TỔNG QUAN VỀ BLUETOOTH
Công nghệ không dây Bluetooth
Bluetooth là công nghệ truyền thông không dây giữa các thiết bị, yêu cầu các nhà sản xuất tuân thủ các tiêu chuẩn điện tử để đảm bảo tính tương thích Các tiêu chuẩn kỹ thuật này giúp thiết bị nhận diện và tương tác hiệu quả khi sử dụng Bluetooth.
Hình 1.1 Công nghệ không dây Bluetooth 4.0
Hiện nay, hầu hết các nhà máy đều sản xuất thiết bị sử dụng công nghệ Bluetooth, bao gồm điện thoại di động, máy tính và thiết bị hỗ trợ cá nhân PDA (Personal Digital Assistant).
Công nghệ Bluetooth là một công nghệ truyền thông không dây dựa trên tần số vô tuyến, cho phép các thiết bị tích hợp giao tiếp với nhau trong khoảng cách nhất định Thường được sử dụng để kết nối hai loại thiết bị khác nhau, Bluetooth cho phép bạn sử dụng bàn phím không dây khi làm việc trên máy tính, nghe gọi qua tai nghe không dây trên điện thoại di động, hoặc chia sẻ lịch hẹn với bạn bè từ PDA của bạn.
Lịch sử phát triển của Bluetooth
Bluetooth 1.0, ra mắt vào tháng 7 năm 1999, là phiên bản đầu tiên của công nghệ kết nối không dây này, với tốc độ lý thuyết đạt 1Mbps Tuy nhiên, thực tế tốc độ kết nối của Bluetooth 1.0 chưa bao giờ vượt quá 700Kbps.
• Bluetooth 1.1 (2001): Đánh dấu bước phát triển mới của công nghệ Bluetooth trên nhiều lĩnh vực khác nhau với sự quan tâm củ a nhi ều nhà sản ất mới xu
• Bluetooth 1.2 (11/2003): Bắt đầu có nhiều tiến bộ đáng kể Chuẩn này hoạt động dựa trên băng tần 2.4GHz và tăng cường kế ối thoạ t n i.
Bluetooth 2.0+ERD (2004) đã cải thiện tốc độ truyền dữ liệu lên đến 2.1Mbps và giảm một nửa mức tiêu thụ năng lượng so với phiên bản trước Chuẩn này sử dụng chế độ cải tiến kết nối truyền tải - ERD (Enhanced Data Rate) để nâng cao hiệu suất kết nối.
• Bluetooth 2.1+ERD (2004): đây chính là thế hệ nâng cấp củaBluetooth 2.0 có hiệu năng cao hơn và tiế t ki ệm năng lượng hơn.
Bluetooth 3.0+HS (2008) có tốc độ truyền dữ liệu lên đến 24Mbps, tương đương với chuẩn Wifi thế hệ đầu tiên Công nghệ này cho phép truyền tải dữ liệu nhanh hơn và hiệu quả nhất trong phạm vi 10m.
Bluetooth 4.0, released on June 30, 2010, is the latest Bluetooth standard that integrates classic Bluetooth (versions 2.1 and 3.0), Bluetooth high speed (3.0 + HS), and Bluetooth low energy (Bluetooth Smart Ready/Smart) The low energy feature is a key component of Bluetooth 4.0, designed to support applications requiring extremely low power consumption, while maintaining compatibility with the original Bluetooth 1.0 protocol.
Đặc điểm của công nghệ Bluetooth
• Tiêu thụ năng lượng thấp.
• Cho phép ứng dụng được nhiều loại thiết bị bao gồm các thiết bị cầm tay và điện thoại di động.
• Giá thành ngày một giảm.
• Khoảng cách giao tiếp cho phép giữa hai ết bị kế ối có thể lên đến 100m thi t n
Bluetooth hoạt động trên băng tần 2.4GHz và có khả năng truyền dữ liệu với tốc độ lên đến 1Mbps, cho phép các thiết bị kết nối mà không cần phải nằm trong tầm nhìn trực tiếp.
Bluetooth giúp phát triển ứng dụng dễ dàng bằng cách kết nối các ứng dụng với nhau qua chuẩn Bluetooth, cho phép chúng hoạt động độc lập về phần cứng và hệ điều hành.
• Tính tương thích cao, được nhiều nhà sản xuất phần cứng cũng như phần mềm hỗ trợ.
• Khoảng cách kế ối còn ngắn so với công nghệ mạng không dây khác t n
Bluetooth là công nghệ kết nối không dây tầm ngắn, cho phép kết nối hai thiết bị cá nhân mà không tạo thành mạng Hoạt động trong dải tần từ 2.4GHz đến 2.485GHz, Bluetooth sử dụng 79 tần số đơn lẻ và tự động tìm tần số tương thích để duy trì kết nối liên tục giữa các thiết bị trong khu vực.
Các ứng dụng nổi bật
Các ứng dụng nổi bậ ủa Bluetooth gồ t c m:
• Điều khiển và giao tiếp không dây 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.
• Giao tiếp không dây với các thiết bị vào ra của máy tính, chẳng hạn như chuột, bàn phím và máy in.
• Truyền dữ ệu giữa các thiế ị dùng giao thức OBEX li t b
Thay thế các giao tiếp nối tiếp truyền thống bằng dây giữa các thiết bị như máy đo, thiết bị định vị GPS, thiết bị y tế, máy quét mã vạch và các thiết bị điều khiển giao thông.
• Thay thế các điều khiển dùng tia hồng ngoại.
• Điều khiển từ xa cho các thiết bị trò chơi điện tử như Wii Máy chơi trò chơi - điện tử ế hệ 7 của Nintendo[5] và PlayStation 3 của Sony th
• Kết nối Internet cho PC hoặc PDA bằng cách dùng điện thoại di động thay modem. h
PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG
Kiến trúc hệ thống
ến trúc củ Ki a Mô hình xe điều khiển từ xa bằng Android qua sóng Bluetooth được chia làm hai thành phần chính:
Chúng ta có thể sử dụng điện thoại di động hoặc máy tính bảng chạy hệ điều hành Android với kết nối Bluetooth làm thiết bị điều khiển.
Mô hình xe điều khiển được chia thành ba phần chính: khối nhận lệnh, khối điều khiển và khối thực thi.
Hệ thống mô hình xe điều khiển bao gồm ba khối chính: Khối nhận lệnh sử dụng module thu phát Bluetooth để nhận tín hiệu và giao tiếp với khối điều khiển; Khối điều khiển xử lý lệnh từ khối nhận lệnh để điều khiển các module khác; và Khối vận hành bao gồm module điều khiển cùng với các motor, giúp xe có khả năng di chuyển.
Linh kiện phần cứng
Khi nhắc đến mạch Arduino trong lập trình, Arduino UNO luôn là cái tên được ưu tiên nhắc đến Hiện tại, dòng mạch này đã phát triển đến thế hệ thứ 3 (R3).
2.2.1.1 Một vài thông số của Arduino UNO R3
• Vi điều khiển: ATmega328 họ 8bit.
• Điện áp hoạ ộng: 5V DC (chỉ được cấp qua cổng USB) t đ
• Tần số hoạt động: 16 MHz.
• Dòng tiêu thụ khoảng: 30mA.
• Điện áp vào khuyên dùng: 7 12V DC -
• Điện áp vào giớ ạn: 6 20V DC i h -
• Số chân Digital I/O: 14 (6 chân hardware PWM).
• Số chân Analog: 6 (độ phân giải 10bit).
• Dòng tối đa trên mỗ chân I/O: 30 mA i
• Dòng ra tối đa (5V): 500 mA.
• Dòng ra tối đa (3.3V): 50 mA.
• Bộ nhớ flash: 32 KB (ATmega328) với 0.5KB dùng bởi bootloader.
Arduino UNO sử dụng ba vi điều khiển 8 bit AVR: ATmega8, ATmega168 và ATmega328 Bộ vi điều khiển này có khả năng thực hiện các tác vụ đơn giản như điều khiển đèn LED nhấp nháy, xử lý tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, và tạo ra trạm đo nhiệt độ độ ẩm hiển thị trên màn hình LCD.
Hình 2.3 Vi điều khiển ATmega328
Arduino UNO được thiết kế với vi điều khiển ATmega328, nhưng nếu bạn cần một giải pháp tiết kiệm hơn, có thể sử dụng các vi điều khiển khác như ATmega8 với bộ nhớ flash 8KB hoặc ATmega168 với bộ nhớ flash 16KB, đáp ứng yêu cầu phần cứng tương đương.
Ngoài việc sử dụng cho board Arduino UNO, các IC điều khiển này còn có thể áp dụng cho các mạch tự chế Điều này là do bạn chỉ cần board Arduino UNO để lập trình cho chip điều khiển Thực tế, bạn không nhất thiết phải sử dụng Arduino UNO trong các sản phẩm của mình, mà có thể thay thế bằng các mạch tự chế để tiết kiệm chi phí.
Arduino UNO có thể được cấp nguồn 5V qua cổng USB hoặc từ nguồn bên ngoài với điện áp khuyên dùng từ 7 đến 12V DC, và giới hạn từ 6 đến 20V Sử dụng pin vuông 9V là lựa chọn hợp lý nếu không có nguồn từ cổng USB Lưu ý rằng việc cấp nguồn vượt quá giới hạn sẽ gây hư hỏng cho Arduino UNO.
GND (Ground) là cực âm của nguồn điện cung cấp cho Arduino UNO, và khi sử dụng các thiết bị có nguồn điện riêng biệt, các chân GND này cần phải được kết nối với nhau.
• 5V: cấp điện áp 5V đầu ra Dòng tối đa cho phép ở chân này là 500mA.
• 3.3V: cấp điện áp 3.3V đầu ra Dòng tối đa cho phép ở chân này là 50mA. h
• Vin (Voltage Input): để cấp nguồn ngoài cho Arduino UNO, bạn nối cực dương của ngu ồn với chân này và cự c âm c ủa nguồn với chân GND.
Chân IOREF trên Arduino UNO cho phép đo điện áp hoạt động của vi điều khiển, thường là 5V Tuy nhiên, không nên sử dụng chân này để cấp nguồn 5V, vì chức năng chính của nó không phải là cung cấp điện.
• RESET: việc nhấn nút Reset trên board để reset vi điều khiển tương đương với việc chân RESET được nố ới GND qua 1 điện trở 10K i v Ω.
Arduino UNO không được trang bị chức năng bảo vệ chống cắm ngược nguồn, vì vậy người dùng cần kiểm tra kỹ các cực âm và dương trước khi cấp nguồn Nếu nguồn được cắm sai, Arduino UNO có thể bị hỏng và trở thành một món đồ vô dụng.
Các chân 3.3V và 5V trên Arduino được sử dụng để cung cấp nguồn cho các thiết bị khác, không phải để cấp nguồn vào Việc cấp nguồn sai vị trí có thể gây hỏng board, điều này không được nhà sản xuất khuyến khích.
• Cấp nguồn ngoài không qua cổng USB cho Arduino UNO với điện áp dưới 6V có thể làm hỏng board.
• Cấp điện áp trên 13V vào chân RESET trên board có thể làm hỏng vi điều khiển ATmega328.
• Cường độ dòng điện vào/ra ở tất cả các chân Digital và Analog của Arduino UNO nếu vượt quá 200mA sẽ làm hỏng vi điều khiển.
• Cấp điệp áp trên 5.5V vào các chân Digital hoặc Analog của Arduino UNO sẽ làm hỏng vi điều khiển.
Cường độ dòng điện tối đa cho phép qua chân Digital hoặc Analog của Arduino UNO là 40mA; vượt quá mức này có thể gây hỏng vi điều khiển Vì vậy, nếu không sử dụng để truyền nhận dữ liệu, bạn cần mắc thêm một điện trở hạn dòng để bảo vệ thiết bị.
Vi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn cung cấp cho người dùng:
Vi điều khiển được trang bị 32KB bộ nhớ Flash, nơi lưu trữ các đoạn lệnh mà bạn lập trình Thông thường, một phần nhỏ trong số này, khoảng vài KB, sẽ được sử dụng cho các ứng dụng cụ thể.
9 dùng cho bootloader nhưng đừng lo, bạn hiếm khi nào cần quá 20KB bộ nhớ này đâu.
SRAM (Static Random Access Memory) có dung lượng 2KB, nơi lưu trữ giá trị các biến bạn khai báo trong lập trình Việc khai báo nhiều biến sẽ yêu cầu nhiều bộ nhớ RAM hơn Tuy nhiên, bộ nhớ RAM thường không phải là vấn đề đáng lo ngại Cần lưu ý rằng dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất khi mất điện.
EEPROM (Bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình và xóa điện tử) với dung lượng 1KB giống như một ổ cứng mini, cho phép người dùng đọc và ghi dữ liệu một cách an toàn mà không lo mất mát khi mất điện, khác với dữ liệu trên SRAM.
Arduino UNO có 14 chân digital cho phép đọc và xuất tín hiệu với hai mức điện áp là 0V và 5V Mỗi chân có dòng vào/ra tối đa là 40mA và được trang bị các điện trở pull up từ được cài đặt trong vi điều khiển ATmega328, mặc định không kết nối.
Hình 2.4 Các cổng vào/ra trên Arduino UNO R3
Mộ ố chân digital có các chức năng đặc biệt như sau: t s
Chân Serial 0 (RX) và 1 (TX) trên Arduino Uno được sử dụng để gửi và nhận dữ liệu TTL Serial, cho phép giao tiếp với các thiết bị khác Kết nối Bluetooth thường được coi là một dạng kết nối Serial không dây.
• Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép xuất ra xung PWM với độ phân giải 8bit (giá trị từ 0 → 28 1 tương ứng với 0V → 5V) bằng hàm analogWrite() - h
Biểu đồ ca sử dụng
Hình 2.17 ểu đồ ca sử dụng của hệ Bi thống h
2.3.1 Ca sử dụng tiến lên
Người điều khiển sử dụng thiết bị điều khiển để ra tín hiệu tiến lên, module HC 05 nhận thông tin này và chuyển tiếp đến Arduino Arduino sẽ xử lý tín hiệu điều khiển và gửi tín hiệu đến module L298N Khi nhận tín hiệu tiến lên, module L298N sẽ điều khiển 4 motor xoay để đưa xe di chuyển về phía trước.
Bảng 2.1 Bảng mô tả ca sử dụng Tiến lên
Brief Description Điều khiển cho xe tiến lên Pre condition - Thiết bị đã được kết nối Bluetooth
Basic Flows 1 Người điều khiển ra tín hiệu tiến lên ở trên thiết bị điều khiển.
2 Module HC 05 nhận tín hiệu điều khiển và chuyển tín hiệu điều - khiển cho Arduino.
3 Arduino xử lý tín hiệu nhận được, xuất tín hiệu điều khiển 4 motor tiến về phía trước thông qua module L298N.
4 Motor nhận được tín hiệu tiến lên từ module L298N bắt đầu xoay đưa xe tiến về phía trước.
2.3.2 Ca sử dụng lùi lại Ngư ời điều khiển ra tín hiệu lùi lại ở trên thiết bị điều khiển, module HC 05 nhậ - n thông tin điều khiển và chuyển tín hiệu điều khiển cho Arduino Arduino nhận, xử lý tín hiệu điều khiển và xuất tín hiệu điều khiển tới module L298N Module L298N nhận đượ tín hiệu điều khiển lùi lại, tiến hành điều khiển 4 motor xoay ngược chiề c u đưa xe lùi lại phía sau. h
Bảng 2.2 Bảng mô tả ca sử dụng Lùi lại
Brief Description Điều khiển cho xe lùi lại Pre condition - Thiết bị đã được kết nối Bluetooth
Basic Flows 1 Người điều khiển ra tín hiệu tiến lên ở trên thiết bị điều khiển.
2 Module HC 05 nhận tín hiệu điều khiển và chuyển - tín hiệu điều khiển cho Arduino.
3 Arduino xử lý tín hiệu nhận được, xuất tín hiệu điều khiển 4 motor lùi lại phía sau thông qua module L298N.
4 Motor nhận được tín hiệu lùi lại từ module L298N bắt đầu xoay ngược chiều đưa xe lùi lại phía sau Alternative Flows
2.3.3 Ca sử dụng xoay sang trái
Người điều khiển gửi tín hiệu sang trái qua thiết bị điều khiển, module HC 05 nhận tín hiệu và chuyển tiếp đến Arduino Arduino xử lý tín hiệu và xuất tín hiệu điều khiển đến module L298N Khi nhận tín hiệu điều khiển xoay trái, module L298N điều khiển hai motor bên phải xoay, trong khi hai motor bên trái đứng yên, giúp xe quay sang bên trái.
Bảng 2.3 Bảng mô tả ca sử dụng Xoay sang trái
Use Case Xoay sang trái
Brief Description Điều khiển cho xe xoay sang trái Pre condition - Thiết bị đã được kết nối Bluetooth
Basic Flows 1 Người điều khiển ra tín hiệu xoay sang trái ở trên thiết bị điều khiển.
2 Module HC 05 nhận tín hiệu điều khiển và chuyển - h
23 tín hiệu điều khiển cho Arduino.
3 Arduino xử lý tín hiệu nhận được, xuất tín hiệu điều khiển tới module L298N.
4 Module L298 nhận được tín hiệu, điều khiển 2 motor bên phải xoay về phía trước, 2 motor bên trái đứng yên đưa xe xoay sang bên trái.
2.3.4 Ca sử dụng xoay sang phải
Người điều khiển gửi tín hiệu rẽ phải qua thiết bị điều khiển, module HC 05 nhận tín hiệu và chuyển tiếp đến Arduino Arduino xử lý tín hiệu và xuất tín hiệu điều khiển cho module L298N Khi nhận được tín hiệu rẽ phải, module L298N điều khiển hai motor bên trái xoay và hai motor bên phải hoạt động, giúp xe di chuyển sang bên phải.
Bảng 2.4 Bảng mô tả ca sử dụng Xoay sang phải
Use Case Xoay sang phải
Brief Description Điều khiển cho xe xoay sang phải Pre condition - Thiết bị đã được kết nối Bluetooth
Basic Flows 1 Người điều khiển ra tín hiệu tiến lên ở trên thiết bị điều khiển.
2 Module HC 05 nhận tín hiệu điều khiển và chuyển - tín hiệu điều khiển cho Arduino.
3 Arduino xử lý tín hiệu nhận được, xuất tín hiệu điều khiển tới module L298N.
4 Module L298 nhận được tín hiệu, điều khiển 2 motor bên trái xoay về phía trước, 2 motor bên phải đứng yên đưa xe xoay sang bên phải.
2.3.5 Ca sử dụng dừng lại
Khi người điều khiển ngừng phát tín hiệu trên thiết bị điều khiển, hoặc sau một khoảng thời gian nhất định, module HC-05 sẽ không nhận được tín hiệu Do đó, Arduino không nhận được tín hiệu điều khiển từ module HC-05 và gửi tín hiệu dừng đến module L298N Khi module L298N nhận được tín hiệu dừng, nó sẽ ngừng xoay 4 motor, làm cho xe dừng lại.
Bảng 2.5 Bảng mô tả ca sử dụng Dừng lại
Brief Description Điều khiển cho xe dừng lại Pre condition - Thiết bị đã được kết nối Bluetooth
Basic Flows 1 Người điều khiển ngừng phát tín hiệu ở trên thiết bị điều khiển hoặc sau khoảng thời gian nhất định module HC - 05 không nhận được tín hiệu.
2 Arduino không nhận được tín hiệu điều khiển từ module HC 05, xuất tín hiệu dừng lại tới module - L298N.
3 Module L298 nhận được tín hiệu, điều khiển 4 motor ngừng xoay làm cho xe dừng lại.
2.3.6 Ca sử dụng tự hành tránh vật cản
Ngư ời điều khiển ra tín hiệu tự hành tránh vậ ản ở trên thiết bị ều khiển, module t c đi
HC - 05 nhận và chuyển tín hiệu điều khiển cho Arduino, giúp Arduino xử lý tín hiệu và kiểm tra chế độ tự hành tránh vật cản Nếu chế độ này đang ở mức OFF, Arduino sẽ chuyển sang chế độ tự hành tránh vật cản và gửi tín hiệu cho servo MG90S quay 90 độ về phía trước Sau đó, nó sẽ gửi tín hiệu tới module cảm biến HY - SRF05 để đo khoảng cách va chạm.
• Nếu khoảng cách va chạ m l ớn hơn khoảng cách va chạm giớ ạn (~25cm) hoặ i h c khoảng cách va chạm bằng 0 (không lấy được khoảng cách va chạm do khoảng h
25 cách cảm biến tới vật cản lớn hơn ~400cm) thì gửi tín hiệu tiến lên tới module L298N.
Nếu khoảng cách va chạm nhỏ hơn giới hạn, gửi tín hiệu lùi tới module L298N trong 0,3 giây Tiếp theo, kiểm tra khoảng cách va chạm bên trái và phải bằng cách điều khiển servo MG90S quay 180 độ sang trái và 0 độ sang phải để đo khoảng cách va chạm Nếu khoảng cách bên nào nhỏ hơn hoặc lớn hơn giới hạn va chạm, gửi tín hiệu quay xe về hướng đó trong 0,3 giây; nếu không, gửi tín hiệu dừng tới module L298N.
Module L298N nhận tín hiệu và điều khiển 4 motor theo tín hiệu đó Quá trình lặp lại gửi tín hiệu tới servo MG90S để quay góc 90 độ sẽ diễn ra cho đến khi có tín hiệu mới từ thiết bị điều khiển Trong chế độ tự hành, nếu tránh vật ở mức ON, sẽ chuyển sang chế độ OFF, gửi tín hiệu dừng xe tới module L298N và chuyển xe về chế độ điều khiển thông thường.
Bảng 2.6 Bảng mô tả ca sử dụng Tự hành tránh vật cản
Use Case Tự hành tránh vật cản
Brief Description Điều khiển cho xe tự di chuyển và tự tránh vật cản Pre condition - Thiết bị đã được kết nối Bluetooth
Người điều khiển phát tín hiệu tự hành để tránh vật cản thông qua thiết bị điều khiển, trong khi module HC 05 nhận tín hiệu điều khiển và truyền tải chúng đến Arduino.
2 Arduino nhận, xử lý tín hiệu điều khiển và kiểm tra chế độ tự hành tránh vật cản hiện tại:
- Mức ON: Arduino thiết lập chế độ tự hành sang mức OFF, gửi tín hiệu dừng xe tới module L298N và chuyển chế độ xe về điều khiển thông thường.
Arduino chuyển sang chế độ tự hành khi thiết lập mức OFF, gửi tín hiệu đến servo MG90S để quay 90 độ về phía trước, sau đó kích hoạt module cảm biến HY SRF05 để đo khoảng cách va chạm.
Nếu khoảng cách va chạm lớn hơn 25cm hoặc bằng 0 do khoảng cách cảm biến tới vật cản lớn hơn 400cm, module L298N sẽ nhận tín hiệu tiến lên Ngược lại, nếu khoảng cách va chạm nhỏ hơn giới hạn, module sẽ nhận tín hiệu lùi lại trong 0,3 giây, sau đó kiểm tra khoảng cách va chạm bên trái và bên phải bằng cách gửi tín hiệu tới servo MG90S để quay góc.
Quay xe 180 độ về bên trái và 0 độ về bên phải để đo khoảng cách va chạm So sánh khoảng cách va chạm bên trái và bên phải; nếu bên nào nhỏ hơn hoặc lớn hơn khoảng cách va chạm giới hạn, gửi tín hiệu quay xe trong 0,3 giây Nếu không, gửi tín hiệu dừng lại tới module L298N.
3 Module L298N nhận được tín hiệu và điều khiển 4 motor theo tín hiệu nhận được.
4 Kiểm tra nếu chế độ tự hành hiện tạ ở mức ON thì i tiến hành lặp lại các bước từ gửi tín hiệu tới servo MG90S quay góc 90 độ như trên cho đến khi nhận được tín hiệu khác từ thiết bị điều khiển.
Biểu đồ ần tự tu
2.4.1 Biểu đ ồ tuầ ự ca sử dụ n t ng ti ến lên
Hình 2.18 ểu đồ ần tự ca sử dụng tiến lên Bi tu
2.4.2 Biểu đ ồ tuầ ự ca sử dụ n t ng lùi lại
Hình 2.19 ểu đồ ần tự ca sử dụng lùi lại Bi tu h
2.4.3 Biểu đ ồ tuầ ự ca sử dụ n t ng xoay sang trái
Hình 2.20 ểu đồ ần tự ca sử dụng xoay sang trái Bi tu
2.4.4 Biểu đ ồ tuầ ự ca sử dụ n t ng xoay sang phải
Hình 2.21 ểu đồ ần tự ca sử dụng xoay sang phải Bi tu h
2.4.5 Biểu đ ồ tuầ ự ca sử dụ n t ng dừng lại
Hình 2.22 ểu đồ ần tự ca sử dụng dừng lại Bi tu
2.4.6 Biểu đ ồ tuầ ự ca sử dụ n t ng t ự hành tránh vật cản
Hình 2.23 ểu đồ ần tự ca sử dụng tự hành tránh vật cản Bi tu h
2.5 Lưu đồ ải thuật trên Arduino gi
Hình 2.24 Lưu đồ giải thuật chính trên Arduino h
31 Hình 2.25 Lưu đồ giải thuật tự hành tránh vật cản h
32 Hình 2.26 Lưu đồ giải thuật xử lý lệnh di chuyển h
2.6.1 Sơ đ ồ mạch điều khiể xe n
Hình 2.27 Sơ đồ mạch điều khiển xe
2.6.2 Sơ đồ mạch điều khiển xe mô phỏng trên Proteus
Hình 2.28 Sơ đồ mạch điều khiển xe mô phỏng trên Proteus h
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng điện thoại di động chạy hệ điều hành Android và cài đặt ứng dụng Bluetooth RC Controller để điều khiển xe.
Hình 2.29 Giao diệ ứng dụng Bluetooth RC Controller xin quyền n
Hình 2.30 Giao diệ ứng dụng Bluetooth RC Controller n Giao di ện chính của App gồm các chức năng chính sau:
• App có thể sự dụng các nút để tiến, lùi, xoay trái, xoay phải xe điều khiển mình đã tạo từ phần cứng.
• Có nút cài đặt để kế t n i Bluetooth t ố ừ điện thoạ i vào xe đi ều khiển. h
Mạch điều khiển xe bằng Smartphone qua sóng Bluetooth đã được thiết kế và thử nghiệm thành công, cho phép khoảng cách truyền nhận lên đến 70m Người dùng có thể điều khiển xe tiến, lùi, rẽ trái và phải với phản ứng nhanh chóng, không bị nhiễu từ các thiết bị khác Ứng dụng cài đặt trên nền tảng Android giúp mọi Smartphone cài đặt ứng dụng này có khả năng điều khiển xe mà không cần remote điều khiển khác.
Khi xây dựng chương trình điều khiển trên điện thoại, tính bảo mật đóng vai trò quan trọng, yêu cầu mã xác nhận kết nối do người lập trình cài đặt Để điều khiển thiết bị ngoại vi, cần có mã kết nối từ phần mềm điều khiển đã được cài đặt trên điện thoại Đây là một trong những ưu điểm của công nghệ Bluetooth so với sóng vô tuyến Chuẩn Bluetooth 4.0 áp dụng kỹ thuật nhảy tần ở tần số 2.5GHz, cho phép thiết bị thực hiện 1600 lần nhảy mỗi giây trên 79 tần số khác nhau, nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của fading đa đường và cải thiện chất lượng đường truyền.
Hình 2.31 Hình ảnh sản phẩm hoàn thiện h
Hình 2.32 Hình ảnh sản phẩm hoàn thiện
Hình 2.33 Hình ảnh sản phẩm hoàn thiện h
Thiết kế hệ thống
2.6.1 Sơ đ ồ mạch điều khiể xe n
Hình 2.27 Sơ đồ mạch điều khiển xe
2.6.2 Sơ đồ mạch điều khiển xe mô phỏng trên Proteus
Hình 2.28 Sơ đồ mạch điều khiển xe mô phỏng trên Proteus h
Kết quả thực nghiệm cho thấy, nhóm đã sử dụng điện thoại di động chạy hệ điều hành Android và cài đặt ứng dụng Bluetooth RC Controller để điều khiển xe.
Hình 2.29 Giao diệ ứng dụng Bluetooth RC Controller xin quyền n
Hình 2.30 Giao diệ ứng dụng Bluetooth RC Controller n Giao di ện chính của App gồm các chức năng chính sau:
• App có thể sự dụng các nút để tiến, lùi, xoay trái, xoay phải xe điều khiển mình đã tạo từ phần cứng.
• Có nút cài đặt để kế t n i Bluetooth t ố ừ điện thoạ i vào xe đi ều khiển. h
Mạch điều khiển xe bằng Smartphone qua sóng Bluetooth đã được thiết kế và thử nghiệm thành công, cho phép truyền nhận tín hiệu trong khoảng cách lên đến 70m Xe có khả năng di chuyển tiến, lùi, và rẽ trái, phải với tốc độ phản hồi nhanh và không bị nhiễu từ các thiết bị khác Với ứng dụng cài đặt trên nền tảng Android, mọi Smartphone cài đặt ứng dụng này đều có thể điều khiển xe mà không cần điều khiển khác đi kèm.
Khi xây dựng chương trình điều khiển trên điện thoại, tính bảo mật là yếu tố quan trọng, yêu cầu mã xác nhận kết nối do người lập trình cài đặt Để điều khiển thiết bị ngoại vi, điện thoại cần có mã kết nối đã được thiết lập Ưu điểm của sóng Bluetooth so với sóng vô tuyến là khả năng bảo mật này Chuẩn Bluetooth 4.0 sử dụng kỹ thuật nhảy tần ở tần số 2.5GHz, cho phép thiết bị thực hiện 1600 lần nhảy mỗi giây trên 79 tần số khác nhau, nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của Fading đa đường và nâng cao chất lượng đường truyền.
Hình 2.31 Hình ảnh sản phẩm hoàn thiện h
Hình 2.32 Hình ảnh sản phẩm hoàn thiện
Hình 2.33 Hình ảnh sản phẩm hoàn thiện h
