đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, các thông số giới hạn và bố cục đồ án. Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết. Chương này giới thiệu phần cứng: các thiết bị đầu vào, thiết bị đầu ra, cách sử dụng thiết bị. Các chuẩn truyền dữ liệu: I2C, Wifi.
Dịch vụ lưu trữ nội dung trang web như FireBase Hosting. Chương 3: Thiết Kế và Tính Toán Chương này trình bày tính toán và thiết kế hệ thống, sơ đồ nguyên lý toàn mạch, lựa chọn các thông số ban đầu cho phần thi công. Thiết kế mô hình. Chương 4: Thi công hệ thống Chương này sẽ giới thiệu phần thi công mạch, đóng gói bộ điều khiển, các bước thi công mô hình hoàn chỉnh.
Tài liệu hướng dẫn sử dụng. Chương 5: Kết quả, Nhận xét và Đánh giá Chương này sẽ nói về kết quả hoàn thành, hình ảnh mạch hoạt động, các phần nhận xét và đánh giá Chương 6: Kết luận và hướng phát triển. Trình bày những gì đã làm được trong đề tài và nêu hướng phát triển cho đồ án BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH 3 do an CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 2.1 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG DÙNG CHO HỘP THUỐC.
Module wifi ESP8266 Hình 2.1 là module wifi ESP8266 - một vi điều khiển có thể giúp điều khiển các thiết bị điện tử, với giá thành rẻ (chỉ bằng Arduino Nano), nhưng lại được tích hợp sẵn Wifi, bộ nhớ flash 4Mb [4]. Đối với khối điều khiển trung tâm, nhóm sử dụng module ESP-12E NodeMCU, module này dễ dàng kết nối với các thiết bị ngoại vi, giúp hoàn thiện các dự án hay sản phẩm một cách đơn giản và thuận tiện nhất [4] với thông số kỹ thuật: Phiên bản firmware: NodeMCU Lua Chip nạp: CP2102.4 GHz hỗ trợ chuẩn 802.11 b/g/n Cấp nguồn: 5VDC MicroUSB hoặc nguồn tự làm. GIPO giao tiếp ở hiệu điện thế 3.3V Có led báo trạng thái, nút Reset. Tương thích với trình biên dịch Arduino.
Số chân Analog Input: 1 Số chân I/O: 11 (tất cả các chân I/O đều có Interrupt/PWM/I2C/One-wire, trừ chân D0) Tích hợp giao thức TCP/IP [4]. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH 4 do an CHƯƠNG 2.2 LCD Nhóm thiết kế hộp thuốc thông minh hướng tới đối tượng sử dụng là người lớn tuổi nên cần có màn hình hiển thị kết quả sao cho dễ quan sát.2 là màn hình LCD có kích thước 16x2 được nhóm sử dụng trong đề tài với thông số kỹ thuật: Điện áp MAX: 7V Điện áp MIN: - 0,3V Điện áp ra mức thấp: <0.4V Điện áp ra mức cao: > 2.4 Hoạt động ổn định: 2.5V Dòng điện cấp nguồn: 350uA - 600uA Nhiệt độ hoạt động: - 30 - 75 độ C Kích thước: 80 x 36 x 12. Màn hình LCD.3 Module I2C Do màn hình LCD có nhiều chân gây khó khăn trong cho việc kết nối vì phải mất 6 chân vi điều khiển để kết nối với LCD 16x2 (RS, EN, D7, D6, D5 và D4), thì việc sử dụng module I2C tiện hơn, chỉ cần 2 chân (SCL, SDA) để kết nối nên nhóm quyết định chọn module I2C (hình 2.3) để kết nối vào LCD với thông số kĩ thuật: Điện áp hoạt động: 2. Hỗ trợ màn hình: LCD1602, 1604, 2004 (driver HD44780).
Địa chỉ mặc định: 0X27 (có thể điều chỉnh bằng ngắn mạch chân A0/A1/A2). Tích hợp Jump chốt để cung cấp đèn cho LCD hoặc ngắt. Tích hợp biến trở xoay điều chỉnh độ tương phản cho LCD [6]. Nhiệt độ hoạt động: - 30 - 75 độ C BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH 5 do an CHƯƠNG 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.4 Mạch SIM800A Với mục tiêu đặt ra là hộp thuốc có chức năng thông báo cho người thân khi người nhà quên lấy thuốc bằng cách gửi tin nhắn nên nhóm đã chọn module sim800A như hình 2.4 để thực hiện chức năng đó, với các thông số kỹ thuật: Sử dụng module GSM GPRS Sim800A. Nguồn cấp đầu vào: 5 ~ 18VDC, dòng cấp lớn hơn 2A. Mức tín hiệu giao tiếp: TTL (3.3 ~ 5VDC) hoặc RS232. Tích hợp chuyển mức tín hiệu TTL Mosfet tốc độ cao.
Tích hợp IC chuyển mức tín hiệu RS232 MAX232. Tích hợp nguồn xung với dòng cao cung cấp cho Sim800A. Sử dụng khe Micro Sim. Module SIM800A Ta có thể điều khiển module Sim800A thông qua mạch chuyển từ USB sang UART và truyền lệnh AT trực tiếp từ máy tính hoặc thông qua các board lập trình như Arduino, NodeMCU,… với các lệnh AT cơ bản là: AT: kiểm tra kết nối đến module Sim800A BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH 6 do an CHƯƠNG 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT ATD<số điện thoại>;: gọi đến số điện thoại mong muốn, lưu ý có dấu “;” ở cuối câu lệnh ATH: hủy cuộc gọi AT+CMGF=1: cấu hình chức năng tin nhắn AT+CMGS=” <số điện thoại>”: gửi tin nhắn đến số điện thoại mong muốn, sau khi thấy xuất hiện “>” thì gõ tiếp nội dung tin nhắn rồi bấm tổ hợp phím Ctrl+Z để gửi.5 Công tắc hành trình Để đảm bảo cho bệnh nhân mở đúng hộp thuốc vào thời gian đã được cài đặt thì cần sử dụng một bộ phận kiểm tra trạng thái đóng mở nắp của hộp thuốc nên nhóm sử dụng công tắc hành trình có hình dạng như hình 2. Công tắc hành trình hay còn gọi công tắc giới hạn hành trình là dạng công tắc dùng để giới hạn hành trình của các bộ phận chuyển động. Nó có cấu tạo như công tắc điện bình thường nhưng có thêm cần tác động để cho các bộ phận chuyển động tác động vào làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm bên trong nó. Công tắc hành trình là loại không duy trì trạng thái, khi không còn tác động sẽ trở về vị trí ban đầu.
Công tắc hành trình dùng để đóng cắt mạch dùng ở lưới điện hạ áp. Nó có tác dụng giống như nút nhấn động tác ấn bằng tay được thay thế bằng động tác va chạm của các bộ phận cơ khí, làm cho quá trình chuyển động cơ khí thành tín hiệu điện. Công tắc hành trình 2.6 IC 74HC595 IC 74 HC 595 là IC ghi dịch, chuyển từ nối tiếp sang song song, có chốt dữ liệu. Sử dụng rộng rãi trong việc mở rộng chân vi điều khiển do có thể điều khiển trạng thái từng chân độc lập như quét led ma trận hoặc led đơn,… với các thông số kỹ thuật: Đầu vào nối tiếp 8 bit Đầu ra nối tiếp hoặc song song 8 bit BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH 7 do an CHƯƠNG 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT Thanh ghi lưu trữ với đầu ra 3 trạng thái Tần số dịch chuyển 100 MHz (điển hình). Số chân: 16 Số cổng out: 9 Điện áp hoạt động: 2V – 6V DC Dòng ngõ ra: 5.2mA Nhiệt độ hoạt động: -40°C – 125°C Mức logic: 0 hoặc 1 [9]. Nguyên lý hoạt động: Sử dụng chân 14 để đưa dữ liệu và đưa 1 xung vào chân 11 để 74595 nhận dữ liệu. Mỗi lần như vậy, 74HC595 nhận được 1 bit dữ liệu.
Và bit này được ẩn dưới chân Q0. Nhưng vẫn chưa được xuất ra do chưa tạo xung chốt ở chân 12. Nếu đưa tiếp bit thứ 2 vào thì bit đưa vào trước đó sẽ dịch chuyển sang dưới chân Q1 và bit đưa vào thứ 2 sẽ dịch chuyển vào chân Q0. Cứ như vậy, bit tới trước sẽ được đẩy lùi các chân cao hơn.
Các ngõ ra của 745HC95 chỉ nhận được dữ liệu khi nhận được xung chốt ở chân 12. Ngoài ra, có thể ghép nối tiếp nhiều IC 74HC595 lại với nhau bằng cách: Nối chung chân dịch dữ liệu số 11 của các IC 74HC595 lại với nhau. Nối chung chân chốt dữ liệu số 12 của các IC 74HC595 lại với nhau. Nối ngõ ra nối tiếp chân số 9 của IC 74HC595 trước với ngõ vào nối tiếp chân số 14 của IC 74HC595 sau [10].7 IC 74HC165 IC 74HC165 là IC ghi dịch, chuyển dữ liệu song song sang nối tiếp, được sử dụng để tiết kiệm chân vi điều khiển vì chỉ với 3 chân vi điều khiển có thể đọc rất nhiều ngõ vào nhưng thời gian xử lý sẽ chậm và thông số kỹ thuật bao gồm: Số chân: 16 Điện áp hoạt động: 2V – 6V DC Dòng ngõ ra: 5.2mA Nhiệt độ hoạt động: -40°C – 125°C Chức năng: Ngõ vào nối tiếp hoặc song song ra nối tiếp BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH 8 do an CHƯƠNG 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT Mức logic: 0 hoặc 1. Để đọc được tín hiệu ngõ vào, cần phải: Cho phép ngõ vào ở chân 15 và kéo xuống mức 0 Tạo xung H-L-H ở chân chốt dữ liệu ngõ vào 1. Tạo xung trên chân dịch bit 2 để đọc dữ liệu trên chân dữ liệu ra nối tiếp 9 (hoặc 7). Sau khi chốt dữ liệu thì trạng thái chân D7 được xuất ra trên chân dữ liệu ra nối tiếp nên khi đọc chân D7 không cần tạo xung dịch bit.
Để đọc dữ liệu từ nhiều IC 74HC165 chỉ cần nối ngõ ra nối tiếp IC sau vào ngõ vào nối tiếp IC trước. Các chân chốt dữ liệu ngõ vào và dịch bit nối chung với nhau theo từng chân tương ứng.2 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM DÙNG CHO HỘP THUỐC 2.1 NTP Server Trong đề tài này, nhóm chỉ dùng một vi điều khiển chính là ESP8266 NodeMCU với module wifi được tích hợp sẵn bên trong và việc lấy thời gian thực thông qua internet thay vì sử dụng thêm một module thời gian thực, có thể tiết kiệm chi phí hơn về phần cứng mà vẫn đáp ứng đúng yêu cầu đặt ra. Vì vậy, nhóm quyết định lấy thời gian thực thông qua NTP server. Vậy NTP server là gì? NTP là viết tắt của Network Time Protocol - một giao thức dùng để kết nối và đồng bộ giữa các máy chủ với nhau.
Nhiệm vụ của NTP đơn giản là động bộ tất cả các thành phần trong mạng với giờ UTC trong thời gian lên tới mili giây. Vì mỗi thành phần có những sai số khác nhau nên để làm được điều này cần thông qua thuật toán gọi là “intersection algorithm” của Keith Marlzullo. Với việc đồng bộ thời gian nhanh chóng như vậy thì đồng hồ thời gian thực gần như tuyệt đối [12]. Phương thức hoạt động của NTP như trong hình 2.6 giải thích như sau: Thiết bị khách như ESP8266 kết nối với máy chủ bằng giao thức gói dữ liệu người dùng (UDP) trên cổng 123.
Sau đó, một khách hàng truyền gói yêu cầu đến máy chủ NTP.