảo vệ chế độ AT COMMAND.
Mạch được thiết kế để có thể cấp nguồn và giao tiếp qua 3.3VDC hoặc 5VDC,
thích hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau: Robot Bluetooth, điều khiển thiết bị qua
7


Bluetooth,….
Khi kết nối với máy tính, HC-05 sẽ nhận như 1 cổng COM ảo ở chế độ truyền Haft
Duplex tức trong 1 thời điểm chỉ có thể truyền hoặc nhận tín hiệu.
2.3.1. Cấu hình của HC05
- Số chân: 6
- Điện áp hoạt động: 3.3 – 5V
- Dòng khi hoạt động: 100mA
- Dòng khi chờ: 8mA
- Tần số: 2.4GHz
- Pass mặc định: 1234
- Kích thước: 15.2 x 35.7 x 5.6mm
2.3.2. Chức năng các chân của HC05
- VCC: Nguồn dương từ 3.3 - 5VDC

- GND: Mass, 0VDC.
- EN: Mặc định nối lên cao, chức năng dùng để khởi động (Enable) hoặc dừng
hoạt động (Disable)
- RXD: Kết nối với RX của MCU.
- TXD: Kết nối với TX của MCU
- Reset: Chân khởi động lại bluetooth (thường khơng dùng).

Hình 2.3. Hình ảnh và sơ đồ chân module

8


2.4.

Màn hình LCD 16x2

Hình 2.4. Hình ảnh và sơ đồ chân LCD 16x2
Bảng chức năng các chân của LCD 16x2
Thứ tự

Tên kí hiệu

I/O

Mơ tả

1

Vss

Power

GND

2

Vdd

Power

+5V

3

Vo

Analog

Điều khiển ánh sáng nền

4

RS

Input

Register Select

5

R/W

Input

Read/Write

6

E

Input

Enable (Storage)

7

D0

I/O

Data LSB

8

D1

I/O

Data

9

D2

I/O

Data

10

D3

I/O

Data

11

D4

I/O

Data

12

D5

I/O

Data

13

D6

I/O

Data

14

D7

I/O

Data MSB

15

A

I

Nguồn dương 5V

16

K

I

GND

- Chân Vdd, Vss và V0
9


Cấp dương nguồn +5V và đất tương ứng thì V0 được dùng để điều khiển độ
tương phản của LCD.
- Chân chọn thanh ghi RS (Register select)
Có hai thanh ghi rất quan trọng bên trong LCD, chân RS được dùng để chọn các
thanh ghi này như sau: Nếu RS = 0 thì thanh ghi mã lệnh được chọn để cho phép
người dùng gửi đến một lệnh như xóa màn hình, con trỏ về đầu dịng… Nếu RS = 1
thì thanh ghi dữ liệu được chọn cho phép người dùng gửi dữ liệu cần hiển thị trên
LCD.
- Chân đọc/ghi(R/W)
Đầu đọc/ghi cho phép người dùng ghi thông tin trên LCD. Khi R/W = 0 thì ghi,
R/W = 1 thì đọc.
- Chân cho phép E(Enable)
Chân cho phép E được sử dụng bởi LCD để chốt thơng tin hiện hữu trên chân dữ
liệu của nó, khi dữ liệu được cấp đến chân đữ liệu thì một mức xung từ cao xuống
thấp phải được áp đến chân này để LCD chốt dữ liệu trên các chân chốt dữ liệu. Xung
này phải rộng tối thiểu 450ns.
- Chân D0 - D7
Đây là 8 chân dữ liệu 8 bit, được dùng để gửi thông tin lên LCD hoặc đọc nội
dung của các thanh ghi trên LCD.
Để hiện thị các chữ cái và các con số, chúng ta gửi các mã ASCII của các chữ cái
từ A đến Z, a đến z và các con số từ 0 đến 9 đến các chân này khi RS= 1.
Cũng có các mã lệnh mà có thể gửi đến LCD để xóa màn hình hoặc đưa con trỏ

về đầu dịng hoặc nhấp nháy con trỏ.
Chúng ta cũng dùng RS = 0 để kiểm tra bit cờ bận để xem LCD có sẵn sàng nhận
thơng tin hay khơng. Cờ bận là D7 và có thể được đọc khi R/W = 1 và RS = 0 như
sau:
+ Nếu R/W = 1, RS = 0 khi D7 = 1(cờ bận bằng 1) thì LCD bận bởi các công việc
bên trong và sẽ không nhận bất kỳ thơng tin mới nào. Khi D7 = 0 thì LCD sẵn sàng
nhận thông tin mới. Lưu ý nên kiểm tra cờ bận trước khi ghi bất kỳ dữ liệu nào lên
LCD.
Do khơng đủ chân nên chúng ta sẽ tích hợp module I2C vào LCD1602 để dễ
10


dàng trong việc thực hiện
2.5.

Module I2C

Tính năng:
- LCD có q nhiều chân gây khó khăn trong q trình kết nối và chiếm dụng
nhiều chân của vi điều khiển? Module chuyển đổi I2C cho LCD sẽ giải quyết vấn
đề này cho bạn, thay vì sử dụng tối thiểu 6 chân của vi điều khiển để kết nối với
LCD (RS, EN, D7, D6, D5 và D4) thì với module chuyển đổi bạn chỉ cần sử
dụng 2 chân (SCL, SDA) để kết nối. Module chuyển đổi I2C hỗ trợ các loại LCD
sử dụng driver HD44780(LCD 1602, LCD 2004, … ), kết nối với vi điều khiển
thơng qua giao tiếp I2C, tương thích với hầu hết các vi điều khiển hiện nay.
- Ưu điểm của Module I2C
+ Dễ dàng kết nối với LCD
+ Tiết kiệm chân cho Vi điều khiển
2.5.1. Thông số Module I2C
- Điện áp hoạt động; 2.5 – 6V

- Hỗ trợ màn hình: LCD1602, 1604 ,2004 (Driver HD44780)
- Địa chỉ mặc định: 0x27 (dùng khi khai báo chương trình)
- Thay đổi độ tương phản cho LCD: Xoay biến trở
- Giao tiếp: I2C
- Trọng lượng: 5g
- Jump chốt : Cấp nguồn cho led của LCD
- Kích thước: 41.5 x 19 x 15.3mm

11


Hình 2.5. Module I2C
2.6. Module thu phát RFID RC522 13.56MHz
Module RFID RC522 NFC 13.56mhz dùng để đọc và ghi dữ liệu cho thẻ
NFC tần số 13.56mhz. Với mức thiết kế nhỏ gọn, linh hoạt module này là sự lựa
chọn thích hợp cho các ứng dụng đọc – ghi thẻ NFC, đặc biệt khi sử dụng kết
hợp với ARDUINO. RFID – Radio Frequency Identification Detection là công
nghệ nhận dạng đối tượng bằng sóng vơ tuyến. Là một phương pháp nhận dạng tự
động dựa trên việc lưu trữ dữ liệu từ xa, sử dụng thiết bị Thẻ RFID và một Đầu đọc
RFID.

Hình 2.6. Hình ảnh module RFID RC522
2.6.1. Ứng dụng của Module RFID RC522
- Ứng dụng quản lý lưu thơng hàng hóa
12


- Ứng dụng quản lý kho hàng
- Ứng dụng quản lý thu phí đường bộ tự động
- Ngồi ra cịn các ứng dụng như: quản lý nhà máy, quản lý thư viện, quản lý

chấm công, quản lý bãi giữ xe, quản lý nhà ăn, quản lý sinh viên, quản lý
bệnh viện, khóa cửa
2.6.2. Thơng số kĩ thuật Module RFID RC522
- Nguồn: 3.3VDC, 13 – 26mA
- Dòng ở chế độ chờ: 10-13mA
- Dịng ở chế độ nghỉ: <80uA
- Tần số sóng mang: 13.56MHz
- Khoảng cách hoạt động: 0～60mm (mifare1 card)
- Giao tiếp: SPI
- Tốc độ truyền dữ liệu: tối đa 10Mbit/s
- Nhiệt độ hoạt động: -20 đến 80 ° C
- Tốc độ cao SPI: 10Mbit /
- Hỗ trợ: ISO / IEC 14443A /MIFAR
- Kích thước: 60mm×40mm

13


2.7. Khóa điện

Hình 2.7. Khóa điện từ 12V
Thơng số kỹ thuật:
- Vật liệu: Thép không gỉ
- Nguồn điện: 12V DC
- Dịng điện làm việc: 0.8A
- Cơng suất: 9.6W
- u cầu nguồn cấp: 12VDC/1A
- Kích thước: L54 x D38 x H28
- Thời gian cấp nguồn: Nhỏ hơn 10s
- Trọng lượng: 150g

Trong lúc chạy mơ hình thì khóa điện có hiện tượng gây ra nhiễu điện từ. Vậy phải
biết nhiễu điện từ là gì và làm như thế nào để có thể hạn chế hiện tượng này.
- Định nghĩa: Nhiễu điện từ (Electromagnetic Interference) hay EMI, là những tín
hiệu điện khơng mong muốn được sinh ra từ năng lượng điện trường. Những tín
hiệu này có thể làm rối loạn, gián đoạn các đường truyền, hay làm cản trở, suy
hao tín hiệu điện trong mạch dẫn đến làm mất hoặc làm sai lệch tín hiệu trong
các hệ thống.
14


- Nguồn nhiễu: Một cách để phân loại nhiễu điện từ là xem xét nguồn gốc tạo ra
các loại nhiễu. Dựa vào cách này, ta có thể chia nhiễu điện từ thành hai loại:
nhiễu tự nhiên và nhiễu do con người tạo ra.
- Nhiễu tự nhiên bao gồm các tia trong vũ trụ, mặt trời, tuyết, bão, mưa và sấm sét,
… là những ví dụ của hiện tượng tự nhiên có thế gây ra nhiễu điện từ trong hệ
thống mạch điện tử của bạn. Đây là nguồn gây nhiễu chính và phổ biến trong các
hệ thống radio, hệ thống radar, các ứng dụng không gian, vũ trụ, thiên văn vô
tuyến, viễn thơng,… Vì những loại nhiễu này, con người khơng thể kiểm soát
được nên người thiết kế cần phải xem xét các yếu tố tự nhiên đối với hệ thống
của mình.
- Nhiễu do con người tạo ra được phân chia thành 2 loại: chủ đích và khơng chủ
đích. Nguồn chủ đích là nguồn mà tạo ra sóng điện từ nhằm mục đích hoạt động
của chúng, ví dụ như tivi, điện thoại, Những tín hiệu này là quan trọng và khơng
thể can thiệp. Vì vậy, để giảm tác động của chúng thì bằng cách tập trung bảo vệ
các thiết bị cịn lại dưới tác dụng của nguồn nhiễu. Nguồn không chủ đích sinh ra
nhiễu điện từ khơng mong muốn trong q trình hoạt động của chúng, đây là
nguồn nhiễu phổ biến nhất trong các hệ thống. Nguồn khơng chủ đích bao gồm
các thiết bị như: động cơ, thiết bị điện, biến tần, bộ chỉnh lưu,… Các nguồn
nhiễu này phải được triệt tiêu để đảm bảo hoạt động bình thường của các thiết bị
cịn lại.

2.8. Relay
2.8.1. Thơng tin về Relay
- Bo mạch Relay này thích hợp để sử dụng với các vi điều khiển có điện áp 5V,
ví dụ như SK40C, SK28A, Arduino, SKds40A, SK18B. Nó có 3 kết nối đầu
vào:
- VCC = Cần điện áp 5V
- GND = Common Ground, 0V
- IN = Nguồn điện đầu vào là 0V sẽ kích hoạt relay (Kích mức thấp - Active
Low)

15


- Nếu bạn cần đóng ngắt dịng điện AC/DC có tải và hiệu điện thế cao, relay này
là một sản phẩm phù hợp. Nó hỗ trợ hiệu điện thế AC 250V hoặc DC 110V,
với dòng tối đa 10A.
- Đây là Relay mức thấp nên kích hoạt ở chân IN mức 0V
2.8.2. Tính năng
- Tương thích với các vi điều khiển có mức điện áp 5V SK40C, SK28A, SK18B,
SKdsPIC, Arduino Relay 1 kênh (đơn)
- Bạn có thể sử dụng GPIO của Raspberry Pi để bật/tắt relay (3.3V)
- Dòng điện hỗ trợ: 250VAC/110VDC
- Tín hiệu điều khiển: TTL level
- Cơng suất tối đa: 10A 125VAC
- Dòng điện tối đa: 10A
- Hiệu điệu thế tối đa cho phép: 800VAC/240W
- Nguyên lý hoạt động: Kích mức thấp

Hình 2.8. Relay 1 kênh tích cực mức thấp
2.9. Động cơ Servo

2.9.1. Thông tin về động cơ Servo
Động cơ servo SG90 có kích thước nhỏ, là loại được sử dụng nhiều nhất để làm các
mơ hình nhỏ hoặc các cơ cấu kéo không cần đến lực nặng.
16