Chương 1 sẽ giới thiệu về động lực, mục tiêu mà nhóm đã chọn đề tài và thông tin về bố cục của luận văn, sơ bộ nội dung của từng chương. Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 2 sẽ trình bày tổng quan những lý thuyết về hiện tượng vật lý, các thiết bị điện tử, các công nghệ sử dụng trong đề tài. Chương 3: Hiện thực mô hình Dựa vào những kiến thức đã tìm hiểu được ở chương 2, chương 3 là phần trình bày về các giải pháp nhóm đã từng thực hiện, nghiên cứu va đê xuât hướng di cuôi cùng và bản thiết kế của nhóm về mô hình cầu LED. Đồng thời các thành phần của thiết kế sẽ được trình bày một cách chỉ tiết.
Các tối ưu cho phần cứng, phương pháp đánh giá và kiểm tra kết quả của hệ thống cũng sẽ được trình bày trong chương này. Chương 4: Kết quả thực nghiệm Chương 4 trình bày về việc kết quả đạt được của hệ thống như tốc độ quay, số lượng đơn vị góc mà sản phâm có thê đáp ứng, các định dạng sản phẩm hỗ trợ. Các phương pháp đánh giá và kiểm tra kết quả của hệ thống cũng sẽ được trình bày trong chương này. Chương 5: Kết luận và hướng phát triển Chương5 tóm tắt toàn bộ công việc của nhóm và những kết quả, thành tích đã đạt được, những điểm cần cải tiến và cải thiện.
Đồng thời, các hướng nghiên cứu khả thi cho đề tài trong tương lai cũng được trình bày trong chương này. Hiện tượng lưu ảnh trên võng mạc (Persistence of vision) 2. Định nghĩa Hiện tượng lưu ảnh trên võng mạc thường được hiểu rang là một ảo ảnh quang học. Nó xảy ra khi nhận thức thị giác về trạng thái vật thé không thay đổi một khoảng thời gian ngay sau khi mà những tia ánh sáng bắt đầu di chuyên từ vật đó đến mắt [3].
Ngoài ra nó còn được xem là một ảo anh do não tạo ra. Vì khi nhiều hình ảnh xuất hiện liên tiếp đủ nhanh, não sẽ kết hợp chúng thành một hình ảnh duy nhất, liên tục và chuyên động. Mắt và não người chỉ có thé xử lý khoảng 12 hình ảnh riêng biệt mỗi giây, giữ lại hình ảnh trong 1/16 giây. Nếu một hình ảnh tiếp theo được thay thé trong khung thời gian này, một ảo ảnh về sự liên tục sẽ được tạo ra [4].
Ứng dụng Ké từ khi được giới thiệu, thuật ngữ “lưu ảnh trên võng mạc” được xem là lời giải thích cho sự nhận biết chuyền động của não về các thiết bị ảo quang như là: đĩa động họa (phenakistoscope), zoetrope.1: Đĩa động họa Hình 2.2: Zoetrope Một vi dụ khác nổi tiếng hơn là bánh xe màu của Newton. Vào ngày 6/2/1671 Isaac Newton đã công bố một bài báo về sự khúc xạ ánh sáng qua lăng thủy tinh. Từ đó ông tìm ra bảy màu cơ bản là đỏ, cam, vàng, lục, lam, tím va cham. Ong đã tận dụng hiện tưởng lưu ảnh trên võng mac đê chứng minh khi các màu này kết hợp với nhau sẽ tạo ra màu trắng [5].3: Bánh xe Newton khi quay (Nguồn anh: Wikihow) Ứng dung gan gũi nhất với với đề tài là màn hình LED.
Hiện tượng này đã được sử dụng cho các thiết bị hiền thị LED tạo hình anh bang cách hién thi một phan không gian tại một thời điểm liên tiếp nhanh chóng (ví dụ: một cột pixel cứ sau vài mili giây) 2. Tìm hiểu về các thiết bị điện tử, các công nghệ 2. Máy tính nhúng Raspberry Pi Zero W Raspberry Pi là chiếc máy tính kích thước nhỏ được tích hợp nhiều phan cứng mạnh mẽ đủ khả năng chạy hệ điều hành và cài đặt được nhiều ứng dụng trên nó. Raspberry Pi sản xuất bởi 3 OEM: Sony, Qsida, Egoman.
Và được phân phối chính bởi Element14, RS Components và Egoman. Nhiệm vụ ban đầu của dự án Raspberry Pi là tạo ra máy tính rẻ tiền có khả năng lập trình cho những sinh viên, nhưng Pi đã được sự quan tâm từ nhiều đối tượng khác nhau. Đặc tính của Raspberry Pi xây dựng xoay quanh bộ xử lí SoC Broadcom BCM2835 bao gồm CPU, GPU, bộ xử lí âm thanh và video. tất cả được tích hợp bên trong chip có điện năng thấp này 2.
Phan cứng GPIO 1 GHz CPU Wireless LAN Reset Header 512 Mb RAM Bluetooth 4.1 E Mini-HDMI Antena Micro-USB Micro-USB DATA Power Micro-SD Slot Camera Connector Hinh 2.4: Raspberry Pi Zero W 2. Thông số kỹ thuật Raspberry Pi Zero W bao gồm những thành phần: e ARMII xung cao nhất 1 GHz e 802.11n Wireless LAN e Bluetooth 4.1 & Bluetooth Low Energy e Bộ nhớ RAM 512MB e2 công micro usb (có một cổng chỉ cấp nguồn) e GPIO: 40 chân e Céng mini HDMI e Giao tiếp Camera qua CSI e 1 khe gắn Micro SD 2. Các chân GPIO GPIO của Raspberry Pi có thé cau hình dé được dùng lấy dit liệu ngõ vào (từ nút nhắn, sensor,. Hoặc dé điều khiển, giao tiếp với các thiết bị.
Một số chân GPIO có chức năng khác như UART, I2C, SPI. 3V3 power o- © 5V power GPIO 2 (SDA) © o 5V power GPIO 3 (SCL) o © Ground GPIO 4 (GPCLK0) o © GPIO 14 (TXD) Ground o o GPIO 15 (RXD) GPIO 17 o © GPIO 18 (PCM_CLK) GPIO 27 o © Ground GPIO 22 o © GPIO 23 3V3 power o o GPIO 24 GPIO 10 (MOSI) o © Ground GPIO 9 (MISO) o © GPIO 25 GPIO 11 (SCLK) o © GPIO 8 (CEO) Ground o o GPIO7 (CEI) GPIO 0 (ID_SD) o © GPIO 1 (ID_SC) GPIO 5 o © Ground GPIO6 © GPIO 12 (PWM0) GPIO 13 (PWM1) Ground GPIO 19 (PCM_FS) o o GPIO16 GPIO 26 © GPIO 20 (PCM_DIN) Ground o 0 GPIO 21 (PCM_DOUT) Hình 2.5: Sơ đồ chan Raspberry Pi 2. Hệ điều hành Một số Distributions Linux chạy trên Raspberry Pi như Raspbian, Pidora, openSUSE, OpenWRT, OpenELEC,. Raspbian: La một hệ điều hành thuận tiện cho việc cài đặt và sử dụng với sự hỗ trợ lớn từ cộng đồng mã nguồn mở trên thé giới.
Raspbian là một hệ điều hành đơn giản và thân thiện. Raspbian ở 2 dạng: NOOBS hoặc file Raspbian. e Với NOOBS, khi thực hiện cai đặt chúng ta sẽ được lựa chọn giữa các hệ điều hành khác nhau cho Raspberry Pi. e_ Với file Raspbian, khi đó sẽ không có quá trình lựa chọn giữa các hệ điều hành, mà Raspberry Pi sẽ tự thực hiện nhiệm vụ của mình dé chuyén tdi VIỆC khởi động của Linux kernel.
Ưu điểm và nhược điểm của Raspberry Pi Ưu điểm: e Hiện nay Raspberry Pi có giá thành khá rẻ cùng kích thước vô cùng nhỏ gọn. e Những thiết bị này có thé phục vụ cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau. e Có nhiều thư viện hỗ trợ e Raspberry Pi có khả năng hoạt động liên tục không ngừng nghỉ. Nhược điểm: e CPU cấu hình thấp.
e Người dùng phải có kiến thức cơ bản về Linux, điện tử. Tìm hiểu về Adruino Nano 2. Giới thiệu chung Arduino Nano 3.0 là một board nhỏ gọn, tiện dụng, đơn giản, dễ dàng lập trình.6: Board Arduino Nano 11 2. Phần cứng (Power Pins (G3 Arduino Pins QB ATMega Pins (QB Pw Pins ( JADC Pins (Communication Pins (J Interrupt Pins Hình 2.7: So đồ chan board Arduino Nano Thông số kỹ thuật chi tiết: e Vi điều khiến: ATmega328P e Điện áp hoạt động: 5V e Tần số hoạt động: 16 MHz e_ Điện áp đầu vào khuyên : 7V - 12V DC e Điện áp vào giới hạn : 6-20V DC e©_ Số chân Digital I/O : 14 e Số chân Analog : 8 e Bộ nhớ flash 32 KB (ATmega328) với 2KB dùng bởi bootloader e SRAM 2 KB (ATmega328) e EEPROM 1 KB (ATmega328) 12 e Kích thước board : 0,73 x 1,70 (Inch) ¢ Nguồn hoạt động: o Arduino Nano có thé được cung cấp nguồn 5V thông qua USB.
o Cấp nguồn ngoài với điện áp khuyên dùng là 7.12V DC và giới hạn là 6- 20V. Tìm hiểu về mạch giảm áp XL4015 2. Giới thiệu chung XL4015 là một mạch giảm áp sử dụng IC chính XL4015với độ ồn định và hiệu năng cao, có khả năng chỉnh được áp đầu ra từ 1.25VDC đến 32VDC với dòng điện ngõ ra lớn, lên đến 5A, phù hợp cho những thiết bị cần dòng điện lớn. Ngoài ra, trên mạch còn tích hợp biến trở tinh chỉnh dé điều chỉnh điện áp ngõ ra một cách chính xác nhât.
Thông số kỹ thuật e Điện áp ngõ vào: 4 ~ 38VDC e Điện áp ngõ ra: 1.25 - 36 VDC e Dong ngõ ra: 0 - 5A, 13 e Nhiệt độ làm việc: ~40°C ~ +85°C e Tần số hoạt động: 180KHz e Hiệu suất: 96% (tối đa) e Bao vệ ngan mach: Có (giới han 8A). Tìm hiểu về mạch giảm áp MP1584EN 2. Giới thiệu chung MP1584EN là một mạch giảm áp có dải điện áp đầu vào rộng từ 4.75 đến 28VDC, hiệu suất chuyền đổi lên đến 96%. Với kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, tiêu thụ điện năng thấp làm cho mô-đun này phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau.9: Mạch giảm áp XL4015 2.
Thông số kỹ thuật e Điện áp ngõ vào: 4.75VDC-28VDC e Điện áp ngõ ra: 1.OVDC-20VDC e Dong ngõ ra: 0 - 3A, e Nhiét độ làm việc: ~40°C ~ _85°C e Tần số hoạt động: 340KHz e Hiệu suất: 96% (tối da) 14 2. Tìm hiểu về động cơ GA25 1900RPM 2. Giới thiệu chung Động cơ giảm tốc GA25-1900 sử dụng điện áp 12 VDC, với tốc độ quay 1900 vòng/phút. Động cơ có cấu tạo bằng kim loại cho độ bền và độ ổn định cao, được sử dụng trong các mô hình robot, xe, thuyền, v.
Hộp giảm tốc của động cơ có nhiều tỉ số truyền giúp bạn dễ dàng lựa chọn giữa lực kéo và tốc độ (lực kéo càng lớn thì tốc độ càng chậm và ngược lại), động cơ sử dụng nguyên liệu chất lượng cao (lõi day đồng nguyên chat, lá thép 407, nam châm từ tính mạnh. Thông số kỹ thuật e Dong không tải: 60mA ¢ Dong chịu đựng tối đa khi có tải: 1.3A ¢ _ Tốc độ không tải: 1900 RPM (1900 vòng 1 phút) 15 2. Giới thiệu chung Là nguồn xung giúp chuyền đổi nguồn điện xoay chiều 110V - 220V (có thé chuyển giữa hai mức điện áp) thành điện một chiều 12V cung cấp cho các thiết bị điện tử. Với cấu tạo bằng vỏ nhôm và nhiễu lỗ giúp tản nhiệt tốt và có thé hoạt động liên tục với thời gian dài.11: Nguồn xung hay còn gọi là nguồn tổ ong 2.
Thông số kỹ thuật e Điện áp đầu vào: 110V/220V AC (có thé chuyền qua lại 110V và 220V) e Điện áp đầu ra: 12V DC e Cuong độ dòng điện: 10A e Công suất tối đa: 120W 16 2. Tìm hiểu về Mosfet PWM 15A 2. Giới thiệu chung Module sử dụng 2 Mosfet kích hoạt dé chuyền đổi tín hiệu PWM tới tải (động cơ, đèn.) đầu ra từ 5 - 36V.