MẠCH đèn ĐƯỜNG THÔNG MINH GIAO TIẾP BẰNG RF và điều KHIỂN BẰNG WIFIBLUETOOTH (có code)

ĐỒ ÁN 3

MẠCH ĐÈN ĐƯỜNG THÔNG MINH
GIAO TIẾP BẰNG RF VÀ ĐIỀU KHIỂN
BẰNG WIFI/BLUETOOTH

1


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU.....................................................................................VII
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.........................................................................................VIII
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT...................................................................................IX
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ MẠCH.............................................................................1
1.1
1.2
1.3
1.4

GIỚI THIỆU:................................................................................................................1
MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG ÁN:........................................................................................1
HƯỚNG NGHIÊN CỨU:.................................................................................................2
CÁC CÔNG CỤ PHẦN MỀM HỖ TRỢ ĐỒ ÁN:.................................................................3

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG.........................................................................4
2.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:...........................................................................................4
2.2 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT:..................................................................................................7
2.2.1 Phần truyền tín hiệu RF (TX): ...........................................................................7
2.2.2

Phần nhận tín hiệu RF (RX): .............................................................................8

2.3 KẾT NỐI GIỮA CÁC KHỐI:...........................................................................................9
2.3.1 Kết nối giữa Arduino với module RF CC1101:...................................................9
2.3.2

Kết nối giữa Arduino và Module Light Sensor:................................................14

2.3.3

Kết nối giữa Arduino và PIR Sensor:...............................................................16

2.3.4

Kết nối giữa Arduino và Module Bluetooth HC-05:.........................................17

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ THI CÔNG...............................................................................20
3.1
3.2
3.3

THI CÔNG PHẦN CỨNG:.............................................................................................20
MÔ HÌNH HỆ THỐNG:................................................................................................23
KẾT QUẢ MÔ PHỎNG:...............................................................................................24

CHƯƠNG 4. NHẬN XÉT..................................................................................................25
4.1
4.2

VẤN ĐỀ TRONG MẠCH:.............................................................................................25
NHẬN XÉT HỆ THỐNG:..............................................................................................25

CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN..................................................................................................26
5.1
5.2

KẾT LUẬN:................................................................................................................26
HƯỚNG PHÁT TRIỂN:................................................................................................26

TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................27
PHỤ LỤC..........................................................................................................................28

2


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
BẢNG 2-1: KẾT NỐI CHÂN GIỮA ARDUINO VÀ MODULE RF CC1101.....9
BẢNG 2-2: KẾT NỐI CHÂN GIỮA ARDUINO VÀ LIGHT SENSOR...........14

3


DANH MỤC CÁC HÌNH V

HÌNH 1-1: HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÔNG MINH [5]...............................2
HÌNH 1-2: HÌNH ẢNH PHẦN MỀM PROTEUS................................................3
HÌNH 1-3: HÌNH ẢNH PHẦN MỀM ARDUINO IDE........................................3

4

HÌNH 2-1: SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG TX...........................................................5
HÌNH 2-2: SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG RX...........................................................6
HÌNH 2-3: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT HỆ THỐNG TX...........................................7
HÌNH 2-4: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT HỆ THỐNG RX..........................................8
HÌNH 2-5: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MÔ TẢ KẾT MỐI GIỮA CÁC KHỐI..........9
HÌNH 2-6: BOARD ARDUINO UNO R3............................................................10
HÌNH 2-7: SƠ ĐỒ CHÂN CHIP ATMEGA 328 CỦA BOARD ARDUINO [9] 11
HÌNH 2-8: MODULE RF CC1101 SPI................................................................13
HÌNH 2-9: SƠ ĐỒ CHÂN MODULE RF CC1101 [10]......................................14
HÌNH 2-10: MODULE LIGHT SENSOR...........................................................15
HÌNH 2-11: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LIGHT SENSOR [8]...................................15
HÌNH 2-12: MODULE PIR SENSOR.................................................................16
HÌNH 2-13: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA PIR [7]....................................17
HÌNH 2-14: MODULE BLUETOOTH HC-05....................................................18
HÌNH 2-15: MODULE BLUETOOTH HC-05 Và HC-06 [11]..........................19

HÌNH 3-1: MẠCH IN TX VẼ BẰNG PROTEUS...............................................20
HÌNH 3-2: MẠCH IN RX VẼ BẰNG PROTEUS...............................................20
HÌNH 3-2: MẠCH IN CỦA BOARD ARDUINO................................................21
HÌNH 3-3: MẠCH IN SAU THI CÔNG..............................................................21
HÌNH 3-5: MẠCH IN ARDUINO SAU THI CÔNG..........................................22
HÌNH 3-6: MẠCH THỰC TẾ CỦA HỆ THỐNG TX........................................22
HÌNH 3-7: MẠCH THỰC TẾ CỦA HỆ THỐNG RX........................................22
HÌNH 3-8: MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÈN THÔNG MINH................................23
HÌNH 3-9: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐÈN THÔNG MINH.........24

5


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

GSM

Global System for Mobile Communications

GND

Ground

IC

Integrated Circuit

ID

Identification

IRQ

Interrupt Request Line

LDR

Light Dependent Resistor

MISO

Master In Slave Out

MOSI

Master Out Slave In

PIR

Passive InfraRed

PPM

Pulse Position Modulation

PWM

Pulse Width Modulation

RF

Radio Frequency

RFID

Radio Frequency Identification

RxD

Received Data

SDRAM

Synchronous dynamic random-access memory

SCK

Serial Clock

SCL

Serial Clock

SPI

Serial Peripheral Interface

SS

Slave Select

TxD

Transmitted Data

TTL

Transistor-Transistor Logic

TWI

Two Wire Interface

6

ĐỒ ÁN 3
Trang 1/31

CHƯƠNG 1.

GIỚI THIỆU VỀ MẠCH

1.1 Giới thiệu:
- Trong bối cảnh phát triển công nghệ mạnh mẽ của xã hội hiện nay, thì hệ
thống chiếu sáng công cộng là một hệ thống tất yếu không thể thiếu đối với đời
sống con người, nó là nguồn sáng phục vụ con người, nhất là những sinh hoạt về
đêm.
- Bên cạnh việc chiếu sáng phục vụ con người thì hệ thống chiếu sáng góp
phần đảm bảo an ninh, an toàn về cơ sở vật chất và con người. Hơn nữa với việc
tạo ra hệ thống chiếu sáng thông minh còn làm tăng mỹ quan và làm đẹp cảnh
quan môi trường vào ban đêm. Nên việc thiết kế mạch đèn chiếu sáng thông minh
với sự đảm bảo về an ninh không chỉ giúp con người an tâm mà còn mang đến sự
tiện lợi, đa dụng phục vụ tốt hơn cho cuộc sống con người trong thời điểm xã hội
hiện đại hóa. Vì vậy, khi sử dụng người dùng không cần tác động trực tiếp lên mà
vẫn có thể đóng mở đèn theo ý muốn hoặc một cách tự động.
- Với những vấn đề trên cộng thêm những kiến thức học được cùng với các tài
liệu tham khảo để có thể thực hiện đồ án mạch đèn thông minh với mục đích đem
lại sự thoải mái và an tâm cho người dùng. Đồ án có thể được hoàn thành nhưng
vẫn có những thiếu sót ngoài mong đợi, mong thầy cô và các bạn đóng góp thêm
để các báo cáo đồ án sau được hoàn thiện hơn.
1.2 Mục tiêu và phương án:
- Mục tiêu là xây dựng một hệ thống chiếu sáng thông minh để tạo ra một cảnh
quan công cộng sạch đẹp và ưu tiên cho việc tiết kiệm năng lượng phục vụ tốt cho
đời sống.

- Một trong những phương án đơn giản nhằm tiết kiệm năng lượng điện dùng
cho chiếu sáng đó là sử dụng các thiết bị chiếu sáng hiệu năng cao. Đối với hệ
thống chiếu sáng công cộng, việc thay thế đèn thủy ngân cao áp bằng đèn natri cao
áp có thể giúp tiết kiệm 40-50% năng lượng sử dụng. Trong khi việc thay thế bóng
đèn sợi đốt bằng đèn huỳnh quang compact có thể giúp tiết kiệm tới 90% điện


ĐỒ ÁN 3
Trang 2/31

năng tiêu thụ. Công nghệ đèn LED cho phép giảm tới 70% điện năng tiêu thụ khi
thay thế cho các loại đèn sợi đốt loại nhỏ.

Hình 1-1: Hệ thống chiếu sáng thông minh [5]

1.3 Hướng nghiên cứu:
- Thiết kế mô hình 5 đèn minh họa trong đồ án.
- Sử dụng board mạch Arduino là vi điều khiển xử lý trung tâm nhận tín hiệu từ
các cảm biến, kết hợp điều khiển module RF phát hoặc thu tín hiệu từ RF để xử lý
ở chế độ tự đông và điều khiển đèn bằng Bluetooth.
- Sử dụng module RF CC1101 cho việc giao tiếp giữa các đèn với nhau, cảm
biến quang là 1 cảm biến nằm ở trạm đèn chủ phát bằng sóng RF cho các đèn còn
lại, cảm biến chuyển động đặt tại các đèn kết hợp cùng tín hiệu nhận RF để điều
khiển đèn sáng tắt tự động khi có vật thể chuyển động qua, dùng module
BlueTooth HC-05 làm điểm truy cập cho mỗi đèn để có thể điều khiển đèn bằng
một thiết bị khác khi thiết bị này kết nối tới HC-05 và một số linh kiện khác dễ tìm
kiếm và thịnh hành trên thị trường tiện cho việc nghiên cứu phân tích mạch.


ĐỒ ÁN 3

Trang 3/31

- Tuy nhiên đồ án này là được thiết kế vẫn còn đơn giản chỉ tạo ra hiệu ứng
sáng đèn dần được giao tiếp RF kết hợp cảm biến khi có người qua và điều khiển
bằng Bluetooth để bảo đảm sự ổn định của hệ thống và tính an ninh khi sử dụng.

1.4 Các công cụ phần mềm hỗ trợ đồ án:
- Phần mềm vẽ mạch mạch in Proteus 7.8:

Hình 1-2: Hình ảnh phần mềm Proteus

- Phần mềm viết code ArduinoIDE:

Hình 1-3: Hình ảnh phần mềm ArduinoIDE


ĐỒ ÁN 3
Trang 4/31

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
2.1 Nguyên lý hoạt động:
- Nguyên lý hoạt động được mô tả trong sơ đồ khối như ở hình dưới. Ở chế độ
tự động, mạch chỉ hoạt động khi trời tối và không hoạt động khi trời sáng là nhờ có
cảm biến quang ở đèn đầu tiên mỗi dãy đèn. Khi trời tối thì cảm biến quang được
kích, có người bước vào đèn đầu tiên thì nhờ có cảm biến quang và chuyển động
thì đèn đầu tiên sẽ sáng đồng thời khi đèn sáng sẽ truyền tín hiệu RF đến các
module RF của các đèn còn lại, khi người bước tiếp đến đèn thứ 2 thì lúc này đèn 2
đã nhận được tín hiệu RF kết hợp cùng cảm biến chuyển động thì đèn sáng tương
tự đèn 3,4 và 5. Lưu ý đồ án chỉ dùng cảm biến chuyển động và module RF cho
các đèn 2, 3, 4 và 5 nếu đèn 2, 3, 4 và 5 không nhận được tín hiệu RF từ đèn 1 thì

đèn 2, 3, 4, 5 sẽ không sáng dù cảm biến chuyển động đã được kích hoạt. Ngược
lại khi trời sáng thì cảm biến quang không kích hoạt nên đèn 1 sẽ không sáng và sẽ
không truyền RF cho các đèn còn lại vì vậy các đèn còn lại sẽ không sáng.
- Ở chế độ điều khiển, ta dùng thiết bị có kết nối bluetooth và tạo các liên kết
đến địa chỉ của các module bluetooth HC-05 được đặt tại mỗi đèn và khi truy cập
vào các địa chỉ này ta có thể điều khiển đèn tương ứng với địa chỉ của bluetooth
đó.

INPUT SIGNAL
SOURCE BLOCK
BLOCK
(3.3VDC)
(RFID - RC522)

CONTROL
DO BLOCK
WARNING BLOCK SOURCE
BLOCK
(ARDUINO
UNO)
(RC(5VDC)
SERVO)
(MODULE
SIM900A)


ĐỒ ÁN 3
Trang 5/31

Sơ đồ khối Hệ thống:

Bluetooth
or Wifi
LED

ON

OFF

PIR Sensor
ARDUINO UNO R3

RF C1101

Light Sensor

TX

Source

input
output
Source

Hình 2-1: Sơ đồ khối hệ thống TX

Bluetooth
or Wifi

OR

ĐỒ ÁN 3
Trang 6/31

LED

ON

OR

OFF

PIR Sensor
ARDUINO UNO R3

RF C1101

RX

Source

input
output
Source
Hình 2-2: Sơ đồ khối hệ thống RX

2.2 Lưu đồ giải thuật:
2.2.1 Phần truyền tín hiệu RF (TX):

BEGIN

INPUT SIGNAL

(LIGHT+PIR) SENSOR


ĐỒ ÁN 3
Trang 7/31

MODULE BLUETOOTH
YES
LIGHT ON

NO

YES

LIGHT

LIGHT ON

OFF

NO
LIGHT
OFF

RF
RECEIVER

END
Hình 2-3: Lưu đồ giải thuật hệ thống TX

- Ở chế độ tự động trời tối kết hợp chuyển động (INPUT SIGNAL) tạo tín hiệu
kích cảm biến quang kết hợp với cảm biến chuyển động ở mức cao điều khiển đèn
sáng đồng thời truyền tín hiệu RF, ngược lại đèn tắt. Ở chế độ điều khiển, tín hiệu
từ thiết bị (INPUT SIGNAL) truy cập vào IP của module Bluetooth đưa tín hiệu
vào để Arduino xử lý và điều khiển đèn sáng hoặc tắt.
2.2.2 Phần nhận tín hiệu RF (RX):

BEGIN

INPUT SIGNAL

RF SIGNAL & PIR SENSOR
YES
LIGHT ON

NO
LIGHT
OFF

MODULE BLUETOOTH
YES
LIGHT ON

NO
LIGHT
OFF

ĐỒ ÁN 3
Trang 8/31

END

Hình 2-4: Lưu đồ giải thuật hệ thống RX

2.3 Kết nối giữa các khối:

Hình 2-5: Sơ đồ nguyên lý mô tả kết nối giữa các khối.

2.3.1 Kết nối giữa Arduino với module RF CC1101:
- Bốn chân 10, 11, 12, 13 của board Arduino kết nối với chân SDA, MOSI,
MISO, SCK của module RFID tạo kết nối tín hiệu theo giao thức SPI, khi có tín
hiệu từ thẻ quét qua đầu đọc thì tín hiệu này sẽ được chuyển đến Arduino để xử lý
tín hiệu thông qua bốn chân này.
Bảng 2-1: Kết nối chân giữa Arduino và module RFCC1101


ĐỒ ÁN 3
Trang 9/31

Arduino Uno

module RF C1101

PIN 5

RST

PIN 10

SDA

PIN 11

MOSI

PIN 12

MISO

PIN 13

SCK

- Bên dưới là phần trình bày tìm hiểu về board Arduino Uno R3 và module RF
CC1101để có thể hiểu kĩ hơn về sự kết nối của khối này.
2.3.1.1

Board mạch Arduino Uno R3:
o Sơ lược linh kiện:

- Arduino là một board mạch điều khiển, một bo mạch thiết kế dựa trên nền
tảng vi xử lý AVR Atmel 8bit, hoặc ARM Atmel 32-bit.
- Dòng Arduino phổ biến được sử dụng là: Arduino Uno R3 (dòng thế hệ 3).

Hình 2-6 :Board Arduino Uno R3

o Thông số kĩ thuật:
 Chip xử lý : ATMEGA 328.
 Nguồn nuôi: 5 VDC.
 Nguồn ngoài: sử dụng jack tròn dùng ở 7-12 VDC.
 Áp dùng giới han: min-max (6-20 VDC).
 số chân Digital: 14 chân có 6 chân xung PWM.
 số chân Analog: 6 chân.
 Dòng trên chân ra Digital: tối đa 40 mA.
 Dung lượng: 32 KB.
 SDRAM: 2 KB.
 Tốc độ xử lý: 16 MHz.


ĐỒ ÁN 3
Trang 10/31

o Chức năng chân Arduino:
- Chân 0 (Rx) và 1 (Tx): dùng để truyền và nhận dữ liệu TTL Serial. Thông qua
2 chân này board Arduino có thể giao tiếp với các thiết bị khác.
- Chân 3, 5, 6, 9, 10, và 11 (~): cho phép xuất xung PWM với độ phân giải 8bit.
Ta có thể điều chỉnh được điện áp ra ở chân này từ mức 0 V đến 5 V thay vì chỉ cố
định ở 2 mức 0 V và 5 V.
- Chân 10, 11, 12, 13: là các chân SS, MOSI, MISO, SCK. Bốn chân này giao
tiếp truyền nhận dữ liệu với các thiết bị khác thông qua giao thức SPI và vẫn có
chức năng thông thường như các chân Digital.
- Các chân Analog từ A0-A5: cung cấp độ phân giải tín hiệu 10 bit (0 → 2 10-1)
dùng đọc giá trị điện áp từ 0 V → 5 V. Đặc biệt, hai chân A4 (SDA) và A5 (SCL)
dùng hỗ trợ giao tiếp các thiết bị khác có nhiều chân phức tạp thông qua các mạch
hỗ trợ I2C hoặc TWI.

Hình 2-7: Sơ đồ chân chip ATMEGA 328 của bo Arduino [9]

o Ứng dụng:


ĐỒ ÁN 3
Trang 11/31

- Dùng trong việc học tập, nghiên cứu các đồ án môn học, các dự án nghiên cứu
khoa học cụ thể như trong các mạch điều khiển led, làm hệ thống nhỏ cho việc
kiểm tra nhiệt độ - độ ẩm, hiển thị LCD, điều khiển tín hiệu cho các xe mô hình
điều khiển từ xa...
2.3.1.2 Module RF CC1101:
o Sóng vô tuyến (RF):
- Sóng vô tuyến là một dạng sóng điện từ với bước sóng dài hơn ánh sáng hồng
ngoại. Bước sóng trong khoảng 10 5 m - 10-3 m tương đương khoảng tần số là 3
KHz - 300 GHz
- Sự lan truyền trong không gian: sóng vô tuyến có các tần số khác nhau lan
truyền trong khí quyển Trái Đất. Ví dụ: sóng dài truyền theo đường cong của Trái
Đất, sóng ngắn nhờ phản xạ từ tầng điện ly nên có thể truyền rất xa, các bước sóng
ngắn hơn bị phản xạ yếu hơn và truyền trên đường nhìn thẳng.
- Ứng dụng: dùng cho radar, phát thanh, liên lạc vô tuyến di động và cố
định. Truyền trong thông tin vệ tinh, các mạng máy tính và các ứng dụng khác.
o Module RF CC1101:
Giới thiệu:
- Module RF Tranceiver CC1101 433 MHz sử dụng chip truyền sóng CC1101,
giao tiếp SPI. Khoảng cách truyền khoảng 200 m trong điều khiện không có vật
cản.

Hình 2-8: Module RF CC1101 SPI.

ĐỒ ÁN 3
Trang 12/31

Thông số kỹ thuật:


Điện áp vào: 1.8 V-3.6 V.



Dải tần số: 433 MHz.



Tốc độ truyền cao nhất đạt 500 Kbps, hỗ trợ chuẩn điều biến 2-FSK, GFSK
và MSK.



Giao tiếp SPI có tốc độ khoảng 10 Mbps



Độ nhạy cao: 1.2 Kbps down-110 dBm, 1% packet ber.



Hỗ trợ bộ tính CRC bằng phần cứng tự động (inspection wrong and point-tomultipoint address control). Độ tiêu thụ năng lượng thấp (RX, 15.6 mA, 2.4

Kbps, với 915 MHz)



Ở chế độ ngủ tiết kiệm năng lượng có thể lập trình tự động dò sóng theo chu
kì, tự động thức dậy nếu thấy có sóng.



Trước khi truyền dữ liệu tự động kiểm tra kênh sóng, tự động bắt đầu truyền.
Module có thể cài đặt địa chỉ, truyền nhận dữ liệu tự động theo địa chỉ. Có
bộ đệm dữ liệu riêng cho truyền và phát (64 bytes RX and TX data FIFO)



Khoảng cách truyền trong môi trường mở lên đến trên 200 mét (phụ thuộc
vào điều kiện mỗi trường, tốc độ truyền dữ liệu, ... ).

Hình 2-9: Sơ đồ chân module RF CC1101 [10]

2.3.2 Kết nối giữa Arduino và Module Light Sensor:


ĐỒ ÁN 3
Trang 13/31

- Arduino và Light Sensor được kết nối chân 3 của Arudino với chân DO của
LightSensor. Module Light Sensor cảm nhận cường độ sáng bên ngoài và truyền
đến Arduino và Arduino sẽ xử lý tín hiệu.
Bảng 2 - 2: Kết nối chân giữa Arduino và Light Sensor

Arduino
Light Sensor
5V
VCC
GND
GND
PIN 3
DO
- Dưới đây là trình bày về tìm hiểu module Light Sensor.
Module Light sensor:
- Cảm biến ánh sáng có tích hợp Opamp và biến trở so sánh tín hiệu giúp việc
nhận biết tín hiệu trở nên dễ dàng. Sử dụng để nhận biết thiết bị đã bật tắt độ cảm
ứng theo cường độ sáng môi trường.
- Cảm biến ánh sáng sử dụng quang trở có khả năng thay đổi điện trở theo cường
độ ánh sáng chiếu vào. Tín hiệu xuất ra của cảm biến là digital HIGH (5V) và LOW
tượng trưng cho các trạng thái bật, tắt thiết bị điện tự động.

Hình 2-10: Module Light Sensor

o Cấu tạo:
- Thành phần chính cấu thành là gồm: quang trở (LDR), điện trở, biến trở, LED báo
hiệu, IC LM393.
o Nguyên lý hoạt động:


ĐỒ ÁN 3
Trang 14/31

- Dùng so sánh điện áp khi cường độ ánh sáng thay đổi thì giá trị quang trở cũng

thay đổi tao ra sư chênh lệnh điện áp thông qua Op-amp trong IC sẽ phát hiện hiện
được điều này từ đó báo hiệu ở ngõ ra.

Hình 2-11: Sơ đồ nguyên lý Light Sensor [8]

2.3.3 Kết nối giữa Arduino và PIR Sensor:
- Arduino và PIR Sensor được kết nối bởi chân 6 của Arduino và chân data của
PIR giúp nhận dữ liệu chính xác khi có tín hiệu chuyển động vật thể từ ngoài vào.
- Ta sẽ đi vào phần tìm hiểu của module PIR Sensor.
Module PIR Sensor:
o Giới thiệu:
- Là bộ cảm biến thụ động dùng các tia hồng ngoại làm nguồn kích thích. Tia
hồng ngoại (IR) chính là những tia nhiệt phát ra từ các vật thể mang nhiệt. Trong
mọi cơ thể sống, luôn có thân nhiệt và từ cơ thể luôn phát ra các tia nhiệt, hay còn
được gọi là các tia hồng ngoại, lúc đó PIR Sensor sẽ dùng một tế bào điện chuyển
đổi tia nhiệt thành dạng tín hiệu điện và do đó mà có thể tạo ra cảm biến phát hiện
các vật thể mang nhiệt đang chuyển động. Lý do gọi cảm biến chuyển động là thụ
động vì nó không thể dùng nguồn nhiệt tự phát mà chỉ phụ thuộc vào các nguồn


ĐỒ ÁN 3
Trang 15/31

thân nhiệt tức có sự dịch chuyển, là các thân nhiệt của các thực thể khác, như con
người, con vật, xe cộ…
Khi phát hiện chuyển động cảm biến chuyển động sẽ xuất ra một xung ở mức
cao và sẽ được đọc ở vi điều khiển sau đó thực hiện chức năng mong muốn.

Hình 2-12: Module PIR Sensor

o Nguyên lý hoạt động:
- Tia nhiệt được phát ra từ các vật thể mang nhiệt thông qua kính Fresnel tới
kính lọc lấy tia hồng ngoại, tia hồng ngoại thông qua hai cảm biến hồng ngoại gắn
bên trong đầu dò và chuyển hóa sinh ra điện áp được khuếch đại với transistor FET.
Từ hai cảm biến hồng ngoại này sẽ cho xuất hiện hai tín hiệu và tín hiệu này sẽ
được khuếch đại với biên độ đủ lớn sau đó đưa vào mạch so sánh áp để tạo một tín
hiệu đưa vào một thiết bị khác dùng để thu thập dữ liệu và điều khiển.


ĐỒ ÁN 3
Trang 16/31

Hình 2-13: Nguyên lý hoạt động của PIR [7]

o Thông số kỹ thuật:
- Điện áp hoạt động: 3.8 - 5 VDC.
- Thời gian báo: 30 s tùy chỉnh trên biến trở.
- Phạm vi phát hiện: góc 360o hình nón, khoảng cách tối đa là 6 m.
- Nhiệt độ cảm biến: 0 - 50 oC.
- Có thể chỉnh độ nhạy cảm biến tùy ý.
2.3.4 Kết nối giữa Arduino và Module Bluetooth HC-05:
- Arduino và Module Bluetooth được kết nối bởi chân 0 (RX) của Arduino với
chân TX của Module Bluetooth và chân 1 (TX) của Arduino với chân RX của
module Bluetooth giúp việc truyền nhận tín hiệu để có thể điều khiển dễ dàng.
- Ta sẽ đi vào phần tìm hiểu của Module Bluetooth.
Module Bluetooth HC-05:
- Module HC05 là module thu phát sóng bluetooth không dây, có thể thu sóng
bluetooth từ các thiết bị có chức năng kết nối bluetooth như điện thoại di động hoặc
PC.
- HC-05 được dùng như một cổng COM ảo, việc truyền và nhận với COM ảo

cũng giống như truyền và nhận data trực tiếp với UART nên HC-05 có thể giao tiếp
với PC nhưng vì HC-05 chỉ truyền nhận ở chế độ bán song công nên tại một thời
điểm nó chỉ có thể truyền hoặc nhận.

Hình 2-14: Module Bluetooth HC-05


ĐỒ ÁN 3
Trang 17/31

o So sánh Bluetooth HC-05 và HC-06:
- Ở Module Bluetooth HC-05 có thể hoạt động được ở 2 chế độ: MASTER hoặc
SLAVE. Trong khi đó, Module Bluetooth HC-06 chỉ hoạt động ở chế độ SLAVE.
- Chế độ SLAVE: cần thiết lập kết nối từ smartphone, laptop… Để dò tìm
Module sau đó kết nối với mã PIN là 1234. Sau khi kết nối thành công các tín hiệu
truyền nhận được thiết lập Baud mặc định là 9600.
- Chế độ MASTER: Module sẽ tự động dò tìm thiết bị Bluetooth khác như
laptop, smartphone… Và tiến hành kết nối chủ động mà không cần thiết lập gì từ
máy tính hoặc Smartphone.
- Như vậy Module Bluetooth HC-05 có nhiều chức năng hơn Module Bluetooth
HC-06, tùy vào từng mục đích sử dụng cụ thể mà có thể chọn cho mình module phù
hợp.

Hình 2-15: Module Bluetooth HC-05 Và HC-06 [11]

o Thông số kĩ thuật:
- Điện áp hoạt động: 3.3-5 V.
- Chuẩn giao tiếp UART giao tiếp PC.
- pham vi bán kính thu phát: 12 m.
- Chế độ Master, Slave, Loopback (sử dụng tập lệnh AT để thiết lập chế độ tùy

vào mục đích sử dụng).
- Giao thức: Bluetooth Specification v2.0+EDRo.

CHƯƠNG 3.

KẾT QUẢ THI CÔNG


ĐỒ ÁN 3
Trang 18/31

3.1 Thi công phần cứng:

Hình 3-1: Mạch in TX vẽ bằng Proteus

Hình 3-2: Mạch in RX vẽ bằng Proteus


ĐỒ ÁN 3
Trang 19/31

Hình 3-3: Mạch in của board Arduino

- Mạch in vẽ từ proteus in lên board đồng và làm thành mạch thực tế với các linh
kiện được nối với nhau trên board đồng đúng với mô tả trong sơ đồ khối.

Hình 3-4: Mạch in sau thi công