Đặt vấn đề, lý do để chọn đề tài, thể hiện tính cấp thiết của đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, giới hạn gặp phải. Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Giới thiệu về các linh kiện, thiết kế, chuẩn kết nối, giao tiếp và nền tảng phần mềm, chương trình sẽ sử dụng. Nêu được ưu điểm, khuyết điểm của từng loại, đưa ra thông số kỹ thuật. Chương 3: Thiết Kế và Tính Toán Thiết kế sơ đồ khối, giải thích hoạt động và tính toán của từng khối, nguyên lý hoạt động của hệ thống.
Tác dụng từng chân của linh kiện khi được kết nối với nhau. Chương 4: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá Tổng hợp lại các linh kiện đã được sử dụng, trình bày cách thi công mạch, mô hình. Vẽ và giải thích từng lưu đồ, hướng dẫn sử dụng hệ thống. Chương 5: Kết quả, nhận xét và đánh giá Trình bày kết quả, hình ảnh mô hình sau khi thi công hoàn chỉnh, nhận xét ưu và nhược điểm của mô hình.
Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển Trình bày kết luận về đề tài sau khi đã thực hiện, đề ra các phương án để phát triển đề tài. 3 do an CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 2. GIỚI THIỆU ARDUINO WEMOS D1 2.
Sơ lược về Arduino Wemos D1 WeMos D1 là board mạch được phát triển dựa trên Module Esp8266MOD và được thiết kế theo tiêu chuẩn của board mạch Arduino UNO, tương thích với Arduino IDE và NodeMCU. Board được tích hợp Wifi, dễ dàng thực hiện các ứng dụng thu thập dữ liệu và điều khiển thiết bị thông qua Wifi. Wemos D1 có khả năng chuyển đổi điện áp trên board, cho phép cấp 1 điện áp DC 9-24V để chuyển đổi thành 5V với dòng tối đa 1A. Một số thuật ngữ nổi bật Flash Memory: bộ nhớ có thể ghi được, dữ liệu không bị mất ngay cả khi tắt điện.
Về vai trò, có thể hình dung bộ nhớ này như ổ cứng để chứa dữ liệu trên board. Chương trình được viết cho Arduino sẽ được lưu ở đây. Kích thước của vùng nhớ này thông thường dựa vào vi điều khiển được sử dụng, ví dụ như ATmega8 có 8KB flash memory. Loại bộ nhớ này có thể chịu được khoảng 10,000 lần ghi/xoá.
RAM: tương tự như RAM của máy tính, sẽ bị mất dữ liệu khi ngắt điện nhưng bù lại tốc độ đọc ghi xoá rất nhanh. Kích thước nhỏ hơn Flash Memory nhiều lần. EEPROM: một dạng bộ nhớ tương tự như Flash Memory nhưng có chu kì ghi/xoá cao hơn - khoảng 100,000 lần và có kích thước rất nhỏ. Để đọc/ghi dữ liệu có thể dùng thư viện EEPROM của Arduino.
do an CHƯƠNG 2. Thiết kế Trên board còn có 1 nút reset, 1 ngõ kết nối với máy tính qua cổng USB và 1 ngõ cấp nguồn sử dụng jack 2.1mm lấy năng lượng trực tiếp từ AC-DC adapter hay thông qua ắc-quy nguồn. Ngoài ra, board Arduino còn cung cấp cho các pin khác nhau như pin cấp nguồn 3.3V, pin cấp nguồn 5V, pin GND. Một số lưu ý khi làm việc với Arduino Mặc dù Arduino có cầu chi tự phục hồi (resettable fuse) bảo về mạch khi xảy ra quá tải, tuy nhiên cầu chì này chỉ được mắc cho cổng USB nhằm tự động ngắt điện khi nguồn vào USB lớn hơn 5V.
Vì vậy, khi thao tác với Arduino, cần tính toán cẩn thận để tránh gây hư tổn đến board. Thông số kỹ thuật Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật ESP8266 Vi điều khiển ESP8266MOD Điện áp hoạt động 3V3 I/O Digital Pin 11 Analog Pin 1 (Max input=3V2) Xung clock 80MHz/160MHz Flash 4Mb Khối lượng 25g Kích thước 68.4mm do an CHƯƠNG 2.2: Sơ đồ chân của ESP8266 Chân Chức năng Chân ESP-8266 TX TXD TXD RX RXD RXD A0 Analog input, max 3.3V input A0 D0 IO GPIO16 D1 IO, SCL GPIO5 D2 IO, SDA GPIO4 D3 IO, 10k Pull-up GPIO0 D4 IO, 10k Pull-up, BUILTIN_LED GPIO2 D5 IO, SCK GPIO14 D6 IO, MISO GPIO12 D7 IO, MOSI GPIO13 D8 IO, 10k Pull-down, SS GPIO15 G Ground GND 5V 5V – 3V3 3.3V RST Reset RST do an CHƯƠNG 2. Thiết kế nguồn Phần nguồn của Board mạch Arduino thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ sau: Hình 2.2: Nguồn của Arduino Lựa chọn nguồn cung cấp cho board mạch (khối màu cam trong hình trên): Board mạch Arduino có thể được cung cấp nguồn bởi Adapter thông qua Jack DC hoặc từ cổng USB (2 mũi tên màu đỏ). Trong trường hợp chỉ có 1 trong 2 nguồn cung cấp thì Board Arduino sẽ sử dụng nguồn cung cấp đó.
Trong trường hợp có cả 2 nguồn cung cấp thì Arduino sẽ ưu tiên lựa chọn nguồn cung cấp từ Jack DC thay vì từ cổng USB. Việc ưu tiên này được thực hiện bởi Op- Amp trong IC LMV358 và MOSFET FDN340P. Điện áp từ Jack DC sau khi qua Diode bảo vệ D1 thì được gọi là điện áp VIN. Điện áp VIN qua cầu phân áp để tạo thành VIN/2 để so sánh với điện áp 3.3V nên điện áp đầu ra của Op-Amp là 5V, điều này làm cho MOSFET không được kích, nguồn cung cấp cho Board Arduino là từ Jack DC sau khi qua ổn áp.
Tạo ra các điện áp 5v và 3.3v (2 khối màu xanh) để cung cấp cho vi điều khiển và cũng là điểm cấp nguồn cho các thiết bị bên ngoài sử dụng. Mạch Arduino do an CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT sử dụng IC ổn áp NCP1117 để tạo điện áp 5V từ nguồn cung cấp lớn và IC ổn áp LP2985 để tạo điện áp 3. Đây đều là những IC ổn áp tuyến tính, tuy hiệu suất không cao nhưng ít gợn nhiễu và mạch đơn giản.
Bảo vệ ngược nguồn, quá tải (vòng tròn màu đỏ). F1 là một cầu chì tự phục hồi, trong trường hợp chỉ sử dụng dây cáp USB để cấp nguồn thì tổng dòng tiêu thụ không được quá 500mA. Nếu không cầu chì sẽ ngăn không cho dòng điện chạy qua. D1 là một Diode, chỉ cho dòng điện 1 chiều chạy qua (từ Jack DC vào mạch), trong trường hợp mạch Arduino có mắc với các thiết bị khác và có nguồn cung cấp lớn hơn nguồn vào Jack DC, nếu có sai sót chập mạch.
thì sẽ không có trường hợp nguồn các thiết bị bên ngoài chạy ngược vào Adapter. Đèn nguồn ON sáng lên báo thiết bị đã được cấp nguồn. Nếu đã cắm nguồn mà đèn nguồn không sáng thì có thể nguồn cung cấp đã bị hỏng hoặc jack kết nối lỏng, hoặc mạch Arduino kết nối với các linh kiện bên ngoài bị ngắn mạch. Thiết kế mạch Reset Để vi điều khiển thực hiện khởi động lại thì chân RESET phải ở mức logic LOW (~0V) trong 1 khoản thời gian đủ yêu cầu.
Mạch reset của board Arduino UnoR3 phải đảm bảo được 02 việc: Reset bằng tay: Khi nhấn nút, chân RESET nối với GND, làm cho MCU RESET. Khi không nhấn nút chân Reset được kéo 5V. Reset tự động: Reset tự động được thực hiện ngay khi cấp nguồn cho vi điều khiển nhờ sự phối hợp giữa điện trở nối lên nguồn và tụ điện nối đất. Thời gian tụ điện nạp giúp cho chân RESET ở mức LOW trong 1 khoản thời gian đủ để vi điều khiển thực hiện reset.
Khởi động vi điều khiển trước khi nạp chương trình mới. CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY Dù cáp và dây điện vẫn đóng vai trò chính trong truyền và nhận thông tin, việc sử dụng tai nghe không dây, lướt web tại điểm truy cập Wi-Fi hoặc truyền dữ liệu giữa các thiết bị qua các giao tiếp không dây. đang trở nên quen thuộc và tác động lớn đến đời sống hàng ngày. Các công nghệ truyền thông không dây phổ biến: do an CHƯƠNG 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT Bluetooth Bluetooth không chỉ được dùng để truyền dữ liệu giữa các thiết bị di động, kết nối phụ kiện với điện thoại mà còn có trong một loạt thiết bị khác nhau như máy ảnh số, laptop, PC và đầu máy chơi game. Chip Bluetooth sử dụng tín hiệu sóng radio để truyền dữ liệu trong phạm vi hẹp, thường là khoảng 30 mét.3: Bluetooth Wireless USB Wireless USB có tính năng tương tự USB nói chung nhưng không cần dây cáp. Nó hỗ trợ máy in, máy ảnh, ổ cứng rời. kết nối không dây với máy tính.
Wireless USB sử dụng nền tảng UWB (ultra-wideband) với tốc độ lên đến 2 GB/giây, cho phép gửi video độ phân giải cao mà không tiêu tốn quá nhiều điện. Những sản phẩm Wireless USB đầu tiên cũng mới chỉ bắt đầu được giới thiệu ra thị trường.4: Wireless USB Wi-Fi Công nghệ kết nối Internet không dây này đã rất phổ biến trong gia đình, văn phòng, quán cafe và một số trung tâm thành phố lớn. Ngoài ra, Wi-Fi còn được dùng để nối những thiết bị gia dụng như TV, đầu DVD với máy tính. do an CHƯƠNG 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.5: Wi-Fi WiFi sử dụng sóng vô tuyến (RF) để cho phép hai thiết bị kết nối với nhau. Công nghệ này được sử dụng phổ biến nhất để kết nối các bộ định tuyến Internet với các thiết bị như máy tính, máy tính bảng và điện thoại. Tuy nhiên, nó cũng có thể được sử dụng để kết nối bất kỳ hai phần cứng nào với nhau. TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG WI-FI 2.
Giới thiệu Wifi mà mạng kết nối Internet không dây, là từ viết tắt của Wireless Fidelity, sử dụng sóng vô tuyến để truyền tín hiệu. Loại sóng vô tuyến này tương tự như sóng điện thoại, truyền hình và radio. Và trên hầu hết các thiết bị điện tử ngày nay như máy tính, laptop, điện thoại, máy tính bảng. đều có thể kết nối Wifi.
do an CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.6: Kết nối Wi-Fi 2. Nguyên lý hoạt động Để có được sóng Wifi thì cần phải có bộ phát Wifi - chính là các thiết bị như modem, router. Đầu vào, tín hiệu Internet nguồn (được cung cấp bởi các đơn vị ISP như FPT, Viettel, VNPT, CMC.
Thiết bị modem, router sẽ lấy tín hiệu Internet qua kết nối hữu tuyến rồi chuyển thành tín hiệu vô tuyến, và gửi đến các thiết bị sử dụng như điện thoại smartphone, máy tính bảng, laptop. Đây là quá trình nhận tín hiệu không dây (hay còn gọi là adapter) - chính là card Wifi trên laptop, điện thoại. và chuyển hóa thành tín hiệu Internet. Và quá trình này hoàn toàn có thể thực hiện ngược lại, nghĩa là router, modem nhận tín hiệu vô tuyến từ adapter và giải mã chúng, gửi qua Internet.
Cũng giống như điện thoại di động, Wifi sử dụng sóng radio (sóng vô tuyến) để truyền thông tin qua hệ thống mạng. Máy tính bao gồm một card mạng không dây sẽ truyền dữ liệu gửi vào tín hiệu radio. Tương tự tín hiệu này sẽ được truyền đi thông qua một ăng-ten, một bộ giải mã gọi là router.