Thiết kế và thi công thiết bị nhận dạng chuyển động của đầu tích hợp cảm biến gia tốc cho việc điều khiển xe lăn

TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG THIẾT BỊ NHẬN DẠNG CHUYỂN ĐỘNG CỦA ĐẦU TÍCH HỢP CẢM BIẾN GIA TỐC CHO VIỆC ĐIỀU KHIỂN XE LĂN II.. - Arduino Nano được sử dùng làm bộ xử lý trung tâm cho

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

LĂN

GVHD: ThS TRẦN ĐĂNG KHOA SVTH1: HUỲNH NGỌC PHIÊN (15141235) SVTH2: PHẠM NGỌC QUỐC (15141260)

TP Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 12 năm 2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

GVHD: ThS TRẦN ĐĂNG KHOA SVTH1: HUỲNH NGỌC PHIÊN (15141235)

TP Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 12 năm 2019

Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1

Khóa: 2015 Lớp: 159410A

I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG THIẾT BỊ NHẬN DẠNG

CHUYỂN ĐỘNG CỦA ĐẦU TÍCH HỢP CẢM BIẾN GIA TỐC CHO VIỆC ĐIỀU KHIỂN XE LĂN

II NHIỆM VỤ:

1 Các số liệu ban đầu:

- Kích thước mô hình: Bộ điều khiển động cơ DC (chiều dài 16cm, chiều rộng 8cm,

chiều cao 6cm), thiết bị nhận diện cử động đầu (tai nghe chụp tai SONY)

- Thiết bị nhận diện cử động đầu bằng cảm biến gia tốc và con quay thiết kế trên tai

nghe chụp tai SONY

- Bộ điều khiển động cơ DC 24VDC bằng cầu H nhận lệnh điều khiển từ thiết bị nhận

diện cử động đầu bằng bluetooth

- Sử dụng 2 cảm biến hồng ngoại để phát hiện vật cản

- Arduino Nano được sử dùng làm bộ xử lý trung tâm cho cả bộ điều khiển động cơ

và thiết bị nhận dạng chuyển động của đầu

2 Nội dung thực hiện:

- Tìm hiểu nguyên lí hoạt động của cảm biến gia tốc, các cảm biến khác như khoảng

cách, các chuẩn truyền như I2C, UART

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

o0o

muốn đi sang trái, phải, tới, lui Phân tích tín hiệu từ các cảm biến khác để nhận biết các trường hợp nguy hiểm cho người dùng trên xe lăn

- Từ các dữ liệu đã phân tích được từ cảm biến gia tốc tiến hành kết hợp với vi điều

khiển trung tâm để lập trình điều khiển các hướng di chuyển của xe lăn

- Từ các dữ liệu thu được từ các cảm biến khác như lực, khoảng cách, v.v để thiết kế

hệ thống cảnh báo và bảo đảm an toàn cho người sử dụng

- Kết hợp tất cả các phần là xe lăn, cảm biến, vi điều khiển và lập trình cho hệ thống

- Kết hợp điều khiển xe lăn bằng đầu và điều khiển xe lăn bằng ứng dụng di động

thông qua wifi

- Tiến hành chạy thử nghiệm, chỉnh sửa và hoàn thiện thêm tính năng cho xe lăn

- Tiến hành nhận xét, đánh giá chung toàn hệ thống

- Tiến hành viết báo cáo đề án

- Báo cáo đề tài tốt nghiệp

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 02/09/2019

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 25/12/2019

V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS Trần Đăng Khoa

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG THIẾT BỊ NHẬN DẠNG CHUYỂN

ĐỘNG CỦA ĐẦU TÍCH HỢP CẢM BIẾN GIA TỐC CHO VIỆC ĐIỀU KHIỂN XE LĂN

- Tìm hiểu về cảm biến gia tốc (accelerometer)

- Tìm hiểu về cảm biến con quay (gyroscope)

- Tìm hiểu cách kết hợp gia tốc và con quay để tính góc quay

4

(23/09/2019 –

29/09/2019)

- Tìm hiểu về Arduino Nano

- Tìm hiểu về kết nối không dây qua Bluetooth

5

(30/09/2019 –

06/10/2019)

- Tiến hành mua đầy đủ linh kiện

- Xây dựng mô hình để thực hiện nghiên cứu

- Tiến hành phân chia trường hợp từ dữ liệu thu được

- Tiến hành lập trình cho Arduino Nano dựa trên các trường hợp của dữ liệu thu được

8 - Thiết kế bộ điều khiển động cơ DC

27/10/2019) bộ điều khiển động cơ DC bằng module bluetooth

HC-05

9

(28/10/2019 –

03/11/2019)

- Lắp ráp, kết hợp xe lăn điện với bộ điều khiển động

cơ DC và thiết bị nhận dạng chuyển động của đầu

- Tiến hành chạy thử nghiệm trên mô hình thực tế

- Chạy thử nghiệm cảm biến phát hiện vật cản

- Sửa lỗi phần cứng và phần lập trình

12

(18/11/2019 –

24/11/2019)

- Tiến hành thiết kế điều khiển xe lăn bằng ứng dụng

di động thông qua wifi

- Kết hợp điều khiển bằng ứng dụng di động và cử động của đầu trên cùng 1 thiết bị

- Tiến hành chạy thử nghiệm xe lăn điện điều khiển bằng ứng dụng di động và sửa lỗi

- Viết luận văn

13

(15/11/2019 –

01/12/2019)

- Chạy thử nghiệm toàn bộ xe lăn điện

- Viết luận văn

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Trần Đăng Khoa – Giảng viên bộ môn Điện tử công nghiệp – y sinh, cùng các thầy cô khác trong bộ môn đã tạo điều kiện về kiến thức cũng như cơ sở vật chất trong quá trình chúng em thực hiện đề tài

Em cũng gửi lời cảm ơn đến các bạn cùng thực hiện đề tài khác tại phòng lab y sinh đã chia sẻ trao đổi những kinh nghiệm kiến thức để nhóm có thể hoàn thiện đề tài

Cảm ơn gia đình đã luôn bên cạnh nhóm trong quá trình thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn!

Người thực hiện đề tài Sinh viên 1 Sinh viên 2

TRANG BÌA………i

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii

LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv

LỜI CAM ĐOAN vi

LỜI CẢM ƠN vii

MỤC LỤC viii

LIỆT KÊ HÌNH x

LIỆT KÊ BẢNG xiii

TÓM TẮT xiv

Chương 1 TỔNG QUAN 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ: 1

1.2 MỤC TIÊU: 2

1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU: 2

1.4 GIỚI HẠN: 3

1.5 BỐ CỤC: 3

Chương 2 CƠ SỞ LÍ THUYẾT 4

2.1 Chuyển động của đầu trong không gian: 4

2.1.1 Phương hướng trong không gian: 4

2.1.2 Chuyển động của đầu trong không gian 3 chiều: 5

2.2 Gới thiệu phần cứng: 6

2.2.1 Cảm biến gia tốc: 6

2.2.2 Arduino Nano: 10

2.2.3 Module thu phát Wifi ESP8266 Node MCU: 13

2.2.4 Mạch thu phát Bluetooth HC-05: 15

2.2.5 Mạch Điều Khiển Động Cơ DC BTS7960 43A (1 Động Cơ): 17

2.2.6 Động cơ Servo SG90: 19

2.2.7 Cảm biến hồng ngoại Analog SHARP - GP2Y0A02YK0F 20

2.2.8 Pin Sạc Lipo 2000mAh 3.7V (LP803860): 21

2.2.9 TP4056 Mạch Sạc Pin MiniUSB 1A: 23

2.2.10 Mạch Giảm Áp DC LM2596 3A: 25

2.2.11 Chuẩn giáo tiếp I2C: 26

3.1 GIỚI THIỆU: 28

3.2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG: 28

3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống: 28

3.2.2 Tính toán và thiết kế mạch: 30

3.2.3 Thiết kế sơ đồ nguyên lí toàn hệ thống: 39

Chương 4 THI CÔNG HỆ THỐNG 41

4.1 GIỚI THIỆU: 41

4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG: 41

4.2.1 Thiết kế phần cứng cho hệ thống: 41

4.2.2 Lắp ráp và kiểm tra: 43

4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG: 49

4.4.1 Lưu đồ giải thuật: 49

4.4.2 Phần mềm lập trình cho vi điều khiển: 53

4.4.2 Phần mềm điện thoại: 57

4.5 LẬP TRÌNH MÔ PHỎNG: 60

4.5.1 Lưu đồ lập trình mô phỏng: 60

4.6 VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG: 61

4.6.1 Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng: 61

4.6.1 Quy trình thao tác: 61

Chương 5 KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 63

5.1 KẾT QUẢ: 63

5.2 NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ: 71

Chương 6 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 73

6.1 KẾT LUẬN: 73

6.1.1 Đạt được: 73

6.1.2 Chưa đạt được: 73

6.1 HƯỚNG PHÁT TRIỂN: 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Trang

Hình 2.1 Góc quay của vector trên không gian 2 chiều 4

Hình 2.2 Góc Euler – miêu tả phương hướng trong không gian 4

Hình 2.3 Biểu diễn roll, pitch và yaw trong không gian 5

Hình 2.4 Biểu diễn chuyển động của đầu bằng Roll, Pitch và Yaw 5

Hình 2.5 Robot tự cân bằng ứng dụng cảm biến gia tốc 5

Hình 2.6 Mô hình cảm biến gia tốc cơ bản 7

Hình 2.7 Con quay hồi chuyển 7

Hình 2.8 Hình ảnh thực tế của MPU6050 8

Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý của cảm biến GY 521 sử dụng chip MPU6050 9

Hình 2.10 Hình ảnh thực tế của Arduino Nano V3.0 11

Hình 2.11 Mạch nguyên lí của module Arduino Nano V3.0 13

Hình 2.12 Input/Output Pins của Arduino Nano 13

Hình 2.13 Hình ảnh thực tế của NodeMCU ESP8266 15

Hình 2.14 Sơ đồ nguyên lí PINOUT NodeMCU ESP8266 16

Hình 2.15 PINOUT của NodeMCU 17

Hình 2.16 Hình ảnh thực tế của HC-05 18

Hình 2.17 Pinout của HC-05 19

Hình 2.18 Hình ảnh thực tế của mạch điều khiển động cơ DC BTS7960 20

Hình 2.19 Sơ đồ chân của BTS7960 21

Hình 2.20 Hình ảnh động cơ ServoSG90 22

Hình 2.21 Cảm biến hồng ngoại Sharp 23

Hình 2.22 Sơ đồ chân của cảm bến khoảng cách SHARP 24

Hình 2.23 Hình ảnh thực tế của Pin sạc Lipo 2000mAh LP803860 25

Hình 2.24 Hình ảnh thực tế của mạch sạc TP4056 26

Hình 2.25 Sơ đồ nguyên lí của TP4066 28

Hình 2.26 Hình ảnh thực tế của mạch giảm áp LM2596 30

Hình 2.27 Sơ đồ nguyên lý của LM2596 30

Hình 2.28 Mô hình hoạt động của I2C 31

Hình 3.1 Sơ đồ khối toàn bộ hệ thống 33

Hình 3.2 Sơ đồ kết nối MPU6050 với Arduino Nano 35

Hình 3.4 Sơ đồ kết nối cài đặt HC-05 37

Hình 3.5 Sơ đồ kết nối module sạc Pin và Pin LIPO 38

Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lí nhận dạng chuyển động của đầu 39

Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lí của khối nhận dữ liệu Bluetooth 40

Hình 3.8 Sơ đồ nguyên lí kết nối 2 cảm biến khoảng cách với Arduino Nano 41

Hình 3.9 Mô hình kết hợp cảm biến khoảng cách và động cơ Servo để quét 41

Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lí kết nối 2 động cơ servo với Arduino Nano 42

Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lí khối điều khiển động cơ DC 42

Hình 3.12 Sơ đồ nguyên lí bộ điều khiển động cơ của xe lăn 43

Hình 3.13 Sơ đồ nguyên lí toàn mạch 46

Hình 4.1 Sơ đồ vị trí linh kiện trên tai nghe chụp tai 46

Hình 4.2 Sắp xếp linh kiện trong bộ điều khiển động cơ DC xe lăn 49

Hình 4.4 Hình ảnh Arduino Nano trên bộ điều khiển 50

Hình 4.5 Hình ảnh BTS7960 trên bộ điều khiển động cơ 50

Hình 4.6 Hình ảnh HC-05 trên bộ điều khiển 51

Hình 4.7 Khối bảm biến và điều hướng cảm biến 52

Hình 4.8 Hình ảnh bên hông của bộ điều khiển có input là USB 52

Hình 4.9 Hình ảnh bên hông trái của bộ điều khiển có công tắc cấp nguồn cho các linh kiện trong bộ điều khiển tránh sự cố xảy ra 53

Hình 4.10 Hình ảnh Pin LIPO và mạch such TP4056 của nó một bên tai nghe 53

Hình 4.11 Hình ảnh của board Arduino Nano bên một phần của tai nghe 54

Hình 4.12 Hình ảnh của module HC05 một bên của tai nghe 54

Hình 4.13 Hình ảnh NodeMCU bên trong tai nghe 55

Hình 4.13 Hình ảnh cảm biến MPU6050 được gắn trên tai nghe 55

Hình 4.14 Hình ảnh tai nghe sau khi đã hang thiện 56

Hình 4.15 Lưu đồ thuật toán chung cho toàn bộ hệ thống 57

Hình 4.16 Chương trình con điều khiển xe bằng đầu 58

Hình 4.17 Lưu đồ chương trình con điều khiển bằng ứng dụng 59

Hình 4.18 Logo phần mềm ARDUINO IDE 60

Hình 4.19 Cách tải phần mềm 61

Hình 4.20 Giao diện Arduino IDE 61

Hình 4.22 Các bước tạo 1 project trong BLYNK 63

Hình 4.23 Cách thêm nút nhấn điều khiển 64

Hình 4.24 Cách lấy Token 64

Hình 4.25 Giao diện ứng dụng trên di động 65

Hình 4.26 Lưu đồ thuật toán mô phỏng cảm biến 66

Hình 4.27 Mô phỏng chuyển động của cảm biến bằng Roll – Pitch -Yaw 66

Hình 4.28 Lưu đồ các sử dụng xe lăn điều khiển 70

Hình 5.1 Hình ảnh tai nghe nhận dạng chuyển động của đầu 70

Hình 5.2 Module điều khiển động cơ DC của xe lăn 70

Hình 5.3 Hình ảnh mặt sau của xe lăn 71

Hình 5.4 Hình ảnh mặt trước của xe lăn 71

Hình 5.5.Tín hiệu Roll và Pitch cảu ACCEL trước khi qua bộ lọc Complementary 72

Hình 5.6.Tín hiệu Roll và Pitch cảu GYRO trước khi qua bộ lọc Complementary 73

Hình 5.7.Roll và Pitch sau khi qua bộ lọc Complementary 73

Hình 5.8.Dữ liệu cảm biến khi gật đầu về trước 74

Hình 5.9.Dữ liệu cảm biến khi ngửa đàu ra sau 74

Hình 5.10.Dữ liệu cảm biến khi quay đầu sang trái 75

Hình 5.11.Dữ liệu cảm biến khi quay đầu sang phải 75

Hình 5.12.Khi ngủ gật sẽ có thông báo trên điện thoại di động và qua email 76

Hình 5.13.Khi phát hiện vật cản xe tự động dừng lại 76

Trang

Bảng 2.1 Các lệnh thông dụng HC-05 19

Bảng 2.2 Thông số RPROG và IBAT của TP4056 28

Bảng 3.1 Thống kê dòng tải của thiết bị nhận dạng 40

Bảng 3.2 Thống kê dòng tải của bộ điều khiển động cơ xe lăn 44

Bảng 4.1 Danh sách các linh kiện 47

Bảng 4.2 Thanh ghi reset và khởi tạo cảm biến 61

Bảng 4.3 Thanh ghi lưu giá trị của ACCEL 62

Bảng 4.4 Giá trị giới hạn của cảm biến ACCEL 62

Bảng 4.5 Giá trị giới hạn của cảm biến GYRO 62

Bảng 5.1 Thống kê kết quả điều khiển 72

Chúng ta đang sống trong thời đại mà các thiết bị, dụng cụ đã và đang được nghiên cứu, phát triển cho phép chúng hoạt động một cách tự động và thông minh hơn Sự ra đời của xe lăn là bước ngoặc lớn đối với người khuyết tật, từ xe lăn chạy bằng sức người cho đến những chiếc xe lăn điện hiện đại hỗ trợ cho người dùng Xe lăn điện ngày càng trở nên quan trọng như là một công nghệ hỗ trợ, thiết bị phục hồi sức khỏe và số lượng người tăng lên đáng kể

Hiện nay có nhiều loại xe lăn điện điều khiển như: xe lăn điện điều khiển bằng joystick, xe lăn điện điều khiển bằng giọng nói, xe lăn điện điều khiển qua ứng dụng di động Trong đề tài này nhóm nghiên cứu, thiết kế và thi công bộ điều khiển xe lăn điện điều khiển bằng các cử động của đầu để hướng đến những người khuyết tật, bệnh nhân không có khả năng sử dụng tay để điều khiển

Đề tài “Nghiên cứu, thiết kế và thi công bộ điều khiển xe lăn điện bằng các cử

động của đầu” đã hoàn thành được phần điều khiển xe lăn điện bằng các cử động của

đầu như quay trái, quay phải, gật về phía trước, gật về phía sau dựa trên cảm biến gia tốc (accelerometer) kết hợp với cảm biến con quay hồi chuyển (gyroscope) Ngoài phần điều khiển bằng đầu, xe lăn còn có thêm chức năng điều khiển được qua ứng dụng di động mã nguồn mở Blynk, có thể tự động thông báo cho người thân khi có sự cố như ngủ gật xảy ra, tự động dừng lại khi phát hiện vật cản phía trước và phía sau

Chương 1 TỔNG QUAN

Công nghệ ngày càng phát triển, nhất là trong thời kì của nên công nghiệp 4.0 thì mọi thứ đều được thực hiện một cách tự động, thông minh, nhanh chóng và tiện lợi cho người sử dụng Theo số liệu thống kê năm 2019 thì có tới 7% dân số Việt Nam tương đương với 6.2 triệu người khuyết tật, trong số đó số người khuyết tật vận động chiếm đến 35% (Theo Zing.vn) Đi vào vấn đề liên quan đến sự di chuyển của các người khuyết tật, các bệnh nhân đang trong quá trình hồi phục chức năng cũng được đáp ứng rất chu đáo như sự xuất hiện của xe lăn điện, góp phần tiết kiệm được sức lực của người thân

và cũng như bản thân người ngồi xe lăn

Hiện nay trên thị trường có phổ biến các loại xe lăn điều khiển bằng trục (joystick), ứng dụng di động… Vấn đề đang tồn tại ở đây là những xe lăn điện hiện nay hầu hết đều chưa hướng đến những người tàn tật không có khả năng sử dụng tay để điều khiển

Một số phương pháp điều khiển xe lăn điện hiện nay như: Bộ điều khiển thường

là một bên tay vịn của xe lăn có gắn thêm một số các nút điều khiển hướng cho phép người dùng có thể dùng tay để tinh chỉnh và điều khiển ở nhiều chế độ khác nhau Trong một số trường hợp bộ điều khiển có thể được gắn ở phía sau để người phụ tá hỗ trợ thay

vì người ngồi xe lăn Xe lăn hỗ trợ bộ điều khiển này có thể được thiết kế để có thể sử dụng ở trong nhà mà ngoài trời [1] Chúng ta có thể nhận thấy rằng trong cuộc sống hàng ngày cử chỉ là một trong những hành vi giao tiếp mà con người có thể dễ dàng sử dụng một cách dễ dàng, ví dụ như là cử chỉ của cánh tay, bàn tay, ngón tay đều được sử dụng Điều khiển xe lăn bằng các cử chỉ của tay ứng dụng những hành động này vào trong việc điều khiển và áp dụng công nghệ xử lý ảnh để xử lý các cử chỉ của tay [2]

Vấn đề ở trên một là chưa hướng đến người khuyết tật cả tay chân và nếu có thì cũng đang nằm quá trình nghiên cứu hoàn thiện Nhằm giải quyết vấn đề đó nhóm thực

hiện đề tài “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG THIẾT BỊ NHẬN DẠNG CHUYỂN

ĐỘNG CỦA ĐẦU TÍCH HỢP CẢM BIẾN GIA TỐC CHO VIỆC ĐIỀU KHIỂN

XE LĂN” Mục tiêu hướng tới những người tàn tật, bệnh nhân không có khả năng điều

khiển tay, xe lăn điện bây giờ có thể điều khiển được bằng những động tác của đầu người

sử dụng, ngoài ra còn tích hợp thêm các tính năng khác để thuận tiện cho người sử dụng như điều khiển qua ứng dụng, cảnh báo nguye nghiểm…

1.2 MỤC TIÊU:

Thiết kế và thì công xe lăn điều khiển bằng cử động của đầu dựa trên cảm biến gia tốc kết hợp với con quay hổi chuyển MPU6050, sử dụng vi điều khiển trung tâm là module Arduino Nano kết hợp với module ESP8266 NodeMCU để điều khiển

Nghiên cứu thiết kế phần nhận dạng tín hiệu của đầu (gật tới, gật sau, quay sang trái, quay sang phải) bằng cảm biến kết hợp với Arduino Nano Truyền dạng cử động của đầu dến bộ điều khiển động cơ để tiến hành điều khiển bằng Bluetooth

Thiết kế phần điều khiển xe lăn qua ứng dụng di động mã nguồn mở Blynk kết hợp với cảnh báo nếu gặp tình huống nghi hiển như ngủ gật, tự động phát hiện vật cản

và dừng lại dựa trên cảm biến hông ngoại Sharp

• NỘI DUNG 1: Nghiên cứu, tìm hiểu về cảm biến gia tốc, con quay hồi chuyển (MPU6050), Arduino Nano, cảm biến hồng ngoài SHARP, NodeMCU, BLYNK

• NỘI DUNG 2: Thu thập dữ liệu chuyển động (gật tới, gật sau, quay trái, quay phải) của đầu dựa trên cảm biến gia tốc (accelerometer) và con quay hồi chuyển (gyroscope) được tích hợp trên MPU6050

• NỘI DUNG 3: Thiết kế giải thuật, lập trình cho Arduino Nano dựa trên các dữ liệu đã thu được từ cảm biến để điều hướng xe lăn

• NỘI DUNG 4: Thiết kế bộ điều khiển động cơ DC để nhận tín hiệu từ thiết bị nhận dạng chuyển động của đầu bằng Bluetooth để điều khiển xe lăn đã có sẵn 2 động cơ DC

• NỘI DUNG 5: Tích hợp thêm cảm biến khoảng cách nhận diện vật cản, ứng dụng cảnh báo nguy hiểm, kết hợp điều khiển xe lăn bằng ứng dụng di động Blynk

• NỘI DUNG 6: Kết hợp tất cả các phần nhận dạng tín hiệu, điều khiển, hệ thống

an toàn vào trên cùng một xe lăn Tiến hành chạy thử nghiệm và hiệu chỉnh

• NỘI DUNG 7: Đánh giá kết quả thực hiện

• NỘI DUNG 8: Viết báo cáo

• NỘI DUNG 9: Bảo vệ đề tài

• Xe lăn di chuyển 4 hướng: tới, lui, trái, phải

• Xe lăn phục vụ người dùng trong môi trường nền bằng phẳng không phải cầu thang và ghềnh dốc quá cao

• Chương 1: Tổng Quan

Chương này trình bày đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nôi dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục trình bày của đề tài

• Chương 2: Cơ sở Lý Thuyết

Giới thiệu các linh kiện, thiết bị sử dụng thiết kế hệ thống Giới thiệu khái quát

về các thông số của cảm biến, ứng dụng được sử dụng trong đề tài

• Chương 3: Thiết Kế và Tính Toán

Tính toán để lựa chọn các linh kiện phù hợp với hệ thống Thiết kế sơ đồ khối và giải thích sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lí của hệ thống điều khiển

• Chương 4: Thi Công Hệ Thống

Phần này tiến hành quá trình thiết kế phần cứng cho các phần của hệ thông như thiết bị nhận dạng chuyển động, bộ điều khiển động cơ DC Viết chương trình điều khiển cho Arduino, kết hợp ứng dụng di động vào để điều khiển xe lăn

• Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá

Đưa ra kết quả đạt được sau một thời gian nghiên cứu, một số hình ảnh của bộ điều khiển xe lăn Đưa ra những nhận xét, đánh giá toàn bộ hệ thống điều khiển xe lăn bằng đầu

• Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển

Trình bày những kết luận về hệ thống những phần làm rồi và chưa làm, kết luận hiệu quá của bộ điều khiển xe lăn trong thực tế, đồng thời nếu ra hướng phát triển cho

hệ thống

Chương 2 CƠ SỞ LÍ THUYẾT

2.1 Chuyển động của đầu trong không gian:

2.1.1 Phương hướng trong không gian:

Trong hình học thì phương hướng, góc độ và dáng điệu của một vật (ví dụ một mặt phẳng, một vật thể rắn…) dùng để miêu tả không gian chứa vật đó Trong đó thì phương hướng được đặt ra dựa trên hệ trục tọa độ

• Trong không gian 2 chiều:

Trong không gian này thì phương hướng củ bất kỳ vật nào (vật rắn, mặt phẳng, vector…) được đo bởi một giá trị duy nhất là góc quay được tạo ra khi vật đó quay

Hình 2.1 Góc quay của vector trên không gian 2 chiều

• Trong khôn gian 3 chiều:

Vị trí và phương hướng trong không gian của một vật thể rắn được xác định như một vị trí và phương hướng của một khung tham chiếu trong một khung tham chiếu khác cố định với vật thể, tịnh tiến và quay Ít nhất 3 giá trị độc lập là cần thiết

để miêu tả phưoớng của khung hình cố định Mặc dù một vật thể rắn có thể di chuyển tự do được gọi là 6 bậc của tự do [3]

Hình 2.2 Góc Euler – miêu tả phương hướng trong không gian

2.1.2 Chuyển động của đầu trong không gian 3 chiều:

Trong giới hạn của đề tài ta chỉ tìm hiểu về 3 góc được gọi là momen đảo lại, dọc-xuống, nghiêng hay còn được gọi lần lượt là roll, pitch, yaw

Hình 2.3 Biểu diễn Roll, Pitch và Yaw trong không gian

Góc quay xung quanh trục*gọi là Pitch

Góc quay xung quanh trục Y gọi là Yaw

Góc quay xung quanh trục Z gọi là Roll

Hình 2.4 Biểu diễn chuyển động của đầu bằng Roll, Pitch và Yaw

2.2 Gới thiệu phần cứng:

Thiết bị đầu vào: cảm biến gia tốc (acceloremeter) kết hợp cảm biến con quay

hồi chuyển (gyroscope), cảm biến hồng ngoại, công tắc…

Thiết bị đầu ra: led đơn, module điều khiển động cơ DC, động cơ DC…

Thiết bị điều khiển trung tâm: Arduino Nano V3.0 Atmega328P, NodeMCU

ESP8266

Các chuẩn truyền dữ liệu: UART, SPI, I2C, Bluetooth, WiFi…

Thiết bị giao diện điều khiển: Điện thoại thông minh

2.2.1 Cảm biến gia tốc:

a Đặt vấn đề:

Để kháo sát trang thái chuyển động của một vật thì chúng ta cần biết các thông

số như là: vị trí, vận tốc, gia tốc Trên thực tế người ta thường hay sử dụng cảm biến gia tốc để khảo sát chuyển động của một vật Để cho một hệ thống có thể hiểu được các chuyển động để áp dụng trong các thuật toán tự động hóa người ta sẽ sử dụng cảm biến giá tốc để đọc dữ liệu và thiết kế [4]

Hình 2.5 Robot tự cân bằng ứng dụng cảm biến gia tốc

b Nguyên lý hoạt động:

Gia tốc kế (accelerometer):

Hình 2.6 Mô hình cảm biến gia tốc cơ bản

Vật thể m có thể di chuyển bên trong mô hình cảm biến gia tốc, khi di chuyển toàn bộ mô hình cảm biến thì vật thế m cũng sẽ di chuyển theo bên trong khoang chứa khiến lò xo dãn ra Nhờ vào đó mà có thể tính được gia tốc Nếu sử dụng 3

mô hình cảm biến gia tốc như trên vào hệ trục tọa độ X, Y, Z chúng ta có thể tính được chuyển động của vật trong không gian

Con quay hồi chuyển (gyroscope):

Hình 2.7 Con quay hồi chuyển

Con quay hồi chuyển là một thiết bị dùng để đo đạc hoặc duy trì phương hướng, dựa trên các nguyên tắc bảo toàn mô men động lượng Phương hướng thay đổi nhiều hay ít tùy thuộc vào mô men xoắn bên ngoài Tương tự như với cảm biến gia tốc, chúng ta cũng có thể tính được chuyển động của vật dựa trên cảm biến con quay hồi chuyển

c Ứng dụng:

- Ứng dụng trong kỹ thuật để tính toán gia tốc của các phương tiện, đo dao

động của ô tô, xe máy, các hệ thống tự động hóa, máy bay tự cân bằng

- Ứng dụng trong sinh học để nghiên cứu hoạt động của động vật

- Ứng dụng trong y học trong các thiết bị theo dõi hoạt động của con người

- Ứng dụng trong các thiết bị cá nhân như điện thoại thông minh

d Khảo sát các loại cảm biến gia tốc phổ biến trên thị trường:

- Giao tiếp: I2C

- Cảm biến gia tốc 3 trục Phạm vi: +/- 2G, +/- 4G, +/- 8G, +/- 16G

- Con quay hồi chuyển 3 trục Phạm vi: +/- 250, +/- 500, +/- 1000, +/-

2000dps

- Cảm biến từ 3 trục Phạm vi: ± 4800 TT

Cảm biến GY-9255 (MPU-9255):

- Giao tiếp: I2C

- Cảm biến gia tốc 3 trục Phạm vi: +/- 2G, +/- 4G, +/- 8G, +/- 16G

- Con quay hồi chuyển 3 trục Phạm vi: +/- 250, +/- 500, +/- 1000, +/-

e Tìm hiểu về cảm biến MPU6050 GY 521:

Trong giới hạn của đề tài, cảm biến MPU6050 phù hợp về mặt thông số, giá cả lẫn khả năng ứng dụng rộng rãi

Hình 2.8 Hình ảnh thực tế của MPU6050

- Giới thiệu chung:

MPU6050 GY 521 là cảm biến của hãng InvenSense, là một trong những giải pháp cảm biến chuyển động đầu tiên trên thế giới Cảm biến có 6DOF (3 trục cảm biến gia tốc và 3 trục cảm biến con quay hồi chuyển)

MPU6050 có 3 bộ chuyển đổi ADC (analog-to-digital) 16 bit để số óa đầu ra của cảm biến gia tốc và 16 bit để số hóa cảm biến con quay hồi chuyển

- Thông số:

- Điện áp sử dụng: 3~5VDC

- Điện áp giao tiếp: 3~5VDC

- Chuẩn giao tiếp: I2C

- Giá trị Gyroscopes trong khoảng: +/- 250 500 1000 2000 degree/sec

- Giá trị Acceleration trong khoảng: +/- 2g, +/- 4g, +/- 8g, +/- 16g

- Dòng hoạt động: 500uA

- Dòng ở chế độ công suất thấp: 10uA ở 1.25Hz, 20uA ở 5Hz, 60uA ở 20Hz,

110uA ở 40Hz

- Ngắt do người sử dụng lập trình

- Sơ đồ của GY 521 MPU6050:

Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý của cảm biến GY 521 sử dụng chip MPU6050

- VCC = Nguồn cung cấp 5VDC

- GND = GND

- SCL = Clock (SCL / SCK) cho I2C và SPI

- SDA = Data (SDA / SDI) cho I2C và SPI

- XDA = I2C bus (SDA) cho kết nối cảm biến ngoài

- XCL = I2C bus (SCL) cho kết nối cảm biến ngoài

- ADO = Lựa chọn địa chỉ cho I2C

- INT = Chân ngắt

2.2.2 Arduino Nano:

Hiện nay trong các dự án tự động ứng dụng rất nhiều loại vi điều khiển, module khác nhau Sau đây là một số vi điều khiển được ứng dụng nhiều trong việc học tập cũng như những dự án nhỏ:

Vi điều khiển PIC: Hiện nay có rất nhiều dòng PIC và cũng có rất nhiều khác

biệt về phần cứng, nhưng tất cả các dòng PIC đều có một vài nét sau:

- 8/16 bit timer

- Các chuẩn giao tiếp USART, AUSART, EUSARTs

- Bộ chuyển đồi ADC…

Bo điều khiển Arduino Uno:

Arduino UNO có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ 8bit AVR là ATmega8, ATmega168, ATmega328

Bộ xử lý có thể xử lí những tác vụ đơn giản như điều khiển đèn LED nhấp nháy,

xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, làm một trạm đo nhiệt độ - độ ẩm…hay những ứng dụng khác như hệ thống nông nghiệp tự động, nhà thông minh

Các thông số cơ bản của Arduino Uno:

- Chip điều khiển chính: ATmega328P

- Chip nạp và giao tiếp UART: ATmega16U2

- Nguồn nuôi mạch: 5VDC từ cổng USB

a Tổng quan về Atmega328P (Arduino Nano 3.x):

Hình 2.10 Hình ảnh thực tế của Arduino Nano V3.0

Arduino có kích thước nhỏ gọn (1.85cm*4.3cm), nhẹ (7g), hoàn thiện và thân thiện với người dùng Arduino làm việc với giắc cắm Mini-B USB thay cho cổng USB bình thường Được lập trình bằng Arduino IDE như những dòng Arduino khác hiện hành

Hình 2.12 Input/Output Pins của Arduino Nano

Arduino có thể hoạt động với điện áp cấp trực tiếp từ kết nối của Mini-B USB, 6V – 20V từ nguồn cung cấp bên ngoài (pin 30) hoặc 5V từ nguồn cung cấp (pin 27) Nguồn sẽ được tự động lựa chọn đến nguồn cao nhất khi ta cấp nhiều nguồn Chip xử lí Atmega328 có bộ nhớ là 32KB (cùng với 2KB được dùng cho bootloader, 2KB cho SRAM và 1KB cho EPPROM)

Mỗi một kênh số trong 14 chân digital trên Arduino Nano có thể được sử dụng như một ngõ vào hoặc ngõ ra Các ngõ ra này hoạt động với điện áp 5V Mỗi PIN

có thể cung cấp dòng tôi đa là 40mA và có một điện trở pull-up 20-50 kOhms Một

số PIN có những chức năng đặc biệt như:

- Serial: 0 (RX) và 1 (TX) Được sử dụng cho receive (RX) và transmit (TX)

- Reset: Sử dụng cho reset lại Arduino Nano

- Arduino Nano được lập trình trên Arduino IDE bằng ngôn ngữ C [5]

2.2.3 Module thu phát Wifi ESP8266 Node MCU:

Trông thời đại IOT (Internet of Things) thì mọi dự án hướng tới đều có liên quan đến kết nối internet/wifi Do đó trên thị trường xuất hiện rất nhiều loại module thu phát wifi hỗ trợ điều khiển lập trình cho các dự án tự động hóa như:

Module ESP8266: Có chức năng thu phát wifi kết nối với vi điều khiển qua

Tx và Rx Có giá thành khá rẻ

- Hỗ trợ chuẩn 802.11 b/g/n

- Wi-Fi 2.4 GHz, hỗ trợ các chuẩn bảo mật như: OPEN, WEP, WPA_PSK,

WPA2_PSK, WPA_WPA2_PSK

Module thu phát wifi ESP8285 ESP-M2: tần số chính hỗ trợ 80MHz,

160MHz và RTOS Kết nối và truyền dữ liệu gói trong vòng 2ms Giao diện: HSPI, UART, I2C, I2S, IR Từ xa Control, PWM, GPIO

- Tần số chính hỗ trợ 80MHz, 160MHz và RTOS

- Được xây dựng trong TCP/IP giao thức

o Xây dựng một kênh-bit với độ chính xác cao ADC

Trong phạm vi và mục đích của đề tài và qua khảo sát các chủng loại hiện hành

trên thị trường Module thu phát Wifi ESP8266 Node MCU phù hợp với mục đích của

đề tài

a Tổng quan về Module thu phát Wifi ESP8266 Node MCU:

Hình 2.13 Hình ảnh thực tế của NodeMCU ESP8266

ESP8266 là một mạch vi điều khiển có thể giúp chúng ta điều khiển các thiết

bị điện tử Thêm vào đó nó được tích hợp wi-fi 2.4GHz có thể dùng cho lập trình Được dùng cho các ứng dụng cần kết nối, thu thập dữ liệu và điều khiển qua sóng Wifi, đặc biệt là các ứng dụng liên quan đến IoT [6]

Hình 2.14 Sơ đồ nguyên lí PINOUT NodeMCU ESP8266

Hình 2.15 PINOUT của NodeMCU

2.2.4 Mạch thu phát Bluetooth HC-05:

Trên thị trườn có nhiều loại mạch thu phát Bluetooth như:

Mạch thu phát Bluetooth HC-06: Đảm bào nhiệm vụ nhận tín hiệu từ mạch

phát, đảm nhận chức năng Slave

- Điện áp hoạt động: 3.3 ~ 5VDC

- Điện áp giao tiếp: TTL tương thích 3.3VDC và 5VDC

- Baudrate UART có thể chọn được: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400,

57600, 115200

- Dải tần sóng hoạt động: Bluetooth 2.4GHz

PAM8403 thế hệ mới hỗ trợ kết hợp mạch Bluetooth 4.0:

để có thể cấp nguồn và giao tiếp qua 3.3VDC hoặc 5VDC, thích hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau: Robot Bluetooth, điều khiển thiết bị qua Bluetooth…

b Thông số kỹ thuật:

- Điện áp hoạt động: 3.3 ~ 5VDC

- Mức điện áp chân giao tiếp: TTL tương thích 3.3VDC và 5VDC

- Dòng điện khi hoạt động: khi Pairing 30 mA, sau khi pairing hoạt động

truyền nhận bình thường 8 mA

- Baudrate UART có thể chọn được: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400,

57600, 115200

- Support profiles: Bluetooth serial port (master and slave)

- Bluetooth protocol: Bluetooth specification v2.0 + EDR

- Frequency: 2.4 GHz ISM band

- Modulation: GFSK (Gaussian frequency shift keying)

- Transmit power: =4 dBm, class 2

Thiết lập UART mặc định: Baudrate 38400 hoặc 9600, N, 8, 1

Pairing code mặc định: 1234 hoặc 0000

Để vào chế độ AT COMMAND, bấm giữ nút bấm, thả nút bấm sẽ thoát chế độ

AT COMMAND, lưu ý các lệnh AT đều là chữa in hoa

Chân EN chỉ nhận mức logic TTL 3V3 Không có chức năng chọn vào chế độ

AT COMMAND [7]

Bảng 2.1 Các lệnh thông dụng HC-05

AT OK Kiểm tra kết nối Không đổi

AT+VERSION OKlinvorV1.6 Kiểm tra phiên bản Thay đổi tùy module

AT+BAUD4 OK9600 Thiết lập tốc độ thành 9600 Có thể thay 4 thành 1-7

AT+PIN0000 OKsetPIN Thiết lập pin code thành 0000 Có thể thay đổi tùy ý

AT+NAMExyz OKsetname Thay đổi tên thành xyz Có thể thay đổi tùy ý

2.2.5 Mạch Điều Khiển Động Cơ DC BTS7960 43A (1 Động Cơ):

Có nhiều cách để điều khiển động cơ Sử dụng cầu H để điều khiển động cơ

- Điện áp hoạt động của động cơ: 2.5-12VDC

- Dòng ra max mỗi kênh: 0.8A

L9110 Mạch Điều Khiển Động Cơ DC 0.8A

- Điện áp cung cấp: 2.5~12 VDC

- Dòng điện làm việc tối đa là 0.8A

- Có thể điều khiển hai động cơ DC hoặc một động cơ bước 4 pha-2 pha

Trên phạm vi nghiên cứu của đề tài và qua khảo sát thực tế các loại module điều khiển động cơ khác nhau trên thị trường

Mạch Điều Khiển Động Cơ DC BTS7960 43A (1 Động Cơ) là thích hợp cho điều kiện của dự án như chịu được dòng cao từ ắc-quy

a Tổng quan:

Hình 2.18 Hình ảnh thực tế của mạch điều khiển động cơ DC BTS7960

Mạch cầu H - BTS7960 43A dễ dàng giao tiếp với vi điều khiển với driver tích hợp sẵn trong IC với đầy đủ các tính năng current sense (kết hợp với điện trở đo dòng), tạo dead time, chống quá nhiệt, quá áp, quá dòng, sụt áp và ngắn mạch

b Thông số kỹ thuật:

- Nguồn: 6 ~ 27V

- Dòng điện tải mach: 43A (Tải trở) hoặc 15A (Tải cảm)

- Tín hiệu logic điều khiển: 3.3 ~ 5V

- Tần số điều khiển tối đa: 25KHz

- Tự động shutdown khi điện áp thấp: để tránh điều khiển động cơ ở mức điện

áp thấp thiết bị sẽ tự shutdown Nếu điện áp < 5.5V, driver sẽ tự ngắt điện

và sẽ mở lại sau khi điện áp > 5.5V

- Bảo vệ quá nhiệt: BTS7960 bảo vệ chống quá nhiệt bằng cảm biến nhiệt

tích hợp bên trong Đầu ra sẽ bị ngắt khi có hiện tượng quá nhiệt

VCC: Nguồn tạo mức logic điều khiển ( 5V - 3V3 )

GND: Chân đất

R_EN = 0: Disable nửa cầu H phải

R_EN = 1: Enable nửa cầu H phải

L_EN = 0: Disable nửa cầu H trái

L_EN = 1: Enable nửa cầu H trái

RPWM và LPWM: chân điều khiển đảo chiều và tốc độ động cơ

RPWM = 1 và LPWM = 0: Mô tơ quay thuận

RPWM = 0 và LPWM = 1: Mô tơ quay nghịch

RPWM = 1 và LPWM = 1

RPWM = 0 và LPWM = 0: Dừng

R_IS và L_IS: kết hợp với điện trở để giới hạn dòng qua cầu H

Với ứng dụng bình thường RPWM, LPWM nối với GPIO (VD: chân digital 2,3) để điều khiển chiều quay của động cơ

Chân R_EN, L_EN nối chung lại rồi nối với PWM (VD chân digital 5) để điều khiển tốc độ động cơ [8]

- Tốc độ: 0.12 sec/ 60 deg (4.8VDC)

- Lực kéo: 1.6 Kg.cm

- Kích thước: 21x12x22mm

- Trọng lượng: 9g

2.2.7 Cảm biến hồng ngoại Analog SHARP - GP2Y0A02YK0F

Trên thị trường có nhiều loại cảm biến để đo được khoảng cách như:

Cảm biến đo khoảng cách bằng siêu âm

Cảm biến đo khoảng cách bằng lazer

Cảm biến đo khoảng cách bằng hồng ngoại

Dựa trên khảo sát về mặt thông số, môi trường hoạt động, giá cả mà xét thấy cảm biến đo khoảng cách hồng ngoại SHARP là lựa chọn thích hợp cho những yêu cầu của dự án

Hình 2.21 Cảm biến hồng ngoại Sharp

a Giới thiệu:

Được sử dụng để đo khoảng cách bằng tia hồng ngoại với dạng tín hiệu trả về

là Analog tương ứng theo khoảng cách nên có thể biết chính xác khoảng cách đến vật thể cần đo

Cảm biến khoảng cách hồng ngoại Analog SHARP GP2Y0A02YK0F có độ ổn định cao, chống nhiễu tốt, kích thước nhỏ gọn, phù hợp với vô số ứng dụng khác nhau: robot dò đường, đo khoảng cách, tránh vật cản… [9]

b Thông số:

- Model: GP2Y0A02YK0F

- Điện áp sử dụng: 4.5 ~ 5.5VDC

- Dòng sử dụng trung bình: 33 mA (chú ý: cảm biến này thu được dòng điện

lớn, ngắn và nhà sản xuất khuyên nên đặt một tụ 10F hoặc lớn hơn trên nguồn và tiếp đất gần cảm biến để ổn định đường dây cung cấp điện)

- Khoảng cách đo: 20 ~ 150cm

- Dạng tín hiệu trả về: analog

- Dãi volt ngõ ra: 2.05 V (thông thường)

- Khaongr thời gian cập nhật: 38 ± 10 ms

2.2.8 Pin Sạc Lipo 2000mAh 3.7V (LP803860):

Pin Li-Po (viết tắt của Lithium Polymer) là loại pin có thể sạc được nhiều lần, sử dụng chất điện phân dạng polymer khô Pin Li-po với những ưu điểm vượt trội về tính năng và tuổi thọ nên đang được dùng trên đa số các thiết bị (điện thoại di động thông minh, Pin dự phòng, máy bay, xe mô hình…)

Với các ưu điểm như:

- Pin LiPo nhỏ, nhẹ và có thể làm ở mọi hình dáng kích thước

- Pin LiPo có dung lượng cao trong khi kích thước, khối lượng nhỏ hơn các

loại pin khác

- Pin LiPo có dòng xả cao đảm bảo đủ cung cấp năng lượng cho các động cơ

có công suất cao

- Nên pin Lipo là một trong những yếu tố khiến cho mô hình điện phát triển

nhanh chóng, đặc biệt là mô hình máy bay Trong đó có máy bay phun thuốc MG-1P, một sản phẩm phun thuốc công nghệ đang được ưa chuộng trên thế giới

Hiện nay có nhiều loại pin Lipo trên thị trường, trong phạm vi của đề tại, Pin sạc Lipo 2000mAh 3.7V phù hợp với yêu cầu gọn nhẹ, dung lượng tương đối cao

a Tổng quan:

Hình 2.23 Hình ảnh thực tế của Pin sạc Lipo 2000mAh LP803860

Pin sạc có kích thước nhỏ gọn, bảo đảm thẩm mỹ, dễ dàng cho các dự án có thiết kế nhỏ gọn nhẹ

b Thông số kỹ thuật:

- Điện áp: 3.7 VDC

- Dung lượng: 2000mAh

- Size: 50x40x8 mm (HxWxT)

2.2.9 TP4056 Mạch Sạc Pin MiniUSB 1A:

Có rất nhiều loại mạch sạc Pin trên thị trườn dành cho Pin Lipo, nhưng trong giới hạn đề tài và dựa trên thông số của Pin LP803860 Mạch sạc TP4056 thích hợp với tính gọn nhẹ, giá cả

- Điện áp chống quá tải của pin: 2.5V

- Đảo ngược: không

- Dòng bảo vệ quá dòng pin: 3A

- Giao diện đầu vào: Mini USB

- Kích thước: 25x19x10mm

b Tính năng:

Hình 2.25 Sơ đồ nguyên lí của TP4056

- Sử dụng sạc Pin 3.7V, Pin Ultrafire, Pin Lithium

- Đèn báo: Đỏ đang sạc, xanh đã đầy

- Mạch sạc có chế độ tự ngắt khi sạc đầy pin

Bảng 2.2 Thông số RPROG và IBAT của TP4056

Mạch Giảm Áp DC Mini 3A:

- Điện áp đầu vào: 4.5 ~ 28V

- Điện áp đầu ra: 0.8 ~ 20V (có thể điều chỉnh)

- Dòng ra: Tối đa 3A

- Dòng liên tục 2A

- Tần số chuyển đổi: 1MHz (bình thường), 1.5Mhz (tối đa)

- Độ gợn đầu ra: < 30mV

Mạch Giảm Áp DC XL4005 (5A):

- Điện áp đầu vào: Từ 5V đến 32V

- Điện áp đầu ra: điều chỉnh từ 1.25V đến 30V

- Dòng đỉnh tối đa là 5A( dòng trung bình 3.5A)