CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Trang 3 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT Trang4 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.1 Công nghệ Bluetooth: 2.1 Khái niệm công nghệ Bluetooth: Bluetooth là một công nghệ cho truyền thông không dây tầm gần giữa các thiết bị điện tử. Công nghệ này hỗ trợ việc truyền dữ liệu qua các khoảng cách ngắn giữa các thiết bị di động và cố định, tạo nên các mạng cá nhân không dây. Công nghệ Bluetooth dựa trên tần số vô tuyến và bất cứ một thiết bị nào có tích hợp bên trong công nghệ này đều có thể truyền thông với các thiết bị khác trong dãy tần số 2. Đây là băng tần không cần đăng kí dùng cho các thiết bị không dây dùng trong công nghiệp, y tế, khoa học.2Các chuẩn kết nối Bluetooth: Chuẩn 1.0: Là phiên bản đầu tiên của chuẩn kết nối Bluetooth đƣợc đƣa vào sử dụng với tốc độ truyền tải dữ liệu là 1Mbs, tuy nhiên thực tế tốc độ của phiên bản này chỉ đạt đƣợc mức 720kbs.1: Phiên bản sửa lỗi của 1.0 nhƣng không thay đổi tốc độ.2: Thời gian dò tìm và kết nối nhanh hơn giữa các thiết bị, tốc độ truyền tải nhanh hơn so với chuẩn 1.0: Phiên bản nâng cấp sau Bluetooth 1.0 đƣợc nâng cấp tốc độ truyền tải lên 2.1 Mbs cùng với chế độERD (Enhanced Data Rate).1 đƣợc nâng cấp về tốc độ truyền tải nhƣng lại hạn chế trên thiết bị sử dụng do ERD chỉ là chế độ tùy chọn, một số nhà sản xuất đã không đƣa chế độ này vào sản phẩm của mình để giảm chi phí sản xuất.1 Đƣợc nâng cấp từ Bluetooth 2.0 vào năm 2007 với thay đổi quan trọng nhƣ hiệu năng cao hơn, giảm điện năng tiêu thụ.
Phiên bản này đƣợc sử dụng trên các thiết bị nhƣ điện thoại di động, laptop, tai nghe …. Tuy nhiên, Bluetooth 2.1 vẫn chƣa cho ngƣời dùng truyền tải các tập tin có dung lƣợng lớn.0 + HS ( High Speed): Đƣợc giới thiệu vào 21/4/2009, chuẩn kết nối này có tốc độ lý thuyết lên đến 24Mbps. Những thiết bị hỗ trợ Bluetooth 3.0 nhƣng không có .HS sẽ không đạt đƣợc tốc độ trên.Tuy tốc độ cao nhƣng Bluetooth vẫn chỉ hỗ trợ nhu cầu chia sẻ nhanh file có dung lƣợng thấp hay kết nối với loa, tai nghe… Bluetooth 4.0 đƣợc ra đời vào ngày 30/6/2010 là một phiên bản tối ƣu hóa các chuẩn Bluetooth trƣớc đó cho phép truyền tải tốc độ cao và tiêu tốn năng lƣợng thấp hơn. Phiên bản này là sự phối hợp các đặc tính tiên tiến của chuẩn Wi-Fi thông thƣờng với những yếu tố cốt lỗi của công nghệ Bluetooth.
Điều này đƣợc thấy rõ qua các tính năng sau đây: CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT Trang5 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP o Tiêu thụ năng lƣợng thấp: Đặc tính này có ý nghĩa rất quan trọng cho các nhà phát triển các thiết bị sử dụng Bluetooth nhỏ gọn hoạt động bằng pin.0 cho phép thiết bị với pin viên nhỏ hoạt động bền bỉ hơn một năm, dài hơn nhiều so với mức chỉ 2-3 ngày nếu sử dụng Bluetooth truyền thống. o Đạt độ tin cậy cao trong các kết nối đa điểm.1:Khả năng kết nối Bluetooth.3 Ứng dụng phổ biến: Các ứng dụng nổi bật của Bluetooth gồm: Điều khiển và giao tiếp không giây giữa một điện thoại di động và tai nghe không dây. Mạng không dây giữa các máy tính cá nhân trong một không gian hẹp đòi hỏi ít băng thông. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT Trang6 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2.2: Tai nghe bluetooth không dây Apple.
Giao tiếp không dây với các thiết bị vào ra của máy tính, chẳng hạn nhƣ chuột, bàn phím và máy in.3: Chuột không dây bluetooth. Thay thế các giao tiếp nối tiếp dùng dây truyền thống giữa các thiết bị đo, thiết bị định vị, thiết bị y tế, máy quét mã vạch, và các thiết bị điều khiển giao thông. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT Trang7 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thay thế các điều khiển dùng tia hồng ngoại. Gửi các mẩu quảng cáo nhỏ từ các pa-nô quảng cáo tới các thiết bị dùng Bluetooth khác.
Điều khiển từ xa cho các thiết bị trò chơi điện tử.4:Iphone dùng bluetooth điều khiển radio. Kết nối Internet cho máy tính bằng cách dùng điện thoại di động thay modem.4 Bảo mật công nghệ Bluetooth: Công nghệ Bluetooth có thể khá an toàn. Bạn có thể thấy đƣợc nhiều ƣu điểm của nó trong việc sử dụng và mã hóa. Nhƣng tuy nhiên, nhiều thiết bị Bluetooth có số lƣợng ngắn các chữ số sử dụng trong mã PIN và điều này có thể gây nguy hiểm cho các thiết bị này.
Vậy là thế nào để bảo vệ? Vô hiệu hóa Bluetooth khi không sử dụng chúng. Sử dụng Bluetooth trong chế độ ẩn. Cẩn thận với những nơi bạn sử dụng Bluetooth. Khai thác triệt để các tùy chọn bảo mật – Tìm hiểu kỹ về các tùy chọn bảo mật mà thiết bị Bluetooth của bạn có thể cung cấp, từ đó khai thác triệt để những tính năng tác dụng của chúng nhƣ sự mã hóa và thẩm định.5 Ƣu điểm công nghệ Bluetooth: Thay thế hoàn toàn dây nối.
Hoàn toàn không nguy hại đến sức khoẻ con ngƣời. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT Trang8 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảo mật an toàn với công nghệ mã hóa trong. Một khi kết nối đƣợc thiết lập thì khó có một thiết bị nào có thể nghe trộm hoặc lấy cắp dữ liệu. Kết nối điện thoại và tai nghe Bluetooth khiến cho việc nghe máy khi lái xe hoặc bận việc dễ dàng.
Giá thành rẻ. Tốn ít năng lƣợng, chờ tốn 0.3mAh, tối đa 30mAh trong chế độ truyền dữ liệu. Không gây nhiễu các thiết bị không dây khác. Tính tƣơng thích cao nên đƣợc nhiều nhà sản xuất phần cứng và phần mềm hỗ trợ.6 Hạn chế của công nghệ Bluetooth: Bắt sóng kém khi có vật cản.
Khả năng bảo mật còn kém Thời gian thiết lập lâu. Bắt sóng trong phạm vi hẹp (có thể đạt 10 -50m ) tùy môi trƣờng có ít/ nhiều vật cản.2 Động cơ servo: Động cơ DC và động cơ bƣớc vốn là những hệ hồi tiếp vòng hở- cấp điện để động cơ quay nhƣng chúng quay bao nhiêu thì không biết. Động cơ Servođƣợc thiết kế cho những hệ thống hồi tiếp vòng kín. Tín hiệu ra của động cơ đƣợc nối với một mạch điều khiển.
Khi động cơ quay, vận tốc và vị trí sẽ đƣợc hồi tiếp về mạch điều khiển này. Nếu có bầt kỳ lý do nào ngăn cản chuyển độngquay của động cơ, cơ cấu hồi tiếp sẽ nhận thấy tín hiệu ra chƣa đạt đƣợc vị trí mong muốn. Mạch điều khiển tiếp tục chỉnh sai lệch cho động cơ đạt đƣợc điểm chính xác.1 Phân loại, cấu tạo của động cơ Servo DC: Động cơ Servo có nhiều kiểu dáng và kích thƣớc, đƣợc sử dụng trong nhiếu máy khác nhau nhƣ máy tiện điều khiển bằng máy tính. Ứng dụng mới nhất của động cơ Servo là trong các robot, cùng loại với các động cơ dùng trong mô hình máy bay và xe hơi.
Có 2 loại động cơ Servo đƣợc sử dụng hiện nay đó là động cơ Servo AC và động cơ Servo DC. Trong phạm vi đồ án chỉ sử dụng động cơ Servo RC MG90S thuộc động cơ Servo DC. Các động cơ servo điều khiển bằng liên lạc vô tuyến đƣợc gọi là động cơ servo R/C (radiocontrolled). Trong thực tế, bản thân động cơ servo không phải đƣợc điều khiển bằng vô tuyến, nó chỉ nối với máy thu vô tuyến trên máy bay hay xe hơi.
Động cơ servo nhận tín hiệu từ máy thu này. Nhƣ vậy có CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT Trang9 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP nghĩa là ta không cần phải điều khiển robot bằng tín hiệu vô tuyến bằng cách sử dụng một động cơ servo, trừ khi ta muốn thế. Ta có thể điều khiển động cơ servo bằng máy tính, một bộ vi xử lý hay thậm chí một mạch điện tử đơn giản dùng IC 555. Động cơ Servo yêu cầu phải cấp nguồn (2 dây) và nhận điều khiển từ mạch chính (1 dây), mỗi dây thƣờng đƣợc đánh màu nhƣ sau: Hình 2.
Đỏ: nhận điện nguồn, Servo Tower Pro MG90s sử dụng nguồn 4. Đen: nối GND. Vàng: nhận tín hiệu từ Arduino Mega 2560. Cấu tạo động cơ servo: 1.
Mạch điện tử 3. Bánh răng giảm tốc 8. Chip điều khiển Hình 2.6: Cấu tạo động cơ Servo.2 Nguyên lí hoạt động của động cơ Servo DC: CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT Trang10 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Động cơ Servo đƣợc thiết kế là những hệ thống hồi tiếp vòng kín. Tín hiệu ra của động cơ đƣợc nối với một mạch điều khiển.
Khi động cơ quay, vận tốc và vị trí sẽ đƣợc hồi tiếp về mạch điều khiển này. Vôn kế trong Servo giữ vai trò chính trong việc cho phép định vị trí của trục ra. Vôn kế đƣợc gắn vào trục ra. Bằng cách này, vị trí của Vôn kế phản ánh chính xác vị trí trục ra của Servo.
Ta đã biết Vôn kế hoạt động nhờ cung cấp một điện áp biến thiên cho mạch điều khiển. Mạch điều khiển và động cơ đều đƣợc cấp nguồn DC ( từ 4. Để quay động cơ, tín hiệu số đƣợc gới tới mạch điều khiển. Tín hiệu này khởi động động cơ, thông qua chuỗi bánh răng, nối với vôn kế.
Vị trí của trục vôn kế cho biết vị trí trục ra của Servo. Khi vôn kế đạt đƣợc vị trí mong muốn, mạch điều khiển sẽ tắt động cơ.3Google App Inventor : Với chƣơng trình này, bạn không cần phải có bất cứ kiến thức nào về lập trình cũng có thể tạo các ra phần mềm cho Android từ cơ bản đến nâng cao. Với giao diện trực quan, dễ hiểu, cho phép truy cập đến các chức năng của điện thoại kể cả GPS, đây sẽ là công cụ giúp cho bộ sƣu tập ứng dụng của Android ngày càng dồi dào và phong phú.Cho phép ngƣời dùng viết ứng dụng Android chỉ cần đăng kí tài khoản Google. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT Trang11 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2.8: Giao diện App Inventor.4 Cảm biến gia tốc MPU 6050: 2.1 Tổng quan: MPU-6050 là cảm biến của hãng InvenSense.
MPU-6050 là một trong những giải pháp cảm biến chuyển động đầu tiên trên thế giới có tới 6 trục cảm biến tích hợp trong 1 chip duy nhất.9 Cảm biến MPU 6050. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT Trang12 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MPU-6050 gồm có 3 trục con quay hồi chuyển (gyroscope) và 3 trục gia tốc (accelerometer ) đƣợc thiết kế cùng nhau trong nhân chip Digital Motion Processor (DMP) sử dụng thuật toán MotionFusion.