Đề tài điều khiển thiết bị từ xa thông qua smartphone sử dụng sóng bluetooth

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG

ĐỒ ÁN VIỄN THÔNG 1
ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TRONG GIA ĐÌNH
THÔNG QUA BLUETOOTH
Ngành Kỹ Thuật Điện Tử Truyền Thông

Sinh Viên: THÂN VĂN BÀN
MSVS: 2114230001
PHẠM VĂN BẢO
MSSV: 2114230002
ĐÀO XUÂN MÃO
MSSV: 2114230026

GVHD: ĐÀO VĂN PHƯỢNG

TP. HỒ CHÍ MINH – 6/2016
1


2

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN.
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..

LỜI CẢM ƠN
2


3

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ
trợ, sự giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù là trực tiếp hay gián tiếp của người khác.
Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường Cao Đẳng đến nay,
nhóm đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của Thầy Cô, gia đình và
bạn bè.

Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, nhóm xin gửi đến Thầy Cô ở Khoa Điện Điện Tử thuộc Trường Cao Đẳng Công Thương đã cùng với tri thức và tâm
huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho nhóm trong suốt thời
gian học tập tại trường. Và đặt biệt, trong kỳ này, Khoa đã tổ chức cho nhóm
được tiếp cận với môn học rất hữu ích đối với sinh viên nghành Công nghệ kỹ
thuật Điện tử, truyền thông. Đó là được tham gia làm đồ án điện tử truyền thông
1.
Nhóm xin chân thành cảm ơn thầy Đào Văn Phượng, đã tận tâm hướng dẫn
nhóm qua từng buổi học trên lớp cũng như những buổi nói chuyện, thảo luận về
đồ án. Trong thời gian được học tập và làm đồ án dưới sự hướng dẫn của thầy,
nhóm không những thu được rất nhiều kiến thức bổ ích, mà còn được truyền sự
say mê và thích thú đối với bộ môn liên quan đến chuyên nghành điện tử truyền
thông. Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của thầy thì nhóm nghĩ bài
đồ án này của nhóm rất khó có thể hoàn thành được.
Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè, đã luôn là nguồn động
viên to lớn, giúp nhóm vượt qua những khó khăn trong suốt quá trình học tập và
làm đồ án. Mặc dù đã rất cố gắng hoàn thiện đồ án với tất cả sự nổ lực, tuy
nhiên để nắm rõ và hiểu hết về đề tài “ Điều khiển thiết bị trong gia đình sử
dung Bluetooth”. Chắc chắn sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót. Nhóm rất
mong sự quan tâm, thông cảm và những đóng góp quý báu của các thầy cô và
các bạn để bài báo cáo đồ án này ngày càng hoàn thiện hơn.
TP HCM, ngày 06 tháng 6 năm 2016
Sinh viên thực hiên:
THÂN VĂN BÀN
ĐÀO XUÂN MÃO
PHẠM VĂN BẢO
3


4

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, xã hội phát triển mạnh mẽ, kỹ thuật ngày càng hiện đại nên nhu
cầu về trao đổi thông tin giải trí, nhu cầu về điều khiển các thiết bị từ xa, ngày
càng cao. Và những hệ thống dây cáp phức tạp lại không thể đáp ứng nhu cầu
này, nhất là ở những khu vực chật hẹp, những nơi xa xôi, trên các phương tiện
vận chuyển,…Vì vậy công nghệ không dây đã ra đời và phát triển mạnh mẽ, tạo
rất nhiều thuận lợi cho con người trong đời sống hằng ngày.
Trong những năm gần đây công nghệ truyền nhận dữ liệu không dây đang có
những bước phát triển mạnh mẽ, góp công lớn trong việc phát triển các hệ thống
điều khiển, giám sát từ xa, đặc biệt là các hệ thống thông minh. Hiện nay, có
khá nhiều công nghệ không truyền nhận dữ liệu không dây như RF, Wifi,
Bluetooth,SMS…Trong đó, Bluetooth là một trong những công nghệ được phát
triển từ lâu và luôn được cải tiến để nâng cao tốc độ cũng như khả năng bảo
mật.
Trên thị trường Việt Nam hiện nay chưa có nhiều sản phẩm điều khiển thiết
bị không dây, đa số những sản phẩm hiện có đều là nhập khẩu từ nước ngoài với
giá thành cao. Việc nghiên cứu và thiết kế một bộ sản phẩm điều khiển thiết bị
không dây có một ý nghĩa lớn, giúp tăng thêm sự lựa chọn cho người sử dụng,
sản phẩm được sản xuất trong nước nên giá thành rẻ và góp phần phát triển các
hệ thống điều khiển thông minh.
Do đó, nhóm quyết định thực hiện đề tài: “Mạch điều khiển các thiết bị trong
gia đình sử dụng Bluetooth “ Đề tài ứng dụng công nghệ Bluetooth phổ biến
trên nhiều thiết bị, đặc biệt điểm mới của đề tài so với các sản phẩm hiện có là
4


5

điều khiển thông qua hệ điều hành Android giúp tận dụng những thiết bị sử
dụng hệ điều hành Android có sẵn của ngừời dùng giúp giảm giá thành sản

phẩm, ngoài ra với màn hình hiển thị lớn của điện thoại cho phép hiển thị nhiều
thông tin hơn.
Bộ điều khiển thiết bị từ xa sau khi thi công xong có thể điều khiển được ba
thiết bị. Trong mạch sử dụng smartphone để bắt tín hiệu phát song từ Bluetooth
hc-05 và thực hiện việc kết nối và phát tín hiệu điều khiển. Tín hiệu điều khiển
sau khi được mã hóa sẽ được truyền về Bluetooth hc-05, dữ liệu sẽ được giải mã
và đưa về vi điều khiển atmega 328p để xử lý, sau khi xử lý tín hiệu đáp ứng
đúng với lập trình thì atmega328p sẽ thực hiện việc xuất dữ liệu ra các
DIGITAL (tức là ngõ ra I/0) để điều khiển khối relay bật tắt từ những yêu cầu
của bên phát.
Nội dung báo cáo gồm 4 chương:
 Chương 1: Kiến Thức Tổng Quang
 Chương 2: Phân Tích Thiết Kế
 Chương 3: Thiết Kế Và Thi Công

Chương 4: Kết Quả.
Đề tài này giúp nhóm hiểu rỏ hơn về nguyên lý thu phát và ứng dụng những
lý thuyết được học vào thực tế. Đồng thời tìm hiểu thêm được những điều chưa
được học và nân cao kỹ năng thực hành cũng như là những ứng dụng của mạch
trong thực tế. Qua quá trình nghiên cứu và thực hiện thì nhóm rút ra được:
1. Đã làm được :
− Mạch có thể hoạt động được và ổn định
− Kết hợp được board arduino với bluetooth và module relay trên bo đồng
− Viết được code đơn gian bật tắt trên arduino bằng ngôn ngữ lập trình C
− Triển khai được mạch trên dòng điện 220v điều khiển 2 bên
− Điều khiển được smartphone phát tín hiệu cho vi điều khiển hoạt động
5


6

2. Chưa làm được :
− Mạch còn hạn chế về số lượng thiết bị điều khiển, chỉ làm 3 thiết bị trên

board
− Chưa thực hiện được mạch sử dụng vi diều khiển atmega328p ngoài board
3. Hướng phát triển đề tài trong những báo cáo tiếp theo:
− Thiết kế điều khiển nhiều hơn 3 thiết bị
− Trong mạch sẽ tích hợp sử dụng các loại cảm biến
− Mở rộng tín hiệu điều khiển xa hơn chẳng hạng RF, tin nhắn SMS, hoặc
mạng wifi.

6


7

MỤC LỤC

LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN
− Tuần 1-2: nhóm tiến hành lập nhóm, đăng kí GVHD, và đăng ký giáo viên

−
−

−
−
−
−
−

−
−

hướng dẫn đề tài “ Điều khiển thiết bị trong gia đình thông quang
Bluetooth”.
Tuần 3-4: nhóm tiến hành gặp GVHD trình bày sơ qua về đồ án, và nge thầy
nói về những bất cập trong khi thực hiện của các khóa trước.
Tuần 5: nhóm tiến hành họp nhóm, bàn về đề tài, xem xet các mặt và sau đó
thành lập quỹ nhóm và phân công nhiệm vụ cho từng thành viên, họp nhóm
vào chủ nhật hàng tuần.
Tuần 6: nhóm tiến hành họp lần 2
Tuần 7: nhóm họp lần 3 và tiến hành mua linh kiện cho đồ án
Tuần 8: nghĩ lễ
Tuần 9: họp mặt lần 4 tiền hành chủng bị linh kiện, chạy sợ đồ nguyên lý,
layout mạch trên proteus8.1
Tuần 10: rửa mạch và tiến hành hàng linh kiện
Tuần 11-14: xong phần trình bày, tiến hành làm word
Tuần 15: nộp file word cho GVHD xem xét.

7


~8~

CHƯƠNG 1 : KIẾN THỨC TỔNG QUANG
1.1

Giới thiệu điều khiển từ xa
Ít người biết rằng những chiếc điều khiển từ xa đầu tiên trên thế giới được ra
đời nhằm mục đích phục vụ cho chiến tranh. Các loại điều khiển từ xa bằng tần

số vô tuyến xuất hiện vào chiến tranh thế giới thứ I nhằm hướng dẫn các tàu hải
quân Đúc đâm vào thuyền của quân đồng minh.
Đến chiến tranh thế giới thứ II, điều khiển từ xa dùng để kích nổ những quả
bom. Sau chiến tranh, công nghệ tuyệt vời của chứng tiếp tục được cải tiến đề
phục vụ đắc lực trong đời sống con người. Và đến nay, có thể nói, gần như ai
cũng đã từng sử dụng điều khiển từ xa để điều khiển một thiết bị nào đó.
Kỹ thuật điều khiển hệ thiết bị là ngành thuộc nhóm ngành điện – điện tử,
chuyên nghiên cứu các thuật toán, hệ thống để điều khiển, sử dụng các thiết bị
chấp hành nhằm mục đích tự động các quá trình công nghệ sản xuất, nơi các
thao tác của con người được thay thế hoàn toàn bằng các hoạt động máy móc,
robot và các thiết bị điều khiển tự động nhằm tăng sự tiện ích và làm tăng
năng xuất lao động. Đây là ngành học đòi hỏi người học phải năng động, đam
mê, sáng tạo, kiên trì, ham học hỏi, có kỹ năng nghề nghiệp cao…
Ban đầu, người ta dung điều khiển từ xa sử dụng công nghệ tần số vô tuyến
RF ( radio Frequency ) và sau đo bắt đầu ứng dụng công nghệ hồng ngoại IR
vào điều khiển từ xa. Sau đó giai đoạn 1990 thì Bluetooth ra đời đầu tiên bởi
Ericsson (hiện nay là Sony Ericsson và Ericsson Mobile Platforms), và sau đó
được chuẩn hoá bởi Bluetooth Special Interest Group (SIG). Chuẩn được phát
hành vào ngày 20 tháng 5 năm 1999. Ngày nay được công nhận bởi hơn 1800
công ty trên toàn thế giới. Được thành lập đầu tiên bởi Sony Ericsson,
IBM, Intel, Toshiba và Nokia, sau đó cùng có sự tham gia của nhiều công ty
khác với tư cách cộng tác hay hỗ trợ. Bluetooth có chuẩn là IEEE 802.15.1.

8


~9~

1.1.1

Điều khiển từ xa bằng tần số vô tuyến Bluetooth

Bluetooth là một đặc tả công nghiệp cho truyền thông không dây tầm gần
giữa các thiết bị điện tử. Công nghệ này hỗ trợ việc truyền dữ liệu qua các
khoảng cách ngắn giữa các thiết bị di động và cố định, tạo nên các mạng cá
nhân không dây (Wireless Personal Area Network-PANs).
Bluetooth có thể đạt được tốc độ truyền dữ liệu 1Mb/s. Bluetooth hỗ trợ tốc
độ truyền tải dữ liệu lên tới 720 Kbps trong phạm vi 10 m–100 m. Khác với kết
nối hồng ngoại (IrDA), kết nối Bluetooth là vô hướng và sử dụng giải tần
2,4 GHz.
Thuật ngữ "Bluetooth" (có nghĩa là "răng xanh") được đặt theo tên của một
vị vua Đan Mạch, vua Harald Bluetooth, người Viking nổi tiếng về khả năng
giúp mọi người có thể giao tiếp, thương lượng với nhau. Vào thế kỷ thứ 10,
chính vị vua này đã mang đạo Tin Lành vào Đan Mạch trong khi Ericsson là
công ty đầu tiên phát triển đặc tả cho công nghệ hiện đang ngày càng thông
dụng trong cuộc sống hiện đại.
1.1.2

Ứng dụng Bluetooth

− Điều khiển và giao tiếp không dây giữa một điện thoại di động và tai
−
−
−
−

−
−
−
−

nghe không dây.
Mạng không dây giữa các máy tính cá nhân trong một không gian hẹp đòi
hỏi ít băng thông.
Giao tiếp không dây với các thiết bị vào ra của máy tính, chẳng hạn
như chuột, bàn phím và máy in.
Truyền dữ liệu giữa các thiết bị dùng giao thức OBEX.
Thay thế các giao tiếp nối tiếp dùng dây truyền thống giữa các thiết bị
đo, thiết bị định vị dùng GPS, thiết bị y tế, máy quét mã vạch, và các thiết bị
điều khiển giao thông.
Thay thế các điều khiển dùng tia hồng ngoại.
Gửi các mẩu quảng cáo nhỏ từ các pa-nô quảng cáo tới các thiết bị dùng
Bluetooth khác.
Điều khiển từ xa cho các thiết bị trò chơi điện tử như Wii - Máy chơi trò chơi
điện tử thế hệ 7 của Nintendo[1] và PlayStation 3 của Sony.
Kết nối Internet cho PC hoặc PDA bằng cách dùng điện thoại di động
thay modem.
9


~ 10 ~

CHƯƠNG 2 : PHÂN TÍCH THIẾT KẾ
2.1

Giới Thiệu Linh Kiện Sử Dụng
2.1.1 Tổng quang về arduino uno R3

(a)

(b)
10


~ 11 ~

Hình 1.1(a,b) sơ đồ nguyên lý của board arduino uno r3
Arduino thật ra là một bo mạch li 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. Arduino
Uno là sử dụng chip Atmega328. Nó có 14 chân digital I/O, 6 chân đầu vào
(input) analog, thạch anh dao động 16Mhz. Một số thông số kỹ thuật như sau :

Hình 1.2 Bảng thông số kỹ thuật arduino uno R3

2.1.1.1 Vi điều khiển

11


~ 12 ~

Hình 1.3 chip ATmega328p
Arduino UNO có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ 8bit AVR là ATmega8,
ATmega168, ATmega328. Bộ não này có thể xử lí những tác vụ đơn giản như
điều khiển đèn LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, làm một
trạm đo nhiệt độ - độ ẩm và hiển thị lên màn hình LCD…vv

2.1.1.2 Năng Lượng
Arduino UNO có thể được cấp nguồn 5V thông qua cổng USB hoặc cấp
nguồn ngoài với điện áp khuyên dùng là 7-12V DC và giới hạn là 6-20V.
Thường thì cấp nguồn bằng pin vuông 9V là hợp lí nhất nếu bạn không có sẵn
nguồn từ cổng USB. Nếu cấp nguồn vượt quá ngưỡng giới hạn trên, bạn sẽ làm
hỏng Arduino UNO.
− Các Chân Năng Lượng :
 GND (Ground): cực âm của nguồn điện cấp cho Arduino UNO. Khi bạn






dùng các thiết bị sử dụng những nguồn điện riêng biệt thì những chân này
phải được nối với nhau.
5V: cấp điện áp 5V đầu ra. Dòng tối đa cho phép ở chân này là 500mA.
3.3V: cấp điện áp 3.3V đầu ra. Dòng tối đa cho phép ở chân này là 50mA.
Vin (Voltage Input): để cấp nguồn ngoài cho Arduino UNO, bạn nối cực
dương của nguồn với chân này và cực âm của nguồn với chân GND.
IOREF: điện áp hoạt động của vi điều khiển trên Arduino UNO có thể được
đo ở chân này. Và dĩ nhiên nó luôn là 5V. Mặc dù vậy bạn không được lấy
12


~ 13 ~

nguồn 5V từ chân này để sử dụng bởi chức năng của nó không phải là cấp
nguồn.

 RESET: việc nhấn nút Reset trên board để reset vi điều khiển tương đương
với việc chân RESET được nối với GND qua 1 điện trở 10KΩ.

2.1.1.3 Bộ Nhớ
− Vi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn cung cấp cho người dùng:


32KB bộ nhớ Flash: những đoạn lệnh bạn lập trình sẽ được lưu trữ trong bộ
nhớ Flash của vi điều khiển. Thường thì sẽ có khoảng vài KB trong số này sẽ
được dùng cho bootloader nhưng đừng lo, bạn hiếm khi nào cần quá 20KB
bộ nhớ này đâu.



2KB cho SRAM (Static random access memory): giá trị các biến bạn khai
báo khi lập trình sẽ lưu ở đây. Bạn khai báo càng nhiều biến thì càng cần
nhiều bộ nhớ RAM. Tuy vậy, thực sự thì cũng hiếm khi nào bộ nhớ RAM lại
trở thành thứ mà bạn phải bận tâm. Khi mất điện, dữ liệu trên SRAM sẽ bị
mất.



1KB choEEPROM (electrically eraseble programmable read only memory):
đây giống như một chiếc ổ cứng mini – nơi bạn có thể đọc và ghi dữ liệu của
mình vào không phải lo bị mất khi cúp điện giống như dữ liệu trên SRAM.

2.1.1.4 Các cổng vào/ra

Hình 1.4 Các cổng I/O
13

~ 14 ~
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).
− Một số chân digital có các chức năng đặc biệt như sau:


2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): dùng để gửi (transmit – TX) và nhận
(receive – RX) dữ liệu TTL Serial. Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết bị
khác thông qua 2 chân này. Kết nối bluetooth thường thấy nói nôm na chính
là kết nối Serial không dây. Nếu không cần giao tiếp Serial, bạn không nên
sử dụng 2 chân này nếu không cần thiết

 Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép bạn xuất ra xung PWM với

độ phân giải 8bit (giá trị từ 0 → 2 8-1 tương ứng với 0V → 5V) bằng hàm
analogWrite(). Nói một cách đơn giản, bạn có thể điều chỉnh được điện áp ra
ở chân này từ mức 0V đến 5V thay vì chỉ cố định ở mức 0V và 5V như
những chân khác.
 Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ngoài các

chức năng thông thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu bằng
giao thức SPI với các thiết bị khác.
 LED 13: trên Arduino UNO có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L). Khi bấm

nút Reset, bạn sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu. Nó được nối với chân
số 13. Khi chân này được người dùng sử dụng, LED sẽ sáng.

 Arduino UNO có 6 chân analog (A0 → A5) cung cấp độ phân giải tín hiệu

10bit (0 → 210-1) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V. Với
chân AREF trên board, bạn có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử
dụng các chân analog. Tức là nếu bạn cấp điện áp 2.5V vào chân này thì bạn
có thể dùng các chân analog để đo điện áp trong khoảng từ 0V → 2.5V với
độ phân giải vẫn là 10bit.
 Đặc biệt, Arduino UNO có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp
I2C/TWI với các thiết bị khác.
2.1.1.5 Lập

trình cho arduino
14


~ 15 ~

Các thiết bị dựa trên nền tảng Arduino được lập trình bằng ngôn riêng. Ngôn
ngữ này dựa trên ngôn 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, một số
khác thì gọi là C hay C/C++.
Để lập trình cũng như gửi lệnh và nhận tín hiệu từ mạch Arduino, nhóm phát
triển dự án này đã cũng cấp đến cho người dùng một môi trường lập trình
Arduino được gọi là Arduino IDE (intergrated development environment) như
hình dưới đây.

Hình 1.5 chương trình IDE
2.1.2 Tìm

hiểu về vi điêu khiển ATMEGA 328P

15


~ 16 ~

Hình 1.7 Sơ đồ chân của ATmega328p
Atmega328 là một chíp vi điều khiển được sản xuất bời hãng Atmel thuộc họ
MegaAVR có sức mạnh hơn hẳnAtmega8. Atmega 328 là một bộ vi điều khiển
8 bít dựa trên kiến trúc RISC bộ nhớ chương trình 32KB ISP flash có thể ghi
xóa hàng nghìn lần, 1KB EEPROM, một bộ nhớ RAM vô cùng lớn trong thế
giới vi xử lý 8 bít (2KB SRAM)
Với 23 chân có thể sử dụng cho các kết nối vào hoặc ra i/O, 32 thanh ghi, 3
bộ timer/counter có thể lập trình, có các gắt nội và ngoại (2 lệnh trên một vector
ngắt), giao thức truyền thông nối tiếp USART, SPI, I2C. Ngoài ra có thể sử
dụng bộ biến đổi số tương tự 10 bít (ADC/DAC) mở rộng tới 8 kênh, khả năng
lập trình được watchdog timer, hoạt động với 5 chế độ nguồn, có thể sử dụng tới
6 kênh điều chế độ rộng xung (PWM).
− Thông số chính Atmega328P-PU:
16


~ 17 ~











Kiến trúc: AVR 8bit
Xung nhịp lớn nhất: 20Mhz
Bộ nhớ chương trình (FLASH): 32KB
Bộ nhớ EEPROM: 1KB
Bộ nhớ RAM: 2KB
Điện áp hoạt động rộng: 1.8V – 5.5V
Số timer: 3 timer gồm 2 timer 8-bit và 1 timer 16-bit
Số kênh xung PWM: 6 kênh (1timer 2 kênh)

Hình 1.8 Sơ đồ nối dây

2.1.2.1 Mô Tả Pin
2.1.2.1.1 VCC
− cung cấp điện áp
2.1.2.1.2 GND
− Nối đất

2.1.2.1.3 Port B (PB7:0) XTAL1/XTAL2/TOSC1/TOSC2
− Port B là một 8-bit hai chiều I / O port với điện trở kéo lên bên trong (chọn
cho mỗi bit)
17


~ 18 ~
− Port B bộ đệm đầu ra có đặc điểm ổ đối xứng với cả bồn rửa cao và khả năng

nguồn. Khi đầu vào, Port B pins được bên ngoài kéo thấp sẽ mã nguồn hiện

nay, nếu các điện trở kéo lên được kích hoạt. Các chân Port B là tri-ghi khi
một điều kiện thiết lập lại trở nên hoạt động, thậm chí nếu đồng hồ không
chạy.
− Tùy thuộc vào các cài đặt bảo lựa chọn đồng hồ, PB6 có thể được sử dụng
như là đầu vào cho các bộ khuếch đại nghịch đảo Oscillator và đầu vào cho
mạch hoạt động đồng hồ nội bộ.
− Tùy thuộc vào các cài đặt bảo lựa chọn đồng hồ, PB7 có thể được sử dụng
như là đầu ra của bộ khuếch đại nghịch đảo bộ tạo giao động.
− Nếu nội bộ hiệu chuẩn RC bộ tạo dao động được sử dụng như là nguồn con
chip đồng hồ, PB7 ... 6 được sử dụng như TOSC2 ... 1 đầu vào cho đồng bộ
Timer / Counter 2 của bit AS2 trong ASSR được thiết lập.
2.1.2.1.4 Port C (PC5:0)
− Cổng C là một 7-bit hai chiều I / O port với điện trở kéo lên bên trong (chọn

cho mỗi bit). Các PC5 ... 0 bộ đệm đầu ra có đặc điểm ổ đối xứng với cả bồn
rửa cao và khả năng nguồn. Khi đầu vào, Port C pins được bên ngoài kéo
thấp sẽ mã nguồn hiện nay, nếu các điện trở kéo lên được kích hoạt.
− Các chân cổng C là ba nói khi một điều kiện thiết lập lại trở nên hoạt động,
thậm chí nếu đồng hồ không chạy.
2.1.2.1.5 PC6/RESET
− Nếu RSTDISBL Fuse được lập trình, PC6 được sử dụng như một I / O pin.

Lưu ý rằng các đặc tính điện của PC6 khác với các chân khác của Port C.
− Nếu RSTDISBL Fuse là không được chương trình hóa, PC6 được sử dụng
như một Thiết lập lại đầu vào.
− Một mức độ thấp trên pin này cho dài hơn độ dài xung tối thiểu sẽ tạo ra một
Reset, thậm chí nếu đồng hồ không chạy.
− xung ngắn hơn là không đảm bảo tạo ra một Reset.
2.1.2.1.6 Port D (PD7:0)

18


~ 19 ~
− Port D là một 8-bit hai chiều I / O port với điện trở kéo lên bên trong (chọn

cho mỗi bit). Các bộ đệm đầu ra Port D có đặc điểm ổ đối xứng với cả bồn
rửa cao và khả năng nguồn.
− Khi đầu vào, Port D pins được bên ngoài kéo thấp sẽ mã nguồn hiện nay, nếu
các điện trở kéo lên được kích hoạt.
− Các cổng D chân là ba trạng thái khi một điều kiện thiết lập lại trở nên hoạt
động, thậm chí nếu đồng hồ không chạy.

2.1.2.1.7 AVCC
− AVCC là điện áp nguồn cung cấp pin cho các A / D máy đổi điện, PC3: 0, và

ADC7: 6. Nó nên được bên ngoài kết nối với VCC, thậm chí nếu ADC
không được sử dụng.
− Nếu ADC được sử dụng, nó phải được kết nối với VCC thông qua một bộ
lọc thông thấp.
− Lưu ý rằng PC6 ... 4 sử dụng kỹ thuật số cung cấp điện áp, VCC
2.1.2.1.8 AREF
− Là một chân tham khảo tuong tự cho A/D

2.1.2.1.9 ADC7:6 (TQFP and QFN/MLF Package Only)
− Trong QFP và gói QFN / MLF, ADC7: 6 phục vụ đầu vào như tương tự để

chuyển đổi A / D. Các chân này được cung cấp từ nguồn analog và phục vụ
như các kênh ADC 10-bit.
2.1.3

Tổng Quang Về Bluetooth HC-05
− Module Bluetooth HC-05 gồm 2 IC là Max3232 và BCM HC-05

19


~ 20 ~

(A)

(B)
Hình 1.9 (A,B): Cấu tạo của module Bluetooth hc-05
20


~ 21 ~

2.1.3.1 Đặc điểm kỹ thuật
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−




Chuẩn Bluetooth: V2.0+ERD.
Điện áp hoạt động: 3.3-5VDC, 30mA.
Kích thước 28mm X15mm X2.35mm.
Tần số: 2.4GHz.
Tốc độ: 2.1Mbs (Max)/160kbps
Tốc độ baudrate mặc định 9600, 8 bít dữ liệu, 1 bít Stop. Hỗ trợ tốc độ baud:
9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400, 460800.
Nhiệt độ làm việc: -20 ~75 độ C.
Độ nhạy: -80dBm 2.1.
Mudule có 2 chế độ làm việc:
Kết nối truyền thông.
Đáp ứng theo lệnh: khi làm việc ở chế độ này, chúng ta có thể gửi các lệnh AT
để giao tiếp và cài đặt module

2.1.3.2 Nguyên lý hoạt động
− Bluetooth là chuẩn kết nối không dây tầm ngắn, thiết kế cho các kết nối thiết
bị cá nhân hay mạng cục bộ nhỏ trong phạm vi băng tần từ 2.4GHz đến
2.485GHz. Bluetooth được thiết kế hoạt động trên 79 tần số đơn lẻ. Khi kết
nối, nó sẽ tự động tìm ra tần số tương thích để di chuyển đền thiết bị cần kết
nối trong khu vực nhằm đàm bảo sự liên tục.
− Chế độ hoạt động :
 Ở chê độ SLAVE: bạn cần thiết lập kết nối từ smartphone, laptop, usb
bluetooth để dò tìm module sau đó nhập với mã PIN là 1234. Sau khi đăng
nhập thành công, bạn đã có 1 cổng nối tiếp (serial) từ xa hoạt động ở tốc độ
truyền (baud rate) 9600.
 Ở chế độ MASTER: module sẽ tự động dò tìm thiết bị bluetooth khác (1
module bluetooth HC-06. HC05, usb bluetooth, bluetooth của laptop…) và
tiến hành pair chủ động mà không cần thiết lập gì từ máy tính hoặc

smartphone.
− Module bluetooth HC05 được điều khiển bằng tập lệnh AT để thực hiện các
tác vụ mong muốn. Để bluetooth module chuyển từ chế độ thông thường qua
điều khiển bằng lệnh AT, ta có 2 cách như sau:
21


~ 22 ~
 Cấp nguồn cho module bluetooth (Vcc và Gnd) đồng thời cấp mức điện áp

cao (=Vcc) cho chân KEY của module bluetooth. Khi đó giao tiếp bằng tập
lệnh AT với module bằng cổng Serial (Tx và Rx) với baud rate
là 38400. (khuyên dùng)
 Cấp nguồn cho module bluetooth trước, sau đó cấp mức điện áp cao cho
chân KEY của module bluetooth. Lúc này bạn có thể giao tiếp với module
bằng tập lệnh AT với baud rate là 9600.
− Sau khi pair thành công với thiết bị bluetooth khác, đèn trên
module bluetooth HC05 sẽ nhấp nháy chậm cho thấy kết nối Serial đã được
thiết lập.

2.1.3.3 Ưu nhược điểm của công nghệ Bluetooth
2.1.3.3.1 Ưu Điểm
− Tiêu thụ năng lượng thấp.
− Cho phép ứng dụng được nhiều loại thiết bị bao gồm các thiết bị cầm tay và
−
−
−
−

−

điện thoại di động.
Giá thành ngày một giảm.
Khoảng cách giao tiếp cho phép giữa hai thiết bị kết nối có thể lên đến l00m.
Bluetooth sử dụng băng tần 2.4GHz, tốc độ truyền dữ liệu có thể đạt tới mức
tới đa lMbps mà các thiết bị không cần phải trực tiếp thấy nhau.
Dễ dàng trong việc phát triển ứng dụng: Bluetooth kết nối một ứng dụng này
với một ứng dụng khác thông qua chuẩn Bluetooth, do đó có thể độc lập về
phần cứng cũng như hệ điều hành sử dụng.
Tính tương thích cao, được nhiều nhà sản xuất phần cứng cũng như phần
mềm hỗ trợ.

2.1.3.3.2 Nhược Điểm
− Khoảng cách kết nối còn ngắn so với công nghệ mạng không dây khác.
− Chỉ kết nối được hai thiết bị với nhau, không kết nối thành mạng.
− Bắt sóng khi có vật cản kém. Tốc độ thấp, khoảng 720kbps trung bình

22


~ 23 ~

2.1.4 RELAY 5 CHÂN

Hình 1.10 relay thực tế
2.1.4.1 Cấu Tạo
Rờ-le là loại linh kiện đóng ngắt điện cơ đơn giản. Nó gồm có 2 phần chính
là nam châm điện và các tiếp điểm. Cấu tạo của rờ-le: relay có cấu tạo hết sức
đơn giản, gồm 4 bộ phận sau đây :
−

−
−
−

Nam châm điện
Lỏi sắt
Lò xo
Các tiếp điểm

Ro le gồm 2 phần tách rời nhau là phần đế dưới và phần nam châm điện. Một
công tắc đóng ngắt nguồn cho nam châm điện. Khi công tắt đóng ( on), nam
châm điện có từ trường sẽ hút thanh sắt, thanh sắt dịch chuyển giữa 2 vị trí
giống nhứ một công tắc. Khi có lực hút từ trường điện, thanh sắt ở vi trí hai
( thường hở ) đèn sáng. Ngược lại, lò xo sẽ kéo thanh sắt lên vị trí 1 ( thường
đóng ) làm hở mạch, đèn tắc nhìn chung, công dụng của relay là “ dùng 1 năm
lượng nhỏ để đóng ngắt nguồn năng lượng lớn “. Ví dụ như ta có thể dùng dòng
23


~ 24 ~
điện 5v, 50 mA để đóng ngắt dòng điện 220V,2A. Relay được dùng khá thông
dụng trong các ứng dụng điều khiển động cơ và chiếu sáng.
Relay là linh kiện dùng trong điều khiển, nó sẽ “tác động” (đóng công tắc lại
chẳng hạn) ngõ ra khi tín hiệu điều khiển ngõ vào ( tín hiệu có thể dạng điện, từ,
ánh sáng, nhiệt..) đạt đến ngưỡng nào đó (set point). Nói tóm lại, relay là công
tắc điều khiển gián tiếp ( nghĩ là không cần tay con người vặn như công tắc cơ ).

2.1.5 ĐIỆN TRỞ

Hình 1.11 Điện trở

Điện trở là loại linh kiện thụ động có tác dụng cản trở cả dòng và áp. Điện
trở được sử dụng rất nhiều trong các mạch điện tử. Điện trở của dây dẫn có trị
số điện trở lớn hay nhỏ tùy thuộc vào vật liệu làm dây, tỉ lệ thuận với chiều dài
và tỉ lệ nghịch với tiết diện dây dẫn.

24


~ 25 ~

Công Thức Tính:

Trong đó:

2.1.6 DIODE

25