Luận Văn Thiết kế hộp điều khiển thiết bị bằng sóng hồng ngoại
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.79 MB, 116 trang )
TR
NG H SPKT TP. H CHÍ MINH
C NG HÒA XÃ H I CH NGH A VI T NAM
KHOA I N- I N T
B
MÔN I N T
CL P-T
CÔNG NGHI P ậ Y SINH
DO - H NH PHÚC
----o0o---Tp. HCM, ngày 02 tháng 07 n m 2018
NHI M V
ÁN T T NGHI P
H tên sinh viên:
Tr n Quang Toàn
MSSV: 14141324
Nguy n Minh V
MSSV: 14141374
Chuyên ngành: Công ngh k thu t đi n - đi n t truy n thông Mã ngành: 41
H đào t o:
i h c chính quy
Mã h : 1
Khóa:
2014
L p: 14141DT3B
14141DT1A
I. TÊN
TÀI: THI T K
NGO I
H P
I U KHI N THI T B B NG SÓNG H NG
II. NHI M V
N i dung th c hi n:
N i dung 1: Tìm hi u v module ESP-12 8266, module 4 led 7 đo n, micro SD card,
led thu và phát h ng ngo i.
N i dung 2: Gi i mã h ng ngo i nh n t đi u khi n t xa h ng ngo i.
N i dung 3: Xu t tín hi u h ng ngo i đi u khi n m t thi t b .
N i dung 4: Thi t k và l p trình ng d ng trên Android.
N i dung 5: Thi t k và thi công m ch đi u khi n
N i dung 6: Thi t k mô hình s n ph m.
N i dung 7: ánh giá k t qu th c hi n.
III. NGÀY GIAO NHI M V :
02/04/2018
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHI M V : 02/07/2018
V. H VÀ TÊN CÁN B H
CÁN B H
NG D N
NG D N:
ThS. Phan Vân Hoàn
BM. I N T
CÔNG NGHI P – Y SINH
ii
TR
NG H SPKT TP. H CHÍ MINH
C NG HÒA XÃ H I CH NGH A VI T NAM
KHOA I N- I N T
B
MÔN I N T
CL P-T
CÔNG NGHI P ậ Y SINH
DO - H NH PHÚC
----o0o---Tp. HCM, ngày 02 tháng 07 n m 2018
L CH TRÌNH TH C HI N
H
L
H
L
tên sinh viên 1: Tr n Quang Toàn
p: 14141DT3B
tên sinh viên 2: Nguy n Minh V
p: 14141DT1A
ÁN T T NGHI P
MSSV: 14141324
MSSV: 14141374
Tên đ tài: Thi t k h p đi u khi n thi t b b ng sóng h ng ngo i
Tu n/ngày
Tu n 1 (0208/04/2018)
Tu n 2 (0915/04/2018)
Tu n 3 (1622/04/2018)
Tu n 4 (23/4 29 /04/2018)
Tu n 5,6
(30/4 13/05/2018)
Tu n 7,8,9,10
(14/5 10/06/2018)
Tu n 11,12 (11 24/06/2018)
Tu n 13 (25/6 1/07/2018)
02/07/2018
N i dung
Xác nh n GVHD
Nh n đ án , tìm hi u đ tài
Ch n và tìm hi u đ tài.
Tìm hi u n i dung và h ng làm đ tài c a
đi u khi n b ng sóng h ng ngo i.
Tìm hi u cách thu phát m t tín hi u h ng
ngo i
Ti n hành thi t k ph n c ng cho h th ng
đi u khi n t xa.
Ti n hành l p trình ph n m m cho h th ng
đi u khi n t xa.
Tìm hi u thi t k mô hình s n ph m.
Vi t báo cáo, ki m ra các ph n c ng
Hoàn thành nhi m v đ án
GV H
NG D N
(Ký và ghi rõ h và tên)
iii
L I CAM OAN
tài này là do chúng tôi t th c hi n d
is h
ng d n c a th y ThS. Phan Vân
Hoàn d a vào m t s tài li u và không sao chép t tài li u hay công trình đư có tr
c đó.
N u có b t k s gian l n nào chúng tôi xin ch u trách nhi m v n i dung đ án c a mình.
Sinh viên th c hi n đ án
Tr n Quang Toàn
Nguy n Minh V
iv
L IC M
N
L i đ u tiên em xin chân thành c m n các th y cô giáo trong Tr
ng
iH cS
Ph m K Thu t TP.HCM nói chung, các th y cô trong khoa i n – i n T nói riêng đư
d y d cho em ki n th c v các môn đ i c
có đ
ng c ng nh các môn chuyên ngành, giúp em
c c s lý thuy t v ng vàng và t o đi u ki n giúp đ em trong su t quá trình h c
t p.
Em c ng xin g i l i tri ân và bi t n sâu s c đ n th y ThS. Phan Vân Hoàn ng
đư t n tình h
i
ng d n, ch b o em trong su t quá trình làm khoá lu n.
Cu i cùng, em xin chân thành c m n gia đình và b n bè, đư luôn t o đi u ki n,
quan tâm, giúp đ , đ ng viên em trong su t quá trình h c t p và hoàn thành khoá lu n t t
nghi p.
Sinh viên th c hi n đ án
Tr n Quang Toàn
Nguy n Minh V
v
vi
M CL C
Trang bìa........................................................... Error! Bookmark not defined.
Nhi m v đ án t t nghi p ................................................................................... ii
L ch trình th c hi n đ án t t nghi p ................................................................... iii
L i cam đoan ..................................................................................................... iv
L i c m n .......................................................................................................... v
M c l c .............................................................................................................. vi
Li t kê hình v ................................................................................................... ix
Li t kê b ng ....................................................................................................... xi
Tóm t t ............................................................................................................. xii
Ch
ng 1. T NG QUAN ............................................................................... 1
1.1
t v n đ : ......................................................................................................... 1
1.2 M c tiêu đ tài: .................................................................................................. 2
1.3 N i dung nghiên c u: ........................................................................................ 2
1.4 Gi i h n: ............................................................................................................ 3
1.5 B c c đ án: ..................................................................................................... 3
Ch
ng 2. C
S
LÝ THUY T ................................................................... 4
2.1 T ng quan v tia h ng ngo i: ............................................................................ 4
2.1.1
nh ngh a: .................................................................................................. 4
2.1.2 Ngu n phát: ................................................................................................. 4
2.1.3 Tính ch t: ..................................................................................................... 4
2.1.4 Phân lo i: ..................................................................................................... 4
2.1.5
ng d ng: .................................................................................................... 5
2.1.6 Tín hi u h ng ngo i trên đi u khi n t xa: ................................................. 5
2.2 Gi i thi u ph n c ng: ........................................................................................ 6
2.2.1 T ng quan v module ESP8266-12E (NodeMCU V1.0): ........................... 6
2.2.2 Led thu h ng ngo i: ................................................................................... 10
2.2.3 Module micro SD Card: ............................................................................ 11
2.2.4 Module 4 led 7 đo n: ................................................................................. 13
vi
2.3 Gi i thi u v chu n giao th c spi: ................................................................... 13
2.3.1 Khái ni m: ................................................................................................. 13
2.3.2 Nguyên lý ho t đ ng: ................................................................................ 15
2.4 Gi i thi u v giao th c ntp: ............................................................................. 16
2.4.1 Khái ni m: ................................................................................................. 16
2.4.2
c tr ng: .................................................................................................. 16
2.4.3 Ki n trúc c b n: ....................................................................................... 16
2.4.4 NTP timestamp: ......................................................................................... 17
2.5 Gi i thi u vài nét v h đi u hành android: ..................................................... 18
2.5.1 Khái ni m: ................................................................................................. 18
2.5.2
c tr ng: .................................................................................................. 18
2.5.3 Ki n trúc c b n: ....................................................................................... 19
2.5.4 Môi tr
ng phát tri n Android: ................................................................. 20
2.6 Gi i thi u vài nét v firebase: .......................................................................... 21
2.6.1 Khái ni m: ................................................................................................. 21
2.6.2
Ch
c tr ng c b n: ...................................................................................... 21
ng 3. TệNH TOÁN VẨ THI T K .................................................... 22
3.1 T ng quan v yêu c u thi t k h th ng: ......................................................... 22
3.2 Tính toán và thi t k h th ng: ........................................................................ 22
3.2.1 Thi t k s đ h th ng: ............................................................................ 22
3.2.2 Tính toán và thi t k : ................................................................................. 23
Ch
ng 4. THI CÔNG H TH NG ........................................................... 28
4.1 Gi i thi u: ........................................................................................................ 28
4.2 Thi công h th ng: ........................................................................................... 28
4.2.1 Thi công bo m ch: ..................................................................................... 28
4.2.2 L p ráp, ki m tra và thi công mô hình: ..................................................... 30
4.3 L p trình h th ng:........................................................................................... 32
4.3.1 L u đ gi i thu t: ...................................................................................... 32
4.3.2 Ph n m m l p trình cho vi đi u khi n: ...................................................... 36
4.3.3 Ch
4.4 H
ng trình trên Android Studio. ........................................................... 40
ng d n s d ng, thao tác v i h th ng: ..................................................... 49
vii
Ch
ng 5. K T QU , NH N XÉT, ÁNH GIÁ ...................................... 50
5.1 S n ph m sau khi hoàn thành: ......................................................................... 50
5.1.1 S n ph m: .................................................................................................. 50
5.1.2 Ki n th c có đ
c trong quá trình thi t k s n ph m: .............................. 50
5.2 K t qu ch y h th ng: .................................................................................... 51
5.2.1 Quá trình ch y ng d ng trên đi n tho i: .................................................. 51
5.2.2 Quá trình v n hành trên ph n c ng h th ng: ........................................... 53
Ch
ng 6. K T LU N VẨ H
NG PHÁT TRI N ................................ 56
6.1 K t lu n: ........................................................................................................... 56
6.2 H
ng phát tri n: ............................................................................................. 56
TÀI LI U THAM KH O ............................................................................ 57
PH L C ....................................................................................................... 58
viii
LI T KÊ HÌNH V
Hình
Trang
Hình 2.1 Hình nh remote th c t ....................................................................................... 5
Hình 2.2 S đ chân c a Node MCU ................................................................................. 7
Hình 2.3 Hình nh th c t và s đ chân c a ESP8266-12E .............................................. 8
Hình 2.4 Hình nh th c t và s đ chân c a TL 1838 .................................................... 10
Hình 2.5 S đ góc và kho ng cách nh n đ c sóng ....................................................... 11
Hình 2.6 Hình nh th c t module micro SD card............................................................ 12
Hình 2.7 Các kích th c SD card ..................................................................................... 12
Hình 2.8 Hình nh th c t module 4 led 7 đo n ............................................................... 13
Hình 2.9 K t n i SPI gi a hai thi t b ............................................................................... 14
Hình 2.10 K t n i SPI gi a nhi u thi t b ......................................................................... 14
Hình 2.11 Các ch đ làm vi c c a SPI ............................................................................ 15
Hình 2.12 Truy n d li u theo chu n SPI ......................................................................... 16
Hình 2.13 C u trúc t ng quát c a Android ....................................................................... 20
Hình 3.1 S đ kh i h th ng ........................................................................................... 22
Hình 3.2 S đ thi t k kh i thu phát h ng ngo i ............................................................ 24
Hình 3.3 S đ thi t k hi n th th i gian ......................................................................... 25
Hình 3.4 S đ thi t k kh i l u d li u ........................................................................... 25
Hình 3.5 S đ nguyên lý toàn m ch ................................................................................ 27
Hình 4.1 M ch in c a m ch đi n. ..................................................................................... 28
Hình 4.2 Hình 3D m t trên s đ b trí linh ki n ............................................................. 29
Hình 4.3 Hình 3D m t d i s đ b trí linh ki n. ........................................................... 29
Hình 4.4 M t d i m ch thi công th c t ......................................................................... 31
Hình 4.5 L p ráp các linh ki n vào m ch. ........................................................................ 31
Hình 4.6 Hình nh mô hình ............................................................................................... 32
Hình 4.7 L u đ ch ng trình trên vi đi u khi n ............................................................. 33
Hình 4.8 L u đ ch ng trình đi u khi n trên Android ................................................... 34
Hình 4.9 L u đ h n gi trên Android.............................................................................. 35
Hình 4.10 Ph n m m l p trình Arduino IDE .................................................................... 36
Hình 4.11 Cách download ph n m m ............................................................................... 37
Hình 4.12 Giao đi n thêm board ESP trên Arduino IDE. ................................................. 37
Hình 4.13 T i th vi n cho Esp8266. ............................................................................... 38
Hình 4.14 Danh m c các th vi n hi n có trên Arduino IDE. .......................................... 38
Hình 4.15 Ch n Board n p................................................................................................ 39
Hình 4.16 T i Java ............................................................................................................ 41
B MÔN ĐI N T CÔNG NGHI P
ix
Hình 4.17 Cài đ t Android Studio..................................................................................... 41
Hình 4.18 T o project m i trong Android Studio. ............................................................ 42
Hình 4.19 T o project m i trong Android ........................................................................ 42
Hình 4.20 Ch n phiên b n Android mu n l p trình ......................................................... 43
Hình 4.21 Ch n màn hình ................................................................................................. 44
Hình 4.22 t tên cho màn hình ....................................................................................... 44
Hình 4.23 Ch n thi t b đ ch ng trình .......................................................................... 45
Hình 4.24 Giao di n c a project Android m i .................................................................. 45
Hình 4.25 T o m t Project cho Firebase ........................................................................... 46
Hình 4.26 Giao di n các h đi u hành Firebase liên k t ................................................... 46
Hình 4.27 Liên k t Firebase v i Package name c a app Android .................................... 47
Hình 4.28 Thêm t p tin google-services.json vào app Android ....................................... 48
Hình 4.29 Thêm th vi n liên k t Firebase v i app Android ........................................... 48
Hình 5.1 S n ph m thi công .............................................................................................. 50
Hình 5.2 Giao di n app ..................................................................................................... 51
Hình 5.3 Giao di n đi u khi n .......................................................................................... 52
Hình 5.4 Giao di n h n th i gian ...................................................................................... 52
Hình 5.5 Giao di n trên Firebase ...................................................................................... 53
Hình 5.6 H c tín hi u t đi u khi n .................................................................................. 53
Hình 5.7 i u khi n thi t b .............................................................................................. 54
Hình 5.8 D li u t ng nút trong th nh ........................................................................... 55
Hình 5.9 D li u c a tín hi u c a m t nút trong th nh .................................................. 55
B MÔN ĐI N T CÔNG NGHI P
x
LI T KÊ B NG
B ng
B
B
B
B
Trang
ng 2.1 Ch c n ng các chân ESP8266-12E ..................................................................... 9
ng 2.2 Thông s TL1838 .............................................................................................. 11
ng 4.1 Li t kê linh ki n ................................................................................................. 30
ng 4.2 Ch c n ng c a các bi u t ng trên thanh công c : ........................................... 40
B MÔN ĐI N T CÔNG NGHI P
xi
TÓM T T
i u khi n t xa (remote controller) là thành ph n c a m t thi t b đi n t , th
tivi, đ u đ a, máy hát, máy đi u hòa, qu t, … và đ
ng là
c s d ng đ đi u khi n chúng t m t
kho ng cách ng n không qua dây d n. Nh ng n m g n đây đi u khi n t xa đư liên t c
đ
c c i ti n, nâng c p và phát tri n.
i u khi n t xa th
ng s d ng tia h ng ngo i giúp ng
i dùng ra l nh cho thi t b
chính thông qua m t s nút nh n đ thay đ i các thi t l p khác nhau. Trong th c t , t t c
các ch c n ng c a đa s các thi t b đi n t hi n nay đ u có th đ
c đi u ch nh thông qua
đi u khi n t xa, trong khi các nút trên thi t b chính ch có m t s ít các nút chính thi t
y u. Thông th
ng tín hi u t đi u khi n t xa đ
cùng thu c m t dòng s n ph m hay th
th
c mã hóa và yêu c u thi t b chính ph i
ng hi u c th .
u phát c a đi u khi n t xa
ng là m t đèn Led (diode phát quang), khi đi u khi n c n có m t kho ng không không
có v t c n ch n sang gi a nó và thi t b chính, tín hi u có th b ph n x qua g
Ngày nay công ngh tr nên hi n đ i, xu h
khi n thông qua m ng không dây wifi. V i ý t
ng m i th đi u s đ
ng.
c k t n i và đi u
ng gi i quy t nh ng b t c p c a đi u khi n
t xa, nhóm chúng em xin đ a ra đ tài: ắThi t k h p đi u khi n thi t b b ng sóng
h ng ngo iẰ. H th ng có kh n ng h c đ
c các tín hi u h ng ngo i, nh n l nh t đi n
tho i thông minh phát ra tín hi u v a h c đ
c đi u khi n các thi t b h ng ngo i thông
qua app Android.
V i đ tài này, nhóm hy v ng s làm c s nghiên c u cho các nhóm sau có th m
r ng, phát tri n n a. N u đ
c đi u ch nh t t, ý t
ng này k t h p v i ngôi nhà thông
minh s tr thành m t h th ng l n đáp ng nhu c u đi u khi n, qu n lý t t c các thi t b
trong nhà m t cách thông minh, nâng cao đ i s ng ti n ích cho con ng
B MÔN ĐI N T CÔNG NGHI P
i.
xii
CH
Ch
1.1
NG 1. T NG QUAN
ng 1. T NG QUAN
TV N
:
Ngày nay cùng v i s phát tri n m nh m c a các ngành khoa h c k thu t,
công ngh k thu t đi n t mà trong đó đ c bi t là k thu t đi u khi n t đ ng đóng
vai trò quan tr ng trong m i l nh v c khoa h c k thu t, qu n lí, công nghi p, cung
c p thông tin... Do đó, là m t sinh viên chuyên ngành Công Ngh K Thu t i n T
- Truy n Thông chúng ta ph i bi t n m b t xu h
đư đ
ng và v n d ng nh ng ki n th c
c h c đ phát tri n nó m t cách có hi u qu nh m góp ph n vào s phát tri n
n n khoa h c k thu t th gi i nói chung và trong s phát tri n k thu t đi n t , truy n
thông nói riêng. Bên c nh đó còn là s thúc đ y s phát tri n c a n n kinh t n
c
nhà.
Nh chúng ta đư bi t, g n nh các thi t b t đ ng trong nhà máy, trong đ i
s ng c a các gia đình ngày nay đ u ho t đ ng đ c l p v i nhau, m i thi t b có m t
quy trình s d ng khác nhau tu thu c vào s thi t l p, cài đ t c a nhà s n xu t và
ng
i s d ng. Chúng ch a có m t s liên k t nào v i nhau v m t d li u.
đi u này các đ án tr
đáp
c đây đư thi t k m t ngôi nhà thông minh hay còn g i là ngôi
nhà s là m t gi i pháp đi u khi n tích h p cho các c n h , tích h p các thi t b đi n
t , nghe nhìn, truy n thông thành m t h hoàn ch nh và th ng nh t, có th t v n
hành t t c các h th ng m t cách t đ ng theo ch
khi n t xa c a ng
ng trình đư cài đ t ho c theo đi u
i dùng. Các h th ng nh chi u sáng, máy l nh, an ninh b o v ,
âm thanh nghe nhìn, chuông hình, c a t đ ng hay c rèm c a s đ
c ph i h p v n
hành thành m t h th ng đ ng nh t. M i ch c n ng c a ngôi nhà thông minh đ u có
kh n ng t v n hành ho c d
i s đi u khi n c a ng
i dùng thông qua đi n tho i
di đ ng s d ng m ng 3G, 4G hay Internet và cung c p nhi u ch đ s d ng. Ng
i
dùng có th truy c p t xa vào h th ng qu n lý t i nhà đ xem c a ngõ qua video,
t t h th ng đèn n u l quên khi ra kh i nhà, t t b t các h th ng đèn không c n thi t
trong các khu v c trong nhà đ ti t ki m đi n n ng.
Tuy nhiên, h th ng ngôi nhà thông minh này không có kh n ng đi u khi n các
ch c n ng c a nh ng thi t b s d ng sóng h ng ngo i làm tín hi u đi u khi n (tivi,
B MÔN ĐI N T CÔNG NGHI P
1
CH
NG 1. T NG QUAN
máy l nh, qu t,…), các thi t b này có nh ng chu n h ng ngo i khác nhau do các
hãng s n xu t thi t b quy đ nh (Sony, Samsung, Sharp, LG…) đi u này giúp tránh
xung đ t v i các thi t b đi u khi n b ng sóng h ng ngo i khác nh ng c ng gây khó
kh n trong vi c đi u khi n, vì m i khi mu n đi u khi n thi t b ph i s d ng đi u
khi n t xa c a đúng thi t b đó, đi u đó gây b t ti n khi trong nhà có nhi u thi t b .
Chính vì nh ng b t c p trên cùng v i xu h
ng công ngh , nhóm chúng em
ch n đ tài ắThi t k h p đi u khi n thi t b b ng sóng h ng ngo i” đ áp ng nhu
c u đi u khi n các thi t b h ng ngo i đ
1.2 M C TIểU
án đ
ki n th c đư đ
c thu n ti n h n.
TÀI:
c nhóm nghiên c u, kh o sát và th c hi n v i m c đích áp d ng các
ch c
tr
ng giúp cho nh ng nhu c u đi u khi n thi t b h ng
ngo i tr nên ti n l i h n. Vì v y nhóm chúng em thi t k ắThi t k h p đi u khi n
thi t b b ng sóng h ng ngo iẰ v i mong mu n đem nh ng k thu t và công ngh
m i đ làm đ n gi n hóa vi c đi u khi n, không c n ph i c m nh ng chi c đi u khi n
t xa c a t ng thi t b n a. Thi t b tích h p module wifi ESP 8266-12, micro SD
card, module nh n, phát tín hi u h ng ngo i, và module 4 led 7 đo n. Thi t b đ
đi u khi n thông qua m t ch
c
ng trình trên đi n tho i thông minh s d ng h đi u
hành Android đ ng th i có th h n gi đ b t t t thi t b .
1.3 N I DUNG NGHIÊN C U:
N i dung 1: Tìm hi u v module ESP-12 8266, module 4 led 7 đo n, micro
SD card, led thu và phát h ng ngo i.
N i dung 2: Gi i mã h ng ngo i nh n t đi u khi n t xa h ng ngo i.
N i dung 3: Xu t tín hi u h ng ngo i đi u khi n m t thi t b .
N i dung 4: Thi t k và l p trình ng d ng trên Android.
N i dung 5: Thi t k và thi công m ch đi u khi n
N i dung 6: Thi t k mô hình s n ph m.
N i dung 7: ánh giá k t qu th c hi n.
B MÔN ĐI N T CÔNG NGHI P
2
CH
NG 1. T NG QUAN
1.4 GI I H N:
i u khi n các thi t b trong nhà (Tivi, đi u hòa, camera, qu t, …) b ng sóng
h ng ngo i qua giao di n App Android.
1.5 B
C C
Ch
Ch
ÁN:
ng 1: T ng Quan.
ng này trình bày t ng quan, lý do ch n đ tài, m c tiêu, n i dung nghiên
c u, các gi i h n và b c c đ án.
Ch
ng 2: C S Lý Thuy t.
Gi i thi u các linh ki n, thi t b s d ng thi t k h th ng, các chu n truy n,
giao th c truy n, nh n d li u.
Ch
ng 3: Tính Toán VƠ Thi t K H Th ng.
Tính toán thi t k , đ a ra s đ nguyên lí c a h th ng.
Ch
ng 4: Thi t K H Th ng.
Thi t k h th ng, l u đ , đ a ra gi i thu t và ch
Ch
ng trình.
ng 5: K t Qu , Nh n Xét, ánh Giá.
a ra k t qu đ t đ
c sau m t th i gian nghiên c u, m t s hình nh c a h
th ng, đ a ra nh ng nh n xét, đánh giá toàn b h th ng.
Ch
ng 6: K t Lu n vƠ H
ng Phát Tri n.
Trình bày nh ng k t lu n v h th ng nh ng ph n làm r i và ch a làm, đ ng
th i n u ra h
ng phát tri n cho h th ng.
B MÔN ĐI N T CÔNG NGHI P
3
CH
Ch
NG 2. C
S
LÝ THUY T
ng 2. C
S
LÝ THUY T
2.1 T NG QUAN V TIA H NG NGO I:
2.1.1
nh ngh a:
Tia h ng ngo i là các b c x đi n t mà m t ta không nhìn th y đ
là các b c x ngoài vùng kh ki n) có b
sóng c a ánh sáng đ và nh h n b
c (còn g i
c sóng t 700 nm đ n 1 mm (l n h n b
c
c sóng c a sóng vô tuy n c c ng n).
2.1.2 Ngu n phát:
M i v t có nhi t đ l n h n 0° K đ u phát ra tia h ng ngo i.
2.1.3 Tính ch t:
Tia h ng ngo i có tính ch t c b n sau:
Tác d ng nhi t.
Có th gây ra hi n t
ng quang đi n trong
ch t bán d n.
Có th tác d ng lên m t s kính nh đ c bi t.
Có th bi n đi u nh sóng đi n t cao t n.
Tia h ng ngo i tuân theo các đ nh lu t: truy n th ng, ph n x , và c ng gây
đ
c hi n t
ng nhi u x , giao thoa nh ánh sáng thông th
ng.
2.1.4 Phân lo i:
Tia h ng ngo i đ
c phân chia theo b
c sóng thành ba vùng chính:
H ng ngo i g n: có kí hi u là NIR, có b
c sóng t 0,78 µm đ n 3 µm.
H ng ngo i trung: có kí hi u là MIR, có b
H ng ngo i xa: có kí hi u là FIR, có b
B MÔN ĐI N T CÔNG NGHI P
c sóng t 3 µm đ n 50 µm.
c sóng t 50 µm đ n 1000 µm.
4
CH
NG 2. C
2.1.5
ng d ng:
S
LÝ THUY T
Dùng đ s y, s
i.
Dùng đ ch p nh hay quay phim ban đêm.
Dùng đ truy n tín hi u đi u khi n trong các b đi u khi n t xa
(remote)…
2.1.6 Tín hi u h ng ngo i trên đi u khi n t xa:
Công ngh chính đ
c s d ng trong đi u khi n t xa gia d ng là tia h ng
ngo i (IR). Nh ng xung ánh sáng h ng ngo i này vô hình v i m t ng
nhìn th y b ng máy nh k thu t s hay máy quay phim.
xa th
i và có th
u phát c a đi u khi n t
ng là m t đèn LED (diode phát quang).
Vì đi u khi n t xa s d ng tia h ng ngo i, c n có m t kho ng không không
có v t ch n sáng gi a nó và thi t b chính. Tuy nhiên, tín hi u có th ph n x
qua g
ng gi ng nh nh ng lo i ánh sáng khác.
i u khi n t xa là m t thi t b phát sóng h ng ngo i, s d ng trong các m c
đích đi u khi n t xa (t m 10m).
i u khi n t xa nh n l nh t ng
i đi u khi n
thông qua các phím b m, sau đó xu t ra m t khung d li u ng v i phím đ
Có r t nhi u lo i đi u khi n đ
c b m.
c s d ng nh : Sony, LG, … m i lo i có 1 cách mư
hóa phím b m khác nhau.
Hình 2.1 Hình nh remote th c t
B MÔN ĐI N T CÔNG NGHI P
5
CH
NG 2. C
S l
S
LÝ THUY T
ng bít d li u đ
c truy n đi khác nhau: có lo i 7 bit (sony), lo i 8 bit,
12 bit, 16 bit, 18 bit, 32 bit, 42 bit (AIWA). Cùng 1 hưng đi n t ví d sony thì s bít
c ng có th khác nhau, đi u khi n tivi sony có 7 bit, còn dàn âm thanh sony là 16 bit.
M i bít s mư hóa đ
c 2 tr ng thái 0 và 1, v y n bit s mư hóa đ
khác nhau , có ngh a là v i giao th c (protocol) 7 bít thì có th có
c
tr ng thái
= 128 l nh t
ng 128 nút trên đi u khi n, v i giao th c (protocol) 32 bít thì có th có
967 296 l nh t
ng
= 4 294
ng ng 4 294 967 296 nút trên đi u khi n,v i giao th c (protocol)
16 bít thì có th có
= 65 536 l nh t
ng ng 65 536 nút trên đi u khi n.
T t nhiên n u s d ng giao th c có s l
ng bít nhi u thì kh n ng b trùng
phím v i đi u khi n khác là r t ít nh ng c ng không c n thi t l m, trong khi đi u này
l i làm gi m tu i th pin đi u khi n.
Tùy vào m i nhà s n xu t mà s d ng các cách mã hóa tín hi u h ng ngo i khác
nhau nh :
-
Lo i đi u ch đ r ng xung th p là lo i đi u khi n t xa có bit 0 và bit 1 khác
nhau
-
Lo i đi u ch đ r ng xung cao là lo i đi u khi n t xa có bit 0 và bit 1 khác
nhau
-
đ r ng xung th p, đi n hình là đi u khi n sony.
đ r ng xung cao, đi n hình là đi u khi n Samsung.
Ngoài ra c ng có giao th c h ng ngo i NEC và nhi u giao th c khác.
2.2 GI I THI U PH N C NG:
2.2.1 T ng quan v module ESP8266-12E (NodeMCU V1.0):
Gi i thi u s l
-
c v module ESP8266 NodeMCU V1.0:
NodeMCU V1.0 đ
c phát tri n d a trên Chip WiFi ESP8266EX bên
trong Module ESP-12E d dàng k t n i WiFi v i m t vài thao tác. Board
còn tích h p IC CP2102, giúp d dàng giao ti p v i máy tính thông qua
Micro USB đ thao tác v i board. Và có s n nút nh n, led đ ti n qua quá
trình h c, nghiên c u.
-
V i kích th
c nh g n, linh ho t board d dàng liên k t v i các thi t b
ngo i vi đ t o thành project, s n ph m m u m t cách nhanh chóng.
Thông s k thu t:
B MÔN ĐI N T CÔNG NGHI P
6
CH
NG 2. C
S
LÝ THUY T
-
Chip: ESP8266EX
-
WiFi: 2.4 GHz h tr chu n 802.11 b/g/n
-
i n áp ho t đ ng: 3.3V
-
i n áp vào: 5V thông qua c ng USB
-
S chân I/O: 13 (t t c các chân I/O đ u có Interrupt/PWM/I2C/One-wire,
tr chân D0)
-
S chân Analog Input: 1 (đi n áp vào t i đa 3.3V)
-
B nh Flash: 4MB
-
Giao ti p: Cable Micro USB
-
H tr b o m t: WPA/WPA2
-
Tích h p giao th c TCP/IP
-
L p trình trên các ngôn ng : C/C++, Micropython, NodeMCU - Lua
Hình 2.2 S đ chân c a Node MCU
ESP8266 là m t chip tích h p cao, đ
c thi t k cho nhu c u c a m t th gi i
k t n i m i, th gi i Internet of Thing (IoT). Nó cung c p m t gi i pháp k t n i m ng
wifi đ y đ và khép kín, cho phép nó có th l u tr các ng d ng ho c đ gi m t i t t
c các ch ng n ng k t n i m ng wifi t m t b x lý ng d ng.
B MÔN ĐI N T CÔNG NGHI P
7
CH
NG 2. C
S
LÝ THUY T
ESP8266 có kh n ng x lý và l u tr m nh m cho phép nó đ
b c m bi n, vi đi u khi n và các thi t b
c tích h p các
ng d ng c th thông qua GPIO. ESP8266
có th k t n i wifi ho c làm m t access point hay c ng có th tr thành webserver
đ n gi n.
Hình 2.3 Hình nh th c t và s đ chân c a ESP8266-12E
Các thông s k thu t:
-
SDIO 2.0, SPI, UART.
-
Tích h p RF switch, balun, 24 dBm PA, DCXO và PMU.
-
Tích h p b x lý RISC, giao di n b nh trong chip và ngoài chip.
-
Tích h p b vi x lý MAC/baseband.
-
Giao di n I2S cho các ng d ng âm thanh ch t l
-
B đi u ch nh tuy n tính s t áp trên chip cho t t c ngu n n i.
-
Tích h p WEP, TKIP, AES và các công c WAPI.
-
Wifi 802.11 b/g/n.
-
Wifi Direct (P2P), soft AP.
-
Công su t đ u ra 19.5 dBm
-
Tích h p CPU 32 bit công su t th p có th s d ng nh vi x lý.
-
ng cao.
ch đ 802.11b.
ánh th c và truy n gói d li u trong < 2ms.
Ch đ ch tiêu th đi n n ng < 1.0 mW(DTIM3).
Ch c n ng các chơn c a ESP8266:
Ch c n ng các chân trong ESP8266-12E:
B MÔN ĐI N T CÔNG NGHI P
8
CH
NG 2. C
S
LÝ THUY T
B ng 2.1 Ch c n ng các chân ESP8266-12E
PIN
Ch c n ng
Mô t
1
RST
Chân reset tích c c m c th p.
B tr ng ho c k t n i bên ngoài MCU.
Ngõ vào t
ng t ADC 10 bit 0-1V
2
ADC/OUT
3
EN
Cho phép module, tích c c m c cao.
4
GPIO16
GPIO(WAKE UP)
5
GPIO14
GPIO
6
GPIO12
GPIO
7
GPIO13
GPIO .UART2 RXD
8
VDD
Ngu n c p 3,3V
9
CS0
Ch n l a chip c a chu n SPI
10
MISO
MISO chu n SPI
11
GPIO9
GPIO
12
GPIO10
GPIO
13
MOSI
MOSI chu n SPI
14
SCLK
Xung clock chu n SPI
15
GND
GND
16
GPIO15
GPIO
UART2 TXD
17
GPIO2
GPIO. K t n i s n bên trong ESP8266 v i LED
18
GPIO0
GPIO
19
GPIO4
GPIO
20
GPIO5
GPIO
21
RXD0
UART0 RXD
22
TXD0
UART0 TXD
B MÔN ĐI N T CÔNG NGHI P
9
CH
NG 2. C
S
LÝ THUY T
2.2.2 Led thu h ng ngo i:
Hi n nay, trên th tr
ng có r t nhi u ch ng lo i led thu h ng ngo i khác nhau
t led thu 2 chân cho đ n led thu 3 chân. Led thu 3 chân g i là phototransistor là lo i
có 3 chân, nó có đ nh y cao h n.
ng
i v i led thu 2 chân là photodiode thì c p ngu n
c, khi có ánh sáng h ng ngo i nó s d n. Còn đ i v i transitor thì nó có 3 chân
riêng bi t: V+, GND, out. Chân out là tín hi u thu đ
c.
Hình 2.4 Hình nh th c t và s đ chân c a TL 1838
C m bi n h ng ngo i đ
c s d ng là TL1838. M t s thông s chính c a
TL1838:
m c đi n áp: 2,7 ~ 5,5V
-
Làm vi c
-
T n s : 38 KHz
-
Dòng tiêu th : 1,4 mA
-
Kho ng cách nh n bi t: kho ng 15m
-
Góc: 45
B MÔN ĐI N T CÔNG NGHI P
10
CH
NG 2. C
S
LÝ THUY T
B ng 2.2 Thông s TL1838
C u t o bên trong c a TL1838 đ
c th hi n
Hình 2.5 sau:
Hình 2.5 S đ góc và kho ng cách nh n đ
c sóng
2.2.3 Module micro SD Card:
Module Micro SD card là module đ c/ghi th nh micro SD dành cho
Arduino s d ng giao ti p SPI, d dàng s d ng v i th vi n SPI.h và SD.h trên
Arduino IDE. Có th đ c/ghi d li u t micro SD. Cho phép th c hi n các d án
l u tr d li u (data logging), phát nh c MP3…
B MÔN ĐI N T CÔNG NGHI P
11
CH
NG 2. C
S
LÝ THUY T
Hình 2.6 Hình nh th c t module micro SD card
Thông s k thu t:
-
H tr th nh micro SD, micro SDHC
-
Giao th c: SPI
-
Các ngõ ra c a module: CS, CLK, MOSI, MISO, VCC, GND.
-
Th nh Micro SD h tr đ nh d ng FAT16 và FAT32
-
H tr vi c recording và playback cho l
-
ng âm thanh l n
i n áp cung c p: 5VDC
Kích th
c dài x r ng x cao: 42mm X 24mm X 12mm
Th nh là thi t b l u tr d li u, s d ng công ngh flash đ ghi xóa b nh .
Trong đó th micro SD, SD đ
c s d ng r ng rưi và đ
c nhi u ng
i bi t đ n nh t,
ng d ng trong các thi t b c m tay, máy nh k thu t s , đi n tho i thông minh, …
Hình 2.7 Các kích th
B MÔN ĐI N T CÔNG NGHI P
c SD card
12
CH
NG 2. C
S
LÝ THUY T
2.2.4 Module 4 led 7 đo n:
Module LED 7 đo n 4 s s d ng IC TM1637, ch có hai đ
ng tín hi u nh ng
có th giúp cho MCU đi u khi n hi n th 4 led 7 đo n anode.
Hình 2.8 Hình nh th c t module 4 led 7 đo n
Thông s k thu t:
-
IC s d ng: TM1637
i n áp s d ng: 5V ho c 3.3V
-
G m 4 led 7 đo n lo i anode chung
-
G m 4 chân: GND, VCC, DIO, CLK
2.3 GI I THI U V CHU N GIAO TH C SPI:
2.3.1 Khái ni m:
SPI vi t t t c a Serial Peripheral Interface, SPI bus – Giao di n ngo i vi nói
ti p, bus SPI. Chu n SPI đ
n i ti p đ truy n d li u
c phát tri n b i Motorola.
ây là m t chu n đ ng b
ch đ song công toàn ph n (full- duplex) t c trong cùng
m t th i đi m có th x y ra đ ng th i quá trình truy n và nh n. ôi khi SPI còn đ
c
g i là chu n giao ti p 4 dây (Four-wire). SPI là giao di n đ ng b , b t c quá trình
truy n nào c ng đ
c đ ng b hóa v i tín hi u clock chung. Tín hi u này sinh ra b i
master.
B MÔN ĐI N T CÔNG NGHI P
13
