Chương I: Tổng Quan. Chương II: Cơ Sở Lý Thuyết. Chương III: Thi Công. Chương IV: Kết Luận 2 CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Các kết nối và truyền thông: 2.1 I2C: Giao tiếp thức truyền thông nối tiếp I2C được sử dụng phổ biến và rộng rãi.
Trên bus I2C, nhiều thiết bị Master và Slave có thể giao tiếp với nhau. 1: Bus I2C SDA (Serial Data) - đường truyền cho master và slave để gửi và nhận dữ liệu. SCL (Serial Clock) - đường mang tín hiệu xung nhịp. Cả 2 đường SDA và SCL phải được nối với VCC thông qua điện trở kéo lên.
Quá trình truyền dữ liệu chỉ có thể bắt đầu khi bus I2C không hoạt động(bus I2C được xem như không hoạt động khi cả hai đường SDA và SCL đều ở mức cao sau điều kiện dừng. Điều kiện khởi động: Đường SDA chuyển từ mức điện áp cao xuống mức điện áp thấp trước khi đường SCL chuyển từ mức cao xuống mức thấp. Điều kiện dừng: Đường SDA chuyển từ mức điện áp thấp sang mức điện áp cao sau khi đường SCL chuyển từ mức thấp lên mức cao. 2: Điều kiện Bắt đầu/ Dừng Bit ACK / NACK: Mỗi khung trong một tin nhắn được theo sau bởi một bit xác nhận / không xác nhận.
Nếu một khung địa chỉ hoặc khung dữ liệu được nhận thành công, một bit ACK sẽ được trả lại cho thiết bị gửi từ thiết bị nhận.Trả về tại bit thứ 9. Quy trình để thiết bị Master có thể truy cập đến thiết bị Slave. Trường hợp 1: Thiết bị Master muốn gửi dữ liệu đến Slave Master gửi điều kiện bắt đầu và địa chỉ của Slave. Slave sẽ kiểm tra và xác nhận Master gửi dữ liệu đến Slave.
Slave sẽ kiểm tra và xác nhận. Master kết thúc quá trình truyền với điều kiện dừng. Trường hợp 2: Nếu Master muốn nhận/đọc dữ liệu từ Slave Master gửi điều kiện bắt đầu và gửi địa chỉ cho Slave. Đợi Slave kiểm tra và xác nhận.
Master gửi địa chỉ thanh ghi được yêu cầu đọc cho Slave. Master nhận dữ liệu từ Slave. Master kết thúc quá trình truyền/ nhận với điều kiện dừng. 3: Ví dụ giao tiếp I2C 2.
Nhiệm vụ của wifi này là sử dụng sóng vô tuyến để truyền tín hiệu đến các thiết bị kết nối mà không cần đến dây. Loại sóng vô tuyến này giống như sóng điện thoại, radio,. nhưng đường truyền sóng ngắn hơn. Để tạo được kết nối Wifi nhất thiết phải có Router (bộ thu phát), Router này lấy thông tin từ mạng Internet qua kết nối hữu tuyến rồi chuyển nó sang tín hiệu vô tuyến và gửi đi, bộ chuyển tín hiệu không dâtrên các thiết bị di động thu nhận tín hiệu này rồi giải mã nó sang những dữ liệu cần thiết.
Quá trình này có thể thực hiện ngược lại, Router nhận tín hiệu vô tuyến từ Adapter và giải mã chúng rồi gởi qua Internet. Những chuẩn Wifi phổ biến hiện nay: Bảng 2.2 Tổng Quan Về Linh Kiện Chính Sử Dụng Trong Mạch : 2.1 Transistor 2SC1815: Hình 2. 4: Sơ đồ chân của C1815 Thông số kĩ thuật : Bảng 2. 2: Các thông số tối đa của 2SC1815 Bảng 2.
3: Các thông số hoạt động của 2SC1815 6 2.2 Relay 5V (YL303H-S-5vdc-1z) : Relay là một công tắc điện từ được vận hành bởi một dòng điện tương đối nhỏ có thể bật hoặc tắt một dòng điện lớn hơn nhiều. Trái tim của relay là một nam châm điện (một cuộn dây trở thành một nam châm tạm thời khi dòng điện chạy qua nó). Có thể nghĩ về relay như một loại đòn bẩy điện: Khi bật nó bằng một dòng điện nhỏ và nó bật (“đòn bẩy”) một thiết bị khác sử dụng dòng điện lớn hơn nhiều. 5: Relay YL303H-S-5vdc-1z Thông số kĩ thuật : Bảng 2.
4: thông số cuộn dây của Relay YL303H-S-5vdc-1z Bảng 2. 5 thông số giới hạn tại các tiếp điểm. 7 Các chân của rơ le thường được ký hiệu là COM, NC và NO. COM (common): là chân chung, nó luôn được kết nối với 1 trong 2 chân còn lại.
Còn việc nó kết nối chung với chân nào thì phụ thuộc vào trạng thái hoạt động của rơ le. NC (Normally Closed): Thường đóng. Khi rơ le ở trạng thái OFF, chân COM sẽ nối với chân này. NO (Normally Open): Thường mở.
Khi rơ le ở trạng thái ON (có dòng chạy qua cuộn dây) thì chân COM sẽ được nối với chân này. 1) Coil 2) Coil 3) COM 4) Normally Close (NC) 5) Normally Open (NO) Hình 2. 6: Sơ đồ chân của Relay Nguyên lý hoạt động: Trong khi vận hành có một số bước cơ bản xảy ra khi rơ le cơ điện được cấp điện hay ngắt điện: Điện áp cung cấp cho cuộn dây tạo ra từ trường. Từ trường được chuyển thành lực cơ học bằng cách hút phần ứng Phần ứng động đóng/mở một hoặc nhiều tiếp điểm điện.
Các tiếp điểm cho phép chuyển mạch điện sang tải như động cơ, bóng đèn,… Sau khi điện áp cuộn bị loại bỏ từ trường biến mất các tiếp điểm tách ra và trở về vị trí bình thường Các tiếp điểm có thể thường đóng hoặc thường mở.3 LM7805 LM7805 hay 7805 là IC ổn áp đầu ra 5V. Nó là IC ổn áp dương dòng LM78xx, được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị thương mại và giáo dục như là một thiết bị tốt để cung cấp năng lượng cho họ mạch tích hợp kỹ thuật số TTL. 7: Lm7805 Thông số kĩ thuật: Bảng 2. 6 các thông số hoạt động của LM7805 9 2.4 Electronic Lock Thông số kỹ thuật: Điện áp hoạt động: 12VDC Dòng điện tiêu thụ: 0.
Cấu tạo bên trong Hình 2. 9: Cấu tạ khoá cửa b. Nguyên lý hoạt động: 10 Hình 2. 10: Nguyên lý hoạt động của khoá cửa Khi dòng điện chạy qua cuộn cuộn dây, thì nó hoạt động giống như một nam châm điện.
Trục khoá nằm bên trong cuộn dây sẽ sẽ bị hút dẫn đến lò xo bị nén lại. Lực và tốc độ của chuyển động của trục khoá được xác định bởi cường độ của từ thông được tạo trong cuộn dây. Khi dòng điện bị ngắt, từ thông sinh ra bởi cuộn dây biến mất, lò xo trở về vị trí ban đầu.5 Module I2C Module I2C chuyển đổi từ giao tiếp song song sang giao tiếp I2C cho LCD16x2. Việc này tiết kiệm Pin khi kết nối giữa LCD16x2 và Esp32.
Thông số kỹ thuật: Điện áp hoạt động: 2.5-6V DC Giao tiếp với LCD : 4bit dữ liệu, điều khiển Địa chỉ mặc định: 0X27 (có thể điều chỉnh bằng ngắn mạch chân A0/A1/A2) Tích hợp biến trở xoay điều chỉnh độ tương phản cho LCD Hình 2. 11 Module I2C LCD 11 Bảng 2. 7: địa chỉ PCF8547 / PC8547T 2.6 Module Keypad 4x4 Hình 2. 12: Module Keypad4x4 Nguyên lý quét phím: Thiết lập các chân R1,R2,R3,R4 là các chân Output và giữ ở mức cao.
Các chân C1,C2,C3,C4 là các chân Input có điện trở kéo lên. Đưa tín hiệu ra ở các Output R1 đến R4 ở mức 1, thì các chân Input từ C1 đến C4 vẫn ở mức 1 dù có phím nào được nhấn hay không. Lần lượt đưa tín hiệu đầu ra ở mức 0 tại các chân Ri, nếu chân Ci ở mức 0 thì phím ở hàng Ri cột Ci được nhấn. 13: LCD16x2 Số chân Ký hiệu chân Mô tả chân 1 Vss Cấp điện 0v 2 Vcc Cấp điện 5v 3 V0 Chỉnh độ tương phản Lựa chọn thanh ghi địa chỉ/dữ 4 RS liệu 5 RW Lựa chọn thanh ghi Đọc/Ghi 6 EN Cho phép xuất dữ liệu 7 D0 8 D1 9 D2 10 D3 Bus dữ liệu giao tiếp 11 D4 12 D5 13 13 D6 14 D7 15 A Chân dương đèn màn hình 16 K Chân âm đèn màn hình Bảng 2.
8: Các chân LCD Thông số kỹ thuật Bảng 2. 9: thông số kỹ thuật của LCD16x2 Địa chỉ 3 vùng nhớ của LCD Bộ nhớ DDRAM: Bộ nhớ chứa dữ liệu để hiển thị (Display Data RAM: DDRAM) lưu trữ những mã ký tự để hiển thị lên màn hình. Mã ký tự lưu trữ trong vùng DDRAM sẽ tham chiếu với từng bitmap kí tự được lưu trữ trong CGROM đã được định nghĩa trước hoặc đặt trong vùng do người sử dụng định nghĩa. 10: Địa chỉ LCD Bộ phát kí tự ROM – CGROM Bộ phát kí tự ROM (Character Generator ROM: CGROM) chứa các kiểu bitmap cho mỗi kí tự được định nghĩa trước mà LCD có thể hiển thị, như được trình bày bảng mã ASCII.
Mã kí tự lưu trong DDRAM cho mỗi vùng kí tự sẽ được tham chiếu đến một vị trí trong CGROM. 14 Bộ phát kí tự RAM – CGRAM: Bộ phát kí tự RAM (Character Generator RAM: CG RAM) cung cấp vùng nhớ để tạo ra 8 kí tự tùy ý. Mỗi kí tự gồm 5 cột và 8 hàng. 14: Module ESP32 Devkit V1 CPU CPU: Xtensa Dual-core 32-bit LX6.
Điện áp logic: 2,7 đến 3.3V Flash Memory: 4MB SRAM: 520KB Tốc độ xử lý: 160MHz đến 240MHz Ngoại vi 15 Hình 2. 15: Ngoại vi của Module ESP32 DEVkit V1 18 kênh bộ chuyển đổi ADC( Analog to Digital conveter), 3x SPI, 3x UART,… ADC và DAC được gán cho các chân cố định. Tuy nhiên đối với UART, I2C, SPI,…. có thể quyết tự quyết định thông qua việc khai báo.
Hầu hết các chân đều có điện trở pullup.11 b/g/n/e/i Station Mode: Kết nối đến các điểm truy cập. Acesc Point: Trở thành điểm truy cập. Hoạt động đồng thời là STA và AP Các chế độ bảo mật khác nhau cho những chế độ trên (WPA, WPA2,…) Lưu ý: Không sử dụng ADC2 khi sử dụng Wifi. CHƯƠNG III: THI CÔNG Qua quá trình tìm hiểu nghiên cứu về sơ sở lý thuyết phục vụ cho việc thực hiện đề tài, qua đó là việc bám sát yêu cầu của đề tài, các yêu cầu của đề tài cần thực hiện: Khoảng cách điều khiển và giám sát trạng thái khoá cửa > 30m Công suất của nguồn 12V/24.
Công suất tiêu thụ < 70% công suất nguồn cấp DC 12V/2A Hiển thị trạng thái khoá cửa lên LCD16x2 16 Độ trễ mở khoá cửa dưới 2s sau khi nhập đúng mật khẩu. Cơ chế mở khoá cửa: qua điện thoại và bàn phím. Thiết Kế Mạch : 3. Sơ đồ khối hoạt động: Hình 3.
1: Sơ đồ khối hệ thống. Khối Nguồn: Adapter 12V/2A Khối nguồn gồm Adapter 12V/2A và mạch hạ áp xuống 5V sử dụng LM7805. Nguồn cấp cho mạch là nguồn VDC 12V được lấy từ adapter thông qua jack DC được gắn trên mạch. Thông số kỹ thuật của adapter: Điện áp đầu vào: AC100- 240V 50/60HZ Điện áp ra: 12VDC Dòng điện ra: Max 2A Chiều dài đường dây đầu ra: tổng chiều dài 1,2m Hình 3.