CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Bộ điều khiển động cơ Bộ vi điều khiển Kết quả đạt được Chương 6: Kết luận và hướng phát triển Kết luận Những hạn chế của đề tài Hướng phát triển BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 4 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 2.TỔNG QUAN VỀ XE ROBOT ĐIỀU KHIỂN BẰNG GIỌNG NÓI 2. Định nghĩa xe robot điều khiển bằng giọng nói.
Xe robot điều khiển bằng giọng nói (tiếng Anh:speech controlled car robot) là tí hiệu tiếng nói khi qua micro sẽ được xử lý và nhận dạng trên kit raspberry pi 3 sau đó phát tín hiệu điều khiển mạch công suất. Mạch công suất là mạch cầu H sẽ điều khiển 2 động cơ chạy theo tiếng nói mà mình đã nói. Một xe robot điều khiển bằng giọng nói , thường bao gồm các tính năng: Xe có thể chay tới, lui, qua trái, qua phải, đướng lại Xe đang đi gặp vật cản sẽ đứng lại Hình 2. Hình ảnh xe robot điều khiển bằng giọng nói 2.
Ưu điểm xe điều khiển bằng giọng nói. Xe điều khiển bằng giọng nói có ưu điểm là chúng ta không cần thông qua một tiếp xúc vật lý nào để điều khiển thiết bị. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 5 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Xe điều khiển bằng wifi hay blutooth thì chúng ta cần một chiếc điện thoại cài giao diện mới điều khiển được.
nhưng đối với xe robot điều khiển bằng giọng nói chúng ta chỉ cần sử dụng tiếng nói của chúng ta thì có thể điều khiển được 2. GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG. Giới thiệu Raspberry pi 3. Raspberry Pi là gì.
Raspberry Pi là cái máy tính giá 35USD kích cỡ như iPhone và chạy HĐH Linux.Với mục tiêu chính của chương trình là giảng dạy máy tính cho trẻ em.Được phát triển bởi Raspberry Pi Foundation – là tổ chức phi lợi nhuận với tiêu chí xây dựng hệ thống mà nhiều người có thể sử dụng được trong những công việc tùy biến khác nhau.2: Bo mạch Raspberry Pi 3 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 6 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Raspberry Pi sản xuất bởi 3 OEM: Sony, Qsida, Egoman. Và được phân phối chính bởi Element14, RS Components và Egoman. Raspberry pi 3 ra đời nhằm tạo ra một máy tính rẻ tiền cho sinh viên, nhưng sau đó pi đã được sự quan tâm của nhiều người.
Đặc tính của Raspberry Pi xây dựng xoay quanh bộ xử lí SoC Broadcom BCM2835 ( là chip xử lí mobile mạnh mẽ có kích thước nhỏ hay được dùng trong điện thoại di động ) bao gồm CPU , GPU , bộ xử lí âm thanh /video và các tính năng khác … tất cả được tích hợp bên trong chip có điện năng thấp này. Cấu trúc phần cứng raspberry pi 3.3: Sơ đồ cấu tạo Raspberry Pi BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 7 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Raspberry Pi có hai phiên bản, Model A có giá 25$ và Model B có giá 35$. Model B như hình trên thông dụng hơn cả.
Model B bao gồm những phần cứng và những cổng giao diện: CPU: “Trái tim” của board mạch. Raspberry Pi 3 sử dụng vi xử lý BCM2836 của Broadcom. Đây là loại SoC (system on chip) tức là trên chip này tích hợp cùng lúc: CPU: 900 MHz ,4 nhân, kiến trúc ARM Cortex-A7. Vì sử dụng ARM Cortex-A7 nên Raspberry Pi 3 có thể chạy được Ubuntu core và Windows 10 core mượt mà.
SD RAM: 1 GB GPU: Broadcom VideoCore IV @ 250 MHz Khe cắm thẻ micro SD: Có thể nhận thấy sẽ không có ổ cứng trên Raspberry Pi và thay vào đó là thẻ nhớ SD. Tất cả dữ liệu sẽ được lưu trữ trên thẻ nhớ này. Cần dùng ít nhất là thẻ 4GB class 4 (4MB/s) cho Raspberry Pi (khuyên dùng thẻ 8GB class 10). Cổng USB: Raspberry Pi 2 có 4 cổng USB 2.
Đủ để bạn cắm các ngoại vi cần thiết như chuột, bàn phím và usb wifi. Cổng Ethernet: Model 2 có cổng Ethernet chuẩn RJ45. Cổng HDMI: Dùng để truyền tín hiệu Video và Audio số. Có tới 14 chuẩn video được hỗ trợ và tín hiệu HDMI có thể dễ dàng chuyển đổi thành các chuẩn khác như DVI, RCA, hoặc SCART.
Ngõ ra Audio-Video: Ngõ ra này là giắc cắm chuẩn 3.5mm, hỗ trợ cho người dùng không có màn hình hỗ trợ HDMI. Âm thanh và hình ảnh lấy ra từ cổng này có chất lượng kém hơn một chút so với từ cổng HDMI. Cổng cấp nguồn Micro USB: Một trong những điều đầu tiên có thể nhận thấy là Raspberry Pi không có nút nguồn. Micro USB được chọn làm cổng cấp nguồn.
Nguồn cấp cho Raspberry Pi là 5v điện áp (bắt buộc) và dòng nên lớn hớn 1A. Cấp nguồn quá 5v sẽ rất dễ làm cháy board mạch. Cổng DSI (Display Serial Interface): Cổng này dùng để kết nối với LCD hoặc màn hình OLED. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 8 CHƯƠNG 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT Cổng CSI (Camera Serial Interface): Cổng này dùng để kết nối với module camera riêng của Raspberry Pi. Module này thu được hình ảnh chất lượng lên đến 1080p. GPIO (General Purpose Input and Output): Giống như các chân của vi điều khiển, các IO này của Raspberry Pi cũng được sử dụng để xuất tín hiệu ra led, thiết bị… hoặc đọc tín hiệu vào từ các nút nhấn, công tắc,cảm biến… Ngoài ra còn có các IO tích hợp các chuẩn truyền dữ liệu UART, I2C và SPI.Sơ đồ chân GPIO Raspberry pi.4: Sơ đồ chân GPIO của Raspberry. Trong 40 chân GPIO bao gồm : 26 chân GPIO.
Khi thiết lập là input, GPIO có thể được sử dụng như chân interupt, GPIO 14 & 15 được thiết lập sẵn là chân input. 1UART, 1 I2C, 2 SPI, 1 PWM (GPIO 4) 2 chân nguồn 5V, 2 chân nguồn 3.3V, 8 chân GND BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 9 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2 chân ID EEPROM Vi xử lý ARMv7 32bit quad core 900Mhz, dung lượng Ram 1G, và bộ nhớ kiểu micro SD dung lượng tùy chọn ( nên >=4G). Khi một chân GPIO lên mức cao sẽ đạt điện áp 3.3V, dòng ra tối đa Imax = 5mA.
Hệ điều hành và phần mềm Về cơ bản Raspberry Pi có khá nhiều OS linux chạy được nhưng vẫn có sự thiếu vắng của Ubuntu (do CPU ARMv6) Điểm danh một số Distributions Linux (nhúng) chạy trên Raspberry Pi như Raspbian,Pidora, openSUSE, OpenWRT, OpenELEC,….5: Giao diện của Raspbian Đây là bản build Linux dựa trên nên Debian (Gần giống ubuntu) với giao diện LXDE (thay vì GNOME). Có đầy đủ web browser, media player, tools, etc … Nói chung HĐH này dành cho những người muốn dùng Raspberry Pi như một cái PC. Tương tự như Raspbian, Ubuntu Mate cũng hướng đến người dùng sử dụng Raspberry Pi như máy tính văn phòng. Tuy nhiên Ubuntu Mate có giao diện đẹp BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 10 CHƯƠNG 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT hơn rất nhiều so với Raspbian. Được phát triển từ Ubuntu – hệ điều hành được xem là đối đầu trực tiếp với Windows.6: Giao diện Ubuntu Mate Martin Wimpress và Rohith Madhavan là cha đẻ của Ubuntu Mate được phát triển từ nền Ubuntu gốc. Theo tác giả, nó được tối ưu rất tốt với Raspberry Pi 2 và 3, tuy nhiên để đảm bảo tốc độ cao nhất bạn nên sử dụng thẻ MicroSD từ class 6 trở lên. Theo đánh giá của chúng tôi, Ubuntu Mate mới nhất (15.04) có tốc độ cũng rất nhanh, giao diện đẹp, hỗ trợ đầy đủ các phần mềm thông dụng cho nhu cầu văn phòng.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 11 CHƯƠNG 2. Snappy Core Ubuntu.7 Hệ điều hành SNAPPY Những năm trước đây, Canonical đã làm việc không ngừng để mở rộng hệ điều hành Ubuntu tới nhiều sản phẩm khác nhau. Giờ đây, họ đã giới thiệu một hệ điều hành rút gọn của Ubuntu, nó được tạo ra với nhiệm vụ là chạy các ứng dụng đám mây và trở thành một phần quan trọng trong IoT (Internet of Things), giúp các thiết bị (điện thoại, tivi, đèn, quạt, đồng hồ, nồi cơm điện, …) trong đời sống kết nối với nhau một cách hoàn hảo. Snappy Ubuntu Core được xây dựng trong dự án Ubuntu Core.
Ubuntu Core là nhân của hệ điều hành Ubuntu, khá trần trụi nhưng là một thành phần rất quan trọng của hệ điều hành Ubuntu, Snappy Ubuntu Core được thiết kế để chạy trong một môi trường khá hạn chế. Thế mạnh của nó là chạy được nhiều ứng dụng mà không cần một hệ điều hành Ubuntu đầy đủ. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 12 CHƯƠNG 2. Windows 10 IoT Core Hình 2.
Giao diện hệ điều hành Windows 10 IoT core Tương tự như Snappy Core Ubuntu, Windows 10 IoT Core cũng chỉ có nhân của Windown, nó không có giao diện đồ họa hay các phần mềm thông dụng như Office, … Windows 10 IoT được sử dụng cho mục đích phát triển các ứng dụng IoT. Microsoft cho biết IOT Core được thiết kế để có thể hoạt động với một loạt các ngôn ngữ mã nguồn mở, khiến các nhà sản xuất dễ dàng cài đặt trên các thiết bị của mình cũng như phát triển ứng dụng riêng cho mình. Phiên bản này cũng hỗ trợ các kết nối bluetooth và Wi-Fi giúp các thiết bị có thể dễ dàng kết nối không dây và truy cập internet. Microsoft cho biết IoT Core được thiết kế để có thể hoạt động với một loạt các ngôn ngữ mã nguồn mở, giúp các nhà sản xuất dễ dàng cài đặt trên các thiết bị của mình cũng như phát triển ứng dụng riêng cho mình.
Vì mới phát hành nên cũng chưa có nhiều ứng dụng chạy trên hệ điều hành này, chủ yếu là tùy theo yêu cầu của mình mà lập trình viên tự xây dựng và cài đặt. Vào lúc mới phát hành cũng có các cuộc thi lập trình ứng dụng trên hệ điều hành này để BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 13 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT kích thích người dùng nghiên cứu và sử dụng, cũng như để xây dựng một kho ứng dụng phong phú cho nó. Sắp tới, IoT Core có thể sẽ được cài đặt trên những chiếc TV Box và các thiết bị điện tử khác trong gia đình, với nhiều ứng dụng hơn.
Nếu muốn phát triển ứng dụng mã nguồn mở cho Windows IoT, ta chỉ cần PC có cài đặt phiên bản Windows 10 (Build 10240) và Visual Studio 2015 để có thể lập trình ứng dụng cho riêng mình. OSMC và OpenELEC Đây là 2 hệ điều hành phổ biến cho nhu cầu giải trí qua Raspberry Pi. OSMC được phát triển từ RaspBMC còn OpenELEC thì đi lên từ Xbian.