Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu hệ thống nhúng trên kit NI MyRIO" tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (HCMUTE) tập trung vào việc thiết kế và triển khai một hệ thống nhúng sử dụng kit NI MyRIO. Đồ án ứng dụng phần mềm LabVIEW, một môi trường lập trình đồ họa mạnh mẽ, để điều khiển các thành phần phần cứng khác nhau. Các thành phần này bao gồm: cảm biến nhiệt độ, cảm biến ánh sáng, module cảm biến khoảng cách hồng ngoại (IR Range Finder), mạch cầu H (PmodHB5) để điều khiển động cơ DC, servo GWS S03N, màn hình LCD (PmodCLS) và bàn phím (PmodKYPD). Hệ thống được thiết kế để giao tiếp với máy tính bảng iPad thông qua ứng dụng NI Data Dashboard nhằm mục đích điều khiển từ xa. Việc sử dụng FPGA trong kit NI MyRIO cho phép xử lý tín hiệu thời gian thực, tối ưu hiệu năng hệ thống. Các giao tiếp được sử dụng gồm SPI, I2C, và UART. Đồ án này đóng góp vào việc ứng dụng thực tiễn của kỹ thuật hệ thống nhúng và công nghệ thông tin trong giáo dục tại HCMUTE.
1.1. Mục tiêu nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
Mục tiêu chính là xây dựng một hệ thống nhúng hoàn chỉnh, điều khiển được các thiết bị ngoại vi thông qua kit NI MyRIO và phần mềm LabVIEW. Phạm vi nghiên cứu bao gồm việc thiết kế phần cứng, lập trình phần mềm, tích hợp các module, và triển khai giao diện điều khiển trên iPad. Đồ án tập trung vào việc áp dụng các kỹ thuật lập trình nhúng, xử lý tín hiệu, và giao tiếp giữa các thành phần. Việc nghiên cứu tập trung vào khả năng sử dụng NI LabVIEW như một công cụ lập trình trực quan, dễ sử dụng và hiệu quả trong việc phát triển hệ thống nhúng. Các kỹ thuật lập trình nhúng được sử dụng, bao gồm việc lập trình và cấu hình FPGA trong kit NI MyRIO, việc sử dụng các thư viện hỗ trợ cho các giao tiếp SPI, I2C, UART, cũng như viết code điều khiển các thiết bị ngoại vi như động cơ DC, servo, cảm biến và màn hình LCD. Phạm vi cũng bao gồm việc thiết kế giao diện người dùng trên iPad sử dụng ứng dụng NI Data Dashboard, cho phép điều khiển hệ thống từ xa và theo dõi dữ liệu.
1.2. Phương pháp nghiên cứu và kết quả đạt được
Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm. Đồ án bắt đầu bằng việc nghiên cứu tài liệu về hệ thống nhúng, kit NI MyRIO, phần mềm LabVIEW, và các module phần cứng. Tiếp theo là quá trình thiết kế phần cứng, lập trình phần mềm điều khiển, tích hợp các module và kiểm thử hệ thống. Kết quả đạt được là một hệ thống nhúng hoàn chỉnh, có khả năng điều khiển các thiết bị ngoại vi theo đúng yêu cầu. Đồ án chứng minh khả năng ứng dụng kit NI MyRIO trong việc giảng dạy và nghiên cứu hệ thống nhúng tại HCMUTE. Việc sử dụng LabVIEW đã giúp đơn giản hóa quá trình lập trình và tăng tính trực quan, thuận tiện cho việc học tập và nghiên cứu. Kết quả cũng thể hiện thành công trong việc tích hợp các module phần cứng và thiết lập giao tiếp giữa kit NI MyRIO và iPad thông qua ứng dụng NI Data Dashboard. Việc sử dụng các giao tiếp SPI, I2C, và UART đã được thực hiện thành công, chứng tỏ sự hiểu biết sâu rộng về các kỹ thuật giao tiếp trong hệ thống nhúng.
1.3. Ứng dụng thực tiễn và đóng góp
Đồ án có ứng dụng thực tiễn cao trong lĩnh vực tự động hóa, điều khiển, và robotics. Hệ thống có thể được mở rộng và ứng dụng vào nhiều dự án khác nhau, ví dụ như điều khiển robot, thiết bị gia dụng thông minh, hoặc các hệ thống giám sát từ xa. Đồ án góp phần nâng cao năng lực nghiên cứu và ứng dụng công nghệ của sinh viên HCMUTE trong lĩnh vực hệ thống nhúng. Việc sử dụng kit NI MyRIO và LabVIEW đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc học tập và thực hành các kỹ thuật lập trình nhúng tiên tiến. Đồ án mang lại nhiều kinh nghiệm thực tiễn cho sinh viên, giúp chuẩn bị cho sự nghiệp tương lai. Đóng góp quan trọng là việc cung cấp một ví dụ cụ thể về ứng dụng hệ thống nhúng trong giáo dục, cũng như chứng minh hiệu quả của kit NI MyRIO và LabVIEW trong môi trường giảng dạy và nghiên cứu. Những kết quả này có thể được sử dụng như tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu và dự án tương tự trong tương lai.
