BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC: THỰC HÀNH CƠ SỞ: MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DÙNG BLUETOOTH THÔNG QUA SMARTPHONE

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG
KHOA KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ I
----- -----

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
MÔN HỌC: THỰC HÀNH CƠ SỞ

ĐỀ TÀI: MẠCH ĐIỀU KHIỂN
TỪ XA DÙNG BLUETOOTH
THÔNG QUA SMARTPHONE
Giảng viên: Nguyễn Đức Việt
Thành viên nhóm 1:
Hồng Minh Canh – B16DCDT015
Phạm Mạnh Tuấn – B17DCDT206
Nguyễn Việt Anh – B17DCDT015
Lê Phấn Nguyên – B17DCDT137
Bùi Đình Huy – B17DCDT093
Giảng viên: Nguyễn Đức Minh

1


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU………………………………………………………………………………3
I. Ý TƯỞNG THỰC HIỆN………………………………………………………………...4
II. CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG: …………………………………………………………5
1. MODULE BLUETOOTH HC-05...........................................................................6
2. MODULE GIẢM ÁP LM2596...............................................................................6
3. IC ULN2803..............................................................................................................8
4. ARDUINO R3.........................................................................................................8
5. Điện trở..................................................................................................................10

6. Một vài linh kiện khác.............................................................................................12
III. THIẾT KẾ MẠCH............................................................................................13
1.Sơ đồ nguyên lí mạch...........................................................................................13
2.Thiết kế mạch in PCB và hình ảnh 3D.................................................................13
IV. LẬP TRÌNH CHO MODULE BLUETOOTH HC-05........................................16
III. HINH ẢNH THANH QUẢ THỰC TẾ.............................................................18
IV. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN: …………………………………………..18
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................19

2


LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, xã hội phát triển mạnh mẽ, kỹ thuật ngày càng hiện đại nên cầu về trao
đổi thơng 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 cơng nghệ khơng 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 khơng dây đang có những
bước phát triển mạnh mẽ, góp cơng lớn trong việc phát triển các hệ thống điều khiển, giám
sát từ xa, đặc biệt là các hệ thống thơng minh. Hiện nay, có khá nhiều công nghệ không
truyền nhận dữ liệu không dây như RF, Wifi, Bluetooth, NFC, ... 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 chua có nhiều sản phẩm điều khiển thiết bị
khơng 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 khơng dây có một ý
nghĩa lớn, giúp tăng thêm sự lựa chọn cho ngợời sử dụng, sản phẩm được sản xuất trong
ngóc nên giá thành rẻ và góp phần phát triển các hệ thống điều khiển thơng minh.

Do đó, nhóm quyết định thực hiện đề tài: “Mạch điều khiển từ xa các thiết bị qua
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 điều khiển thơng qua hệ điều hành
Android giúp tận dụng những thiết bị sử dụng hệ điều hành Android có sẵn của nguời
dùng giúp giảm giá thành sản phẩm, ngồi ra với màn hình hiển thị lớn của điện thoại cho
phép hiển thị nhiều thông tin hơn.

3


I. Ý TƯỞNG THỰC HIỆN:
Điều khiển từ xa bằng bluetooth thơng qua smartphone ( module HC05 ) để điều
khiển bóng đèn bật tắt theo ý muốn.

(Ảnh minh họa)

4


I. CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG:
1. MODULE BLUETOOTH HC-05:

1.1. Giới thiệu chung:
Mạch thu phát Bluetooth HC-05 đã ra chân được thiết kế nhỏ gọn ra chân tín
hiệu giao tiếp cơ bản và nút bấm để vào chế độ AT COMMAND, mạch được thiết kế để
có thể cấp nguồn và giao tiếp qua 3.3VDC hoặc 5VDC, thích hợp cho nhiều ứng dụng
khác nhau: Robot Bluetooth, điều khiển thiết bị qua Bluetooth,....
Khi kết nối với máy tính, HC-05 sẽ nhận như 1 cổng COM ảo ở chế độ truyền Haft
Duplex tức trong 1 thời điểm chỉ có thể truyền hoặc nhận tín hiệu.
1.2. Thơng số kĩ thuật:

•

Điện áp hoạt động: +3.3VDC 30mA (hỗ trợ IC 5.0V)

•

Dịng điện khi hoạt động: Khi Pairing 30mA, sau khi pairing hoạt động truyền
nhận bình thường 8mA

•

Baudrate: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 11520

•

Dải tần hoạt động: 2.4GHz

•

Kích thước: 26.9mm x 13mm x 2.2mm

•

Giao tiếp: Bluetooth serial port

•

Nhiệt độ làm việc: -20 ℃ ~ +75 ℃

•

Tốc độ: - Asynchronous: 2.1Mbps(Max)/160kbps

•

Synchronous: 1Mbps/1Mbps
5


1.3. Sơ đồ nguyên lý

Module có 2 chế độ làm việc (có thể lựa chọn chế độ làm việc bằng cách thay
đổi trạng thái chân 34 KEY):
Tự động kết nối.
Đáp ứng theo lệnh: khi làm việc ở chế độ này, các bạn có thể gửi các lệnh AT để
giao tiếp với module.
•
•

•
•

Module HC05 có thể nhận 1 trong 3 chức năng: Master, Slave, Loopback (có
thể lựa chọn các chức năng bằng lệnh AT).
Giao tiếp với module bằng giao tiếp nối tiếp khơng đồng bộ qua 2
đường RX và TX, vì vậy các bạn có thể sử dụng PC với chuẩn RS232 hoặc
các dòng vi điều khiển để giao tiếp.
Bằng cách thay đổi trạng thái chân 34 (KEY), bạn có thể cấu hình chế độ hoạt
động cho module:
Để module làm việc ở chế độ kết nối tự động: KEY phải ở trạng

thái Floating (trạng thái không kết nối).
Để module làm việc ở chế độ đáp ứng theo lệnh: KEY = ‘0’ (kết nối xuống
đất) và cấp nguồn cho module à chuyển KEY = ‘1’ (kết nối lên VCC) lúc này
có thể sử dụng các lệnh AT để giao tiếp.
6


2. MODULE GIẢM ÁP LM2596

Mạch giảm áp DC nhỏ gọn có khả năng giảm áp từ 30V xuống 1.5V mà vẫn đạt
hiệu suất cao (92%). Thích hợp cho các ứng dụng chia nguồn, hạ áp, cấp cho các thiết bị
như camera, robot, ...
Thơng số kĩ thuật:
• Điện áp đầu vào: Từ 3V đến 30V.
• Điện áp đầu ra: Điều chỉnh được trong khoảng 1.5V đến 30V.
• Dịng đáp ứng tối đa là 3A.
• Hiệu suất : 92%
• Cơng suất : 15W
• Kích thước: 45 (dài) * 20 (rộng) * 14 (cao) mm

3. IC ULN2803:
ULN 2803 là một vi mạch đệm, bản chất cấu tạo là các mảng darlington chịu
được dòng đện lớn và điện áp cao, trong đó có chứa 8 cặp transistor NPN
ghép darlington cực góp hở với cực phát chung. Mỗi kênh của ULN 2803 có một diode
chặn có thể sử dụng trong trường hợp tải có tính cảm ứng, ví dụ như các relay.

7


Thơng số kĩ thuật:

•

Điện áp ra max: 50V (Vce)

•

Điện áo vào max: 30V (Vin)

•

Dịng điện đầu ra liên tục: Ic = 500mA

•

Dịng điện đầu vào liên tục: IIN = 25mA

•

Cơng suất tiêu tán trên mỗi cặp darlington: 1W

•

Nhiệt độ làm việc: -55 ~ 150oC

ULN 2803 có khả năng điều khiển 8 kênh riêng biệt, có thể nối trực tiếp với vi điều
khiển 5V. Bên cạnh đó, mỗi kênh của ULN 2803 có thể chịu được dịng điện lớn trong một
khoảng thời gian dài lên tới 500mA với biên độ đỉnh lên tới 600mA.
Ứng dụng của ULN 2803 được sử dụng trong các mạch đệm điều khiển động cơ
một chiều, động cơ bước, khối hiển thị ma trận led,...

8


4. ARDUINO R3
4.1. Giới thiệu chung:
Arduino Uno R3 là loại phổ biến và dễ sử dụng nhất trong các dòng Arduino
hiện nay cũng như tương thích với nhiều loại Arduino Shield nhất.

4.2. Thơng số kĩ thuật:
• Chip điều khiển chính: ATmega328P
• Chip nạp và giao tiếp UART: ATmega16U2
• Nguồn ni mạch: 5VDC từ cổng USB hoặc nguồn ngoài cắm từ giắc trịn DC (nếu
sử dụng nguồn ngồi từ giắc trịn DC Hshop.vn khuyên bạn nên cấp nguồn từ
6~9VDC để đảm bảo mạch hoạt động tốt, nếu bạn cắm 12VDC thì IC ổn áp rất
nóng, dễ cháy và gây hư hỏng mạch).
• Số chân Digital I/O: 14 (trong đó 6 chân có khả năng xuất xung PWM).
9


•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

Số chân PWM Digital I/O: 6
Số chân Analog Input: 6
Dòng điện DC Current trên mỗi c
hân I/O: 20 mA
Dòng điện DC Current chân 3.3V: 50 mA
Flash Memory: 32 KB (ATmega328P), 0.5 KB dùng cho bootloader.
SRAM: 2 KB (ATmega328P)
EEPROM: 1 KB (ATmega328P)
Clock Speed: 16 MHz
LED_BUILTIN: 13
Kích thước: 68.6 x 53.4 mm
4.3. Ứng dụng của Arduino Uno R3 DIP

Arduino Uno R3 DIP bạn có thể ứng dụng vào những mạch đơn giản như mạch cảm
biến ánh sáng bật tắt đèn, mạch điều khiển động cơ,… hoặc cao hơn nữa bạn có thể làm
những sản phẩm như: máy in 3D, Robot, khinh khí cầu, máy bay không người lái, và các
ứng dụng lớn khác.
Bo mạch Arduino sử dụng dòng vi xử lý 8-bit mega AVR của Atmel với hai chip
phổ biến nhất là ATmega328 và ATmega2560. Các dòng vi xử lý này cho phép lập trình
các ứng dụng điều khiển phức tạp do được trang bị cấu hình mạnh với các loại bộ nhớ
ROM, RAM và Flash, các ngõ vào ra digital I/O trong đó có nhiều ngõ có khả năng xuất
tín hiệu PWM, các ngõ đọc tín hiệu analog và các chuẩn giao tiếp đa dạng như UART,
SPI, TWI (I2C).

5. Điện trở
Có 2 loại điện trở là điện trở chân cắm và chân dán.
Ký hiệu R
Ký hiệu điện trở và biến trở trong mạch
Là linh kiện điện tử thụ động thường gồm 2 tiếp điểm kết nối, có đại lượng đặc
trưng là điện trở suất.

Điện trở suất là đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dịng điện của vật
liệu. Điện trở kháng được định nghĩa là tỉ số của hiệu điện thế giữa hai đầu vật thể đó
với cường độ dịng điện đi qua nó.
Điện trở thường được dùng để hạn chế cường độ dòng điện chảy trong mạch,
điều chỉnh mức độ tín hiệu, dùng để chia điện áp, kích hoạt các linh kiện điện tử chủ
động như transistor, tiếp điểm cuối trong đường truyền điện và có trong rất nhiều ứng
dụng khác. Điện trở cơng suất có thể tiêu tán một lượng lớn điện năng chuyển sang
nhiệt năng có trong các bộ điều khiển động cơ, trong các hệ thống phân phối điện.
10


Các điện trở thường có trở kháng cố định, ít bị thay đổi bởi nhiệt độ và điện áp hoạt
động.
Định luật Ohm cho điện trở:
R=
Trong đó:
U: là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đo bằng vôn (V).
I: là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, đo bằng ampe (A).
R: là điện trở của vật dẫn điện, đo bằng Ohm (Ω)
Tác dụng của điện trở: Làm cản trở dòng điện
Điện trở thường-Chân cắm

Điện trở thường - Chân dán

6. Một vài linh kiện khác:

11


a. Relay 12V

b. Dây Jumper các loại

c. Domino 2

d. LED

12


e. Nguồn Adapter 12V-2A

III. THIẾT KẾ MẠCH
1.Sơ đồ nguyên lí mạch

2.Thiết kế mạch in PCB và hình ảnh 3D
13


*Mạch 2D

*Mạch 3D

I
V .LẬP TRÌNH CHO MODULE BLUETOOTH HC-05:
Source code cho hoạt động của module bluetooth hc-05:
14


#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial mySerial(10, 11);
#define Lamp1 2
#define Lamp2 3
#define Lamp3 4
#define Lamp4 5
#define Lamp5 6
#define Lamp6 7
#define Lamp7 8
#define Lamp8 9
char val;
String
statusLamp1,statusLamp2,statusLamp3,statusLamp4,statusLamp5,statusLamp6,statu
sLamp7,statusLamp8;
void setup() {
pinMode(Lamp1,OUTPUT);

15


pinMode(Lamp2,OUTPUT);
pinMode(Lamp3,OUTPUT);
pinMode(Lamp4,OUTPUT);
pinMode(Lamp5,OUTPUT);
pinMode(Lamp6,OUTPUT);
pinMode(Lamp7,OUTPUT);
pinMode(Lamp8,OUTPUT);
mySerial.begin(9600);
Serial.begin(9600);
}

void loop() {
//cek data serial from bluetooth android App
if( mySerial.available() >0 ) {
val = mySerial.read();
Serial.println(val);
}
if( val == '1' ) {
digitalWrite(Lamp1,HIGH); statusLamp1="1"; }
else if( val == '2' ) {
digitalWrite(Lamp2,HIGH); statusLamp2="2"; }
else if( val == '3' ) {
digitalWrite(Lamp3,HIGH); statusLamp3="3"; }
else if( val == '4' ) {
digitalWrite(Lamp4,HIGH); statusLamp4="4"; }
else if( val == '5' ) {
digitalWrite(Lamp5,HIGH); statusLamp5="5";}
16


else if( val == '6' ) {
digitalWrite(Lamp6,HIGH); statusLamp6="6";}
else if( val == '7' ) {
digitalWrite(Lamp7,HIGH); statusLamp7="7";}
else if( val == '8' ) {
digitalWrite(Lamp8,HIGH); statusLamp8="8";}
else if( val == '9' ) {
digitalWrite(Lamp1,HIGH); statusLamp1="1";
digitalWrite(Lamp2,HIGH); statusLamp2="2";
digitalWrite(Lamp3,HIGH); statusLamp3="3";
digitalWrite(Lamp4,HIGH); statusLamp4="4";

digitalWrite(Lamp5,HIGH); statusLamp5="5";
digitalWrite(Lamp6,HIGH); statusLamp6="6";
digitalWrite(Lamp7,HIGH); statusLamp7="7";
digitalWrite(Lamp8,HIGH); statusLamp8="8";
}
else if( val == 'A' ) {
digitalWrite(Lamp1,LOW); statusLamp1="A"; }
else if( val == 'B' ) {
digitalWrite(Lamp2,LOW); statusLamp2="B"; }
else if( val == 'C' ) {
digitalWrite(Lamp3,LOW); statusLamp3="C"; }
else if( val == 'D' ) {
digitalWrite(Lamp4,LOW); statusLamp4="D"; }
else if( val == 'E' ) {
digitalWrite(Lamp5,LOW); statusLamp5="E";}
else if( val == 'F' ) {
17


digitalWrite(Lamp6,LOW); statusLamp6="F";}
else if( val == 'G' ) {
digitalWrite(Lamp7,LOW); statusLamp7="G";}
else if( val == 'H' ) {
digitalWrite(Lamp8,LOW); statusLamp8="H";}
else if( val == 'I' ) {
digitalWrite(Lamp1,LOW); statusLamp1="A";
digitalWrite(Lamp2,LOW); statusLamp2="B";
digitalWrite(Lamp3,LOW); statusLamp3="C";
digitalWrite(Lamp4,LOW); statusLamp4="D";
digitalWrite(Lamp5,LOW); statusLamp5="E";

digitalWrite(Lamp6,LOW); statusLamp6="F";
digitalWrite(Lamp7,LOW); statusLamp7="G";
digitalWrite(Lamp8,LOW); statusLamp8="H";
}

else if( val == 'S' ) {
delay(500);
mySerial.println(statusLamp1+statusLamp2+statusLamp3+statusLamp4+statusLamp5+sta
tusLamp6+statusLamp7+statusLamp8+"J"); //delay(500);
val=' ';
}
}

III.Hình ảnh thành quả thực tế:
( Sản phẩm đang được nhóm lắp ráp và hoàn thành. )
18


Demo sản phẩm

IV: Kết luận và hướng phát triển:
Internet Of Things ngày này đang phát triển một cách vô cùng mạnh mẽ và dần trở
nên quan trọng đối với đời sống con người. Vạn vật xung quanh chúng ta không cịn là
những vật dụng vơ tri vơ giác mà phần nào sẽ trở thành người bạn đồng hành và giúp ích
cho chúng ta trong cuộc sống hiện tại cũng như trong tương lai.

19


Lời cảm ơn

Qua việc học và làm mạch với môn Thực hành cơ sở, nhóm chúng em đã rút ra
được rất nhiều bài học bổ ích phục vụ cho quá trình học tập và nghiên cứu sau này.
Nhóm chúng em cũng xin cảm ơn thầy Nguyễn Đức Việt đã chỉ bảo tận tình chúng em
hồn thành xuất sắc mơn học này. Q trình làm việc và hồn thiện đề tài vẫn cịn nhiều
sai sót mắc phải. Vì vậy nhóm chúng em xin được những lời góp ý của thầy cũng như
các bạn để có thể hồn thành tốt hơn những đề tài lần này cũng như những đề tài sau
này.
Một lần nữa Nhóm 1 chúng em xin cảm ơn thầy và các bạn đã đón nhận đề tài của
chúng em ạ.

Nhóm sinh viên

20