ĐIỀU KHIỂN THIẾT bị BẰNG BLUETOOTH DÙNG PIC (có code và layout)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.24 MB, 22 trang )
ĐỒ ÁN 2
ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG
BLUETOOTH DÙNG PIC
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ............................................................................................IV
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT.....................................................................................V
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI...................................................................................1
1.1
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI:..............................................................................................1
1.2
ĐỊNH HƯỚNG VỀ ĐỀ TÀI:.............................................................................................1
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG ĐỀ TÀI......................................................................................2
2.1
SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG:..............................................................................................2
2.2
KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN
2.3
MODULE
2.4
KHỐI NGUỒN DÙNG
2.5
KHỐI RELAY (THIẾT BỊ ĐIỆN):.....................................................................................7
PIC16F887:...............................................................................3
BLUETOOTH HC-05:....................................................................................5
IC7805:.......................................................................................6
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG...............................................................................9
3.1
SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT:.....................................................................................................9
3.2
MÔ HÌNH MÔ PHỎNG:................................................................................................10
3.2.1
Sơ đồ nguyên lý:................................................................................................10
3.2.2
Sơ đồ mạch in:...................................................................................................11
3.2.3
Mạch hoạt động thực tế:...................................................................................12
CHƯƠNG 4. NHẬN XÉT..................................................................................................13
4.1
ƯU ĐIỂM:..................................................................................................................13
4.2
NHƯỢC ĐIỂM:............................................................................................................13
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN..................................................................................................14
5.1
KẾT LUẬN:................................................................................................................14
5.2
HƯỚNG PHÁT TRIỂN:.................................................................................................14
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................15
PHỤ LỤC A 16
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
HÌNH 2-1: SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG..............................................................................3
HÌNH 2-2: VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877...........................................................................4
HÌNH 2-3:SƠ ĐỒ CHÂN VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F887.................................................4
HÌNH 2-4:MODULE BLUETOOTH HC-05.....................................................................6
HÌNH 2-5:CHỨC NĂNG CÁC CHÂN MODULE BLUETOOTH HC-05...................6
HÌNH 2-6: IC ỔN ÁP 5V LM7805......................................................................................7
HÌNH 2-7: MẠCH NGUỒN 5V DÙNG LM7805..............................................................8
HÌNH 2-8: RELAY 12V 5 CHÂN........................................................................................8
HÌNH 2-8: KHỐI RELAY....................................................................................................9
HÌNH 3-1: HÌNH ẢNH SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT...............................................................10
HÌNH 3-2: SƠ ĐỒ MẠCH NGUYÊN LÝ........................................................................11
HÌNH 3-3: SƠ ĐỒ MẠCH IN PCB LAYOUT................................................................12
HÌNH 3-4: MẠCH HOẠT ĐỘNG THỰC TẾ.................................................................13
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
-
PDA: Prosonal Digital Assistant
UHF: ultra-high frequency.
ADC: analog-to-digital converter
ĐỒ ÁN 2
Trang 1/18
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1 Tổng quan về đề tài:
Bluetooth là công nghệ cho phép truyền thông giữa các thiết bị với
nhau mà không cần cáp hoặc dây dẫn. Nó là một chuẩn điện tử,
nghĩa là các hãng sản xuất muốn có đặc tính này trong sản phẩm
thì họ phải tuân thủ theo các yêu cầu của chuẩn này cho
sản phẩm của mình. Những tiêu chuẩn kỹ thuật đó đảm bảo
các thiết bị có thể nhận ra nhau và tương tác với nhau khi sử dụng
công nghệ Bluetooth. Ngày nay, phần lớn các thiết bị đều sử dụng
công nghệ Bluetooth và các công nghệ khác. Các thiết bị này gồm
điện thoại di động, laptop và thiết bị hỗ trợ cá nhân PDA
(Prosonal Digital Assistant),...
Bluetooth là chuẩn công nghệ không dây dùng để trao đổi dữ liệu
ở khoảng cách gần,sử dụng sóng UHF,bước sóng ngắn với băng
tần ISM 2.4-2.485GHz. Bluetooth thiết kế hoạt động trên 79 tần số đơn lẻ. Khi
kết nối , nó sẽ tự động tìm ra tần số tương thích và di chuyển đến thiết bị cần kết nối
trong khu vực nhằm đảm bảo sự liên tục . Kỹ thuật Bluetooth có thể xem là phức
tạp. Nó dùng kỹ thuật nhảy tần số trong các timeslot(TS). Cứ mỗi lần gửi hay
nhận một packet xong, Bluetooth lại nhảy sang một tần số mới, như thế sẽ
tránh được nhiễu từ các tín hiệu khác.Bluetooth được tập đoàn viễn thông
Erisson phát minh năm 1994 với mục đích để thay thế cáp
RS232.Bluetooth cho phép kết nối nhiều thiết bị cùng lúc với nhau
và giải quyết được các vấn đề đồng bộ hóa thời bấy giờ. Và cụ thể
ở đề tài này, ta sẽ ứng dụng công nghệ Bluetooth để xây dựng một
hệ thống điều khiển các thiết bị điện trong nhà.
Điều khiển thiết bị bằng bluetooth
ĐỒ ÁN 2
Trang 2/18
1.2 Định hướng về đề tài:
- Tìm hiểu về VDK PIC16F887 và công nghệ Bluetooth.
-
Tìm hiểu về module Bluetooth HC-05.
-
Thiết kế sơ đồ khối,sơ đồ giải thuật.
-
Thiết kế mạch nguyên lí, mạch in.
-
Thi công mạch và kiểm tra mạch.
Điều khiển thiết bị bằng bluetooth
ĐỒ ÁN 2
Trang 3/18
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG ĐỀ TÀI
1.3 Sơ đồ khối hệ thống:
Hình 2-1: Sơ đồ khối hệ thống
-
Khối nguồn: cấp nguồn cho khối vi điều khiển và khối relay
-
Khối VDK: điều khiển khối relay thông qua tín hiệu truyền từ smartphone
đến module bluetooth.
-
Khối relay(thiết bị điện): các thiết bị điện.
-
Module bluetooth HC-05: giao tiếp với vi điều khiển để thực hiện lệnh điều
khiển.
Điều khiển thiết bị bằng bluetooth
ĐỒ ÁN 2
Trang 4/18
1.4 Khối vi điều khiển PIC16f887:
Hình 2-2: Vi điều khiển PIC16f887
Hình 2-3:Sơ đồ chân vi điều khiển PIC16f887
Thông số kĩ thuật của PIC16F887:
- 8K Flash ROM.
- 368 bytes RAM.
- 256 bytes EEPROM.
- 5 Port I/O (A, B, C, D, E), ngõ vào/ra với tín hiệu điều khiển độc lập.
- 2 bộ định thời 8 bit Timer 0 và Timer 2.
Điều khiển thiết bị bằng bluetooth
ĐỒ ÁN 2
Trang 5/18
-
1 bộ định thời 16 bit Timer 1, có thể hoạt động trong cả chế độ tiết
kiệm năng lượng (Sleep Mode) với nguồn xung clock ngoài.
- 2 bộ CCP, Capture/Compare/PWM - tạm gọi là: Bắt giữ / So sánh / Điều
Biến xung.
- 1 bộ biến đổi tương tự - số (ADC) 10 bit, 8 ngõ vào.
- 2 bộ so sánh tương tự (Comparator).
- 1 bộ định thời giám sát (WDT - Watch Dog Timer).
- 1 cổng song song ( Parallel Port ) 8 bit với các tín hiệu điều khiển.
- 1 cổng nối tiếp ( Serial Port ).
- 15 nguồn ngắt (Interrupt).
- Chế độ tiết kiệm năng lượng (Sleep Mode).
- Nạp chương trình bằng cổng nối tiếp ICSPTM (In-Circuit Serial
Programing).
- Nguồn dao động lập trình được tạo bằng công nghệ CMOS.
- 35 tập lệnh có độ dài 14 bit.
- Tần số thạch anh hoạt động tối đa là 20 MHz.
- Điện áp 4-5.5V.
Lập trình cho VDK PIC16F887:
-
Hiện tại,có khá nhiều phần mềm dùng để viết code lập trình cho vi điều
khiển, đối với vi điều khiển PIC 16F887 thì có 2 phần mềm viết code
-
thông dụng là MikroC và CCS được viết bằng ngôn ngữ lập trình C.
Đề tài này, code lập trình cho PIC được viết bằng phần mềm CCS rồi nạp
chương trình vào PIC để kiểm tra hoạt động của mạch.
Điều khiển thiết bị bằng bluetooth
ĐỒ ÁN 2
Trang 6/18
1.5 Module Bluetooth HC-05:
Hình 2-4:module Bluetooth HC-05
Hình 2-5:chức năng các chân module Bluetooth HC-05
Thông số kĩ thuật của module Bluetooth HC-05:
- Điện áp hoạt động :5V-3.3v.
- Chuẩn giao tiếp UART (truyền thông nối tiếp không đồng bộ).
- Khoảng cách thu phát không dây: bán kính 12 m.
- Hỗ trợ chế độ Master, Slave,Loopback. (có thể lựa chọn chế độ bằng các
lệnh AT).
- Chế độ đặt lệnh AT từ máy tính, vi điều khiển.
- Pairing code mặc định:1234 hoặc 0000.
Điều khiển thiết bị bằng bluetooth
ĐỒ ÁN 2
Trang 7/18
-
Thiết lập uART mặc định:Baudrate 38400 hoặc 9600,N,8,1.
1.6 Khối nguồn dùng IC7805:
Hình 2-6: IC ổn áp 5V LM7805
Thông số kỹ thuật:
-
Điện áp đầu vào lớn nhất:20V
Điện áp đầu vào nhỏ nhất:7V
Nhiệt độ hoạt động lớn nhất:85°c
Nhiệt độ hoạt động nhỏ nhất:-20°c
Dòng điện đầu ra:1.5A
Điện áp ổn định:5V
Điều khiển thiết bị bằng bluetooth
ĐỒ ÁN 2
Trang 8/18
Hình 2-7: mạch nguồn 5V dùng LM7805
Điện áp đầu vào 12V qua IC ổn áp LM7805 thành nguồn 5V cấp cho vi điều khiển
và cấp cho khối relay.
1.7 Khối relay (thiết bị điện):
Hình 2-8: relay 12V 5 chân
Điều khiển thiết bị bằng bluetooth
ĐỒ ÁN 2
Trang 9/18
Hình 2-8: khối relay
Relay là linh kiện điện tử thụ động, khác với công tắc thường ở một chỗ cơ bản, nó
được kích hoạt bằng điện, relay là công tắc nên nó có 2 trạng thái: đóng và mở.
Điện áp vào 5V sử dụng transistor NPN (C1815) để điều khiển. Khi RA0 = 1;
Q6 thông, có dòng điện cấp cho cuộn hút của Relay. Tiếp điểm 1 nối với 3,
đèn LED D10 sáng, thiết bị được điều khiển đóng. Khi S1 = 0; Q6 tắt, không có
dòng qua cuộn hút. Tiếp điểm 1 nối với 2, đèn LED D10 tắt, thiết bị được điều
khiển ngắt,tương tự với RA1.
Điều khiển thiết bị bằng bluetooth
ĐỒ ÁN 2
Trang 10/18
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
1.8 Sơ đồ giải thuật:
Hình 3-1: hình ảnh sơ đồ giải thuật
Điều khiển thiết bị bằng bluetooth
ĐỒ ÁN 2
Trang 11/18
1.9 Mô hình mô phỏng:
1.1.1 Sơ đồ nguyên lý:
Hình 3-2: sơ đồ mạch nguyên lý
Bắt đầu,viết chương trình và nạp code cho vi điều khiển PIC16F887.Sau đó,kết nối
mạch như sơ đồ mạch nguyên lý,cấp nguồn cho vi điều khiển.Từ điện thoại
smartphone,kết nối bluetooth với module buetooth HC-05.Tiếp theo,từ màn hình
smartphone,ta gửi lệnh điều khiển đến vi điều khiển để điều khiển các relay như
mong muốn.
.
Điều khiển thiết bị bằng bluetooth
ĐỒ ÁN 2
Trang 12/18
1.1.2 Sơ đồ mạch in:
Hình 3-3: Sơ đồ mạch in PCB layout.
1.1.3 Mạch hoạt động thực tế:
Điều khiển thiết bị bằng bluetooth
ĐỒ ÁN 2
Trang 13/18
Hình 3-4: mạch hoạt động thực tế
Điều khiển thiết bị bằng bluetooth
ĐỒ ÁN 2
Trang 14/18
CHƯƠNG 4. NHẬN XÉT
1.10
Ưu điểm:
- Mạch có thiết kế đơn giản,nhỏ,gọn.
- Giá thành hợp lí,dễ thi công và lắp đặt,dễ kết nối với các thiết bị điện để
điều khiển.
- Điều khiển ổn định trong phạm vi nhỏ hơn 10m.
1.11
Nhược điểm:
- Hạn chế các tùy chỉnh.
- Ít chức năng.
- Khoảng cách điều khiển thiết bị còn tùy thuộc vào từng thiết bị.
- Nhiễu khi sử dụng các thiết bị có từ trường mạnh.
- Tính chất bảo mật kém.
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN
1.12 Kết luận:
Kết quả đạt được trong đề tài này của em là:
- Hoàn tất thiết kế và thi công mạch hoàn chỉnh
- Mạch ổn định,đáp ứng chạy đúng yêu cầu đề tài.
Điều khiển thiết bị bằng bluetooth
ĐỒ ÁN 2
Trang 15/18
- Thiết kế được hoàn tất có thể ứng dụng để điều khiển các thiết bị gia dụng.
Tuy nhiên,bên cạnh các ưu điểm thì hệ thống còn có vài nhược điểm hạn chế đó là
dễ bị phá hoại, vấn đề bảo mật kém,khoảng cách điều khiển còn hạn chế so với các
công nghệ không dây khác.
1.13
Hướng phát triển:
- Tích hợp thêm nhiều chức năng mới đi kèm như là:cảnh báo,đo đạc,báo
hiệu...
- Kết hợp vào thiết kế nhà thông minh kèm các ứng dụng khác.
- Thêm các chuẩn kết nối khác để tăng khả năng điều khiển thiết bị như
RF,Wifi,hay mạng LAN,...
Điều khiển thiết bị bằng bluetooth
ĐỒ ÁN 2
Trang 16/18
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt:
Wikipedia:Công nghệ bluetooth,vi điều khiển PIC
Tiếng Anh:
/>
Điều khiển thiết bị bằng bluetooth
ĐỒ ÁN 2
Trang 17/18
PHỤ LỤC A
#include <16F887.h>
#include <def_877a.h>
#device *=16 adc=10
#FUSES NOWDT, HS, NOPUT, NOPROTECT, NODEBUG, NOBROWNOUT,
NOLVP, NOCPD, NOWRT
#use delay(clock=20000000)
#use rs232(baud=9600,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,bits=8)
#define l1 RA0
#define l2 RA1
char c;
#INT_RDA
Receive_isr()
{
c = getc();
}
//================
void main()
{
l1=l2=0;
trisa = 0x00;
enable_interrupts(int_rda);
enable_interrupts(GLOBAL);
Điều khiển thiết bị bằng bluetooth
ĐỒ ÁN 2
Trang 18/18
delay_ms(50);
while(TRUE)
{
if( c=='1') {l1=~l1;
c=0;
}
if( c=='2') {l2=~l2;
c=0;
}
}
}
//end main-----------------------------------------------------------
Điều khiển thiết bị bằng bluetooth
