Chương 1: Dẫn nhập Đồ án tốt nghiệp Trang 5 CHƯƠNG II GIỚI THIỆU MỘT SỐ MODULE SỬ DỤNG GVHD: Ths. Trương Ngọc Anh do an Chương 2: Giới thiệu một số module sử dụng Đồ án tốt nghiệp Trang 6 2.1 Giới thiệu board Arduino Yún 2.1 Tổng quan về board Arduino Yún Arduino Yún là một board mạch sử dụng vi điều khiển Atmega32u4, nó có 2 bộ xử lý đó là bộ xử lý Atmega32U4 và Atheros AR9331. AR9331 chạy Linux là OpenWrt wireless stack. Một khi bạn đã cấu hình Yún kết nối với mạng WiFi, bạn có thể lập trình 32U4 thông qua WiFi.
Module có hỗ trợ Wifi, một cổng USB-A, một khe cắm thẻ nhớ SD, 20 chân in/output, trong đó 7 chân được sử dụng là PWM, sử dụng thạch anh 16MHz, một cổng kết nối USB và có 3 nút reset. Các linh kiện và các cổng kết nối được tích hợp và bố trí vào một board rất nhỏ gọn và trông rất đẹp mắt. Sau đây là một số hình ảnh về rất đẹp mắt. Sau đây là một số hình ảnh về Yun.1: Hình ảnh mặt trước của 1 Arduino Yún (nguồn: https://www.cc/en/Main/ArduinoBoardYun) Hình 2.2: Hình ảnh mặt sau của 1 Arduino Yún (nguồn: https://www.cc/en/Main/ArduinoBoardYun) GVHD: Ths.
Trương Ngọc Anh do an Chương 2: Giới thiệu một số module sử dụng Đồ án tốt nghiệp Trang 7 Hình 2.3: Vị trí các linh kiện và khe cắm trên Arduino (nguồn: https://www.cc/en/Main/ArduinoBoardYun) Sau đây là một số thông số cơ bản của Arduino Yún: Bảng 2.1: Một số thông số cơ bản của Arduino Yún Đầu vào Thông số Vi điều khiển ATmega32u4 Điện áp hoạt động 5V Điện áp ngõ vào 5V Số chân I/O 20 Số chân PWM 7 Số kênh analog 12 Dòng DC ra trên 1 chân I/O 40 mA Dòng DC ra trên chân 3.3V 50 mA 32 KB Bộ nhớ Flash (trong đó sử dụng 4KB cho bootloader) SRAM 2.5 KB EEPROM 1 KB Tốc độ xung nhịp 16 MHz Vi xử lý Atheros AR9331 Kiến trúc MIPS @400MHz Điện áp hoạt động 3. Trương Ngọc Anh do an Chương 2: Giới thiệu một số module sử dụng Đồ án tốt nghiệp Trang 8 Ethernet IEEE 802.3 10/100Mbit/s WiFi IEEE 802.0 Host Loại thẻ nhớ dùng Micro-SD only RAM 64 MB DDR2 Bộ nhớ Flash 16 MB Dài 73 mm Ngang 53 mm Cân nặng 32 g (nguồn: https://www.cc/en/Main/ArduinoBoardYun) Để lập trình thông qua dây cáp cho Yun, phải kết nối vào máy tính, cần 1 Micro-B USB. USB cable này cung cấp nguồn và dữ liệu cho board. Khi lập trình Yún, phải chọn Arduino Yún từ Tools > Board trong Arduino IDE.
Yún chỉ được hỗ trợ bởi Arduino IDE 1. Board mạch dùng nguồn 5V. Nếu cấp nguồn cho Yún trên 5V, có thể sẽ làm hư nó. Nếu không cấp nguồn cho Yún từ kết nối micro-USB, có thể dùng nguồn cho Vin và chân 5V trên board.
Nhưng khuyến khích cấp nguồn cho Yún từ kết nối USB bất cứ khi nào có thể. Các kết nối SD, Ethernet và USB-A không kết nối vật lý với bộ xử lý 32U4, chúng được kết nối với AR9331. Tuy nhiên bộ nhớ xây dựng sẵn trong Yún có 1 số giới hạn về ghi. Do đó có thể dùng bộ nhớ ngoài như microSD card hoặc USB để lưu trữ dữ liệu, mã kịch bản, các trang web,… Để truy cập và lưu thông tin lên đĩa thông qua 32U4, cần có 1 thư mục tên arduino nằm ở gốc của đĩa.
Vi xử lý 32U4 được dành riêng để giao tiếp với vi xử lý AR9331. Yún có WiFi module có sẵn trên board, cho phép nó kết nối với 1 wireless router, hoặc hoạt động như 1 access point. Các bộ xử lý 32U4, WiFi, và AR9331 tất cả đều có nút reset riêng. Ngoài ra có 1 số đèn LED trạng thái trên Yún, thể hiện nguồn, kết nối WLAN, kết nối WAN và USB.
Ngoài ra chân 13 được kết nối với 1 trong những đèn trạng thái. Trong board Arduino Yun, thư viện Bridge có chức năng giao tiếp giữa 2 bộ vi xử lý Atmega 32u4 và Atheros 9331, nhờ đó mà Atmega 32u4 có thể giao tiếp với mạng internet và trao đổi thông tin qua lại với Atheros 9331. Bạn có thể đăng nhập vào Linux bằng Puty hoặc các phần mềm cho phép khác và thiết lập IP tĩnh, IP động cho Yun. Trương Ngọc Anh do an Chương 2: Giới thiệu một số module sử dụng Đồ án tốt nghiệp Trang 9 Hình 2.4: Cầu liên kết giữa 2 vi xử lý (Nguồn: http://www.com/wiki/Arduino_YUN) 2.2 OpenWrt – Yun Yún chạy 1 bản phân phối Linux gọi là OpenWrt-Yun, dựa trên OpenWrt.
Trong khi nó có thể cấu hình hệ thống từ dòng lệnh, có 1 trang web cho phép cấu hình nhiều tùy chọn khác nhau có sẵn. Giao diện (được gọi là LuCi) cho phép truy cập hầu hết mọi thiết lập bạn cần duy trì giao diện WiFi. Truy cập vào giao diện web được mô tả dưới đây. Để cài đặt phần mềm thêm vào OpenWrt-Yun, dùng trình quản lý gói của Linux opkg.
Thêm thông tin cách quản lý và 1 số lệnh cơ bản. Khi giao tiếp với hệ thống OpenWrt-Yun, dùng dòng lệnh hoặc truy cập thông qua thư viện Bridge của Arduino, hoặc thông qua SSH. Nếu không quen với dòng lệnh, có thể tìm hiểu 1 số vấn đề cơ bản thường dùng trong lập trình .3 Reset cho vi xử lý (AR9331, WiFi, và 32U4) Để restart AR9331, reboot OpenWrt-Yun, nhấn nút reset “YÚN RST” gần các chân đầu vào analog và các đèn LED trên board. Để restart 32U4 và restart Arduino sketch đã được cài đặt hiện tại, nhấn nút kê bên cạnh cổng Ethernet 2 lần.
Nút reset cho WiFi nằm kế bên cổng USB-A, khi nhấn nút, đèn WLAN sẽ nhấp nháy. Nếu bạn di chuyển sang 1 mạng khác và không thể truy cập không dây đến Yún thông qua giao diện web, bạn có thể reset cấu hình mạng của Yún bằng cách nhấn nút Wifi reset lâu hơn 5s nhưng ít hơn 30s, bộ xứ lý AR9331 sẽ khởi động lại (reboot). Cấu hình WiFi sẽ bị reset và Yún sẽ start mạng WiFi của nó Arduino Yún-XXXXXXXXXXXX. Bất kỳ các cấu hình thay đổi khác sẽ được giữ lại.
Để reset bản phân phối OpenWrt-Yun về trạng thái ban đầu, nhấn nút WiFi reset ít nhất 30s. Board sẽ trở lại trạng thái ban đầu như thể đã được reflashed hoặc vừa lấy ra khỏi hộp. Điều này sẽ hủy bỏ tất cả các tập tin đã cài đặt và các cấu hình mạng.5 dưới đây thể hiện vị trí các nút reset trên board. Trương Ngọc Anh do an Chương 2: Giới thiệu một số module sử dụng Đồ án tốt nghiệp Trang 10 Hình 2.5: Vị trí các nút reset trên Arduino (Nguồn: http://www.com/wiki/Arduino_YUN) 2.4 Cài đặt trình biên dịch IDE Trong phần này sẽ hướng dẫn cài đặt và cấu hình cho Arduino Yún để có thể giao tiếp được với mạng wifi thông qua modem/router, xong bước này chúng ta có thể lập trình và đổ chương trình trực tiếp qua wifi, điều này có nghĩa là chúng ta không dùng dây để nạp chương trình, rất hiệu quả và tiện lợi.
Cài đặt trình biên dịch IDE Đối với Windows, tải chương trình mới nhấn của IDE bằng cách vào trang chủ arduino.cc, sau đó vào thẻ dowload để tải về. Hiện tại trong đồ án này dùng IDE 1.1, nhưng mình khuyên sử dụng phiên bản mới nhất hiện nay là 1.6: Dowload IDE (Nguồn: https://www.cc/en/Main/Software) GVHD: Ths. Trương Ngọc Anh do an Chương 2: Giới thiệu một số module sử dụng Đồ án tốt nghiệp Trang 11 Sau đó giải nén và kích đôi vào file cài đặt để cài đặt chương trình. Chọn next để đi đến cuối cùng, sau đó gần kết thúc cài đặt sẽ hiện thông báo, chọn Intall để cài đặt, như hình sau: Hình 2.7: Cài đặt IDE Sau cùng là chọn finish để kết thúc việc cài đặt.
Chú ý: Yún dùng dịch vụ Bonjour để tự động phát hiện 1 mạng không dây. Dịch vụ này mặc định chưa có trong Windows. Nếu chưa cài đặt Bonjour, có thể tải về sau đó cài đặt. Ngoài ra, nên chắc rằng các chương trình anti-virus không chặn cổng giao tiếp 5353.
Tất cả các chương trình muốn cài đặt, vào trang chủ của arduino, rồi chọn mục Arduino Yun để tải: arduino.5 Cấu hình Wifi cho Arduino Yún Yún có thể hoạt động như access point, nó cũng có thể kết nối với 1 mạng đã có. Hướng dẫn này chỉ bạn cách kết nối Yún vào 1 mạng không dây. Yún có thể kết nối với mạng không dây không được mã hóa, cũng như các mạng hỗ trợ mã hóa WEP, WPA, và WPA2. Đầu tiên, cắm nguồn cho Arduino, chờ khoảng 1 phút để arduino khởi động, sau đó nó sẽ tạo ra 1 mang wifi có tên như hình sau, hãy kết nối máy tính vào mạng đó.8: Truy cập mạng wifi GVHD: Ths.
Trương Ngọc Anh do an Chương 2: Giới thiệu một số module sử dụng Đồ án tốt nghiệp Trang 12 Một khi bạn nhận được 1 địa chỉ IP, mở trình duyệt web và nhập 192.1 (ở đây là IP của tôi) trong thanh địa chỉ. Sau vài phút, 1 trang web xuất hiện yêu cầu mật khẩu. Nhập “arduino” (mặc định khi xuất xưởng có pass là arduino) và nhấn nút Log In.9: Đăng nhập Bạn sẽ thấy 1 trang với 1 số thông tin chuẩn đoán các kết nối mạng hiện tại. Đầu tiên là giao diện WiFi của bạn, thứ hai đến kết nối Ethernet của bạn.
Nhấn vào nút Configuration để tiến hành.10: Giao diện wifi của arduino Nhấn vào nút màu xanh sẽ hiện ra một trang mới, tại đây bạn đặt tên wifi tùy ý ở mục “YÚN NAME” mà sau này được dùng để gọi đến khi lập trình. Đặt tên mật khẩu, mặc định là “arduino” khi mới xuất xưởng. Nếu muốn, bạn thiết lập timezone và country. Khuyến khích thiết lập các tùy chọn này, nó giúp kết nối với mạng WiFi cục bộ.
Những thiết lập ban đầu này bạn phải nhớ, nếu quên mật khẩu chỉ còn cách reset để quay lại cài lập ban đầu. Trương Ngọc Anh do an Chương 2: Giới thiệu một số module sử dụng Đồ án tốt nghiệp Trang 13 Hình 2.11: Thiết lập tên và mật khẩu cho wifi arduino Nhập tên mạng WiFi bạn muốn kết nối đến. Chọn loại bảo mật và nhập mật khẩu, sau đó nhấn vào nút xanh “configure & restart”, chờ khoảng 1 phút, như vậy là mạng wifi đã hòa nhập vào mạng có sẵn. Ở đây tôi chọn mạng có sẵn là thesis.12: Chọn mạng wifi để kết nối Như vậy xong bước này, Arduino Yun hoàn toàn được kết nối mạng internet của bạn đã chọn.
Sau này các thao tác nạp chương trình cho Yun sẽ sử dụng qua sóng wifi. Tuy nhiên có phần hơi chậm hơn so với dùng cáp, nhưng không đáng kể. Sử dụng qua wifi để nạp chương trình có ưu điểm là ở khoảng cách xa vẫn có thể nạp được, không rườm rà phức tạp như có dây.2 Giới thiệu board arduino pro mini 2. Tổng quan Arduino Pro mini là 1 mạch vi điều khiển phát triển trên nền tảng ATmega328.