ĐIỀU KHIỂN THIẾT bị BẰNG BLUETOOTH DÙNG PIC (có code và layout)

ĐIỀU KHIỂN THIẾT bị BẰNG BLUETOOTH DÙNG PIC (có code và layout) ĐIỀU KHIỂN THIẾT bị BẰNG BLUETOOTH DÙNG PIC (có code và layout) ĐIỀU KHIỂN THIẾT bị BẰNG BLUETOOTH DÙNG PIC (có code và layout) ĐIỀU KHIỂN THIẾT bị BẰNG BLUETOOTH DÙNG PIC (có code và layout) ĐIỀU KHIỂN THIẾT bị BẰNG BLUETOOTH DÙNG PIC (có code và layout)

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG BLUETOOTH DÙNG PIC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT V

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1

1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI: 1

1.2 ĐỊNH HƯỚNG VỀ ĐỀ TÀI: 1

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2

2.1 SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG: 2

2.2 KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F887: 3

2.3 MODULE BLUETOOTH HC-05: 5

2.4 KHỐI NGUỒN DÙNG IC7805: 6

2.5 KHỐI RELAY (THIẾT BỊ ĐIỆN): 7

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 9

3.1 SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT: 9

3.2 MÔ HÌNH MÔ PHỎNG: 10

3.2.1 Sơ đồ nguyên lý: 10

3.2.2 Sơ đồ mạch in: 11

3.2.3 Mạch hoạt động thực tế: 12

CHƯƠNG 4 NHẬN XÉT 13

4.1 ƯU ĐIỂM: 13

4.2 NHƯỢC ĐIỂM: 13

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN 14

5.1 KẾT LUẬN: 14

5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN: 14

TÀI LIỆU THAM KHẢO 15 PHỤ LỤC A 16

HÌNH 2-2: VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877 4

HÌNH 2-3:SƠ ĐỒ CHÂN VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F887 4

HÌNH 2-4:MODULE BLUETOOTH HC-05 6

HÌNH 2-5:CHỨC NĂNG CÁC CHÂN MODULE BLUETOOTH HC-05 6

HÌNH 2-6: IC ỔN ÁP 5V LM7805 7

HÌNH 2-7: MẠCH NGUỒN 5V DÙNG LM7805 8

HÌNH 2-8: RELAY 12V 5 CHÂN 8

HÌNH 2-8: KHỐI RELAY 9

HÌNH 3-1: HÌNH ẢNH SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT 10

HÌNH 3-2: SƠ ĐỒ MẠCH NGUYÊN LÝ 11

HÌNH 3-3: SƠ ĐỒ MẠCH IN PCB LAYOUT 12

HÌNH 3-4: MẠCH HOẠT ĐỘNG THỰC TẾ 13

- UHF: ultra-high frequency.

- ADC: analog-to-digital converter

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 Tổng quan về đề tài:

Bluetooth là công nghệ cho phép truyền thông giữa các thiết bị vớinhau mà không cần cáp hoặc dây dẫn Nó là một chuẩn điện tử,nghĩa là các hãng sản xuất muốn có đặc tính này trong sản phẩmthì họ phải tuân thủ theo các yêu cầu của chuẩn này chosản phẩm của mình Những tiêu chuẩn kỹ thuật đó đảm bảocác thiết bị có thể nhận ra nhau và tương tác với nhau khi sử dụngcông nghệ Bluetooth Ngày nay, phần lớn các thiết bị đều sử dụngcông nghệ Bluetooth và các công nghệ khác Các thiết bị này gồmđiện thoại di động, laptop và thiết bị hỗ trợ cá nhân PDA(Prosonal Digital Assistant),

Bluetooth là chuẩn công nghệ không dây dùng để trao đổi dữ liệu

ở khoảng cách gần,sử dụng sóng UHF,bước sóng ngắn với băngtần ISM 2.4-2.485GHz. Bluetooth thiết kế hoạt động trên 79 tần số đơn lẻ Khikết nối , nó sẽ tự động tìm ra tần số tương thích và di chuyển đến thiết bị cần kết nốitrong khu vực nhằm đảm bảo sự liên tục. Kỹ thuật Bluetooth có thể xem là phứctạp Nó dùng kỹ thuật nhảy tần số trong các timeslot(TS) Cứ mỗi lần gửi haynhận một packet xong, Bluetooth lại nhảy sang một tần số mới, như thế sẽtránh được nhiễu từ các tín hiệu khác.Bluetooth được tập đoàn viễn thôngErisson phát minh năm 1994 với mục đích để thay thế cápRS232.Bluetooth cho phép kết nối nhiều thiết bị cùng lúc với nhau

và giải quyết được các vấn đề đồng bộ hóa thời bấy giờ Và cụ thể

ở đề tài này, ta sẽ ứng dụng công nghệ Bluetooth để xây dựng một

hệ thống điều khiển các thiết bị điện trong nhà

1.2 Định hướng về đề tài:

- Tìm hiểu về VDK PIC16F887 và công nghệ Bluetooth

- Tìm hiểu về module Bluetooth HC-05

- Thiết kế sơ đồ khối,sơ đồ giải thuật

- Thiết kế mạch nguyên lí, mạch in

- Thi công mạch và kiểm tra mạch

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG ĐỀ TÀI

1.3 Sơ đồ khối hệ thống:

Hình 2-1: Sơ đồ khối hệ thống

- Khối nguồn: cấp nguồn cho khối vi điều khiển và khối relay

- Khối VDK: điều khiển khối relay thông qua tín hiệu truyền từ smartphone đến module bluetooth

- Khối relay(thiết bị điện): các thiết bị điện

- Module bluetooth HC-05: giao tiếp với vi điều khiển để thực hiện lệnh điều khiển

1.4 Khối vi điều khiển PIC16f887:

Hình 2-2: Vi điều khiển PIC16f887

Hình 2-3:Sơ đồ chân vi điều khiển PIC16f887

Thông số kĩ thuật của PIC16F887:

- 8K Flash ROM.

- 368 bytes RAM.

- 256 bytes EEPROM.

- 5 Port I/O (A, B, C, D, E), ngõ vào/ra với tín hiệu điều khiển độc lập.

- 2 bộ định thời 8 bit Timer 0 và Timer 2.

- 1 bộ định thời 16 bit Timer 1, có thể hoạt động trong cả chế độ tiết

kiệm năng lượng (Sleep Mode) với nguồn xung clock ngoài

- 2 bộ CCP, Capture/Compare/PWM - tạm gọi là: Bắt giữ / So sánh / Điều

Biến xung

- 1 bộ biến đổi tương tự - số (ADC) 10 bit, 8 ngõ vào.

- 2 bộ so sánh tương tự (Comparator).

- 1 bộ định thời giám sát (WDT - Watch Dog Timer).

- 1 cổng song song ( Parallel Port ) 8 bit với các tín hiệu điều khiển.

- 1 cổng nối tiếp ( Serial Port ).

- 15 nguồn ngắt (Interrupt).

- Chế độ tiết kiệm năng lượng (Sleep Mode).

- Nạp chương trình bằng cổng nối tiếp ICSPTM (In-Circuit SerialPrograming)

- Nguồn dao động lập trình được tạo bằng công nghệ CMOS.

- Đề tài này, code lập trình cho PIC được viết bằng phần mềm CCS rồi nạpchương trình vào PIC để kiểm tra hoạt động của mạch

1.5 Module Bluetooth HC-05:

Hình 2-4:module Bluetooth HC-05

Hình 2-5:chức năng các chân module Bluetooth HC-05

Thông số kĩ thuật của module Bluetooth HC-05:

- Điện áp hoạt động :5V-3.3v.

- Chuẩn giao tiếp UART (truyền thông nối tiếp không đồng bộ).

- Khoảng cách thu phát không dây: bán kính 12 m.

- Hỗ trợ chế độ Master, Slave,Loopback (có thể lựa chọn chế độ bằng các

lệnh AT)

- Chế độ đặt lệnh AT từ máy tính, vi điều khiển.

- Pairing code mặc định:1234 hoặc 0000.

- Thiết lập uART mặc định:Baudrate 38400 hoặc 9600,N,8,1.

1.6 Khối nguồn dùng IC7805:

Hình 2-6: IC ổn áp 5V LM7805

Thông số kỹ thuật:

- Điện áp đầu vào lớn nhất:20V

- Điện áp đầu vào nhỏ nhất:7V

- Nhiệt độ hoạt động lớn nhất:85°c

- Nhiệt độ hoạt động nhỏ nhất:-20°c

- Dòng điện đầu ra:1.5A

- Điện áp ổn định:5V

Hình 2-7: mạch nguồn 5V dùng LM7805

Điện áp đầu vào 12V qua IC ổn áp LM7805 thành nguồn 5V cấp cho vi điều khiển

và cấp cho khối relay

1.7 Khối relay (thiết bị điện):

Hình 2-8: relay 12V 5 chân

Hình 2-8: khối relay

Relay là linh kiện điện tử thụ động, khác với công tắc thường ở một chỗ cơ bản, nóđược kích hoạt bằng điện, relay là công tắc nên nó có 2 trạng thái: đóng và mở.Điện áp vào 5V sử dụng transistor NPN (C1815) để điều khiển Khi RA0 = 1;Q6 thông, có dòng điện cấp cho cuộn hút của Relay Tiếp điểm 1 nối với 3,đèn LED D10 sáng, thiết bị được điều khiển đóng Khi S1 = 0; Q6 tắt, không códòng qua cuộn hút Tiếp điểm 1 nối với 2, đèn LED D10 tắt, thiết bị được điềukhiển ngắt,tương tự với RA1

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

1.8 Sơ đồ giải thuật:

Hình 3-1: hình ảnh sơ đồ giải thuật

1.1.2 Sơ đồ mạch in:

Hình 3-3: Sơ đồ mạch in PCB layout.

1.1.3 Mạch hoạt động thực tế:

Hình 3-4: mạch hoạt động thực tế

CHƯƠNG 4 NHẬN XÉT

1.10 Ưu điểm:

- Mạch có thiết kế đơn giản,nhỏ,gọn

- Giá thành hợp lí,dễ thi công và lắp đặt,dễ kết nối với các thiết bị điện đểđiều khiển

- Điều khiển ổn định trong phạm vi nhỏ hơn 10m

1.11 Nhược điểm:

- Hạn chế các tùy chỉnh

- Ít chức năng

- Khoảng cách điều khiển thiết bị còn tùy thuộc vào từng thiết bị

- Nhiễu khi sử dụng các thiết bị có từ trường mạnh

- Tính chất bảo mật kém

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN

1.12 Kết luận:

Kết quả đạt được trong đề tài này của em là:

- Hoàn tất thiết kế và thi công mạch hoàn chỉnh

- Mạch ổn định,đáp ứng chạy đúng yêu cầu đề tài

- Thiết kế được hoàn tất có thể ứng dụng để điều khiển các thiết bị gia dụng.Tuy nhiên,bên cạnh các ưu điểm thì hệ thống còn có vài nhược điểm hạn chế đó là

dễ bị phá hoại, vấn đề bảo mật kém,khoảng cách điều khiển còn hạn chế so với cáccông nghệ không dây khác

1.13 Hướng phát triển:

- Tích hợp thêm nhiều chức năng mới đi kèm như là:cảnh báo,đo đạc,báohiệu

- Kết hợp vào thiết kế nhà thông minh kèm các ứng dụng khác

- Thêm các chuẩn kết nối khác để tăng khả năng điều khiển thiết bị nhưRF,Wifi,hay mạng LAN,

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt:

Wikipedia:Công nghệ bluetooth,vi điều khiển PIC

Tiếng Anh:

http://microcontrollerslab.com/bluetooth-module-hc-05-interfacing-pic/