nghiên cứu và mô phỏng bộ mở khóa cửa bằng cảm biến nhận dạng vân tay

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (18.77 MB, 70 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN </b>

<b>KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP </b>

<b>NGHIÊN CỨU VÀ MƠ PHỎNG </b>

<b>BỘ MỞ KHĨA CỬA BẰNG CẢM BIẾN NHẬN DẠNG VÂN TAY </b>

<b>SINH VIÊN : TRẦN TRƯỜNG KHUYÊN </b>

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayNghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayNghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayNghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayNghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayNghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayNghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayNghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayNghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayNghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayNghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayNghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayNghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayNghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayNghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayNghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tay

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP </b>

(1): Trần Trường Khuyên, MSSV: 15021171 (2): Đỗ Hữu Minh Lâm, MSSV: 15015311

NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG BỘ MỞ KHÓA CỬA BẰNG CẢM BIẾN NHẬN DẠNG VÂN TAY

<b>3. Nhiệm vụ (Nội dung và số liệu ban đầu) </b>

Tìm hiểu về các loại khóa cửa sử dụng vân tay đã có trên thị trường. Tìm hiểu về các loại cảm biến vân tay, mạch vi điều khiển.

Tìm hiểu về cách thức khóa mở cửa.

Tìm hiểu về cơ chế an tồn khi có sự cố xảy ra.

Thiết kế bợ mở khóa cửa bằng cảm biến nhận diện vân tay.

Mơ hình hồn thiện phù hợp với kích thước thực tế, dự kiến giá cả phù hợp.

<b>Giảng viên hướng dẫn </b> <i>Tp. HCM, ngày tháng năm 20…. Sinh viên </i>

<b>Trưởng bộ môn </b>

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ... i

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN... ii

MỤC LỤC ... iii

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ ... v

DANH SÁCH CÁC BẢNG ... vii

CHƯƠNG 1 : THỰC TRẠNG ... 1

CHƯƠNG 2 : TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ... 3

CHƯƠNG 3 : NỘI DUNG ĐỀ TÀI ... 4

3.1 Giải pháp : ... 4

3.2 Các vật tư thiết bị được sử dụng ... 6

3.2.1 Bợ khóa cơ ... 6

3.2.2 Cảm biến vân tay R308 ... 7

3.2.3 Khóa chốt điện ( Solenoid lock LY-03) ... 15

3.2.4 Arduino UNO R3... 18

3.2.5 Cảm biến hồng ngoại (IR SENSOR) ... 24

3.2.6 Cảm biến từ (Magnetic Door Switch Sensor) ... 29

3.2.7 Mạch biến đổi 5V sang 12V ... 31

3.2.8 Pin dự phòng: ... 32

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN,LỰA CHỌN, THIẾT KẾ ... 34

4.1 Arduino UNO R3... 34

4.2 Cảm biến vân tay R308 ... 35

4.3 Khóa chốt điện ( Solenoid lock LY-03) ... 35

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

4.4.1 Các linh kiện của cảm biến tiệm cận ... 36

4.4.2 Sơ đồ nguyên lý, giải thích và thiết kế ... 41

4.6.6 Bảng báo giá vật tư ... 58

CHƯƠNG 5 : KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC ... 59

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

Hình 3.1: Cảm biến vân tay ... 4

Hình 3.2: Sơ đồ giải thuật của thiết kế. ... 5

Hình 3.3: Ở khóa cơ. ... 6

Hình 3.4: Cảm biến vân tay. ... 7

Hình 3.5: Thơng số kích thước cảm biến vân tay. Đơn vị mm ... 9

Hình 3.6: Sơ đồ khối logic của hệ thống sinh trắc học. ... 12

Hình 3.7: Nguyên lý hoạt động của 1 cảm biến vân tay... 13

Hình 3.8: Dấu vân tay. ... 14

Hình 3.9: Nguyên lý nhị phân hóa dữ liệu. ... 14

Hình 3.10: Khóa từ LY-03. ... 15

Hình 3.11: Ngun lý hoạt đợng của khóa từ. ... 15

Hình 3.12: Khóa chốt điện từ của hảng Vigatech- VI-280LS. ... 16

Hình 3.13: Khóa chốt điện từ Soyal AR-EBL-AD Đài Loan... 17

Hình 3.14: Khóa chốt từ KC002. ... 17

Hình 3.15: Arduino Uno R3. ... 18

Hình 3.16: Sơ đồ chân của chip ATmega328P. ... 19

Hình 3.17: Phần mềm Arduino IDE(Intergrated Development Environment). ... 23

Hình 3.18: Cảm biến tiệm cận. ... 24

Hình 3.19: Tác đợng giác tiếp có bề mặt phản xạ. ... 25

Hình 3.20: Tác đợng gián tiếp bề mặt khơng phản xạ. ... 26

Hình 3.21: Cảm biến tiệm cận trên điện thoại di đợng. ... 27

Hình 3.22: Mơ hình Robot dị line sử dụng cảm biến hồng ngoại. ... 28

Hình 3.23: Các bợ báo đợng, chống trợm. ... 29

Hình 3.24: Cảm biến từ. ... 29

Hình 3.25: Nguyên lý hoạt đợng của cảm biến từ. ... 30

Hình 3.26: Mạch biến đổi 5V sang 12V. ... 31

Hình 3.27: Sơ đồ nguyên lý mạch biến đổi 5V sang 12V. ... 32

123docz.net - File bi loi xin lienhe:

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Hình 4.1: Board Arduino Uno R3 ... 34

Hình 4.2: Cảm biến vân tay R308 ... 35

Hình 4.3: Solenoid ... 35

Hình 4.4: Cảm biến tiệm cận ... 36

Hình 4.5: Led phát hồng ngoại. ... 37

Hình 4.6: Sơ đồ chân và ký hiệu của led phát hồng ngoại. ... 37

Hình 4.7: Photodiode (led thu hồng ngoại) ... 38

Hình 4.8: IC LM358N. ... 39

Hình 4.9: Sơ đồ chân của IC LM358N. ... 39

Hình 4.10: Biến trờ. ... 40

Hình 4.11: Sơ đồ nguyên lý cảm biến tiệm cận. ... 41

Hình 4.12: Nguyên mẫu cảm biến tiệm cận. ... 42

Hình 4.13: Sơ đồ mạch in cảm biến tiệm cận. ... 42

Hình 4.14: Cảm biến tiệm cận được thiết kế. ... 43

Hình 4.15: Sơ đồ chân Atmega328... 45

Hình 4.16: Sơ đồ nguyên lý của cả tổng thể mơ hình ... 46

Hình 4.17: Sơ đồ mạch in tổng thể. ... 47

Hình 4.18: Mạch tổng thể sau khi hoàn thiện. ... 48

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Bảng 3.1 Thông số cảm biến vân tay R308 ... 8Bảng 3.2 các công giao tiếp ... 9Bảng 4.1: Bảng giá vật tư ... 58

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<b>CHƯƠNG 1 : THỰC TRẠNG </b>

Trong thời đại hiện nay đa số người dân Việt Nam sử dụng các loại ổ khóa cơ truyền thống để khóa cửa hoặc khóa cổng (loại ổ khóa chìa). Tại thời điểm hiện tại đợ an tồn của các loại ổ khóa cơ truyền thống này đã không còn được đảm bảo nữa. Với khả năng tinh vi, bọn trợm thời nay đã có thể phá khóa cửa trong thời gian ngắn. Mặt hạn chế lớn nhất của các loại khóa này là khơng có bất kỳ mợt hình thức báo đợng nào, kẻ gian sau khi bẻ khóa và đợt nhập có thể thực hiện hành vi trộm cắp mà chủ nhà khơng hề hay biết. Hoặc đơi khi vơ tình làm mất, để qn chìa khóa đâu đó làm cho chủ nhà không thể mở cửa vào nhà mà phải chờ người nhà về mở, đôi khi phải nhờ thợ sửa khóa tới mở rất tốn thời gian và tiền bạc.

Với cổng chính của những khu nhà trọ, mỗi khi có người vào ở, ta phải cấp cho họ mợt chìa khóa để ra vào, và khi họ trả phịng ta phải thu lại chìa khóa ấy. Việc phát và lấy lại chìa này còn nhiều bất cập: người ở trọ cho người khác mượn chìa khóa, người ở trọ tự ý đi làm chìa khác để phịng hờ khi làm mất, khi trả phòng người ở trọ không trả lại chìa khóa,… Những điều trên có thể làm cho chủ trọ khó quản lý số lượng chìa khóa, tệ hơn là có thể dẫn đến tình hình trợm cắp do khơng quản lý được số lượng chìa khóa này.

Trong các cơng ty, văn phòng thường có mợt số phòng có tính bảo mật cao (phòng chứa tài liệu của công ty, phòng đặt máy chủ của công ty IT, phòng của giám đốc,…) khả năng bị người xấu vào trộm tài sản hoặc đánh cắp dữ liệu của các phòng này khá là cao nếu như vẫn sử dụng ổ khóa cơ truyền thống. Tuy các khu vực này đã lắp camera nhưng camera chỉ mang vai trò xem lại tình huống để truy tìm thủ phạm, còn vụ việc đã xảy ra rồi (dữ liệu đã bị đánh cắp và tuồn ra cho công ty đối thủ, máy chủ bị nhiễm vi rút máy tính làm ảnh hướng đến hoạt đợng của cả cơng ty,…) thì khó có thể sữa chữa mọi thứ như ban đầu.

Vì các lý do đó mọi người đang dần chuyển sang sử dụng các loại khóa thơng mình để tăng đợ an tồn và tiện dụng. Đối với loại khóa thơng minh sử dụng vân tay mà nhóm nghiên cứu có thể đáp ứng đợ bảo mật và tiện dụng trong các trường hợp trên. Với hộ gia

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

đình và khu nhà trọ sử dụng khóa vân tay có thể hạn chế tình trạng qn mang hoặc làm mất chìa khóa, tăng cường đợ bảo mật cho gia đình, khơng cần phải mất cơng đi ra ngồi cắt chìa mới mỗi khi có người mới vào ở. Với các cơng ty sử dụng khóa vân tay sẽ tăng cường đợ bảo mật vì rất khó để phá được khóa vân tay. Nhưng với các loại ổ khóa vân tay có trên thị trường hiện nay thì giá thành rất cao, với giá tầm 3 triệu thì chỉ có chức năng mở khóa bằng vân tay chứ khơng có nhiều chức năng như báo đợng khi có người cố phá khóa, cảnh báo cửa chưa được đóng lại, để có đầy đủ chức năng thì giá thành của sản

<b>phẩm rất là cao (khoảng 9 triệu – sản phẩm của hảng Yale Hàn Quốc) [1] nên vẫn còn rất </b>

nhiểu chủ khu trọ còn e ngại chưa muốn lắp đặt ổ khóa vân tay cho khu trọ của họ. Do vậy nhóm đã nghiên cứu thiết kế loại khóa vân tay có đủ chức năng (đăng ký/xóa vân tay,báo đợng khi chưa đóng cửa, báo nhập sai vân tay) với 1 mặt ngồi chỉ có cảm biến vân tay, 1 mặt trong là ổ khóa cơ (ổ khóa cơ phía trong sử dụng cho trường hợp khẩn cấp khi ổ khóa vân tay bị hư bất ngờ thì dùng chìa để mở khóa từ bên trong) và dãy nút nhấn (1 nút dùng để mở cửa từ bên trong đi ra ngồi, 3 nút dùng để đăng ký/xóa vân tay) với giá thành rẻ hơn.

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<b>CHƯƠNG 2 : TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI </b>

Với sự phát triển của công nghệ bán dẫn và tự đợng hóa ta có thể hoàn toàn áp dụng để làm ra các loại ổ khóa thơng minh giúp giảm tình trạng trợm cắp và để qn chìa khóa. Hiện nay có rất nhiều loại ổ khóa thơng minh trên thị trường (ổ khóa cơ thơng minh với khả năng báo đợng nếu có người chạm vào sau vài giây mà chưa mở khóa, ổ khóa sử dụng mật mã, ổ khóa sử dụng thẻ từ, ổ khóa sử dụng vân tay,..). Tuy vậy với mỗi loại ổ khóa thơng minh đều có khuyết điểm riêng của nó:

 Ờ khóa cơ thơng minh: tuy có khả năng báo đợng nhưng vì sử dụng cơ chế của khóa cơ truyền thống nên vẫn rất dễ bị bẻ khóa nhanh chóng.

 Ở khóa sử dụng mật mã: dễ bị phá khóa do đa số mật mã là ngày đặc biệt đối với chủ nhà hoặc sơ ý làm lộ ra mật khẩu.

 Ở khóa sử dụng thẻ từ: thường được sử dụng trong các khu chung cư rất dể bị sao chép thẻ từ bằng các loại máy sao chép thẻ từ, có thể dể dàng mua các loại máy sao chép thẻ từ có sẵn rất nhiều trên thị trường và giá rất đa dạng.

Nhưng ổ khóa vân tay lại đa dụng hơn hẳn, vì sử dụng vân tay để mở khóa nên chỉ có người đã đăng ký vân tay mới mở được khóa, khả năng phá khóa rất thấp, nếu có nhiều người khác cần mở khóa để ra vào thì đăng tay rất nhanh chóng và tiện dụng .

Sử dụng ổ khóa vân tay có thể hạn chế việc bị trợm cắp phá khóa, khơng sợ làm mất chìa khóa khơng thể mở khóa ra vào, khả năng đa dụng có thể đăng ký thêm vân tay cho người khác ra vào đồng thời có thể xóa vân tay của người đó, có hệ thống bào hiệu còi cảnh báo người sử dụng khi chưa đóng cửa lại sau thời gian nhất định.

Đối với các khu nhà trọ thường sẽ có 1 cánh cổng chính để ra vào, sử dụng ổ khóa vân tay cho loại cổng này sẽ tăng cao độ bảo mật và tiện dụng cho cả khu trọ. Mỗi lần có người mới vào trọ chỉ cần đăng ký thêm vân tay của họ để mở cổng mà không cần phải đi cắt thêm chìa khóa, nếu có người trả trọ thì chủ trọ chỉ cần xóa vân tay của người đó, tránh được trường hợp người trong khu trọ đưa cho người ngồi mượn chìa khóa cổng ra vào tự do giảm thiểu khả năng mất cắp.

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<b>CHƯƠNG 3 : NỘI DUNG ĐỀ TÀI </b>

Sử dụng các cơng nghệ hiện có chế tạo ra loại khóa thơng minh đáp ứng các nhu cầu về đợ an tồn và đợ tiện dụng. Đề tài này áp dụng cảm biến vân tay và 1 mặt của ổ khóa cơ để làm bợ khóa thơng minh.

Sử dụng cảm biến vân tay để làm ổ khóa thơng minh đóng mở cửa ra vào bằng vân tay .

Với cảm biến vân tay ta có thể dể dàng nhận dạng của người dùng (những người đã đăng ký vân tay để sử dụng) với người ngoài (những người chưa đăng ký để sử dụng). Kết hợp với các linh kiện điện tử khác ta có thể làm ra được 1 bợ khóa thơng minh đáp ứng những nhu cầu trên.

Sau khi xác định được giải pháp, việc tiếp theo là phải xây dựng một sơ đồ giải thuật để định hình tồn bợ cách thức hoạt đợng của bợ khóa cửa vân tay.

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b><small>Hình 3.2: Sơ đồ giải thuật của thiết kế. </small></b>

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<b>3.2 Các vật tư thiết bị được sử dụng 3.2.1 Bộ khóa cơ </b>

Để thực hiện mơ phỏng nhóm sử dụng 1 bợ khóa cơ để làm nền cho đồ án. Vì cảm biến vân tay sử dụng điện để duy trì hoạt đợng nên cần vẫn cần phải có 1 cơ chế mở khóa tay thơng thường để dự phòng trường hợp ổ khóa đợt ngợt bị mất điện hoặc bị hư (bị người khác cố tình phá cảm biến, chủ nhà qn thay pin cho bợ khóa).

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

R308 là cảm biến vân tay đọc riêng biệt, có khả năng đọc vân tay tốc độ cao.

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<b>Thông số của cảm biến vân tay: </b>

<b><small>Bảng 3.1 Thông số cảm biến vân tay R308 [2] </small></b>

<small>(số liệu từ user manual của sản phẩm) </small>

<small>Nguồn DC 3.6V - 6V Giao tiếp UART(TTL logical level)/USB1.1 Dòng điện làm việc Định mức : 100mA </small>

<small>Baud rate 9600bps Kích cở ký tự 256bytes Thời gian lấy ảnh <0.5s Kích cở mẫu 512 bytes Dung lượng chứa mẫu 256 Cấp độ bảo mật 5(1,2,3,4,5(cao nhất)) </small>

<small>Mơi trường lưu trữ Nhiệt đợ: -40°C-+85°C </small>

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<small>Hình 3.5: Thơng số kích thước cảm biến vân tay. Đơn vị mm (số liệu từ user manual của sản phẩm) </small>

<b>Các cổng truyền thông nối tiếp: </b>

<small>Bảng 3.2 các công giao tiếp (số liệu từ user manual của sản phẩm) </small>

<small>Pin number Name Type Chức năng 1 Vin In Đầu vào dương nguồn 2 GND - Tính hiệu nối đất 3 TD In Đầu ra dữ liệu .TTL logical level 4 RD Out Đầu vào dữ liệu . TTL logical level </small>

Thời gian reset: khi bật nguồn, mất khoảng 500ms để thiết bị tự cài đặt . Trong giai đoạn này, module không nhận bất kỳ lệnh từ bên ngoài.

Để đáp ứng nhu cầu của các khách hàng khác nhau, hệ thống của module cung cấp thư viện cho người dùng

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<b> Notepad: </b>

Hệ thống đặt 1 bộ nhớ 512bytes (16 trang * 32 bytes) cho sổ tay người dùng, khi mà nguồn bị ngắt thì các dữ liệu của notepad vẫn sẽ được lưu lại. Khi viết notepad vào 1 trang thì tồn bợ 32bytes của trang đó vẫn sẽ được viết hết bởi nội dung gốc.

<b> Bộ nhớ đệm: </b>

Hệ thống có 1 bợ nhớ ảnh đệm và 2 bộ nhớ đệm cho thư mục ký tự 512bytes trong bộ trống của Ram của module.người dùng có thể đọc hoặc viết bất kỳ bộ nhớ đệm nào qua mục giới thiệu.

<b>Lưu ý: Nội dụng của các bộ nhớ đệm trên sẽ bị xóa khi nguồn bị ngắt </b>

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

<b>Hệ thống thư viện lệnh điều khiển cảm biến vân tay: </b>

 Begin(): Khởi tạo giao diện nối tiếp và tốc độ baud.

 Adafruit_Fingerprint(): Quy định chân pin RX, TX giao tiếp từ mạch điều khiển ngoài.

 Verify password(): Kiểm tra mật khẩu truy cập của cảm biến (mật khẩu mặc định là 0x0000000). Lệnh này còn dùng để kiểm tra cảm biến có hoạt đợng và phản hồi hay không.

 getImage(): Nếu cảm biến phát hiện vân khi dùng lệnh này cảm biến sẽ lưu lại ảnh của vân tay đó vào thư mục ImageBuffer và phản hồi về hệ thống lệnh xác nhận thành công , nếu không phát hiện vân tay lệnh sẽ phản hồi về hệ thống “can’t detect finger”.

 Image2Tz(): Định dạng ảnh của vân tay qua mẫu kỹ thuật số.  createModel(): Từ 2 mẫu kỹ thuật số tạo 1 mẫu mới

 emptyDatabase(): Xóa tồn bợ dữ liệu của cảm biến.  storeModel(): Lưu các mẫu đã được đếm để quét sau.

 loadModel(): Tải lên mẫu vân tay từ bộ nhớ flash vào file Buffer1.

 getModel(): Chuyển các mẫu vân tay 256 bit từ file buffer vào thiết bị thông qua cổng UART.

 deleteModel(): Xóa 1 mẫu trong bợ nhớ.

 fingerFastSearch(): Tìm kiếm vị trí bợ nhớ lưu trữ vân tay vừa quét qua cảm biến, sau khi tìm kiếm thứ tự vị trí lưu trữ được lưu vào biến fingerID.  getTemplateCount(): Tra xem có bao nhiêu mẫu đang được lưu trong cảm

biến.

 setPassword(): Cài đặt mật khẩu cho cảm biến, nếu cài đặt mật khẩu mới thì trong những lần giao tiếp tiếp theo cảm biến sẽ yêu cầu mật khẩu để giao tiếp với cảm biến.

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

<b>Công nghệ sinh trắc học áp dụng trong cảm biến vân tay : </b>

<small>Hình 3.6: Sơ đồ khối logic của hệ thống sinh trắc học. (Hình ảnh được lấy từ trang Wikipedia - sinh trắc học) </small>

<b> Nguyên lý hoạt động của cảm biến vân tay: </b>

Khi được cấp nguồn càm biến sẽ ở trạng thái chuẩn bị, sau khi được cấp lệnh bắt đầu cảm biến bật led sáng để chờ quét vân tay. Sau khi quét và lưu vân tay vào bợ nhớ tạm, cảm biến sẽ chuyển hình ảnh vân tay sau dữ liệu dạng số . Nếu người dùng chọn chế đợ đăng ký vân tay thì dữ liệu số này sẽ được lưu vào bộ nhớ của cảm biến, nếu người dùng chỉ đang quét để xác nhận vân tay thì dữ liệu số của vân tay sẽ không được lưu trữ mà chỉ xét vân tay có đúng hay khơng và phản hồi tín hiệu đúng /sai về hệ thống.

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<small>Hình 3.7: Nguyên lý hoạt đợng của 1 cảm biến vân tay. </small>

<small>(Hình ảnh tham khảo từ bài viết “How finger print work” của tác giả Robert Triggs trên trang Androidauthority.com) </small>

Khi đặt ngón tay lên màn kín của cảm biến, nguồn ánh sáng của cảm biến sẽ phản chiếu hình ảnh dấu vân tay vào lens sau đó cảm biến hình ảnh sẽ nhận và lưu lại hình ảnh vân tay.

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

<small>(Hình ảnh được lấy từ trang web vantayihr.com) </small>

Vân tay con người có những đường cong, có những đường nét nổi lên và những đường vân tay chìm xuống như những thung lũng, khi đưa vân tay qua cảm biến, cảm biến sẽ chụp hình ảnh vân tay, phần màu đen nổi trên hình là những đường nét nổi phần da trực tiếp chạm vào mặt kín, đường trắng khơng màu là những đường nét chìm phần da khơng trực tiếp chạm vào mặt kín tạo thành những lỗ hổng khơng khí.

<small>Hình 3.9: Ngun lý nhị phân hóa dữ liệu. (Hình ảnh được lấy từ trang web vantayihr.com) </small>

Cảm biến sẽ dựa vào các đường nét trắng đen này đưa hình ảnh trở thành dữ liệu số để lưu trữ và so sánh với các vân tay khác. Bởi vì ai cũng có dấu vân tay khác nhau nên sẽ tạo ra dữ liệu số khác nhau và cảm biến vân tay áp dụng điều này để phát hiện các vân tay khác nhau.

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

<b>3.2.3 Khóa chốt điện (Solenoid lock LY-03) </b>

<b>Thơng số kỹ thuật: </b>

 Điện áp sử dụng: 12 VDC  Dòng điện tiêu thụ: 0.8A.  Công suất tiêu thụ: 9.6W  Sử dụng Solenoid từ.  Tốc độ phản ứng: < 1s.  Thời gian kích liên tục: < 10s  Đi kèm gá chốt khóa.

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

<b>Nguyên lý hoạt động: </b>

Ở trạng thái bình thường (khi chưa có điện cấp vào) lị xo sẽ đẩy cho chốt bật ra, khi được cấp điện vào cuộn dây bên trong sẽ thành nâm châm điện kéo chốt khóa vào trong.

Cấu trúc của khóa từ bao gồm khung ngồi, dây điện nối 2 đầu cuộn dây với (-) (+) của nguồn điện 1 chiều, lò xo đàn hồi, trục piston ở giữa, c̣n dây đồng q́n nhiều vịng trục piston đặt giữa cuộn dây. Áp dụng hiện tượng cảm ứng điện từ, khóa từ hoạt động như 1 nam châm điện, khi cấp nguồn vào cuộn dây dòng điện chạy xung quanh cuộn dây sẽ tạo ra từ trường ở giữ cuộn dây và từ trường này sẽ hút trục piston đẩy vào trong, ở trạng thái bình thường khi khơng có điện lị xo sẽ đẩy trục piston ra ngoài như 1 chốt khóa.

<small>Hình 3.12: Khóa chốt điện từ của hảng Vigatech- VI-280LS. (Hình ảnh và thông số tham khảo trên trang ) </small>Thông số kỹ thuật:

- Lực giữ : 280kg.

- Có sensor trạng thái cửa, đèn led chỉ trạng thái cửa.

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

- Điện áp 12V/480mA hoặc 24V/240mA. - Kích thước: 250Lx47Wx11H(mm). - Trọng lượng: 2.5kg.

- Giá thành: 1.000.000 vnd.

<small>Hình 3.13: Khóa chốt điện từ Soyal AR-EBL-AD Đài Loan. (Hình ảnh và thơng số tham khảo trên trang ) </small>Thông số kỹ thuật :

- Nguồn sử dụng : 12V.

- Kích thước: 205L x 35W x 2H (mm). - Giá thành : 680.000vnd.

<small>(Hình ảnh và thơng số tham khảo trên trang ) </small>

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

Thơng số kỹ tḥt:

- Kích thước:205L x 35W x 40H (mm). - Nguồn sử dụng: 12VDC/80mA. - Giá thành : 750.000vnd.

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

<small>Hình 3.16: Sơ đồ chân của chip ATmega328P. (Hình ảnh tham khảo từ trang Arduino.cc) </small>

<b>Thông số của Arduino UNO R3: </b>

 Sử dụng vi điều khiển ATmega328p  Điện áp hoạt động 5V

 Điện áp đầu vào định mức : 7 ~12V  Điện áp đầu vào giới hạn : 6~20V

 Chân digital I/O 14 chân (6 chân PWM output).  Chân PWM digital 6 chân

 Chân chân đầu vào analog 6  Dòng sử dụng I/O pin 20mA  Dòng sử dụng 3.3V pin: 50mA

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

 Bộ nhớ flash : 32KB (ATmega 328P) với 0.5KB dùng bởi bootloader  SRAM : 2KB(ATmega 328P)

 EEPROM : 1KB (ATmega 328P)  Clock speed : 16MHz

 LED Builtin : 13  Chiều dài : 68.4mm  Chiều rộng 53.4mm  Trọng lượng 25g

Arduino UNO R3 có thể được cấp nguồn 5V thông qua cổng USB hoặc cấp nguồn ngoài với điện áp khuyên dùng là 7-12V DC hoặc điện áp giới hạn là 6-20V. Thường thì cấp nguồn bằng pin vng 9V là hợp lí nhất nếu khơng có sẵn nguồn từ cổng USB. Nếu

<b>cấp nguồn vượt quá ngưỡng giới hạn trên, ta sẽ làm hỏng Arduino UNO R3 [3]. </b>

<b>Các chân năng lượng: </b>

<b> GND (Ground): cực âm của nguồn điện cấp cho Arduino UNO. Khi dùng các thiết </b>

bị sử dụng những nguồn điện riêng biệt thì những chân này phải được nối với nhau. <b> 5V: cấp điện áp 5V đầu ra. Dòng tối đa cho phép ở chân này là 500mA. </b>

<b> 3.3V: cấp điện áp 3.3V đầu ra. Dòng tối đa cho phép ở chân này là 50mA. </b>

<b> Vin (Voltage Input): để cấp nguồn ngoài cho Arduino UNO, nối cực dương của </b>

nguồn với chân này và cực âm của nguồn với chân GND.

<b> IOREF: điện áp hoạt động của vi điều khiển trên Arduino UNO có thể được đo ở </b>

chân này. Và dĩ nhiên nó luôn là 5V. Mặc dù vậy ta không được lấy nguồn 5V từ chân này để sử dụng bởi chức năng của nó khơng phải là cấp nguồn.

<b> RESET: việc nhấn nút Reset trên board để reset vi điều khiển tương đương với việc </b>

chân RESET được nối với GND qua 1 điện trở 10KΩ.

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

<b>Vi điều khiển ATmega328 tiêu chuẩn sử dụng trên Arduino UNO R3 có: </b>

<b> 32KB bộ nhớ Flash: những đoạn lệnh lập trình sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ Flash </b>

của vi điều khiển. Thường thì sẽ có khoảng vài KB trong số này sẽ được dùng cho bootloader.

<b> 2KB cho SRAM (Static Random Access Memory): giá trị các biến bạn khai báo khi </b>

lập trình sẽ lưu ở đây. Khi khai báo càng nhiều biến thì càng cần nhiều bợ nhớ RAM. Khi mất điện, dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất.

<b> 1KB cho EEPROM (Electrically ErasebleProgrammable Read Only Memory): đây </b>

giống như một chiếc ổ cứng mini – nơi ta có thể đọc và ghi dữ liệu của mình vào đây mà khơng phải lo bị mất khi cúp điện giống như dữ liệu trên SRAM.

<b>Các cổng vào/ra trên Arduino Board </b>

Mạch 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).

<i><b>Một số chân digital có các chức năng đặc biệt như sau: </b></i>

<b> 2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): dùng để gửi (transmit – TX) và nhận (receive – </b>

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 nơm na chính là kết nối Serial khơng dây. Nếu không cần giao tiếp Serial, không nên sử dụng 2 chân này nếu không cần thiết

<b> Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép xuất ra xung PWM với độ phân giải </b>

8bit (giá trị từ 0 → 2<small>8</small>-1 tương ứng với 0V → 5V) bằng hàm analogWrite(). Ta 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.

 <b>Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ngồi các chức </b>

năng thơng thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu bằng giao thức SPI với các thiết bị khác.

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

<b> LED 13: trên Arduino UNO có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L). Khi bấm nút </b>

Reset, ta 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.

<i><b> Arduino UNO R3 có 6 chân analog (A0 → A5) cung cấp đợ phân giải tín hiệu </b></i>

10bit (0 → 2<small>10</small>-1) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V. Với

<b>chân AREF trên board, ta có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân </b>

analog. Tức là nếu ta cấp điện áp 2.5V vào chân này thì ta 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. Ở mơ hình này do khơng có nhu cầu sử dụng tín hiệu Analog nên các chân này sẽ khơng được sử dụng.

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

<b>Lập trình cho Arduino </b>

Các thiết bị dựa trên nền tảng Arduino được lập trình bằng ngơn riêng. Ngơn ngữ này dựa trên ngơn ngữ Wiring được viết cho phần cứng nói chung. Và Wiring lại là một biến thể của C/C++. Một số người gọi nó là Wiring, mợt số khác thì gọi là C hay C/C++. Ngôn ngữ Arduino bắt nguồn từ C/C++ phổ biến hiện nay do đó rất dễ học, dễ hiểu. Để lập trình cho Mạch Arduino, nhà phát triển cung cấp một môi trường lập trình Arduino được gọi là Arduino IDE (Intergrated Development Environment)

<small>Hình 3.17: Phần mềm Arduino IDE(Intergrated Development Environment). </small>

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

<b>3.2.5 Cảm biến hồng ngoại (IR SENSOR) </b>

<small>(Hình ảnh tham khảo trên trang Etechnophiles.com) </small>

Trong mơ hình của đề tài nhóm sử dụng một cảm biến hồng ngoại để kích hoạt cảm biến vân tay để tránh trường hợp cảm biến vân tay luôn trong trạng thái chờ để quét (sáng đèn liên tục), gây tốn pin và dễ thu hút sự chú ý của người lạ. Trước khi đi vào phần chế tạo cả nhóm xin nói tổng quát về cảm biến hồng ngoại, cơ chế làm việc cũng như ứng dụng của nó.

<b>Cảm biến hồng ngoại là gì ? </b>

Cảm biến hồng ngoại là một thiết bị phát hiện ra tia hồng ngoại rơi trên nó. Có nhiều loại cảm biến hồng ngoại khác nhau tùy vào các ứng dụng khác nhau: Cảm biến tiệm cận (được dùng trong các điện thoại cảm ứng và Robot tránh vật cản), cảm biến tương phản (được dùng trong các Robot dò line) và trong các bộ đếm/cảm biến vật cản

<b>(dùng cho việc đếm hàng hóa và trong các báo chống trợm) [4]. </b>

Cảm biến hồng ngoại cơ bản là một thiết bị bao gồm một LED hồng ngoại (IR LED) và một photodiode (một loại điốt bán dẫn thực hiện chuyển đổi photon thành điện

<b>tích theo hiệu ứng quang điện) mà được gọi chung là photo-coupler. LED hồng ngoại phát </b>

ra tia hồng ngoại, photodiode sẽ tiếp nhận các tia hồng ngoại này và xuất tín hiệu ở ngõ ra

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

cảm biến. Có nhiều cách để tia hồng ngoại tác động đến photodiode, trong bài báo cáo này ở đây chỉ đề cập đến 2 cách chính: Tác đợng trực tiếp và tác động gián tiếp.

 <b>Tác động trực tiếp: </b>

Nếu đặt LED hồng ngoại đối diện photodiode để tồn bợ tia hồng ngoại phát ra từ LED hồng ngoại được truyền đến photodiode. Điều này sẽ tạo ra một làn tia hồng ngoại vơ hình giữa LED hồng ngoại và photodiode. Nếu đặt một vật không trong suốt chắn ngang làn tia này, bức xạ hồng ngoại sẽ không đến được photodiode và sẽ bị phản lại hoặc bị hấp thụ bởi vật cản này. Cơ chế này được dùng trong các bộ đếm sản phẩm hay trong các bộ báo chống trộm.

 <b>Tác động gián tiếp: </b>

Chúng ta biết rằng màu đen hấp thụ tất cả các tia bức xạ và màu trắng thì phản lại các bức xạ này. Trong mơ hình này nhóm sẽ dùng kiến thức cơ bản này để xây dựng mơ hình cảm biến hồng ngoại. Nếu ta đặt LED hồng ngoại và photodiode cạnh nhau thì bức xạ hồng ngoại sẽ phát ra thẳng về cùng hướng mà photodiode hướng tới, do đó sẽ khơng có tác đợng nào bức xạ hồng ngoại nào lên photodiode. Nhưng nếu đặt một vật không trong suốt lên phía trước LED hồng ngoại và photodiode thì sẽ xảy ra 2 trường hợp.

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

<b>o Vật có bề mặt khơng phản xạ </b>

Nếu là vật không phản chiếu, (Màu đen hay các màu tối khác), thì hầu hết các bức xạ sẽ bị hấp thụ bởi vật này, việc đặt vật không phản chiếu cũng giống như việc không đặt vật nào trước LED hồng ngoại, và do đó sẽ khơng có tác đợng nào lên photodiode.(Xem hình b)

<small>Hình 3.20: Tác động gián tiếp bề mặt không phản xạ. </small>

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

<b> Cảm biến tiệm cận </b>

<small>Hình 3.21: Cảm biến tiệm cận trên điện thoại di động. </small>

<b>Để tạo ra cảm biến tiệm cận chúng ta sử dụng phương pháp tác động gián tiếp </b>

<b>phản chiếu. Bức xạ hồng ngoại phát ra bởi LED hồng ngoại sẽ bị phản chiếu lại trên </b>

photodiode bởi một vật. Vật này đặt càng gần, cường độ tác động lên photodiode càng cao. Cường đợ này được chuyển hóa tương tự thành điện áp bởi mợt mạch điện tử, và sau đó được dùng để đo khoảng cách.

Các cảm biến tiệm cận này có thể thấy được trên các điện thoại cảm ứng. Trên màn hình cảm ứng của điện thoại, khi đưa điện thoại lên gần tai để nghe gọi thì màn hình phải tắt tạm thời để nếu có vơ tình chạm vào màn hình thì sẽ khơng có tác đợng.

<b> Robot dị line </b>

Cảm biến hồng ngoại là bợ phận chính trong cơ chế hoạt đợng của robot dị line. Các cảm biến này phát hiện màu sắc bên dưới nó và gửi tín hiệu đến vi đều khiển hay mạch chủ từ đó đưa ra quyết định dựa trên thuật toán được thiết lập bởi người chế tạo. Các cảm biến này dựa trên phương pháp tác động gián tiếp phản chiếu/không phản chiếu. LED hồng ngoại phát ra tia hồng ngoại mà ở trạng thái bình thường sẽ bị phản trở lại cảm biến từ bề mặt màu trắng quanh đường line màu đen, và sẽ tác động lên photodiode. Ngay khi các tia hồng ngoại này rơi trên đường màu đen, các bức xạ sẽ bị hấp thụ hồn tồn bởi màu đen, vì thế khơng có bức xạ hồng ngoại nào phản lại cảm biến.

70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM70Monday, June 10, 20246:01:23 PM6:01:23 PM

70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM70Monday, June 10, 20246:01:25 PM6:01:25 PM

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

</div>

nghiên cứu và mô phỏng bộ mở khóa cửa bằng cảm biến nhận dạng vân tay

<b>KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN </b>

<b>KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP </b>

<b>NGHIÊN CỨU VÀ MƠ PHỎNG </b>

<b>BỘ MỞ KHĨA CỬA BẰNG CẢM BIẾN NHẬN DẠNG VÂN TAY </b>

<b>SINH VIÊN : TRẦN TRƯỜNG KHUYÊN </b>

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

<b>PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP </b>

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

<b>CHƯƠNG 1 : THỰC TRẠNG </b>

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

<b>CHƯƠNG 2 : TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI </b>

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

<b>CHƯƠNG 3 : NỘI DUNG ĐỀ TÀI </b>

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

70Nghien cuu va mo phong bo mo khoa cua bang cam bien nhan dang van tayMonday, June 10, 2024

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về