Đồ án môn học: Thiết kế và chế tạo đồng hồ thời gian thực

Đồ án này trình bày về sự phát triển mạnh mẽ của vi điều khiển và vi xử lý trong kỹ thuật hiện đại, nhấn mạnh nhu cầu về các hệ thống nhúng phức tạp hơn. Đề tài tập trung vào việc thiết kế và chế tạo một đồng hồ thời gian thực, ứng dụng các kiến thức đã học và sự hướng dẫn của giảng viên.

Tài liệu này hướng đến sinh viên, kỹ sư và những người quan tâm đến lĩnh vực điện tử, vi điều khiển và hệ thống nhúng, đặc biệt là trong việc thiết kế và triển khai các ứng dụng liên quan đến đồng hồ thời gian thực.

Đồ án này trình bày quá trình thiết kế và chế tạo một hệ thống đồng hồ thời gian thực (RTC) sử dụng vi điều khiển Arduino, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về độ chính xác thời gian trong các hệ thống nhúng hiện đại. Bắt đầu bằng việc phân tích tính cấp thiết của việc theo dõi thời gian chính xác trong các lĩnh vực như tự động hóa, quản lý lịch trình và IoT, đề tài đã khảo sát các phương pháp giữ thời gian khác nhau. Nhóm nghiên cứu đã lựa chọn giải pháp tích hợp Arduino UNO R3 với module RTC DS3231, màn hình LCD 16x2 (kết nối qua I2C), còi báo và các nút nhấn điều khiển, nhờ vào ưu điểm về độ chính xác, tính linh hoạt và chi phí hợp lý. Quy trình thực hiện bao gồm việc tính toán, thiết kế phần cứng và lập trình điều khiển. Hệ thống được lập trình để hiển thị ngày, giờ, phút, giây trên màn hình LCD, cho phép người dùng cài đặt thời gian và báo thức thông qua các nút nhấn. Các lưu đồ thuật toán chi tiết đã được xây dựng để quản lý các chức năng này một cách hiệu quả. Kết quả đạt được là một hệ thống đồng hồ thời gian thực hoạt động ổn định, có độ chính xác cao và giao diện thân thiện, dễ sử dụng. Hệ thống có khả năng duy trì thời gian ngay cả khi mất nguồn nhờ pin dự phòng của module RTC. Mặc dù đã đạt được các mục tiêu ban đầu, đồ án vẫn còn một số hạn chế như việc sử dụng linh kiện học tập, khả năng tối ưu phần mềm và thiếu tính năng đồng bộ thời gian qua internet. Hướng phát triển trong tương lai bao gồm việc mở rộng tính năng (ví dụ: đồng bộ NTP), ứng dụng trong môi trường công nghiệp, tối ưu hóa phần mềm và tích hợp vào các hệ thống IoT thông minh.