Tóm tắt đồ án Tìm hiểu và thi công mạch đồng hồ matrix thời gian thực

Nội dung text: Tóm tắt đồ án Tìm hiểu và thi công mạch đồng hồ matrix thời gian thực

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG VIỆT - HÀN KHOA KỸ THUẬT MÁY TÍNH VÀ ĐIỆN TỬ  TÌM HIỂU VÀ THI CÔNG MẠCH ĐỒNG HỒ MATRIX THỜI GIAN THỰC TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VÀ TRUYỀN THÔNG Sinh viên thực hiện : Hồ Văn Khăng Mã sinh viên : K12C08504202 Giảng viên hướng dẫn : ThS. Nguyễn Thị Huyền Trang Khóa đào tạo : 2018 - 2021 Đà Nẵng - 01/2020
2. PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Với sự phát triển của xã hội, khoa học kĩ thuật nói chung và vi điều khiển nói riêng ngày càng được úng dụng ở hầu hết các lĩnh vực. Trong nhiều lĩnh vực được quan tâm, có một lĩnh vực về điều khiển được tâm rất nhiều hiện nay đó là vi điều khiển AVR. Một trong số những biến thể phổ biến của AVR là arduino. Việc tìm hiểu và ứng dụng hết khả năng của nhiều loại Arduino là cả t quá trình lí giải thú vĩ và hữu ích, vì sự thuận tiện, tinh gọn, khả năng phát triển cũng như sự đa dạng các dóng sản phẩm phù hợp nhiều quy mô ứng dụng của nó. Một ý tưởng khác được quan tâm đông đảo trên các diễn đàn học tập ngành điện tử và tự động hóa, nhưng chưa có một tài liệu chính thống phố biến hướng dẫn hay cung cấp thông tin về nó, cũng như được giảng dạy ở nhiều trung tâm đó là ứng dụng Arduino trọng sản xuất. Trước thực tiễn ấy, chúng em đã quyết định chọn đề tài Thiết kế và thi công Mạch matrix thời gian thực này nhắm tim hiểu về vấn đề led matrix chạy chữ qua ứng dụng cuả Module Kít ESP8266 (ARDUINO). 2. Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu  Mục tiêu: Nghiên cứu thông qua đề tài là tìm hiểu về Đồng hồ matrix thời gian thực để cho mọi người cũng tiếp cận với khá năng nhanh nhất về công nghệ mới để tự học tự nghiên cứu.  Nhiệm vụ nghiện cứu : - Tìm hiểu cơ chế hoạt động - Phân tích sơ đồ nguyên lý - Nâng cao kĩ năng lập trình vi điều khiển, hàn mạch làm sản phẩm điện tử 1
3. - Tự nghiện cứu Phát triển khá năng tư duy của chúng ta 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu  Đối tƣợng: - Module Kít ESP8266 trong Mạch đông hồ matrix thời gian thực.  Phạm vi nghiên cứu: - Chủ yếu là nghiện cứu về Module ESP8266 và một số các link kiện phụ trợ khác - Và quan trọng nhất là nghiện cứu sầu về phần mềm Arduino để lập trình cho Kít ESP8266. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu - Thu thập tài liệu, tham khảo các tài liệu trền mạng, Internet có liên quan đến đề tài. - Phân tích, tổng hợp những vấn đề của mạch và thực tiễn có liên quan đến đề tài nghiên cứu. - Nghiên cứu sâu về đề tài và nhu cầu của khách hàng. - Sử dụng các phần mềm liền quan đến vẽ mạch: Altium, Proteus 8 5. Dự kiến kết quả - Trong quá trình thực hiện đồ án thì sinh viên gặp rất nhiều khó khăn mạng sách vợ cũng khó khăn cho nên phải làm đồ án trong thời gian rất dài, dự kiến kết quả trước một tháng - Nhưng chung ta phải hoàn thành Sản phẩm sẽ và hoàn chỉnh cả phần mềm và phần cứng như đã đề ra và đạt được hiệu quá cao. - Bộ cục bền ngoài như một đồng hồ thông mình và có hiệu ứng đẹp hiện thị được như yêu cầu đã đạt ra. - Dự kiến kết quả trước ngày - thì hoặc nộp đồ án 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn  Đưa công nghệ mới đời sống xã hội để cho người dân nắm bắt về công nghệ một cách nhanh nhất và hiểu quá nhất. 2
4.  Để đáp ứng nhu cầu của khách hàng vào các sản phẩm về công nghệ mới và tạo nên tảng cho chúng ta để phát triển sầu hơn, nhờ vào link kiện có sẵn, Module.  Trong mạch Đồng hồ maxtrix thời gian thực, hiện thị đúng thời gian như đồng hồ bình thường, nhờ bộ Kít ESP8266 kết nối với Wifi. Lập trình Tạo được hiệu ứng chạy chữ theo ý muốn  Mạch đồng hồ maxtrix thời gian thực được kết nối thêm với Bộ cảm biến nhiệt độ và độ ẩm từ đó chúng ta có thể biết được nhiệt độ ẩm trong phòng để chúng ta biết được mà điều chỉnh cho phù hợp với khí trong phòng  Cho chúng ta có nền tảng phát triển thêm cái mới nhờ Module kít ESP8266 và Cảm biết nhiệt độ độ ẩm để phụ trở cho mạch và mạch phải lập trình bằng phần mềm Arduino 7. Bộ cục đề tài Mạch đồng hồ matrix thời gian thực có 3 bộ cục chính như sau:  Chương 1: Giới thiệu về Kít ESP8266 và phần mềm lập trình Arduino IDE, trong chương nay chủ yếu la giới thiệu về chức năng và nguyên lý hoạt động của phần mềm và là ứng dụng thực tế hiểu quá khi vẫn dụng vào đời sống và trong công viêc và điện tử  Chương 2: Giới thiệu về link có trong mạch và chức năng của từng link kiện, thông số kỹ thuật  Chương 3: Thiết kế và thi công mạch đồng hồ matrix thời gian thực được thiết ngắn gọn, nhẹ nhàng, ít link kiện và hiểu quá cao thời làm không dài, và giới thiệu về protues chức năng của phần mềm ứng dụng của phần mềm trong công việc và học tập 3
5. CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU BỘ KÍT WIFI ESP8266 VÀ PHẦN MỀM LẬP TRÌNH ARDUINO IDE 1.1. KIT WIFI ESP8266 1.1.1. Giới thiệu về Module Kit Wifi ESP8266 1.2. GIỚI THIỆU VỀ ARDUINO IDE VÀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH CHO ARDUINO 4
6. CHƢƠNG II. CÁC LINH KIỆN TRONG MẠCH ĐỒNG MATRIX THỜI GIAN THỰC 2.1. LED MATRIX 8X32 2.1.1. Giới thiệu Led Matrix 8x32 2.1.2. Cấu tạo 2.1.3. Chức năng 2.2. IC MAX7219ENG 2.2.1. Giới thiệu về IC Max7219ENG 2.2.2. Tính năng: 2.3. CẢM BIẾN ĐỘ ẨM, NHIỆT ĐỘ DHT11 2.2.3. Giới thiệu chung về DHT11 2.2.4. Sơ đồ nguyên lý 2.4. MODULE MẠCH SẠC PIN TP 4056 1A 2.5. PIN SẠC 3V 2.2.5. Khái niệm pin sạc 3V 2.2.6. Cấu tạo 2.6. NÚT NHẤN (TẮT- MỞ) 5
7. CHƢƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH ĐỒNG HỒ MATRIX THỜI GIAN THỰC 3.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHẦN PROTUES MỀM MÔ PHỎNG 3.2. THIẾT KẾ MẠCH ĐỒNG HỒ MATRIX THỜI GIAN THỰC 3.3. SƠ ĐỒ KHỐI Hình 3.2. Sơ đồ khối của mạch đồng hồ matrix thời gian thực  Khối nguồn  Khối xử lý ESP8266  Khối cảm biến DHT11  Khối điều khiển Max7219Eng  Khối Led Matrix 32x8 3.4. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH 3. Lƣu đồ thuật toán để điều khiển 6
8. 3.5. LẮP ĐẶT VÀ THI CÔNG MẠCH ĐỒNG HỒ MATRIX THỜI GIAN THỰC Hình 3.9. Mạch đồng hồ mạch matrix thời gian thực được cắm nối trền test board. 7
9. Hình 3.10. Chế độ đông hồ thời gian thực Hình 3.11. Chế độ hiện thị nhiệt độ trong phòng hoặc ngoài trời Hình 3.12. Chế độ đo độ ẩm của mạch 8
10. Hình 3.13. Mô hình hoản chỉnh của mạch đồng hồ matrix thời gian thực KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN  Những kết quả đã đạt đƣợc Thiết kế hoàn chỉnh, hoàn thiện mô hình mạch đồng hồ matrix thời gian thực Thiết lập mô hình lưu đồ thuật toán và mô hình và mô phỏng thành công mô hình trên Arduino IDE. Các thành phần mạch điện và vi điều khiển hoạt động tốt: - Giá trị cảm biến đọc về chính xác, không bị trễ , sai sót, mất frame truyền. - Mạch cầu H hoạt động ổn định không bị quá tải, quá nhiệt. - Đọc encoder chính xác, không bị sai lệch - Các module hoạt động ổn định, không tự reset hoặc ngắt kết nối Mô hình có thể giữ ổn định cả thời gian dài nếu không bị ngắt nguồn âm và nước ngâm.  Hạn chế của đề tài Giữ ổn đỉnh chưa tốt còn bị nhiễu ánh sáng nhiều, dễ bị chập dây hoặc nguồn. Chịu tác động của ngoại lực còn yếu. 9
11. Hệ thống chưa đáp ứng đựợc khi có tác động từ bền ngoài và khối lượng mạnh va chám. Chỉ có thể giữ ổn đỉnh khi có sử tác động ngoại lực từ bền ngoài và tác động của còn người và vẫn đề ngoài ý muốn.  Kết luận Mạch Đồng hồ matrix thời gian thực được sử dụng Module Kit ESP8266 tạo hiệu ứng đẹp cho người xem trong đó có chạy chữ, đo nhiệt độ và độ ẩm nhờ phần mềm Arduino để lập trình và sử dụng cảm biến nhiệt độ và độ ẩm (DHT11), mạch nay rất ngắn gọn nhẹ nhàng lại còn rẽ nữa rất phù hợp khi đi công tác hoặc để trong phòng ngủ hoặc phòng làm việc và treo tương vì đồng hồ Matrĩ nay có cảm nhiệt độ nữa được hiện thị bằng Led Matrix 32x8 cho du hời nhỏ nhưng cũng có thể nhìn rõ được thời gian và nhiệt độ, độ ẩm trong đó phần chạy chữ thì chúng ta có thể thay đổi chữ tùy theo ý thích của mình tóm lại Đồng hồ Matrix thời gian thực-Có chạy chữ-Đo nhiệt độ-Độ ẩm rất phù hợp với xã hội đang phát triển hiện đại. Mạch được sử dụng Module Mạch sạc TP4056 1A và công tắc để thuận tiện cho việc tắt bật tiết kiếm được nguồn điện khi đi xa và nếu một ngày cảm thấy ngứa mặt thì tắt đi để tiết kiếm điện và dự được mạch không bi suy hào nhiều hơn để sự dụng lấu lầu hơn. - Mạch nay cũng chưa đáp ứng tốt về yêu cầu thiết kế vì có một số phần chưa được đẹp cho lắm như: - Mạch được hàn thủ công và nối dây, không về trực tiếp phần mền - Mạch nay toàn bộ sử dụng Module có sẵn, cho nên phần đó chưa có đẹp mắt cho lắm. Ngoài các phần đó thì toàn bộ phần còn lại thì đã đạt yêu cầu về thiết kế  Thiết kế và thi công mạch đồng hồ matrix thời gian thực: Có nhược điểm; là không kết nối được với điện thoại cho nên không thể bảo được nhiệt độ và độ ẩm qua điện thoại chỉ 10
12. có thể xem trực tiếp hiện thị trền Led, và một hiệu ứng như nhấp nháy chưa có, hẹn giờ, chưa hiện thị được phút.  Một số cần cải thiện trong mạch: Chúng ta có thể phát triển thêm như báo nhiệt độ, độ ẩm qua điện thoại bằng tin nhẵn, hiện thị được phút, hẹn được giờ, nhấp nháy và hiển thị được một số chức năng khác như: Mưa, bão, lũ lụt, bão cháy .v.v  Hƣớng phát triển của đề tài Trong tương lai mô hình mạch đồng matrix thời gian thực được phát triển như sau: Mô hình sẽ được điều khiển thông qua điện thoại, máy tính nhờ kết nối bluetooth và giao diện điện thoại hoặc máy tính sẽ thân thiện trực quan hơn. Tối ưu hóa khối lượng, thuật toán để mô hình có thể hoạt động trơn tru, linh hoạt, dễ điều khiển, tiết kiệm năng lượng. Có thể gắn thêm camera và gps, tạo thêm hiệu ứng nhấy nháy, thêm được giầy và tự hoạt động khi có nguồn điện. 11