Đồ án tốt nghiệp Công nghệ kỹ thuật điện tử: Bảng điện tử hiển thị thông tin thời tiết

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU KHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ Ca o

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

r r ^

4 -Ạ

/ Ạ •

Tên đề tài: BẢNG ĐIỆN TỬ HIỂN THỊ THÔNG TIN THỜI TIÉT

Đại Học Chính Quy Trình độ đào tạo:

Ngành: Công Nghê Kỹ Thuât Điên - Điên Tử

Chuyên ngành: Điều Khiển và Tự Động Hóa

Giáo viên hướng dẫn: ThS. Lưu Hoàng

Sinh viên thực hiện: Võ Đình Huy

Mã số sinh viên: 16031543

Bà Rịa Vũng Tàu, tháng 5 năm 2020

DH16TD Lớp:

(Đính kèm Quy định về việc tổ chức, quản lý các hình thức tốt nghiệp ĐH, CĐ ban hành kèm

theo Quyết định số 585/QĐ-ĐHBRVT ngày 16/7/2013 của Hiệu trưởng Trường Đại học BR-VT)

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: Võ Đình Huy

MSSV: 16031543

DH16TD Lớp:

Chuyên ngành: Điều Khiển Và Tự Động Hóa

Đại Học Chính Quy Hệ đào tạo:

I. Tên đề tài: BẢNG ĐIỆN TỬ HIỂN THỊ THÔNG TIN THỜI TIẾT

II. Giảng viên hướng dẫn Ths. Lưu Hoàng

12/2019 III. Ngày giao đề tài:

Bà Rịa - Vũng Tàu, ngày ... tháng ... năm 2020

IV. Ngày hoàn thành đồ án/ khoá luận tốt nghiệp: 05/2020

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

Trưởng bộ môn Trưởng khoa

NHÂN XET^CỔ« giáo viên hướng dẫn)

• Thái độ, tác phong và nhận thức trong quá trình thực hiện:

• Kiến thức chuyên môn:

• Hình thức, bố cục trình bày:

• Nội dung, kết quả:

Bà Rịa - Vũng Tàu, ngày ... tháng ... năm 2020

• Nhận xét khác:

(Ký và ghi rõ họ tên)

Giáo viên hướng dẫn

NHÂN XET (Của giáo viên phản biện)

• Thái độ, tác phong và nhận thức trong quá trình thực hiện:

• Kiến thức chuyên môn:

• Hình thức, bố cục trình bày:

• Nội dung, kết quả:

Bà Rịa - Vũng Tàu, ngày ... tháng ... năm 2020

• Nhận xét khác:

(Ký và ghi rõ họ tên)

Giáo viên phản biện

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên em xin gởi lời cảm ơn đến Thầy Lưu Hoàng - Giảng viên bộ môn Điện

- Điện Tử, đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, giảng giải cho em trong lựa chọn đề tài

cũng như trong quá trình thực hiện đề tài. Trong quá trình thực hiện đồ án cũng đã

xảy ra nhiều khó khăn, thiếu sót nhưng được sự hỗ trợ và góp ý của Thầy nên nhóm

đã hoàn thành được đồ án.

Trong suốt thời gian được theo học tại trường Đại học Bà Rịa Vũng Tàu, em

đãnhận được nhiều sự quan tâm và giúp đỡ từ Thầy Cô và bạn bè. Cảm ơn Hiệu

Trưởng, cùng các quý thầy cô trường Đại học Bà Rịa - Vũng Tàu đã hỗ trợ tận tình

về trang thiết bị, phần mềm, cơ sở vật chất tạo điều kiện hoàn thành đồ án. Với lòng

biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn tới quý Thầy Cô, những người đã truyền lại

cho em rất nhiều kinh nghiệm và kiến thức quý báu, những sự giúp đỡ ấy đã tiếp

thêm động lực cho em vững bước trên con đường mình đã chọn. Và đặc biệt là Thầy,

Cô khoa Điện - Điện tử đã truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cũng như tạo những

điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đề tài.

Xin cảm ơn các bạn cùng khóa, cùng khoa đã động viên, khích lệ, ủng hộ về nhiều

mặt góp phần làm nên thành công của đồ án này.

Cảm ơn Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu!

N gư ời thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn!

Võ Đình Huy

MỤC LỤC

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP........................................................1

I. Tên đề tài: BẢNG ĐIỆN TỬ HIỂN THỊ THÔNG TIN THỜI TIẾT........ i

II. G iảng viên hướng dẫn: Ths. Lưu Hoàng................................................... i

III. Ngày giao đề tài: 12/2019.......................................................................... i

IV. Ngày hoàn thành đồ án/ khoá luận tốt nghiệp: 05/2020........................ i

NHẬN XÉT (Của giáo viên hư ớng d â n )...................................................................3

NHẬN XÉT ( C ủ ứ giáo viên p h ả n b iệ n )....................................................................4

LỜI CẢM Ơ N ............................................................................................................... 5

CHƯƠNG I TỔNG Q U A N .....................................................................................11

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ.............................................................................................. 11

1.2 MỤC TIÊU....................................................................................................11

1.3 NỘI DUNG NGHIÊN C Ứ U ....................................................................... 12

1.4 GIỚI H Ạ N .....................................................................................................12

1.5 BỐ CỤC ........................................................................................................ 12

CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT........................................................................14

2.1 Các chuẩn giao tiế p ......................................................................................14

2.1.1 Chuẩn giao tiếp wifí............................................................................... 14

2.1.2 Chuẩn giao tiếp S P I............................................................................... 15

2.2 IO T .................................................................................................................17

2.3 Webserver...................................................................................................... 19

2.4 ESP32 .... 20

2.5 Phương pháp quét module led matrix p10 full color................................ 21

2.5.1 Font c h ữ .................................................................................................. 26

2.5.2 Font chữ tiếng v iệ t................................................................................. 28

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN VÀ THIẾT K Ế ...........................................................30

3.1 GIỚI T H IỆ U ................................................................................................ 30

3.2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT K Ế .................................................................... 30

3.2.1 VI XỬ LÝ TRUNG T Â M .................................................................... 30

............................................................................................................................. 31

3.2.2 Nguồn.......................................................................................................32

CHƯƠNG IV THI CÔNG HỆ T H Ố N G .................................................................. 33

4.1 Thi công mô h ìn h .........................................................................................33

4.2 Lưu đồ thuật to á n .........................................................................................34

4.3 Kết n ố i...........................................................................................................35

4.4 Phần mềm lập trình esp32...........................................................................35

4.4.1 Giới th iệ u ................................................................................................ 35

4.4.2 Cài đặt arduino ID E ............................................................................... 36

4.5 Lập trình esp32 bằng arduino ID E .............................................................39

4.6 Chương trìn h ..................................................................................................44

CHƯƠNG V Kết quả - nhận xét - đánh g iá ...........................................................47

5.1 Cấu hình cho hệ thống kết nối internet..................................................... 47

5.2 Mô hình chạy thực tế.....................................................................................51

5.3 Nhận xét & đánh g iá :....................................................................................53

5.3.1 Nhận xét:................................................................................................. 53

5.3.2 Đánh giá:................................................................................................. 53

CHƯƠNG VI Kết luận và hướng phát triển............................................................. 54

6.1 Kết lu ận .........................................................................................................54

6.2 Hướng phát triể n ..........................................................................................54

TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................55

MỤC LỤC HINH ẢNH

Hình II-1 Giao tiếp kết nối w ifi............................................................................... 15

Hình II-2Sơ đồ xung SPI........................................................................................... 17

Hình II-3Mặt sau led p10 full color.........................................................................22

Hình II-4Mặt trước led p10 full color..................................................................... 22

Hình II-5 Sơ đồ chân kết nối của module led p10 full color................................24

Hình II-6Chiều đi của data module led p10 full color...........................................25

Hình II-7Giao diện của phần mềm LCD font m aker.............................................26

Hình II-8 Chọn font chữ cho mã le d ........................................................................27

Hình II-9Giao diện của phần mềm LCD font m aker.............................................27

Hình II-10Xuât mã font led...................................................................................... 28

Hình III-1KIT ESP32................................................................................................ 30

Hình III-2KIT ESP32 PIN O UT............................................................................... 31

Hình III-3Nguồn LED 5V 70A ................................................................................ 32

Hình IV- 1Kích thước khung le d .............................................................................. 33

Hình IV-2Giao diện web arduino.cc........................................................................36

Hình IV-3Giao diện tải arduino ID E ...................................................................... 37

Hình IV-4 Đã tải xong arduino ID E ........................................................................37

Hình IV-5Giải nén arduino IDE............................................................................... 38

Hình IV-6Giao diện lập trình arduino ID E .............................................................39

Hình IV-7Giao diện nhập link để tải thư viện arduino..........................................40

Hình IV-8Giao diện tải thư viện arduino ID E ...................................................... 41

Hình IV-9Chọn KIT arduino để biên dịch và nạp code.......................................42

Hình IV-10Chọn cổng để nạp co d e ....................................................................... 43

Hình IV-11Giao diện các ví dụ để tham khảo trong arduino ID E......................44

Hình V-1Giao diện chính trên Webserver của hệ thống....................................... 47

Hình V-2Cài đặt wifi để kết nối internet...............................................................48

Hình V-3Giao diện nhập API để lấy thông tin từ mạng internet........................ 48

Hình V-4Giao diện nhập để chạy thông báo......................................................... 49

Hình V-5Chỉnh màu và tốc độ của chữ chạy thông báo...................................... 49

Hình V-6Giao diện cài đặt mật k h ẩu ..................................................................... 50

Hình V-7Giao diện cài đặt thời gian bật tắ t.......................................................... 50

Hình V-8Chạy hệ thống thực t ế ..............................................................................51

Hình V-9Chạy hệ thống thực t ế ..............................................................................52

CHƯƠNG I TỐNG QUAN

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật cùng với sự tiến bộ của xã hội

nhu cầu về thông tin trở nên thiết yếu đối với con người trong hoạt động kinh doanh

sản xuất việc đưa thông tin đến với mọi người trở nên dễ dàng và nhanh chóng. Thông

qua nhiều hình thức khác nhau mà doanh nghiệp hay hộ kinh doanh nhỏ lẻ, nơi công

cộng có thể giới thiệu sản phẩm hay thông tin hàng hóa giá cả đến mọi người.

Hiện nay có nhiều biển quảng cáo, băng rôn, khẩu hiệu, thông báo trong thực tế

với nhiều chất liệu như biển quảng cáo sắt, gỗ, vải, phướn,... thì bảng led thể hiện tính

ưu việt hơn hẳn các loại quảng cáo truyền thống. Thông tin hiển thị trên bảng led ma

trận có thể sửa chữa dễ dàng hơn dễ lắp đặt và dễ thay thế.

Chúng ta bắt gặp rất nhiều bảng thông tin như vậy trong thực tế. Khi tới phi trường

bạn có thể biết được thời gian chuyến bay, địa điểm và chuyến bay số hiệu nào. Hoặc

khi vào khu ăn uống bảng led có thể hiện thị các hình ảnh sinh động về món ăn hay

logo hiện lên với đủ kiểu biến hóa.

Với mong muốn giới thiệu ứng dụng của bảng led và thiết yếu trong đời sống cũng

như tầm quan trong của của bảng thông báo em đã tìm hiểu và thiết kế mô hình.

1.2 MỤC TIÊU

Mục tiêu của em sẽ tiến hành thiết kế và thi công mô hình bảng LED MATRIX.

Mô hình sẽ nhằm mục đích hiển thông tin thời tiết như tia uv, chất lượng không khí,

giờ hiện tại, tốc độ gió, nhiệt độ. Nếu như tia uv cao có khả năng ảnh hưởng đến da sẽ

hiển thị cảnh báo cho người xem biết như không nên đi ra đường, dự báo thời tiết 4 giờ

gần nhất bằng hình ảnh. Ngoài ra bảng led cũng có thể nhập thông báo tùy ý có thể

chỉnh được tốc độ và màu sắc.

1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Em đã nghiên cứu các nội dung sau:

- Nội dung 1: Nghiên cứu Module LED p10 full color dùng cho bảng thông báo.

- Nội dung 2: Nghiên cứu KIT ESP32.

- Nội dung 3: Lập trình cho ESP32 trên arduino IDE.

- Nội dung 4: Thiết kế tính toán nguồn cho thiết bị.

- Nội dung 5: Thi công phần cứng, khung, thử nghiệm và hiệu chỉnh hệ thống.

- Nội dung 6: Cài đặt và điều chỉnh hệ thống để đặt được tối ưu.

- Nội dung 7: Viết báo cáo.

- Nội dung 8: Bảo vệ luận văn.

1.4 GIỚI HẠN

Các thông số giới hạn của đề tài bao gồm:

- Sử dụng KIT thu phát wifi ESP32

- Kích thước phần led hiển thị 128x64

- Sử dụng 16 Module P10 FULL COLOR ghép lại

- Sử dụng webserver để cài đặt thông số

- Nội dung hiển thị bao gồm: ký tự số, chữ có dấu, hiệu ứng, các icon thời tiết,

nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió, chất lượng không khí, tia uv, giờ hiện tại.

1.5 BỐ CỤC

Đề tài “Thiết kế bảng điện tử hiện thị thông tin thời tiết” được trình bày như sau:

> Chương 1: Tổng quan

Chương này em sẽ đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung

nghiên cứu, các giới hạn và bố cục đồ án.

> Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương này em sẽ nói tổng quát các kiến thức cơ bản để hoàn thành mô hình này.

Bao gồm chuẩn giao tiếp để có thể lấy dữ liệu và đẩy dữ liệu lên bảng led, quy trình

quét led, các công cụ cần thiết.

> Chương 3: Tính toán và thiết kế

Chương này em sẽ trình bày sơ đồ khối, tính toán và chọn linh kiện.

> Chương 4: Thi công và kết quả thực hiện

Chương này em trình bày các bước thi công mạch, lắp ráp, kiểm tra và thi công

mô hình.

> Chương 5: Kết quả - nhận xét - đánh giá

Chương này em sẽ nêu lên kết quả đạt được, nhận xét và đánh giá mô hình.

> Chương 6: Kết luận và hướng phát triển

Chương này nêu lên kết luận về những gì đã thực hiện đồng thời đưa ra hướng

phát triển cho mô hình.

CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Các chuẩn giao tiếp

2.1.1 Chuẩn giao tiếp wifi

Wifi là mạng kết nối Internet không dây, là từ viết tắt của Wireless Fidelity, sử

dụng sóng vô tuyến để truyền tín hiệu. Loại sóng vô tuyến này tương tự như sóng điện

thoại, truyền hình và radio. Và trên hầu hết các thiết bị điện tử ngày nay như máy tính,

laptop, điện thoại, máy tính bảng... đều có thể kết nối Wifi.

Kết nối Wifi dựa trên các loại chuẩn kết nối IEEE 802.11, và chủ yếu hiện nay

Wifi hoạt động trên băng tần 54 Mbps và có tín hiệu mạnh nhất trong khoảng cách 100

feet (gần 31 mét, các bạn cứ thử tưởng tượng mỗi 1 tầng nhà lấy trung bình là 4 mét thì

theo lý thuyết sóng wifi phát ở tầng 1 vẫn sẽ bắt được nếu bạn đang ở tầng 7 - đó là

theo lý thuyết). Còn trong thực tế thì trong mỗi ngôi nhà thường có rất nhiều vật cản

sóng, nên bạn chỉ cần đứng trên tầng 4 hoặc 5 là tín hiệu đã yếu lắm rồi.

Để có được sóng Wifi thì chúng ta cần phải có bộ phát Wifi - chính là các thiết bị

như modem, router. Đầu vào, tín hiệu Internet nguồn (được cung cấp bởi các đơn vị

ISP như FPT, Viettel, VNPT, C M C . hiện nay). Thiết bị modem, router sẽ lấy tín hiệu

Internet qua kết nối hữu tuyến rồi chuyển thành tín hiệu vô tuyến, và gửi đến các thiết

bị sử dụng như điện thoại smartphone, máy tính bảng, la p to p . Đây là quá trình nhận

tín hiệu không dây (hay còn gọi là adapter) - chính là card wifi trên laptop, điện th o ạ i.

và chuyển hóa thành tín hiệu Internet. Và quá trình này hoàn toàn có thể thực hiện

ngược lại, nghĩa là router, modem nhận tín hiệu vô tuyến từ adapter và giải mã chúng,

gửi qua Internet.

Về bản chất kỹ thuật, tín hiệu Wifi hoạt động gửi và nhận dữ liệu ở tần số 2.5GHz

đến 5GHz, cao hơn khá nhiều so với tần số của điện thoại di động, r a d io . do vậy tín

hiệu Wifi có thể chứa nhiều dữ liệu nhưng lại bị hạn chế ở phạm vi truyền - khoảng

cách. Còn các loại sóng khác tuy tần số thấp nhưng lại có thể truyền đi ở khoảng cách

rất xa như LORA, FM,...

Sóng Wifi sử dụng chuẩn kết nối 802.11 trong thư viện IEEE (Institute of

Handheld Device

Hình II-1 Giao tiếp kết nối wifi

Electrical and Electronics Engineers), chuẩn này bao gồm 4 chuẩn nhỏ hơn là a/b/g/n/ac.

2.1.2 Chuẩn giao tiếp SPI

SPI (Serial Peripheral Bus) là một chuẩn truyền thông nối tiếp tốc độ cao do hãng

Motorola đề xuất. Đây là kiểu truyền thông Master-Slave, trong đó có 1 chip Master

điều phối quá trình tuyền thông và các chip Slaves được điều khiển bởi Master vì thế

truyền thông chỉ xảy ra giữa Master và Slave. SPI là một cách truyền song công (full

duplex) nghĩa là tại cùng một thời điểm quá trình truyền và nhận có thể xảy ra đồng

thời. SPI đôi khi được gọi là chuẩn truyền thông “4 dây” vì có 4 đường giao tiếp trong

chuẩn này đó là SCK (Serial Clock), MISO (Master Input Slave Output), MOSI (Master

Ouput Slave Input) và SS (Slave Select). Hình 1 thể hiện một kết SPI giữa một chip

Master và 3 chip Slave thông qua 4 đường.

SCK: Xung giữ nhịp cho giao tiếp SPI, vì SPI là chuẩn truyền đồng bộ nên cần 1

đường giữ nhịp, mỗi nhịp trên chân SCK báo 1 bit dữ liệu đến hoặc đi. Đây là điểm

khác biệt với truyền thông không đồng bộ mà chúng ta đã biết trong chuẩn UART. Sự

tồn tại của chân SCK giúp quá trình tuyền ít bị lỗi và vì thế tốc độ truyền của SPI có

thể đạt rất cao. Xung nhịp chỉ được tạo ra bởi chip Master.

M ISO - Master Input / Slave Output: nếu là chip Master thì đây là đường Input

còn nếu là chip Slave thì MISO lại là Output. MISO của Master và các Slaves được nối

trực tiếp với nhau.

MOSI - Master Output / Slave Input: nếu là chip Master thì đây là đường Output

còn nếu là chip Slave thì MOSI là Input. MOSI của Master và các Slaves được nối trực

tiếp với nhau.

SS - Slave Select: SS là đường chọn Slave cần giap tiếp, trên các chip Slave đường

SS sẽ ở mức cao khi không làm việc. Nếu chip Master kéo đường SS của một Slave

Hình II-2Sơ đồ xung SPI

nào đó xuống mức thấp thì việc giao tiếp sẽ xảy ra giữa Master và Slave đó. Chỉ có 1

đường SS trên mỗi Slave nhưng có thể có nhiều đường điều khiển SS trên Master, tùy

thuộc vào thiết kế của người dùng.

2.2 IOT

Internet Vạn Vật, hay cụ thể hơn là Mạng lưới vạn vật kết nối Internet hoặc là

Mạng lưới thiết bị kết nối Internet (tiếng Anh: Internet o f Things, viết tắt IoT) là một

liên mạng, trong đó các thiết bị, phương tiện vận tải (được gọi là "thiết bị kết nối" và

"thiết bị thông minh"), phòng ốc và các trang thiết bị khác được nhúng với các bộ phận

điện tử, phần mềm, cảm biến, cơ cấu chấp hành cùng với khả năng kết nối mạng máy

tính giúp cho các thiết bị này có thể thu thập và truyền tải dữ liệu. Năm 2013, tổ chức

Global Standards Initiative on Internet o f Things (IoT-GSI) đinh nghĩa IoT là "hạ tầng

cơ sở toàn cầu phục vụ cho xã hội thông tin, hỗ trợ các dịch vụ (điện toán) chuyên sâu

thông qua các vật thể (cả thực lẫn ảo) được kết nối với nhau nhờ vào công nghệ thông

tin và truyền thông hiện hữu được tích hợp, và với mục đích ấy một "vật" là một thứ

trong thế giới thực (vật thực) hoặc thế giới thông tin (vật ảo), mà vật đó có thể được

nhận dạng và được tích hợp vào một mạng lưới truyền thông. Hệ thống IoT cho phép

vật được cảm nhận hoặc được điều khiển từ xa thông qua hạ tầng mạng hiện hữu, tạo

cơ hội cho thế giới thực được tích hợp trực tiếp hơn vào hệ thống điện toán, hệ quả là

hiệu năng, độ tin cậy và lợi ích kinh tế được tăng cường bên cạnh việc giảm thiểu sự

can dự của con người. Khi IoT được gia tố cảm biến và cơ cấu chấp hành, công nghệ

này trở thành một dạng thức của hệ thống ảo-thực với tính tổng quát cao hơn, bao gồm

luôn cả những công nghệ như điện lưới thông minh, nhà máy điện ảo, nhà thông minh,

vận tải thông minh và thành phố thông minh. Mỗi vật được nhận dạng riêng biệt trong

hệ thống điện toán nhúng và có khả năng phối hợp với nhau trong cùng hạ tầng Internet

hiện hữu. Các chuyên gia dự báo rằng Internet Vạn Vật sẽ ôm trọn chừng 30 tỉ vật trước

năm 2020.

Về cơ bản, Internet Vạn Vật cung cấp kết nối chuyên sâu cho các thiết bị, hệ thống

và dịch vụ, kết nối này mang hiệu quả vượt trội so với kiểu truyền tải máy-máy (M2M),

đồng thời hỗ trợ da dạng giao thức, miền (domain), và ứng dụng. Kết nối các thiết bị

nhúng này (luôn cả các vật dụng thông minh), được kỳ vọng sẽ mở ra kỷ nguyên tự

động hóa trong hầu hết các ngành, từ những ứng dụng chuyên sâu như điện lưới thông

minh,[14] mở rộng tới những lĩnh vực khác như thành phố thông minh.

IoT là một kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ vật, con người được cung cấp một

định danh của riêng mình, và tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu

qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người,

hay người với máy tính. IoT đã phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây, công

nghệ vi cơ điện tử và Internet. Nói đơn giản là một tập hợp các thiết bị có khả năng kết

nối với nhau, với Internet và với thế giới bên ngoài để thực hiện một công việc nào đó.

18

Một vật trong IoT có thể là một người với một trái tim cấy ghép; một động vật ở

trang trại với bộ chip sinh học; một chiếc xe với bộ cảm ứng tích hợp cảnh báo tài xế

khi bánh xe xẹp hoặc bất kỳ vật thể tự nhiên hay nhân tạo nào mà có thể gán được một

địa chỉ IP và cung cấp khả năng truyền dữ liệu thông qua mạng lưới. Cho đến nay, IoT

là những liên kết máy-đến-máy (M2M) trong ngành sản xuất, công nghiệp năng lượng,

kỹ nghệ xăng dầu. Khả năng sản phẩm được tích hợp máy-đến-máy thường được xem

như là thông minh Với sự trợ giúp của công nghệ hiện hữu, các thiết bị này thu thập dữ

liệu hữu ích rồi sau đó tự động truyền chúng qua các thiết bị khác. Các ví dụ hiện thời

trên thị trường bao gồm nhà thông minh được trang bị những tính năng như kiểm soát

và tự động bật tắt đèn, lò sưởi (giống như bộ ổn nhiệt thông minh), hệ thống thông gió,

hệ thống điều hòa không khí, và thiết bị gia dụng như máy giặt/sấy quần áo, máy hút

chân không, máy lọc không khí, lò nướng, hoặc tủ lạnh/tủ đông có sử dụng Wi-Fi để

theo dõi từ xa

2.3 Webserver

Chức năng cơ bản nhất của máy chủ web là lưu trữ, xử lí và phân phối nội dung

các trang web đến khách hàng, cụ thể ở đây là máy tính người dùng, hay còn gọi là

client trong mô hình server-client. Giao tiếp giữa của máy tính người dùng và máy chủ

thực hiện thông qua giao thức h t t p . Nội dung phân phối chính từ máy chủ web là các

nội dung định dạng HTML, bao gồm hình ảnh, style sheets, các đoạn mã script hỗ trợ

các nội dung văn bản thô.

Nhiều máy chủ web có thể được sử dụng cho một cao lưu lượng truy cập trang

web ở đây, Dell máy chủ đang cài đặt cùng được sử dụng cho các Wikimedia.

Tác nhân người dùng, thường là trình duyệt web hoặc trình thu thập dữ liệu web,

khởi tạo giao tiếp bằng cách yêu cầu một tài nguyên cụ thể bằng HTTP và máy chủ

phản hồi với nội dung của tài nguyên đó hoặc thông báo lỗi nếu không thể thực hiện.

Tài nguyên thường là một tệp thực sự trên bộ nhớ thứ cấp của máy chủ, nhưng điều này

không nhất thiết phải là trường hợp và phụ thuộc vào cách máy chủ web được triển

khai.

Mặc dù chức năng chính là phân phát nội dung, việc triển khai đầy đủ HTTP cũng

bao gồm các cách nhận nội dung từ khách hàng. Tính năng này được sử dụng để gửi

biểu mẫu web, bao gồm tải lên tệp.

Nhiều máy chủ web chung cũng hỗ trợ kịch bản lệnh phía máy chủ bằng cách sử

dụng các trang Active Server Pages (ASP), PHP hoặc các ngôn ngữ kịch bản khác. Điều

này có nghĩa rằng hành vi của máy chủ web có thể được viết trong các tệp riêng biệt,

trong khi phần mềm máy chủ thực tế vẫn không thay đổi. Thông thường, chức năng

này được sử dụng để tạo ra các tài liệu HTML động ("on-the-fly") như trái ngược với

các tài liệu tĩnh trả về. Trước đây được sử dụng chủ yếu để lấy hoặc sửa đổi thông tin

từ cơ sở dữ liệu. Cái sau thường nhanh hơn và dễ lưu trữ hơn nhưng không thể cung

cấp nội dung động.

Các máy chủ web không chỉ được sử dụng để phục vụ World Wide Web. Họ cũng

có thể được tìm thấy nhúng trong các thiết bị như máy in, thiết bị định tuyến, webcam

và chỉ phục vụ một mạng nội bộ. Sau đó, máy chủ web có thể được sử dụng như một

phần của hệ thống để theo dõi hoặc quản lý thiết bị được đề cập. Điều này thường có

nghĩa là không có phần mềm bổ sung nào phải được cài đặt trên máy khách, vì chỉ cần

một trình duyệt web (mà bây giờ được bao gồm trong hầu hết các hệ điều hành).

2.4 ESP32

ESP32-WROOM-32 là mô đun MCU đa dụng, mạnh mẽ và được sử dụng rộng rãi

trong thiết kế mạch PCB Wifi- Bluetooth, BLE được ứng dụng rất phổ biến cho nhiều

ứng dụng về IoT hiện nay. Phạm vi ứng dụng từ mạng sensor tiết kiệm năng lượng đến

những ứng dụng với tác vụ phức tạp nhất, như mã hóa âm thanh, âm nhạc trực tuyến

đến giải mã MP3.

Lõi của module là họ chip ESP32-D0WDQ6, chip nhúng được thiết kế cho khả

năng mở rộng và tùy biến cao. Có đến 2 lõi CPU độc lập có thể điều khiển, tần số clock

của CPU có thể được điều chỉnh tử 80MHZ đến 240 Mhz. Người lập trình có thể tắt

CPU để sử dụng bộ đồng xử lý công suất thấp để theo dõi sự thay đổi hoặc vượt ngưỡng

của các ngoại vi. ESP32 tích hợp bộ ngoại vi khá phong phú từ cảm biến điện dung,

cảm biến Hall, SD card, Ethernet, SPI tốc độ cao, UART, I2S hay I2C.

Việc tích hợp cả Bluetooth, BLE và Wifi đảm bảo cho khả năng ứng đáp ứng nhiều

loại ứng dụng khác nhau và module đó sử dụng với ngoại vi, thiết bị nào: wifi cho phép

kết nối rộng rãi về mặt vật lý ra Internet qua Wi-fi router, trong khi sử dụng Bluetooth

cho phép người dùng thuận tiện khi kết nối với smartphone, hay thiết bị beacon tiết

kiệm điện. Ở chế độ ngủ, chíp ESP32 tiêu thụ dòng dưới 5 ^A, phù hợp với những thiết

kế mạch dùng pin hay thiết bị đeo được. Tốc độ truyền thông cho phép lên đến 150

Mbps, và công suất tín hiệu khoảng 20 dBm trên anten cho phép phạm vi tín hiệu xa.

Như vậy module này có thông số kỹ thuật thuộc dạng đầu bảng trên thị trường cũng

như hiệu suất, độ tin cậy tốt nhất cho tích hợp, thiết kế ứng dụng điện tử, tự động hóa,

đòi hỏi phạm vi hoạt động rộng, tiết kiệm năng lượng cũng như khả năng kết nối đa

dạng.

Hệ điều hành chạy được trên ESP32 là FreeRTOS vơi LwIP, TLS 1.2. Hỗ trợ

update firmware qua OTA mã hóa, điều này cho phép nhà phát triển sản phẩm có thể

nâng cấp phần mềm sản phẩm ngay cả khi thiết bị đang được sử dụng một cách tiết

kiệm tiền bạc và nhân lực.

2.5 Phương pháp quét module led matrix p10 full color

Cấu tạo của module bao gồm

- 10 IC ghi dịch

- 2 IC đệm dòng

- 4 IC giải mã

- 1 connector đầu vào, 1 connector đầu ra

Hình n-3Mặt sau ledp 1 0 fu ll color

Hình II-4Mặt trước ledp 1 0 fu ll color

Khoảng cách hai điểm ảnh (Pitch)

10mm

Độ phân giải

10000 điểm ảnh/m

320mm x 160mm 32 x 16 pixel

Kích thước module cơ bản/Pixel (W x H)

Khoảng cách nhìn tốt nhất

12-200 m

G óc nhìn ngang

140°

G óc nhìn dọc

140°

Số bit màu

>10 bit

Số màu hiển thị

281000 Tỷ màu

C ư ờng độ sáng

>2000cd/m2

Nhiệt độ hoạt động

-3 0

Thời gian sử dụng của LED

>50,000 giờ (khoảng 15 năm - ngày dùng 8 giờ)

Nguồn điện vào

DC 5V - 6A

Công suất tiêu thụ

Lớn nhất: 550w/m2;

Trung bình: 250w/m2

Chế độ quét

8s (1/8 Scan)

Phương thức truyền dữ liệu

HUB 75

Độ ẩm hoạt động

0-90%

Bảng 1: Thông số của led p10 full color

R 1: Chân data cho màu đỏ của 8 hàng led bên trên

R2: Chân data cho màu đỏ của 8 hàng led phía dưới

G1: Chân data cho màu xanh lá của 8 hàng led bên trên

G2: Chân data cho màu xanh lá của 8 hàng led phía dưới

B 1: Chân data cho màu xanh dương của 8 hàng led bên trên

B2: Chân data cho màu xanh dương của 8 hàng led phía dưới

CLK: Chân đẩy data vào ic ghi dịch

LAT: Chân chốt data ( đẩy data lưu trong ic ghi dịch ra ngoài led)

OE: Chân cho phép bảng led sáng ( OE=0 thì bảng led được phép sáng, OE=1 thì

bảng led auto tắt)

A,B,C: 3 chân của ic vào 3 ra 8, tức 3 chân dùng để quét led, cho phép hàng nào

sáng. Với 3 chân ABC ta điều khiển đc 8 hàng độc lập, nhưng module P10 có tới 16

hàng thì trong 1 thời điểm có 2 hàng cùng sáng.

in ga •

*»

•

•

•

•

•

•

Trong 1 thời điểm số led RGB ta có thể điều khiển là 512 x 1/8 = 64 LED RGB

• G l ■ g n d : : :

% % • G 2 •

•

% %

•

•

RI BI R2 4 VJ2 • A * kin lNv* rn Ị/ 1

•

•

OE 1

•

•

• g n d í : » B ■ G N D - : • L A T : » G N D - : • . Ư3

•

U ĨB

G 3 Ỉ : <*

m

Hình II-5 Sơ đồ chân kết nối của module ledp10 fu ll color

Chiều đi của data

(R2,G2,B2)

Chiều đi của data, nhìn vào mặt LED

Hình II-6Chiều đi của data module led p 1 0 fu ll color

P10 FULL COLOR, data đi theo đường thẳng

Có thể thấy, module này chia ra làm 2 nửa theo chiều ngang, với dữ liệu của 8

hàng trên do RGB1 quyết định, còn 8 hàng dưới do RGB2 quyết định. Chân ABC sẽ

quyết định hàng nào trong 8 hàng của cả 2 nửa được sáng.

Phương pháp quét LED MATRIX P10 FULL COLOR

> Quét theo tỉ lê 1/8 mỗi lần quét được 2 hàng.

> Tất cả module có 16 dòng, 32 cột. Tại mỗi thời điểm nhất định sẽ có 2 dòng

được chọn.

Chân A 0 Chân B 0 Chân C 0

1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 Hàng được chọn Không hàng nào được chọn 0,7 1,8 2,9 3,10 4,11 5,12 6,13

Bảng 2 Bảng lụa chọn hàng của module led p10

Xung CLK trong dữ liệu cho phép xuất dữ liệu ở mỗi hàng 1 bit, hiện tại chúng ta

sử dụng module LED MATRIX P10 FULL COLOR 32x16 và 4x4 bảng led tức là mỗi

hàng có 512 led chính vì thế mỗi hàng có 512 xung clock. Ta sẽ đẩy dữ liệu từ màu

xanh dương trước sau đó tới màu xanh lá và cuối cùng là màu đỏ.

Tiếp theo kéo chân LAT và chân OE lên mức cao. Việc cho phép chân LAT ở mức

cao, cho phép xuất dữ liệu ra và hiển thị đồng thời nó cũng vô hiệu hóa dữ liệu ra để

chúng ta chuyển hàng.

Chuyển hàng bằng cách chọn hàng đã đề cập ở trên túc là thay đổi các trạng thái

để có thể chọn hàng.

Kéo chân LAT xuống mức thấp và lên mức cao cho phép đóng chốt để chúng ta

có thể ra dữ liệu tiếp theo.

Mắt chúng ta có khả năng lưu ảnh 20ms 1 lần vậy thì 1 hàng led chúng ta sẽ xử lý

trong 20/16 là khoảng 1,25ms.

2.5.1 Font chữ

Hình II-7Giao diện của phần mềm LCD fo n t maker

Tạo Font chữ dùng phần mêm LCD Font Maker

Hình II-8 Chọn fo n t chữ cho mã led

Bước 1 : Chọn kiểu font chữ

Hình II-9Giao diện của phần mềm LCD fo n t maker

Bước 2: Chọn chiều dữ liệu font chữ:

< $ LCD Font Maker V3.92

I File Tools Help

I English

31 Ë e9'

0x20,0x20,0x04,//W idth pixels,Height pixels,W idth bytes

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

0x03,0x00,0x00,0x00,0x03,0x00,0x00,0x00,0x05,0x80,0x00,0x00,0x05,0x80,0x00,0x00,

0x09,0x80,0x00,0x00,0x08,OxCO,OxOO,OxOO,OxlO,OxCO,OxOO,OxOO,OxlF,OxCO,OxOO,OxOO,

0x10,0x60,0x00,0x00,0x20,0x60,0x00,0x00,0x60,0x70,0x00,OxOO,OxFO,OxF8,0x00,0x00,

OxFF,OxFF,OxFF,OxFF,OxOO,OxOO,OxOO,0x00,0 x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

~\ p n e fo n t data putput^Character input^FontLIB outputT*

Times New Roman En: 13X21 Ch;12X21 |Monochrome LCD Fonts,Horizontal

P Type here to search

Hình II-10Xuât mã fo n t led

Bước 3: xuất dữ liệu font chữ:

2.5.2 Font chữ tiếng việt

Cách tạo font chữ bên trên đã có thể tạo ra được tất cả các loại font nhưng một vấn

đề cũng rất được quan tâm đó là hiển thị bộ font đầy đủ tiếng Việt. Không những hiển

thị được, việc nhập liệu tiếng việt vào cũng là 1 vấn đề quan trọng.

Ngay nay, chuẩn UTF-8 đã rất phổ biến, các trình dịch và phần mềm editor cũng

hỗ trợ UTF-8 rất nhiều. Vậy nên em sẽ thiết kế bộ font tiếng việt theo chuẩn UTF-8.

Khả năng của kiểu mã hóa font UTF-8 là độ dài của byte mã hóa không cố định,

nó có thể là lbyte, 2byte, 3 byte, 4byte và nhiều hơn nữa nếu muốn, nên nó tiết kiệm

được không gian lưu trữ hơn so với unicode Ngoài ra nó cũng tương thích hoàn toàn

với bộ mã ASCII.

Ví dụ, chữ À có giá trị tương đường là 0x0000C380. Khi trình dịch biên dịch chữ

À, nó sẽ chỉ lưu 2 byte 0xC380 vào bộ nhớ. Chữ ắ có giá trị tương đương 0x00E1BAAF.

Khi trình dịch biên dịch chữ ắ, nó sẽ lưu 3 byte 0xE1BAAF và bộ nhớ.

Byte đầu tiên (cao nhất) chính là cơ sở để ta xác định độ dài của chữ cần giải mã.

> Nếu byte đầu tiên có dạng 0xxx xxxx thì chữ này chiếm 1 byte thôi

> Nếu byte đầu tiên có dạng 110x xxxx thì chữ này chiếm 2 byte.

> Nếu byte đầu tiên có dạng 1110 xxxx thì chữ này đang chiếm 3 byte.

> Nếu byte đầu tiên có dạng 1111 0xxx thì chữ này đang chiếm 4 byte.

Theo bộ mã ASCII chúng ta có các kí tự 0->127 thuộc dải mã này, tuy nhiên từ 0

đến 32 thì là các mã hệ thống, không có khả năng hiển thị nên em sẽ tận dụng luôn.

Bố cục thứ tự em thiết kế như sau:

Vị trí 0 là NULL nên không xài, bắt đầu từ vị trí 1 sẽ lưu chữ À, tiếp tới 2 sẽ là Á ...

cho tới 31 là chữ Í -> tiếp tới 32 đến 127 là mã ASCII -> tiếp tục từ 127 đến 229 là các

kí tự tiếng Việt còn lại -> từ 229 trở đi là các kí tự đặc biệt, icon.

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KỂ

3.1 GIỚI THIỆU

Đề tài yêu cầu thiết kế hệ thống bảng điện tử hiển thị thông tin thời tiết. Kết nối

với internet thu thập dữ liệu và xuất ra bảng led. Chương này em sẽ trình bày sơ đồ

khối, tính toán, chọn linh kiện và giao diện cài đặt trên webserver.

3.2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ

3.2.1 VI XỬ LÝ TRUNG TÂM

Chức năng xử lý, lấy dữ liệu từ mạng internet, chạy webserver, điều khiển thông

tin hiện thị đưa lên bảng led.

Vi xử lý trung tâm vừa có thể chạy webserver vừa có thể truy cập internet để lấy

dữ liệu về nhanh, liên tục, hiệu quả thông dụng và có giá cả phải chăng với các yêu cầu

Hình III-1KIT ESP32

như vậy em quyết định chọn board DevKit ESP32-WROOM.

y u H h n ì Đ õ V

: n ệ i h c ự h t n ê i v h n i S

T U O N

I P 2 3 P S E T I

K 2 - I I I

h n ì

H

p ệ i h g n t ố t n á ồ Đ

- T V R B H Đ

m

3.2.2 Nguồn

Nguồn phải đảm bảo cung cấp vừa nguồn cho vi điều khiển vừa cấp nguồn cho 16

module led ma trận.

Sử dụng 16 module led ma trận mà mỗi module nếu sáng hoàn toàn 100% thì dòng

điện sẽ là 6A tương ứng với 30W vậy 16 module là 16x30 là 480W. Nhưng những

thông tin hiển thị lên bảng led độ phủ chỉ chiếm ^2 bảng led nên ta chỉ cần khoảng 240W.

Vậy em sẽ sử dụng bộ nguồn 5V 70A tương ứng với 350W hoàn toàn hợp với mô

Hình nI-3Nguồn LED 5V 70A

hình.

CHƯƠNG IV THI CÔNG HỆ THỐNG

4.1 Thi công mô hình

Bộ khung cho led có tác dụng định hình cho cả bảng led, cố định bộ nguồn mà

mạch nên yêu cầu là đảm bảo sự chắc chắn nhẹ nhàng để dễ di chuyển và lắp đặt. Khung

Hình IV-1Kích thước khung led

cho mô hình có kích thước như sau:

Mặt trước bộ khung dùng để định hình 16 tấm led. Mặt sau là mạch điều khiển và

nguồn, được bảo vệ bằng nhựa nhựa carbonate. Nguồn và mạch được cố định lên khung.

4 .2 L ưu đồ th u ậ t toán

l

Đúng

Đọc dữ liệu và hiển

thị lên bảng led

4.3 K ết nối

Kết nối 2 port vào ra của bảng led như sau:

MOSI 13 nối vào B2.

GPIO 25 nối vào chân A.

GPIO 26 nối vào chân B.

GPIO 27 nối vào chân C.

GPIO 32 nối vào chân OE.

GPIO 33 nối vào chân LAT.

CLK nối vào chân 4.

B2>B 1 >G2>G 1 >R2>R1.

D5 nối vào công tắc dùng chọn chế độ Station hoặc Access Point.

4.4 Phần mềm lập trìn h esp32

4.4.1 Giới thiệu

Môi trường phát triển tích hợp (IDE) của Arduino là một ứng dụng cross-platform

(đa nền tảng) được viết bằng Java, và từ IDE này sẽ được sử dụng cho Ngôn ngữ lập

trình xử lý (Processing programming language) và project Wiring. Nó được thiết kế để

dành cho những người mới tập làm quen với lĩnh vực phát triển phần mềm. Nó bao

gồm một chương trình code editor với các chức năng như đánh dấu cú pháp, tự động

brace matching, và tự động canh lề, cũng như compile(biên dịch) và upload chương

trình lên board chỉ với 1 cú nhấp chuột. Một chương trình hoặc code viết cho Arduino

được gọi là một sketch.

Các chương trình Arduino được viết bằng C hoặc C++. Arduino IDE đi kèm với

một thư viện phần mềm được gọi là "Wiring", từ project Wiring gốc, có thể giúp các

thao tác input/output được dễ dàng hơn. Người dùng chỉ cần định nghĩa 2 hàm để tạo

ra một chương trình vòng thực thi (cyclic executive) có thể chạy được:

setup(): hàm này chạy mỗi khi khởi động một chương trình, dùng để thiết lập các

cài đặt

loop(): hàm này được gọi lặp lại cho đến khi tắt nguồn board mạch

4.4.2 Cài đ ặt arduino IDE

Bước 1 : Truy cập địa chỉ https://www.arduino.cc/. Đây là nơi lưu trữ cũng như cập nhật các bản IDE của Arduino. Bấm vào mục WINDOWS ZIP file for non admin install như hình minh họa.

Home

Buy

Download

Products ▼

Learning ▼

Forum

Support

Blog

LOG IN

SIGN UP

Download the Arduino Software

W in d o w s nstaller W in d o w s z ip file for non admin install

M ac O S X i o 7 Lion or newer

L in u x 32 bits L in u x 64 bits

V

ARDUINO 1 . 6 . 4 The open-source Arduino Software (IDE) makes it easy to write code and upload it to the board. It runs on Windows, Mac OS X, and Linux. The environment is written in Java and based on Processing and other open- source software. This software can be used with any Arduino board. Refer to the Getting Started page for Installation instructions.

Release Notes Source Code Checksums

Hình IV-2Giao diện web arduino.cc

Bạn sẽ được chuyển đến một trang mời quyền góp tiền để phát triển phần mềm cho Arduino, tiếp tục bấm JU ST DOW NLOAD để bắt đầu tải.

Contribute to the Arduino Software

Consider supporting the Arduino Software by contributing to its development. (IJStax payers, please note this contribution is not tax deductible). Learn more on how your contribution will be used.

SIN C E MARCH 10TH 2 0 1 5 , THE ARDUINO ID E HAS BEEN DOWNLOADED 0 1 3 2 2 4 5 1 TIM ES

IM P R E S S IV E ' T H IS ID E I S NO LONGER 1UST FOR ARDUINO BOARDS HUNDREDS OF

COMPANIES AROUND THE WORLD ARE USING I T TO PROGRAM TH E IR D E V IC E S , INCLUDING

CO M P A TIB LE S, CLO N ES, AND EVEN C O U N T E R F E IT . YOU CAN H ELP A C C E L E R A TE THE

DEVELOPMENT OF TH E ARDUINO ID E BY CONTRIBUTING TOWARDS THE EFFO R T OF MAKING

I T B E T T E R .

other

$3

$5

$10

$25

$50

JUST DOWNLOAD

CONTRIBUTE & DOWNLOAD

Hinh IV-3Giao dien tai arduino IDE

Hinh IV-4 Da tai xong arduino IDE

Bước 2: Sau khi download xong, bấm chuột phải vào file vừa download arduino-1.6.4- windows.zip và chọn “E xtract here” để giải nén.

N a m e

D ate m o d ifie d

T y p e

a i l ! a rd u in o -1 .6.4-w in d o w s .z ip

5 /1 2 /2 0 1 5 10:1 D P M W inF

Open Run S a n d b o x e d

ề '

E xtract files,,, K E xtract H ere ü E xtract to a r d u in o - 1.6.4-w iM jfo w s\ õr E d it w ith N o t e p a d + + m Scan w ith A V G

P e rm a n e n tly shred w ith A V G

►

O p e n w ith

►

Q

M a g ic IS O

►

S end to

Cut

C o p y

C re ate sh o rtc u t

D e le te

R e n a m e

P ro p e rtie s

Hinh IV-5Giai nen arduino IDE

Bước 3: Copy thư mục arduino-1.6.4 vừa giải nén đến nơi lưu trữ.

file — arduino.exe troĩlg t]ui- mục arduino-1.6.4\ để khởi

Bước 4: Chạy động A rduino IDE

Hình IV-6Giao diện lập trình arduino IDE

4.5 L ập trìn h esp32 bằng arduino IDE

Bước 1: Vào F i l e ^ Preferences, tại ô A dditional B oard M anager URLs thêm đường link sau vào: https://dl.espressif.com/dl/package esp32 index.ison

Preferences

X

Settings Network

Sketchbook location:

C: \Users\vantr\OneDnveipoa»nent\Arduino|

Browse

Editor language:

System Default

V

(requires restart of Arduino)

Editor font size:

20

Interface scale:

z % (requires restart of Arduino)

PI Automatic

Default theme V

(requires restart of Arduno)

Theme:

Show verbose output dcrog: Q completion Q upload

Compiler warnings:

None

v

0 Display line numbers

□ Enable Code Poking

0 Verify code after upload

□ Use external editor

0 Aggressively cache compied core

0 Check for updates on startup

0 Update sketch fies to new extension on save (.pde -> .ino)

0 Save when verifying or uploadng

rsions/2.4.2/package_esp8266comJndex.json, https://dl.espressif.eom/d/package_esp32_ndex.json ß

Additional Boards Manager URLs:

. 1 " 1 ■- fff

C: yjserstyantr 'yAppData'Local\Arduno l5Vxeferences.txt

OK

Cancel

Hình IV-7Giao diện nhập link để tải thư viện arduino

Bước 2: Vào T o o l^ B o a rd ^ B o a rd s M anager, nhập vào ô tìm kiếm từ khóa esp32, chọn ESP32 by E spressif Systems và nhấn install

Bước 3: Để nạp code cho ESP32 các bạn vào Tools ^ B oard ^ D O IT ESP32 DEVKIT V1

T o o ls H e lp

1

A u t o F o rm a t

C trl+ T

A r c h iv e S k e tc h

Fix E n c o d in g & R e lo a d

M a n a g e Lib ra rie s...

C t r l* S h ift* 1

C t r l* S h if t * M

Serial M o n ito r

to run once:

Serial P lo tte r

C t r l* S h if t * L

B o a rd s M a n a g e r...

W iF ilO l F irm w a re U p d a te r

1 *

▲

B o a rd : " D O IT E S P 32 D E V K IT V 1 "

In to R o b o t Fig

> À

U p lo a d S p e e d : "921600“

O n e h o r s e ES P 32 D e v M o d u le

:

F la sh F r e q u e n c y : "80M H z"

A d a fru it ES P 3 2 F e a th e r

:

N o d e M C U - 3 2 S

C o r e D e b u g L e v e l: " N o n e ”

M H E T LIV E ES P 3 2 D e v K IT

Po rt

M H E T LIV E E S P 3 2 M in iK it

G e t B o ard Info

ES P 3 2 v n lo T U n o

<1ế H

P r o g r a m m e r " A rd u in o as ISP"

D O IT E S P 3 2 D E V K IT V 1

B u rn B o o tlo a d e r

O L IM E X E S P 3 2 -E V B

O L IM E X E S P 3 2 -G A T E W A Y

T h a iE a s y E le c 's ES P in o 3 2

M 5 S ta c k - C o re - E S P 3 2

M 5 S ta c k -F IR E

O D R O ID ESP32

Hình IV-9Chọn KIT arduino để biên dịch và nạp code

Vào Tools —— P o rt và chọn đúng cổng COM mà ESP32 kết nối vào máy tính, sau đó thực hiện nạp code.

Hình IV-10Chọn cổng để nạp code

Cuối cùng, sau khi cài đặt thành công, các bạn vào File ^ Exam ple sẽ có các ví dụ mẫu về các chức năng phổ biến của ESP32, đây sẽ là nguồn code mẫu để các bạn nghiên cứu về ESP32.

Hình IV-11Giao diện các ví dụ để tham khảo trong arduino IDE

4.6 Chương trìn h

Đoạn chương trình hàm loop

void loop(){

if(!wificonf)

checkWifi();

httpProcess();

if(delayState==0){

if(dispState==1)

{dispDateTime(0);delayState=5;}

else if(dispState==3)

{dispQrAll(0xff);dispWeather();delayState=5;}

else if(dispState==5)

{dispQrAll(0xff);dispForecastHourly();delayState=8;}

else if(dispState==6)

{dispQrAll(0xff);dispForecastDaily();delayState=8;}

else if(dispState==7)

{dispQrAll(0xff);dispEnviroment();delayState=3;}

Else

{dispInfoText();delayState=2;}

}

if(count2%60==5)

{getDateTime();count2++;}

if((count2%60==15)&&((count2<60)||(getAqiError>0)))

{getAQI();count2++;}

if((count2%60==25)&&(onlineMin%3==0))

{getWeather();count2++;}

if((count2%60==25)&&(onlineMin%3==1))

{getForecastHourly();count2++;}

if((count2%60==25)&&(onlineMin%3==2))

{getForecastDaily();count2++;}

if((count2%60==50)&&(onlineHour>5)&&((onlineMin%15==1)||(getUViError

>0)))

{getUVI();count2++;}

if(lastMin!=onlineMin){

lastMin=onlineMin;

for(char i=0;i<6;i++){

if(onOffT ime[i]. mode==0)continue;

if(onOffTime[i]. min ! =onlineMin)continue ;

if(onOffT ime[i].hour!=onlineHour)continue;

if(onOffT ime[i]. mode==1 )dispOn=0 ;

else if(onOffT ime[i]. mode==2)dispOn= 1 ;

}

}

}

CHƯƠNG V Kết quả - nhận xét - đánh giá

5.1 C ấu hình cho hệ thống kết nối internet

Chuyển chế độ hệ thống thành access point.

Bước 1: Đăng nhập vào giao diện chính của hệ thống

B ả n g th ô n g tin th ở i t iế t t r ự c tu y ế n

1 2 : 4 2 :3 5

C À I Đ Ặ T

2 6 / 5 / 2 0 2 0

Hình V-1Giao diện chính trên webserver của hệ thống

Hình V-2Cài đặt wifi để kết nối internet

Bước 2: Cài đặt kết nối wifi

Hình V-3Giao diện nhập A P I đê láy thông tin từ mạng internet

Bước 3: Cài đặt API để lấy dữ liệu thời tiết, chất lượng không khí, tia uv.

Ngoài ra hệ thống cũng được thiết kế để có thể chạy thêm thông báo tùy chỉnh

được ví dụ như có hội thảo hay là thông tin đánh rơi đồ,...

Hình V-4Giao diện nhập để chạy thông báo

Giao diện đã được thiết kế 5 thông báo có thể chỉnh được 7 màu chữ và 5 cấp tốc độ.

T ổ c đ ô

Hình V-5Chỉnh màu và tốc độ của chữ chạy

Màu chữ T

thông báo

Không chạy Không chạy Rât nhanh Nhanh Vừa Chậm Rất chậm

Vàng Đỏ Xanh lá Vàng Xanh dưo’ng Tím Xanh lo: Trắng Ngẫu nhiên

Hình V-6Giao diện cài đặt mật khâu

Thêm vào đó hệ thống cũng cung cấp mật khẩu để nhiều vị trí có thể sử dụng. Ví

dụ như phòng công tác sinh viên cần đăng thông tin gì thì có thể sử dụng bảng led để

Hình V-7Giao diện cài đặt thời gian bật tắt

hiển thị thông tin.

Hệ thống còn thiết kế thêm chương trình cài đặt thời gian bật tắt để tiết kiệm điện

năng và tăng tuổi thọ cho hệ thống tránh việc phải hoạt động liên tục.

Hình V-8Chạy hệ thống thực tế

5.2 Mô hình chạy thực tế

Hình V-9Chạy hệ thống thực tế

5.3 N hận xét & đánh giá:

Sau khi thực hiện xong đề tài thì em đã biết:

5.3.1 N hận xét:

- Lập trình esp32 bằng Arduino IDE.

- Gửi dữ liệu từ Webserver xuống esp32.

- Tạo được font tiếng việt.

- Thi công được bảng led.

- Hiểu được cách vận hành của module led

5.3.2 Đ ánh giá:

Củng cố được kiến thức lập trình vi điều khiển ESP32, tiếp cận được công nghệ

mới theo xu hướng IOT 4.0.

Cần học hỏi thêm nhiều kiến thức về IOT và kinh nghiệm của thầy cô, anh chị

sinh viên, doanh nghiệp. Từ đó mới phát triển nâng cao tay nghề. Bản thân phải thường

xuyên trau dồi cập nhật những kiến thức mới nhất để theo kịp thời đại mới đặc biệt là

trong lĩnh vực IOT.

CHƯƠNG VI Kết luận và hướng phát triển

6.1 K ết luận

Sau thời gian nghiên cứu và tìm hiểu, nhóm đã hoàn thành đề tài “Bảng điện tử

hiện thị thông tin thời tiết trực tuyến”

Đề tài đã đạt được yêu cầu như sau:

- Đã giới thiệu sơ lược về các phần cứng sử dụng trong mô hình.

- Giới thiệu phần mềm lập trình.

- Có thể thay đổi thông báo tùy ý.

- Thi công và lắp đặt được bảng led kích thước 128x64 bằng 16 module led p10

full color.

Trong quá trình thực hiện đề tài, em đã gặp nhiều khó khăn như phải nghiên cứu

nhiều nguồn tài liệu cả tiếng việt lẫn tiếng anh nên có nhiều nhầm lẫn. Trong khi lập

trình gặp nhiều lỗi phát sinh mà không thể giải quyết. Quá trình thi công cũng gặp nhiều

khó khăn nhưng em đã cố gắng giải quyết vấn đề phát sinh và hoàn thiện được đề tài.

Do đây là lần đầu tiên làm đồ án tốt nghiệp có nhiều bỡ ngỡ với kiến thức còn

nhiều hạn chế, thiếu sót. Em mong được sự giúp đỡ cũng các thầy cô giáo để đề tài

được hoàn thiện hơn và thêm nhiều cải tiến đáng kể, ứng dụng tốt vào thực tiễn.

6.2 H ướng p hát triển

Sản phẩm tương lai sẽ phát triển trên module led p5 hoặc p3 để có mật độ điểm

ảnh dày hơn, để có thể hiển thị hình ảnh và video.

Tương lai sẽ sử dụng thêm thingspeak để gửi dữ liệu lên clound. Có thể gửi dữ

liệu về gmail để theo dõi hoặc thể sử dụng app android để gửi dữ liệu xuống esp32.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] http: //iot47 .com/category/ma-tran-led/

[2] http://iot47.com/matrix-ledbai-13-thiet-ke-bo-font-tieng-viet/

[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Internet of things

[4] https://vi.wikipedia.org/wiki/Internet V%E 1 %BA%A 1 n V%E 1 %BA%ADt

[5] https: //en.wikipedia.org/wiki/ESP32

[6] http://arduino.vn/tutorial/1570-gioi-thieu-module-esp32-va-huong-dan-cai-trinh-

bien-dich-tren-arduino-ide

[7] https://tapit.vn/huong-dan-cai-dat-arduino-ide-de-lap-trinh-cho-esp32/

[8] https: //vi .wikipedia.org/wiki/Wi-Fi

[9] https://vi.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1y ch%E1%BB%A7 web

[10] https://www.w3schools.com/html/

[11] https: //openweathermap .org/

[12] https: //www.openuv.io/

[13] https://www.iqair.com/