Đang tải... (xem toàn văn)
điều khiển thiết bị qua bluetooth Lý do chọn đề tài Trong những năm gần đây người ta nói nhiều đến kỷ nguyên hậu PC, tức là thời kỳ mà máy tính cỡ lớn sẽ gần như biến mất, thay vào đó nó xuất hiện trong mọi ngõ ngách của cuộc sống dưới hình thức nhỏ gọn hơn hoặc tích hợp vào các hệ thống cần sự tính toán, điều khiển, truyền tin. Một trong những biểu hiện rõ ràng nhất đó là sự bùng nổ của điện thoại thông minh và máy tính bảng. Một biểu hiện khác đó là sự phát triển mạnh mẽ của hệ thống nhúng. Các hệ thống này đang có mặt không chỉ trong các hệ thống công nghiệp, quan trắc, truyền tin, xe cộ .. mà chúng còn hiện hữu ngay trong mỗi gia đình, trong những thiết bị như tivi, điều hòa, tủ lạnh, máy giặt...các hệ thống nhúng bao gồm các thành phần phần cứng và phàn mềm, trong đó “bộ não” của nó là các chip điều khiển, chúng đảm nhận mọi yêu cầu tính toán, điều khiển, giao tiếp cho hệ thống. Bên cạnh đó trong những năm gần đây, công nghệ truyền nhận dữ liệu không dây đang có những bước phát triển mạnh mẽ, góp công lớn trong việc phát triển các hệ thống điều khiển, điều khiển từ xa, đặc biệt là các hệ thống thông minh. Hiện nay, có khá nhiều công nghệ truyền nhận dữ liệu không dây như RF, Wifi, Bluetooth,… Trong đó, Bluetooth là một trong những công nghệ được phát triển từ lâu và luôn được cải tiến để nâng cao tốc độ cũng như khả năng bảo mật. Chính vì lý đo đó mà em quyết định chọn đề tài “ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH Ô TÔ QUA BLUETOOTH” . Nội dung đề tài Ở đề tài này em sẽ tạo ra một ứng dụng trên hệ điều hành android, khi click vào một button thì phần mềm android sẽ gửi gói tín hiệu thông qua bluetooth trên điện thoại đến module bluetooth HC05. Lúc này Module HC05 sẽ nhận gói tin và truyền về board Arduino để đưa ra tín hiệu tới động cơ và đèn. Mô hình thiết kế gồm 2 động cơ DC có khả năng di chuyển lên, xuống, trái, phải tùy theo lệnh điều khiển. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu • Vi điều khiển AVR Atmega328 (họ 8 bit) • Ứng dụng trên thiết bị Android • Modul bluetooth HC05 Ý nghĩa khoa học và tính thực tế của đề tài Trên vi điều khiển AVR Atmega328 không tích hợp sẵn khả năng truyền dữ liệu không dây cũng như modul điều khiển động cơ. Trong đó nhu cầu truyền dữ liệu không dây trong các ứng dụng đo lường, điều khiển và nhu cầu điều khiển động cơ luôn hiện hữu. Như vậy bài toán đặt ra là cung cấp khả năng điều khiển động cơ và khả năng truyền và nhận dữ liệu không dây cho vi điều khiển thông qua một chuẩn không dây phổ biến, giá thành triển khai thấp, tốc độ truyền cao và khoảng cách không qua ngắn, chẳng hạn như công nghệ Bluetooth. Yêu cầu đó cho thấy tính thực tế của đề tài. Nội dung đề tài Tìm hiểu tổng quan về Arduino. Tìm hiểu tổng quan về Bluetooth và Modul HC05. Tìm hiểu về Bluetooth RC Controller. Xây dựng, thiết kế mô hình.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Đề tài: Điều khiển mơ hình ơtơ qua Bluetooth Giảng viên hướng dẫn: Lê Anh Tuấn Sinh viên thực : Nguyễn Văn Khải Mã sinh viên : 0941050032 Lớp: Điện tử 1, Khóa Hà Nội, 2018 Nhận xét giáo viên Hà Nội, ngày …… tháng …… năm 201… Giáo viên hướng dẫn ( GV kí tên ghi rõ họ tên) MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ ARDUINO Hình 1 Arduino 2005 Hình ATMEL Programmer A96021000C Hình Severino (aka S3V3) .8 Hình Mạch Arduino USB chưa gắn linh kiện Hình Mạch Arduino USB gắn linh kiện Hình Cổng USB type B 10 Hình Arduino Extreme version 11 Hình Arduino Extreme version 12 Hình Arduino NG 13 Hình 10 Arduino NG Rev C .13 Hình 11 Arduino Diecimila .14 Hình 12 Arduino Duemilanove 15 Hình 13 Arduino UNO .16 Hình 14 Arduino Leonardo .17 Hình 15 Những dòng Arduino khác .18 Hình 16 Arduino mega .19 Hình 17 Arduino Mega ADK 20 Hình 18 Arduino UNO R3 21 Hình 19 Vi điều khiển ATMega328 21 Hình 20.Các chân vào 24 Hình 21 Giao diện phần mềm Arduino IDE 31 Hình 22.Vùng thông báo phần mềm 33 Hình 23 Cách mở cổng COM kết nối với UNO 34 Hình 24 Một số câu lệnh, cấu trúc thường gặp 37 CHƯƠNG II : TÌM HIỂU VỀ MODULE BLUETOOTH HC-05 Hình Tai nghe Bluetooth 42 Hình 2 Thiết bị truyền liệu 43 Hình USB Bluetooth 43 Hình Màn hình hiển thị theo giao diện dành cho điện thoại 44 Hình Bluetooth Car kit 45 Hình Máy chụp hình kỹ thuật số có hỗ trợ Bluetooth để truyền hình ảnh 45 Hình Module bluetooth HC-05 46 Hình Sơ đồ chân Module Bluetooth Hc-05 46 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đề tài nghiên cứu, em gặp khơng khó khăn hạn chế kinh nghiệm, kiến thức vấn đề kinh tế Để vượt qua tất bên cạnh nỗ lực thân em nhận nhiều giúp đỡ đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Lê Anh Tuấn tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi suốt trình để em thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn thầy cô trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội nói chung, thầy Khoa Cơng Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử nói riêng truyền đạt cho em kiến thức môn đại cương mơn chun ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình học tập Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, tạo kiện, quan tâm giúp đỡ động viên em suốt trình học tập để em hoàn thành đề tài nghiên cứu PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong năm gần người ta nói nhiều đến kỷ nguyên hậu PC, tức thời kỳ mà máy tính cỡ lớn gần biến mất, thay vào xuất ngõ ngách sống hình thức nhỏ gọn tích hợp vào hệ thống cần tính tốn, điều khiển, truyền tin Một biểu rõ ràng bùng nổ điện thoại thơng minh máy tính bảng Một biểu khác phát triển mạnh mẽ hệ thống nhúng Các hệ thống có mặt khơng hệ thống cơng nghiệp, quan trắc, truyền tin, xe cộ mà chúng hữu gia đình, thiết bị tivi, điều hòa, tủ lạnh, máy giặt hệ thống nhúng bao gồm thành phần phần cứng phàn mềm, “bộ não” chip điều khiển, chúng đảm nhận yêu cầu tính toán, điều khiển, giao tiếp cho hệ thống Bên cạnh năm gần đây, cơng nghệ truyền nhận liệu khơng dây có bước phát triển mạnh mẽ, góp cơng lớn việc phát triển hệ thống điều khiển, điều khiển từ xa, đặc biệt hệ thống thơng minh Hiện nay, có nhiều công nghệ truyền nhận liệu không dây RF, Wifi, Bluetooth,… Trong đó, Bluetooth công nghệ phát triển từ lâu cải tiến để nâng cao tốc độ khả bảo mật Chính lý đo mà em định chọn đề tài “ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH Ơ TÔ QUA BLUETOOTH” Nội dung đề tài Ở đề tài em tạo ứng dụng hệ điều hành android, click vào button phần mềm android gửi gói tín hiệu thơng qua bluetooth điện thoại đến module bluetooth HC-05 Lúc Module HC05 nhận gói tin truyền board Arduino để đưa tín hiệu tới động đèn Mơ hình thiết kế gồm động DC có khả di chuyển lên, xuống, trái, phải tùy theo lệnh điều khiển Đối tượng phạm vi nghiên cứu Vi điều khiển AVR Atmega328 (họ bit) Ứng dụng thiết bị Android Modul bluetooth HC-05 Ý nghĩa khoa học tính thực tế đề tài Trên vi điều khiển AVR Atmega328 không tích hợp sẵn khả truyền liệu khơng dây modul điều khiển động Trong nhu cầu truyền liệu không dây ứng dụng đo lường, điều khiển nhu cầu điều khiển động ln hữu Như tốn đặt cung cấp khả điều khiển động khả truyền nhận liệu không dây cho vi điều khiển thông qua chuẩn không dây phổ biến, giá thành triển khai thấp, tốc độ truyền cao khoảng cách không qua ngắn, chẳng hạn công nghệ Bluetooth u cầu cho thấy tính thực tế đề tài Nội dung đề tài - Tìm hiểu tổng quan Arduino Tìm hiểu tổng quan Bluetooth Modul HC-05 Tìm hiểu Bluetooth RC Controller Xây dựng, thiết kế mơ hình CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ ARDUINO 1.1 Giới thiệu tổng quan Arduino Arduino board mạch vi xử lý, nhằm xây dựng ứng dụng tương tác với với môi trường thuận lợi Phần cứng bao gồm board mạch nguồn mở thiết kế tảng vi xử lý AVR Atmel 8bit, ARM Atmel 32-bit Những Model trang bị gồm cổng giao tiếp USB, chân đầu vào analog, 14 chân I/O kỹ thuật số tương thích với nhiều board mở rộng khác Được giới thiệu vào năm 2005, Những nhà thiết kế Arduino cố gắng mang đến phương thức dễ dàng, không tốn cho người yêu thích, sinh viên giới chuyên nghiệp để tạo thiết bị có khả tương tác với môi trường thông qua cảm biến cấu chấp hành Những ví dụ phổ biến cho người yêu thích bắt đầu bao gồm robot đơn giản, điều khiển nhiệt độ phát chuyển động Đi với mơi trường phát triển tích hợp (IDE) chạy máy tính cá nhân thông thường cho phép người dùng viết chương trình cho Aduino ngơn ngữ C C++ Arduino khởi động vào năm 2005 dự án dành cho sinh viên trại Interaction Design Institute Ivrea (Viện thiết kế tương tác Ivrea) Ivrea, Italy Vào thời điểm sinh viên sử dụng “BASIC Stamp” (con tem Cơ Bản) có giá khoảng $100, xem giá dành cho sinh viên Massimo Banzi, người sáng lập, giảng dạy Ivrea Cái tên “Arduino” đến từ quán bar Ivrea, nơi vài nhà sáng lập dự án thường xuyên gặp mặt Bản thân quán bar có lấy tên Arduino, Bá tước Ivrea, vua Italy từ năm 1002 đến 1014 Lý thuyết phần cứng đóng góp sinh viên người Colombia tên Hernando Barragan Sau tảng Wiring hoàn thành, nhà nghiên cứu làm việc với để giúp nhẹ hơn, rẻ hơn, khả dụng cộng đồng mã nguồn mở Trường cuối bị đóng cửa, nhà nghiên cứu, số David Cuarlielles, phổ biến ý tưởng Giá board mạch dao động xung quanh $30 làm giả đến mức $9 Một mạch bắt chước đơn giản Arduino Mini Pro có lẽ xuất phát từ Trung Quốc có giá rẻ $4, trả phí bưu điện 1.2 Phần cứng Một mạch Arduino bao gồm vi điều khiển AVR với nhiều linh kiện bổ sung giúp dễ dàng lập trình mở rộng với mạch khác Một khía cạnh quan trọng Arduino kết nối tiêu chuẩn nó, cho phép người dùng kết nối với CPU board với module thêm vào dễ dàng chuyển đổi, gọi shield Vài shield truyền thông với board Arduino trực tiếp thông qua chân khách nhau, nhiều shield định địa thông qua serial bus I²C-nhiều shield xếp chồng sử dụng dạng song song Arduino thức thường sử dụng dòng chip megaAVR, đặc biệt Atmega 328, Atmega168, Atmega8, Atmega1280 Một vài vi xử lý khác sử dụng mạch Aquino tương thích Hầu hết mạch gồm điều chỉnh tuyến tính 5V thạch anh dao động 16 MHz (hoặc cộng hưởng ceramic vài biến thể), vài thiết kế LilyPad chạy MHz bỏ qua điều chỉnh điện áp onboard hạn chế kích cỡ thiết bị Một vi điều khiển Arduino lập trình sẵn với boot loader cho phép đơn giản upload chương trình vào nhớ flash on-chip, so với thiết bị khác thường phải cần nạp bên Điều giúp cho việc sử dụng Arduino trực tiếp cách cho phép sử dụng máy tính gốc nạp chương trình Theo nguyên tắc, sử dụng ngăn xếp phần mềm Arduino, tất board lập trình thơng qua kết nối RS-232, cách thức thực lại tùy thuộc vào đời phần cứng Các board Serial Arduino có chứa mạch chuyển đổi RS232 sang TTL Các board Arduino lập trình thơng qua cổng USB, thực thơng qua chip chuyển đổi USB-toserial FTDI FT232 Vài biến thể, Arduino Mini Boarduino khơng thức, sử dụng board adapter cáp nối USB-to-serial tháo rời được, Bluetooth phương thức khác (Khi sử dụng cơng cụ lập trình vi điều khiển truyền thống thay Arduino IDE, cơng cụ lập trình AVR ISP tiêu chuẩn sử dụng.) Board Arduino đưa hầu hết chân I/O vi điều khiển để sử dụng cho mạch Diecimila, Duemilanove, Uno đưa 14 chân I/O kỹ thuật số, số tạo xung PWM (điều chế độ rộng xung) chân input analog, sử dụng chân I/O số Những chân thiết kế nằm phía mặt board, thơng qua header 0.10-inch (2.5 mm) Nhiều shield ứng dụng plug-in thương mại hóa Các board Arduino Nano, Arduino-compatible Bare Bones Board Boarduino cung cấp chân header đực mặt board dùng để cắm vào breadboard Có nhiều biến thể Arduino-compatible Arduino-derived Một vài số có chức tương đương với Arduino sử dụng để thay qua lại Nhiều mở rộng cho Arduino thực thiện cách thêm vào driver đầu ra, thường sử dụng trường học để đơn giản hóa cấu trúc ‘con rệp’ robot nhỏ Những board khác thường tương đương điện có thay đổi hình dạng-đơi trì độ tương thích với shield, đơi khơng Vài biến thể sử dụng vi xử lý hoàn tồn khác biệt, với mức độ tương thích khác 1.3 Khả bo mạch Arduino Bo mạch Arduino sử dụng dòng chíp 8_bit megaAVR Atmel với hai chip phổ bến Atmega328 Atmega 2560 Các dòng sử lý cho phép lập trình ứng dụng điều khiển phức tạp trang bị cấu hình mạnh với loại nhớ ROM, Ram, plash, ngõ vào digital I/O có nhiều ngõ có khả xuất tín hiệu PWM, ngõ đọc tín hiệu analog chuẩn giao tiếp đa dạng UART, SPI, TWI (I2C) Xung nhịp : 16MHz EEPROM : 1KB (Atmega 328) 4KB (Atmega2560) SRAM : 2KB (Atmega328) 8KB (Atmega2560) FLASH : 32KB (Atmega328) 256KB (Atmega2560) 1.4 Lịch sử phát triển dòng Arduino 1.4.1 Dòng Arduino USB 1.4.1.1 Mạch lập trình (2005) Khi mạch lập trình xây dựng, Arduino chịu ảnh hưởng mạch lập trình AVR lúc bây giờ, sử dụng cổng RS232 (cổng máy in dòng máy tính cũ) Điều với lịch sử lúc giờ, dòng máy tính để bàn sản xuất cổng RS232 Hình 1 Arduino 2005 Vì lý sử dụng cổng RS-232, nên việc xây dựng mơi trường giao tiếp máy tính mạch Arduino vô đơn giản (bạn nên nhớ giao thức RS-232 thời gian vơ phổ biến) Ngồi ra, linh kiện để phục vụ cho việc lập trình Atmega8 qua máy tính Điều đặc biệt Arduino thời gian này, đơn giản mạch lập trình AVR khác có thị trường lúc như: ATMEL Programmer, } Cấu trúc có dấu ngoặc nhọn đầu cuối, thiếu phần kiểm tra chương trình chương trình báo lỗi Phần dùng để thiết lập tốc độ truyền liệu, kiểu chân chân hay chân vào c Vòng lặp (voidloop()) Dùng để viết lệnh chương trình để mạch Arduino thực nhiệm vụ mà mong muốn, thường bắt đầu bằng: Void loop() { …… } -Một số câu lệnh thường gặp Ký hiệu, câu lệnh // Ý nghĩa Dấu // dùng để giải thích, nội dung giải thích nằm dòng, kiểm tra chương trình phần kiểm tra bỏ qua phần này, /* không kiểm tra Ký hiệu dùng để giải thích, giải … thích dành cho đoạn, tức xuống dòng */ #define biến chân Define nghĩa định nghĩa, xác định Câu lệnh nhằm gán tên biến vào chân Ví dụ #define led 13, tức gán biến led cho digitalWrite(chân,trạn chân 13 hay dùng chân 13 để điều khiển led Dùng để tắt, mở chân Cú pháp g thái); digitalWrite(chân,trạng thái chân); Ở trạng thái chân HIGH LOW Ở trạng thái HIGH chân có điện, dòng điện có điện áp 5V; trạng thái LOW, chân điện, điện 35 áp Ví dụ: digital(led,HIGH); digital(led,LOW); Chú ý dấu chấm phẩy đằng analogWrite(chân,giá sau câu lệnh Có ý nghĩa dùng để băm xung (PWM), thường trị); dùng để điều khiển tốc độ động cơ, độ sáng digitalRead(chân); led, Read nghĩa đọc, lệnh dùng để đọc giá trị analogRead(chân); digital chân muốn đọc Read nghĩa đọc, lệnh dùng để đọc giá trị delay(thời gian); analog chân muốn đọc Delay nghĩa chờ, trì hỗn, trì Lệnh dùng để trì trạng thái thực chờ thời gian Thời gian tính if() mili giây, giây ngàn mili giây if nghĩa nếu, sau if dấu (), bên dấu { ngoặc biểu thứ so sánh Ví dụ Các câu lệnh cảm biến độ ẩm đất (phần 5) thì: } if (giatriAnalog>500) //nếu giá trị đọc biến giatriAnalog lớn 500 { digitalWrite(Led,HIGH); //Ra lệnh cho led sáng delay(1000);//chờ 1s else nghĩa ngược lại else() { Các câu lệnh } Serial.print() In hình máy tính, lệnh in khơng Serial.println() xuống dòng In hình máy tính, in xong xuống dòng, giá trị in dòng Hình 24 Một số câu lệnh, cấu trúc thường gặp 36 37 CHƯƠNG II : TÌM HIỂU VỀ MODULE BLUETOOTH HC-05 2.1 Khái niệm Bluetooth Bluetooth công nghệ không dây cho phép thiết bị điện, điện tử giao tiếp với khoảng cách ngắn, sóng vơ tuyến qua băng tần chung ISM (Industrial, Scientific, Medical) dãy tầng 2.40- 2.48 GHz Đây dãy băng tầng không cần đăng ký dành riêng để dùng cho thiết bị không dây công nghiệp, khoa học, y tế Bluetooth thiết kế nhằm mục đích thay dây cable máy tính thiết bị truyền thơng cá nhân, kết nối vô tuyến thiết bị điện tử lại với cách thuận lợi với giá thành rẻ Khi kích hoạt, Bluetooth tự động định vị thiết bị khác có chung cơng nghệ vùng xung quanh bắt đầu kết nối với chúng Nó định hướng sử dụng cho việc truyền liệu lẫn tiếng nói 2.2 Lịch sử, hình thành phát triển Bluetooth 2.2.1 Lịch sử tên Bluetooth Bluetooth tên nhà vua Đan Mạch- Harald I Bluetooth (Danish Harald Blåtand) (910-985) Harald Bluetooth hợp Đan Mạch Norway Ngày Bluetooth biểu tượng thống Computer Telecom, công nghệ máy tính cơng nghệ truyền thơng đa phương tiện 2.2.2 Hình thành phát triển bluetooth Năm 1994: Lần hãng Ericsson đưa đề án nhằm hợp liên lạc loại thiết bị điện tử khác mà không cần phải dùng đến sợi cáp nối cồng kềnh, phức tạp Ðây thực chất mạng vô tuyến không dây cự ly ngắn dùng vi mạch cỡ 9mm chuyển tín hiệu sóng vơ tuyến điều khiển thay cho sợi cáp điều khiển rối rắm 38 Năm 1998: công ty lớn giới gồm Ericsson, Nokia, IBM, Intel Toshiba liên kết, hợp tác thiết kế triển khai phát triển chuẩn công nghệ kết nối không dây mang tên BLUETOOTH nhằm kết nối thiết bị vi điện tử lại với dùng sóng vơ tuyến Đến ngày 20/5/1998: nhóm nghiên cứu Special Interest Group - SIG thức thành lập với mục đích phát triển cơng nghệ Bluetooth thị trường viễn thông Bất kỳ công ty có kế hoạch sử dụng cơng nghệ Bluetooth tham gia vào Tháng 7/1999: chuyên gia SIG đưa thuyết minh kỹ thuật Bluetooth phiên 1.0 Năm 2000 : SIG bổ sung thêm thành viên 3Com, Lucent Technologies, Microsoft Motorola Công nghệ Bluetooth cấp dấu chứng nhận kỹ thuật lần mắt Năm 2001: Bluetooth 1.1 đời với Buetooth software development kit-XTNDAccess Blue SDK, đánh dấu bước phát triển chưa có cơng nghệ Bluetooth nhiều lĩnh vực khác với quan tâm nhiều nhà sản xuất Bluetooth bình chọn cơng nghệ vơ tuyến tốt năm Tháng 7/2002, Bluetooth SIG thiết lập quan đầu não toàn cầu Overland Park, Kansas, USA Năm 2002 đánh dấu đời hệ máy tính Apple hỗ trợ Bluetooth Sau không lâu Bluetooth thiết lập máy Macintosh với hệ điều hành MAC OXS Bluetooth cho phép chia sẻ tập tin máy MAC, đồng hóa chia sẻ thông tin liên lạc máy Palm, truy cập internet thông qua điện thoại di động có hỗ trợ Bluetooth (Nokia, Ericsson, Motorola…) Tháng 5/2003, CSR (Cambridge Silicon Radio) cho đời chip Bluetooth với khả tích hợp dễ dàng giá hợp lý Điều góp phần cho đời hệ Motherboard tích hợp Bluetooth, giảm 39 chênh lệch giá mainboard, cellphone có khơng có Bluetooth Tháng 11/2003 dòng sản phẩm Bluetooth 1.2 đời Năm 2004, công ty điện thoại di động tiếp tục khai thác thị trường sôi cách cho đời hệ điện thoại di động đời hỗ trợ Bluetooth (N7610, N6820, N6230) Motorola cho sản phẩm Bluetooth đầu tay Các sản phẩm Bluetooth tiếp tục đời và xúc tiến mạnh mẽ qua chương trình “Operation Blueshock” International Consumer Electronics Show (CES) Las Vegas ngày 9/1/2004 6-1-2004, hội nghị Bluetooth CES (Consumer Electronics Show) Las Vegas, tổ chức Bluetooth SIG thông báo số thành viên đạt số 3000, trở thành tổ chức có số thành viên đơng đảo thuộc nhiều lĩnh vực cơng nghệ: từ máy móc tự động đến thiết bị y tế, PC đến điện thoại di động, tất sử dụng kỹ thuật không dây tầm ngắn sản phẩm họ Bluetooth có tốc độ phát triển nhanh với khả ứng dụng ngày đa dạng, theo tính tốn công ty nghiên cứu thị trường Frost & Sulivan, năm 2001 có 4.2 triệu sản phẩm sử dụng cơng nghệ Bluetooth đưa thị trường, số tăng lên 1.01 tỷ vào năm 2006 Những năm gần đây, Bluetooth coi thị trường động sôi lĩnh vực truyền thông Với đời cơng nghệ Bluetooth ta lạc quan nói rằng, thời kỳ kết nối dây hữu tuyến thiết bị đến hồi kết thúc, thay vào khả kết nối không dây thông minh suốt, điều thực tương lai gần mà 2.3 Các đặc điểm Bluetooth Tiêu thụ lượng thấp, cho phép ứng dụng nhiều loại thiết bị, bao gồm thiết bị cầm tay điện thoại di động 40 Giá thành hạ (Giá chip Bluetooth giảm dần, xuống mức 5$ đơn vị) Khoảng cách giao tiếp cho phép : • Khoảng cách hai thiết bị đầu cuối lên đến 10m ngồi trời, 5m tòa nhà • Khoảng cách thiết bị đầu cuối Access point lên tới 100m ngồi trời 30m tòa nhà Bluetooth sử dụng băng tần không đăng ký 2.4Ghz dãy băng tần ISM Tốc độ truyền liệu đạt tới mức tối đa 1Mbps (do sử dụng tần số cao) mà thiết bị không cần phải thấy trực tiếp (light-of-sight requirements) Dễ dàng việc phát triển ứng dụng: Bluetooth kết nối ứng dụng với ứng dụng khác thơng qua chuẩn “Bluetooth profiles”, độc lập phần cứng hệ điều hành sử dụng Bluetooth dùng giao tiếp liệu tiếng nói: có kênh để truyền tiếng nói, kênh để truyền liệu mạng cá nhân An tồn bảo mật: tích hợp với xác nhận mã hóa ( build in authentication and encryption) Tính tương thích cao, nhiều nhà sản xuất phần cứng phần mềm hỗ trợ 2.4 Ứng dụng Bluetooth 2.4.1 Thiết bị thông minh Gồm có loại điện thoại di động, PDA, PC, cellphone, smartphone… Điện thoại di động: Sony Ericsson P800, P900, Nokia 3650, 7610, 7650…Công nghệ Bluetooth gắn sẵn thiết bị di động nên khơng cần dùng cáp Có thể kết nối với tai nghe Bluetooth, camera kỹ thuật số hay máy tính, cho phép người dùng xem tivi, chụp ảnh, quay phim, nghe MF3, FM, duyệt web email từ điện thoại… 41 Nokia 660 Palm Tungsten Hình 2.1 Nokia 6600 – PalmTungsten Palm Tungsten W: trung tâm liệu cầm tay, cung cấp kết hợp tinh vi công nghệ thư điện tử không dây, thông điệp SMS, chức điện thoại, ứng dụng kinh doanh phần mềm quản lý thông tin cá nhân Palm.Với băng tần 900-1800-1900 MHz, Palm Tungsten W chế tạo với sóng vơ tuyến nhanh cho mạng GSM/GPRS, dùng điện thoại với tai nghe Bluetooth Plam Tungsten W khơng sử dụng SIM, dùng với nhà cung cấp dịch vụ 2.4.2 Thiết bị truyền Gồm loại tai nghe (headset) , loa trạm thu âm thanh… Hình Tai nghe Bluetooth Công ty Logitech chuyên sản xuất thiết bị ngoại vi cho máy tính PC vừa giới thiệu loại tai nghe Bluetooth di động So với tai nghe bluetooth khác thị trường, tai nghe HS02 hỗ trợ tiêu chuẩn Bluetooth phiên 1.2 có loa nghe lớn 2cm 42 Tiêu chuẩn Bluetooth 1.2 giảm thời gian kết nối tiêu thụ điện nối với thiết bị Bluetooth 1.2 khác Ngoài khả sử dụng công nghệ tần số tiêu chuẩn 1.2 giúp tránh xung nhiễu từ thiết bị tần số 2,4Ghz khác mạng không dây WiFi điện thoại không dây 2.4.3 Thiết bị truyền liệu Gồm chuột, bàn phím, joystick, camera, bút kỹ thuật số, máy in, LAN access point… Hình 2 Thiết bị truyền liệu Modem Zoom dùng để kết nối Internet mạng cục điện thoại Nó có ngõ giao tiếp với PC hay PDA: ngõ không dây Bluetooth class 1, bán kính hoạt động 100m; ngõ RS232 qua cổng COM Tốc độ 56Kbps Hình USB Bluetooth 43 Bluetooth MDU 0001USB thiết bị kết nối không dây sử dụng cơng nghệ Bluetooth class 2, vùng phủ sóng bán kính 10m; nối với PC qua USB 1.1 Tuy nhỏ đầu ngón tay thiết bị tích hợp gần tất chuẩn giao tiếp có, ví dụ: RS232, FTP, Dial-up, Fax, OBEX (chuẩn đồng hóa liệu cho PDA) , nên lắp MDU 0001USB vào vơ hình trung PC bạn biến thành đài phát sóng Ngược lại, PC dò tìm kết nối đến tất máy tính, PDA vùng phủ sóng Cắm thiết bị, cài đặt driver, khởi động lại máy tất máy tính bán kính 10m kết nối,trao đổi liệu với 2.4.4 Các ứng dụng nhúng Điều khiển nguồn lượng xe hơi, loại nhạc cụ, công nghiệp, y tế… Kể từ nay, khách hàng sedan Lexus LS430 xe thể thao hai cầu LX470 không cần phải dừng lại đường để nhận hay tiến hành gọi điện thoại di động Các thao tác thực đơn giản nhờ nút bấm tay lái qua hình kỹ thuật số Hình Màn hình hiển thị theo giao diện dành cho điện thoại 44 Hình Bluetooth Car kit Hình Máy chụp hình kỹ thuật số có hỗ trợ Bluetooth để truyền hình ảnh 2.5 Module HC-05 Module thiết kế dựa chip BC417 Con chip phức tạp sử dụng nhớ flash 8Mbit Nhưng việc sử dụng module hồn tồn đơn giản nhà sản xuất tích hợp thứ cho bạn module HC-05 45 Hình Module bluetooth HC-05 2.5.1 Sơ dồ chân HC-05 Hình Sơ đồ chân Module Bluetooth Hc-05 KEY : Chân để chọn chế độ hoạt động AT Mode Dat Mode VCC : Chân cấp nguồn từ 3.6V đến 6V bên module bluetooth có IC nguồn chuyển điện áp 3.3V cấp cho Ic BC417 GND : Nối với chân nguồn GND TXD, RXD : Đây hai chân UART để giao tiếp module hoạt động mức logic 3.3V STATE : 46 2.5.2 Các chế dộ hoạt động HC-05 có hai chế độ hoạt động Command Mode Data Mode Ở chế độ Command Mode ta giao tiếp với module thơng qua cổng serial module tập lệnh AT quen thuộc Ở chế độ Data Mode module truyền nhận liệu tới module bluetooth khác Chân KEY dùng để chuyển đổi qua lại hai chế độ Có hai cách để bạn chuyển module hoạt động chế độ Data Mode Nếu đưa chân lên mức logic cao trước cấp nguồn module đưa vào chế độ Command Mode với baudrate mặc định 38400 Chế độ hữu ích bạn baudrate module thiết lập tốc độ Khi chuyển sang chế độ đèn led module nháy chậm (khoảng 2s) ngược lại chân KEY nối với mức logic thấp trước cấp nguồn module hoạt động chế độ Data Mode Nếu module hoạt động chế Data Mode để đưa module vào hoạt động chế độ Command Mode bạn đưa chân KEY lên mức cao Lúc module vào chế độ Command Mode với tốc độ Baud Rate bạn thiết lập lần cuối Vì bạn phải biết baudrate thiết bị để tương tác với Chú ý module bạn chưa thiết lập lại lần mặc định sau: Baudrate 9600, data bits, stop bits 1, parity : none, handshake: none Passkey: 1234 Device Name: HC-05 Ở chế độ Data Mode HC-05 hoạt động master slave tùy vào việc bạn cấu hình (riêng HC-06 bạn cấu hình chế độ SLAVE) Ở chế độ SLAVE: bạn cần thiết lập kết nối từ smartphone, laptop, usb bluetooth để dò tìm module sau pair với mã PIN 1234 Sau 47 pair thành công, bạn có cổng serial từ xa hoạt động baud rate 9600 Ở chế độ MASTER: module tự động dò tìm thiết bị bluetooth khác (1 module bluetooth HC-06, usb bluetooth, bluetooth laptop ) tiến hành pair chủ động mà không cần thiết lập từ máy tính smartphone 2.5.3 Tập lệnh AT - AT: Lệnh test, trả OK module hoạt động Command Mode - AT+VERSION? :trả firmware module - AT+UART=9600,0,0 ( thiết lập baudrate 9600,1 bit stop, no parity) Các lệnh chế độ Master: AT+RMAAD : ngắt kết nối với thiết bị ghép AT+ROLE=1 : đặt module master AT+ROLE=1 : đặt module master AT+ROLE=1 : đặt module master AT+INQM=0,5,5: Dừng tìm kiếm thiết bị tìm thiết bị sau 5s AT+PSWD=1234 Set Pin cho thiết bị AT+INQ: Bắt đầu tìm kiếm thiết bị để ghép nối AT+PAIR=, : Đặt timeout(s) kết nối với địa slave AT+LINK= Kết nối với slave Các lệnh chế độ Slave: AT+ORGL: Reset lại cài đặt mặc định AT+RMAAD: Xóa thiết bị ghép nối AT+ROLE=0: Đặt chế độ SLAVE AT+ADDR: Hiển thị địa SLAVE 2.5.4 Thông số kỹ thuật: Điện hoạt động UART 3.3 - 5V 48 Dòng điện hoạt động: Pairing 30 mA, sau pairing hoạt động truyền nhận bình thường mA Baudrate UART chọn được: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 Kích thước module chính: 28 mm x 15 mm x 2.35 mm Dải tần sóng hoạt động: 2.4GHz Bluetooth protocol: Bluetooth Specification v2.0+EDRo Kích thước: 26.9mm x 13mm x 2.2 mm Nhiệt độ làm việc: -20 ~ 75 độ C Độ nhạy: -80dBm 2.1 -Thiết lập mặc định: Baud rate: 9600, N, 8, Mã kết nối: 1234 49