LỜI NÓI ĐẦU Khoa học kĩ thuật ngày đóng vai trò quan trọng thúc đẩy phát triển tiến người Trong đó, vấn đề điều khiển đo lường liên lạc không dừng lại phạm vi thiết bị có dây điều khiển trực tiếp khoảng cách gần mà mở rộng lĩnh vực không dây, giúp khám phá vũ trụ thực nhiều nhiệm vụ mà bình thường không làm Một hướng phát triển công nghệ không dây quan tâm nghiên cứu, chế tạo máy bay không người lái ứng dụng nhiều lĩnh vực đời sống Hiện nước giới vấn đề nghiên cứu chế tạo máy bay không người lái quan tâm đầu tư mạnh mẽ Ở số nước phát triển mạnh khoa học kĩ thuật vấn đề máy bay không người lái ứng dụng vào nhiệm vụ thực tế rộng rãi đem lại nhiều hiệu to lớn nhiều lĩnh vực nghiên cứu khoa học, quân sự, thu thập liệu giám sát Ở Việt Nam vấn đề nghiên cứu ứng dụng máy bay không người lái bắt đầu quan tâm, có nhiều nhóm nghiên cứu trường kỹ thuật nhà khoa học, viện công nghệ có đề tài nghiên cứu việc ứng dụng máy bay không người lái vào đời sống, bảo vệ tổ quốc Đặt biệt việt nam có diện tích rừng lớn, địa hình hiểm trở với diện tích biển Đông rộng lớn, với việc cần phải bảo vệ chủ quyền biển đão việc ứng dụng máy bay mô hình, hay máy bay không người lái vấn đề quan tâm trọng Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, nhóm em chọn đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống truyền tin không dây ứng dụng máy bay điều khiển từ xa Đây phần ứng dụng nhỏ công nghệ, kỹ thuật không dây, phạm vi đề tài ứng dụng để thực công tác nghiên cứu đo lường vùng, khu vực nguy hiểm, địa hình phức tạp, giám xác hoạt động cháy rừng, chủ quyền biển Trong khoảng thời gian ngắn nhóm chọn thực nhiệm vụ đo nhiệt độ vùng bay cảm biến nhiệt độ gắn máy bay, nhờ nhiệt độ cần đo vùng bay đo lường truyền trung tâm mặt đất thiết bị hiển thị có giao tiếp với máy tính cách sử dụng modul thu phát sóng RF Với đề tài phát triển rộng cách tích hợp nhiều cảm biến gắn thêm camera để thực đo lường nhiều nhiệm vụ Để đề tài hoàn thành thời hạn chúng em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn giúp đỡ nhiệt tình thầy Nguyễn Hoàng Mai, đồng thời chúng em xin cảm ơn bạn nhiệt tình giúp đỡ nhóm Vì thời gian có hạn nên chắn đề tài có nhiều sai sót hạn chế mong thầy cô thông cảm, góp ý để đề tài nhóm hoàn thiện xác Đà nẵng, ngày tháng Sinh viên năm 2013 Mục lục LỜI NÓI ĐẦU DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH 10 DANH MỤC CÁC BẢNG 14 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ SÓNG RF .14 1.1 Giới thiệu sóng RF 14 1.1.1 Bức xạ điện từ .15 1.1.2 Phase .16 1.1.3 Thời gian pha 16 1.2 Các phương pháp điều chế 17 1.2.1 Điều biên .18 1.2.2 Điều tần 19 1.2.3 Điều pha 19 1.3 Cấu tạo nguyên lý ưu điểm mạch thu phát sóng RF 19 1.3.1 Mạch phát sóng RF: 19 1.3.2 Mạch thu sóng RF 21 1.3.3 Ưu điểm hạn chế mạch thu phát sóng RF 21 1.4 Phương thức truyền sóng thông tin vi ba 22 1.4.1 Phân loại sóng theo bước sóng 22 1.4.2 Phân loại sóng theo phương thức truyền lan 22 1.4.3 Đặc điểm hệ thống VIBA 23 1.4.4 Các mạng VIBA số 24 1.5 GPS .26 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MODULE TRUYỀN NHẬN RF NRF24L01 28 2.1 Giới thiệu Module nRF24L01 .28 2.1.1 Các đặc điểm NRF24L01 28 2.1.2 Sơ đồ khối Module nRF24L01 29 2.1.3 Chức tổng quát Module nRF24L01 29 2.1.4 Đặc điểm hoạt động tiêu biểu 32 2.2 Các ứng dụng thực tế Module nRF24L01 phương hướng sử dụng đề tài .33 2.2.1 Các ứng dụng tiêu biểu 33 2.2.2 Phương án đề tài 33 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MÁY BAY MÔ HÌNH VÀ KHÍ ĐỘNG HỌC CỦA MÁY BAY MÔ HÌNH 34 3.1 Máy bay, máy bay mô hình 34 3.1.1 Máy bay, cấu tạo chức .34 3.1.2 Máy bay mô hình, cấu tạo chức .35 3.1.3 Phân loại máy bay mô hình 37 3.2 Khí động học máy bay mô hình 39 3.2.1 Tại máy bay bay .40 3.2.2 Sự liên quan tốc độ, góc lực nâng 43 3.2.3 Sự liên quan trọng tải cánh tốc độ 44 3.2.4 Sự liên quan đường dòng không khí máy bay 45 3.2.5 Tác dụng ổn định loại cân 47 3.2.6 Thăng theo trục ngang 47 3.2.7 Thăng theo trục đứng 49 3.3 Lực kéo cánh quạt 51 3.4 Máy bay mô hình thiết kế .52 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MODULE TRUNG TÂM .54 4.1 Giới thiệu chung vi điều khiển PIC 16F877A 54 4.1.1 Các dạng sơ đồ chân 54 4.1.2 Sơ đồ khối vi điều khiển PIC16F877A 55 4.1.3 Chức chân PIC16F877A 56 4.1.4 Đặc điểm vi điều khiển PIC16F877A 58 4.2 Tổ chức nhớ .60 4.2.1 Bộ nhớ chương trình 60 4.2.2 Bộ nhớ liệu .61 4.2.3 Stack .65 4.3 Các cổng xuất nhập PIC16F877A 66 4.3.1 PortA 66 4.3.2 PortB .67 4.3.3 PortC .67 4.3.4 PortD 67 4.3.5 PortE 68 4.4 Timer 68 4.5 Timer 70 4.6 Timer 72 4.7 ADC .74 4.8 CCP (Capture/Compare/PWM) 76 4.9 Giao tiếp nối tiếp 80 4.9.1 USART 80 4.9.2 MSSP .81 4.10 Cổng giao tiếp song song PSP (PARALLEL SLAVE PORT) 82 4.11 Chuẩn giao tiếp SPI .82 4.11.1 Giao tiếp SPI pic 83 4.11.2 I2C .86 4.11.3 Hoạt động SPI PIC 87 4.11.4 Thiết lập chân vào/ra SPI 88 4.11.5 Pic model master SPI .89 4.11.6 Pic modul slave SPI 89 4.12 Giới thiệu max232 cổng com 91 4.13 Giới thiệu chung LCD 16x2 94 4.14 Giới thiệu chung cảm biến nhiệt độ LM35 96 CHƯƠNG NỘI DUNG ĐỀ TÀI THIẾT KẾ 98 5.1 Thiết kế phận truyền liệu qua sóng rf 98 5.1.1 Sơ đồ khối nguyên lí làm việc 98 5.1.2 Thiết kế phần cứng hệ thống truyền dự liệu qua sóng RF 99 5.2 Thiết kế phần cứng cho máy bay mô hình 101 5.2.1 Motor .102 5.2.2 Bộ điều tốc (ESC) .104 5.2.3 Battery 106 5.2.4 Cánh quạt transmitterSS 107 5.2.5 Động servo 108 5.3 Thiết kế chương trình điều khiển 109 5.3.1 Nhiệm vụ chương trình điều khiển 109 5.3.2 Các module chương trình 109 5.4 Thiết kế chương trình giao diện truyền lên máy tính .127 5.4.1 Giao diện truyền lên máy tính 127 5.4.2 Chương trình truyền lên máy tính 127 CHƯƠNG ỨNG DỤNG, HẠN CHẾ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 132 6.1 Ứng dụng 132 6.1.1 Trong lĩnh vực quân sự: 132 6.2 Kết đạt 134 6.3 Phạm vi ứng dụng .137 6.4 Hạn chế đề tài .137 6.5 Hướng phát triển đề tài 138 6.6 Kinh nghiệm bào học rút từ đề tài 138 Danh mục từ viết tắt RF Radio Frequency AM Amplitude Modulation FM Frequency Modulation WLAN Wireless Local Area Network ASK Amplitude Shift Keying FSK Frequency Shift Keying PSK Phase Shift Keying Danh mục hình Stt Chú thích Trang 15 Hình 1.1 Sơ đồ kết cấu hệ thống điều khiển từ xa Hình 1.2 Biên độ góc pha sóng 16 Hình 1.3 Pha sóng vô tuyến 17 Hình 1.4 Sơ đồ khối mạch phát sóng RF 21 Hình 1.5 Sơ đồ khối mạch thu sóng RF 22 Hình 1.6 Sơ đồ mạng viba số nối nhiều điểm 26 Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý hoạt động mạng GPS 28 Hình 2.1 Module nRF24L01 29 Hình 2.2 Sơ đồ khối nRF24L01 30 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý Module nRF24L01 32 Hình 2.4 Sơ đồ phần cứng 33 Hình 3.1 Cấu tạo máy bay 35 Hình 3.2 Cấu tạo máy bay mô hình 37 Hình 3.3 Các loại mô hình máy bay 38 Hình 3.4 Các hình dáng máy bay mô hình 40 Hình 3.5 Sự cân lực máy bay 41 Hình 3.6 Cánh máy bay 43 Hình 3.7 Lực cản máy bay 44 Hình 3.8 Ảnh hưởng không tốc đến đường dòng 47 máy bay Hình 3.9 Không ổn định theo trục ngang 49 Hình 3.10 Tác dụng góc vênh A 50 Hình 3.11 Tác dụng đuôi đứng 52 Hình 3.12 Đinh vít bắt vào gỗ 53 Hình 3.13 Vị trí đặt động bước mạch thu 53 Hình 3.14 Phần bụng máy bay 54 10 output_low(SCK); output_high(CSN); setup_adc_ports(NO_ANALOGS); setup_adc(ADC_CLOCK_DIV_2); setup_psp(PSP_DISABLED); setup_spi(FALSE); setup_timer_0(RTCC_INTERNAL|RTCC_DIV_1); setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_1); setup_timer_2(T2_DISABLED,0,1); setup_comparator(NC_NC_NC_NC); setup_vref(FALSE); delay_ms(10); lcd_init(); lcd_putchar("DO AN TOT NGHIEP "); delay_ms(5000); lcd_putcmd(clear_scr); nRF_init(); set_RX_mode(); // TODO: USER CODE!! Rxbuf[0]=0; Rxbuf[1]=0; Rxbuf[2]=0; Rxbuf[3]=0; 125 Rxbuf[4]=0; Rxbuf[5]=0; while (true) { read_receiver_data(); ghep_byte(RxBuf[0],RxBuf[1]); temp = adc_value*0.48828125; // Chinh xac phai la temp = adc_value*0.48828125 convert_bcd((int16)temp); lcd_putcmd(line_1); Printf(LCD_putchar,"nhiet do: "); LCD_putchar(high); LCD_putchar(low); putc(temp); } } void convert_bcd(int16 x) { low=x%10; //chia lay phan du, so hang don vi high=x/10; //tach hang tram va hang chuc low = low + 0x30; high = high + 0x30; } 126 5.4 Thiết kế chương trình giao diện truyền lên máy tính 5.4.1 Giao diện truyền lên máy tính Hình 5.12: Giao diện visual studio 5.4.2 Chương trình truyền lên máy tính using System; using System.Collections.Generic; using System.ComponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Linq; using System.Text; using System.Windows.Forms; using System.IO.Ports; using ZedGraph; namespace doantotnghiep { public partial class Form1 : Form { 127 public Form1() { InitializeComponent(); } int TickStart, intMode = 1; int rh; private void Form1_Load(object sender, EventArgs e) { GraphPane myPane = zed.GraphPane; myPane.Title.Text = "ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP"; myPane.XAxis.Title.Text = "TIME,[S]"; myPane.YAxis.Title.Text = "NHIỆT ĐỘ,[ĐỘ C]"; RollingPointPairList list1 = new RollingPointPairList(60000); LineItem curve1 = myPane.AddCurve("GIÁ TRỊ ĐO", list1, Color.Blue, SymbolType.None); //Sample at 50ms intervals //Just manually control the X axis range so it scrolls continuously //Instead of discrete step-sized jumps myPane.XAxis.Scale.Min = 0; myPane.XAxis.Scale.Max = 30; myPane.XAxis.Scale.MinorStep = 1; myPane.XAxis.Scale.MajorStep = 5; //Scales the axes zed.AxisChange(); //Save the beginning of time for reference TickStart = Environment.TickCount; } private void buttonMode_Click(object sender, EventArgs e) { if (buttonMode.Text == "SROLL") { intMode = 1; buttonMode.Text = "COMPACT"; } else { intMode = 0; 128 buttonMode.Text = "SROLL"; } } private void Draw(double intsetpoint, double intcurrent) { if (zed.GraphPane.CurveList.Count [...]... ứng dụng khả năng truyền và nhận sóng RF của module nRF24L01 để xây dựng hệ thống truyền tín hiệu đo lường từ xa, ứng dụng cụ thể vào việc truyền nhiệt độ từ máy bay mô hình về mặt đất 33 CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ MÁY BAY MÔ HÌNH VÀ KHÍ ĐỘNG HỌC CỦA MÁY BAY MÔ HÌNH Giới thiệu tổng quan một số kiến thức ban đầu về máy bay mô hình, hình dạng, phân loại, cấu tạo của máy bay, máy bay mô hình, so sánh với thiết. .. liệu tốt 32 2.2 Các ứng dụng trong thực tế của Module nRF24L01 và phương hướng sử dụng của đề tài 2.2.1 Các ứng dụng tiêu biểu Trong lĩnh vực tự động: - Điều khiển nhiệt độ và ánh sáng - Các thiết bị thông minh - Hệ thống cảnh báo và bảo vệ - Điều khiển trong công nghiệp - Quản lý trong kiểm kê - Nhà máy tự động - Tiếp nhận dữ liệu - Điều khiển từ xa - Các công cụ dẫn chương trình - Hệ thống cảnh báo 2.2.2... Positioning System (GPS) là hệ thống định vị vị trí dựa vào hệ thống vệ tinh Hệ thống này được sử dụng từ năm 1995, do Mỹ xây dựng Hiện nay, rất nhiều thiết bị và ứng dụng đã và đang sử dụng hệ thống này Tuy nhiên, chúng ta chỉ có thể sử dụng GPS của người Mỹ ở 1 mức độ nhất định, đủ để dùng cho mục đích cá nhân mà thôi Ngoài ra hệ thống GPS còn cung cấp rất nhiều dịch vụ và thông tin dành cho các lĩnh vực... sao và làm thế nào các thiết bị wireless hoạt động được thì việc nắm rõ các kiến thức cơ bản về trường điện từ, anten và một số các thuật ngữ liên quan là rất cần thiết Nếu không có những kiến thức cơ bản này, có thể ta sẽ không lắp đặt được chính xác các thiết bị wireless và khó xử lý sự cố Thiết bị phát Đường truyền Thiết bị thu Hình 1.1: Sơ đồ kết cấu hệ thống điều khiển từ xa Trong một phiên truyền. .. đặt biệt của máy bay nên có tác dụng tạo ra 1 lực đỡ máy bay bay được gọi là lực nâng Trong cánh máy bay có thể chứa được xăng, bom, súng và lắp càng bánh xe Cánh máy bay có 2 bộ phận có thể chuyển động được, mỗi bộ phận ở 2 bên đầu mũi cánh để điều khiển máy bay bay 34 nghiêng gọi là cánh phụ, một bộ phận ở gần sát thân có thể cụp xuống gọi là cánh tà, ở tốc độ nhỏ, cánh tà có thể giúp máy bay tạo ra... với thiết bi bay khác Trình bày khí động học của máy bay mô hình 3.1 Máy bay, máy bay mô hình 3.1.1 Máy bay, cấu tạo và chức năng Hình 3.1: Cấu tạo của máy bay A Cánh, B Càng phụ, C Cánh tà, D Thân, E Buồn lái, G Mặt tĩnh ứng, H Bánh lái hướng, I Mặt tĩnh ngang, K Bánh lái lên xuống, L Động cơ, M Cánh quạt, N Càng chống, O Bánh trước, P Bánh sau Cánh máy bay: Khi máy bay chuyển động trong không khí do... biên độ, tần số và pha Tất cả các dạng truyền thông dùng sóng vô tuyến đều dùng vài dạng điều chế để truyền dữ liệu Để mã hóa dữ liệu vào trong một tín hiệu gửi qua sóng AM/FM, điện thoại di động, truyền hình vệ tinh, ta phải thực hiện một vào kiểu điều chế trong sóng vô tuyến đang truyền Truyền thông vô tuyến bắt đầu khi các sóng vô tuyến được tạo ra từ một thiết bị phát và gửi đến máy nhận ở một vị... cho máy bay tiến về phía trước Càng bánh xe: Bộ phận này gồm có bánh xe và càng chống, thường thường có 2 bánh chính ở dưới và bánh phụ ở đuôi hay ở đầu mũi để máy bay có thể di chuyển được ở mặt đất khi cất cánh hạ cánh Các máy bay hiện nay thông thường đều có càng và bánh xe tự động thu vào trong thân hoặc cánh khi máy bay đã cất cánh 3.1.2 Máy bay mô hình, cấu tạo và chức năng Cánh: Cũng như máy bay, ... hình máy bay có tác dụng tạo ra lực nâng, cánh gồm có mép tán, mép vuốt, xà, gắn cánh, dàn cánh, gốn cánh 35 Thân: Thân mô hình máy bay chủ yếu có tác dụng nối liền các bộ phận với nhau, ở đầu máy bay có lắp động cơ, có gắn cánh quạt để tạo ra lực kéo mô hình máy bay đi, thân gồm có xà dọc và sườn chống tạo thành Đuôi: Đuôi gồm có đuôi ứng và đuôi ngang Nó có tác dụng ổn định và điều khiển hướng bay. .. vẽ thiết kế thân máy bay 102 Hình 5.6 Động cơ Himodel A2212/13 1000kv 103 Hình 5.7 ESC Skywalker-40A 105 Hình 5.8 Pin lipo 1000 20C 106 Hình 5.9 Cánh loại 10x4.7 107 Hình 5.10 Transmitter Tx Flysky FS-C6TB 107 Hình 5.11 Tower pro SG900 108 Hình 5.12 Giao diện visual studio 128 Hình 6.1 Hình ảnh máy bay điều khiển từ xa chụp lại 133 11 Hình 6.2 Một máy bay điều khiển từ xa sắp cất cánh 134 Hình 6.3 Máy ... NRF24L01 - Hoạt động tần số 2,4 GHz - Có 126 kênh - Được dùng lĩnh vực công nghiệp, y khoa, khoa học với băng tần từ 2,4GHz-2,483GHz - Có thể đặt công suất nguồn phát 0, -6 , -1 2, -1 8 dBm 28 - Khoảng... động: - Điều khiển nhiệt độ ánh sáng - Các thiết bị thông minh - Hệ thống cảnh báo bảo vệ - Điều khiển công nghiệp - Quản lý kiểm kê - Nhà máy tự động - Tiếp nhận liệu - Điều khiển từ xa - Các... tối đa 200m - Tốc độ truyền liệu cao Mbits đến Mbits - Sử dụng giao thức truyền SPI - Có lọc nhiễu đầu thu - Khuếch đại bị ảnh hưởng nhiễu thấp - Điện áp hoạt động từ 1,9V đến 3,6V - Thường cấp