Đồ án tốt nghiệp: Điều khiển xe Robot bằng giọng nói với Raspberry Pi 3

Chia sẻ: Xylitol Extra | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:81

Thêm vào BST

Báo xấu

237
lượt xem 58
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài có những mục tiêu chính như sau: Điều khiển xe robot chạy tiến, lùi, trái và phải, sử dụng cảm biến siêu âm ở trước để tránh vật cản, sử dụng Ardiuno làm mắt led ma trận cho xe, viết chương trình điều khiển cho Kit Raspberry Pi 3, thi công mô hình xe robot, sản phẩm cuối cùng và chạy thực tế... Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Điều khiển xe Robot bằng giọng nói với Raspberry Pi 3

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH -------------------------------- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN XE ROBOT BẰNG GIỌNG NÓI VỚI RASPBERRY PI 3 GVHD: ThS. Nguyễn Duy Thảo SVTH: Phan Thanh Toàn MSSV: 11141222 Tp. Hồ Chí Minh - 07/2018
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH --------------------------------- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN XE ROBOT BẰNG GIỌNG NÓI VỚI RASPBERRY PI 3 GVHD: Th.S Nguyễn Duy Thảo SVTH: Phan Thanh Toàn MSSV: 11141222 Tp. Hồ Chí Minh – 07/2018
TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ----o0o---- Tp:HCM ngày 01 thánh 07 năm 2018 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Phanh Thanh Toàn MSSV: 11141222 Võ Hoàng Khánh MSSV: 11141102 Chuyên ngành: Điện Tử Công Nghiệp Mã ngành: 141 Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 11 Khóa : 11 Lớp 11141DT1A I. TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN XE ROBOT BẰNG GIỌNG NÓI VỚI RASPBERRY PI 3 II. NHIỆM VỤ 1. Các số liệu ban đầu: (ghi những thông số, tập tài liệu tín hiệu, hình ảnh,…) ............................................... Thông số ban đầu là xử lý tín hiệu âm thanh .............................................................. Tài liệu: Giáo trình Kỹ thuật truyền số liệu ................................................................. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 2. Nội dung thực hiện: (ghi những nội dung chính cần thực hiện như trong phần tổng quan) ........................ Đặt vấn đề , nêu ra mục tiêu đề tài,những nội dung nghiên cứu, bố cục của đề tài và cuối cùng là những giới hạn của đề tài......................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 20/03/2018 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/06/2018 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Th.S Nguyễn Duy Thảo CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ----o0o---- Tp. HCM, ngày 20 tháng 03 năm 2018 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Phan Thanh Toàn Lớp: 11141DT1A MSSV:11141222 Họ tên sinh viên 2: Võ Hoàng Khánh Lớp: 11141DT1A MSSV:11141102 Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN XE ROBOT BẰNG GIỌNG NÓI VỚI RASPBERRY PI 3 Tuần/ngày Nội dung Xác nhận GVHD Tuần1 Chọn đề tài Tuần 2 Tìm hiểu và nhận đề tài Tuần 3 Nhận đề tài để thực hiên Tuần 4 Nghiên cứu về đề tài Tuần 5 Tìm tài liệu về đề tài Tuần 6 Chuẩn bị và mua linh kiện Tuần 7 Tiến hành thi công phần cứng Tuần 8 Thi công phần cứng Tuần 9 Thi công phần cứng Tuần 10 Viết chương trình Tuần 11 Viết chương trình Tuần 12 Nạp code và chạy đề mode Tuần 13 Hoàng thành 100% sản phẩm Tuần 14 Viết báo cáo đề tài Tuần 15 Hoàng thành file báo cáo GV HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên
LỜI CAM ĐOAN Đề tài này là do tôi tự thực hiện dựa vào một số tài liệu trước đó và không sao chép từ tài liệu hay công trình đã có trước đó. Người thực hiện đề tài Phan Thanh Toàn Võ Hoàng Khánh
LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên nhóm sinh viên thực hiện đề tài xin gửi lời cám ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh nói chung và các thầy cô giáo trong khoa Điện – Điện tử nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho tôi những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian qua. Đặc biệt chúng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Duy Thảo đã định hướng, hướng dẫn tận tình và tạo điều kiện tốt nhất cho chúng tôi trong suốt quá trình chúng tôi thực hiện đề tài. Sau cùng chúng tôi xin gửi lời cảm ơn tới các anh, chị, các bạn đã giúp đỡ, chia sẻ kinh nghiệm, đóng góp ý kiến cho chúng tôi để hoàn thành tốt đề tài. Trong quá trình thực hiện đề tài này sẽ không tránh khỏi thiếu xót. Rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn. Nhóm thực hiện đề tài xin chân thành cảm ơn! Nhóm thực hiện đề tài Phan Thanh Toàn Võ Hoàng Khánh
MỤC LỤC Trang bìa ............................................................................................................................ I Nhiệm vụ đồ án ................................................................................................................. II Lịch trình ........................................................................................................................ III Cam đoan ........................................................................................................................ IV Lời cảm ơn ....................................................................................................................... V Mục lục ............................................................................................................................ VI Liệt kê hình vẽ ................................................................................................................ VII Liệt kê bảng vẽ …………………………………….…………………………… VIII Tóm tắt ........................................................................................................................... IX CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................... 4 1.1.Đặt vấn đề ............................................................................................................. 4 1.2.Mục tiêu ................................................................................................................ 4 1.3.Nội dung nghiên cứu ............................................................................................. 4 1.4.Giới hạn ................................................................................................................. 4 1.5.Bố cục .................................................................................................................... 4 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT................................................................... 4 2.1.Tổng quan về xe robot điều khiển bằng giọng nói……………………………5 2.1.2. Ưu điểm của xe robot điều khiển bằng giọng nói. ............................................ 5 2.2. Giới thiệu phần cứng ........................................................................................... 6 2.2.1. Giới thiệu Raspberry Pi 3 ................................................................................. 6 2.2.2. Hệ điều hành và phần mềm. ............................................................................ 15 2.2.3. Mạch công suất cầu H (L298N)…………………………………..………14 2.2.4 Cảm biến siêu âm. ............................................................................................ 17 2.2.5. Board Arduino................................................................................................. 20 2.2.6. USB Sound Card ............................................................................................. 21 2.2.7. Micro không dây Daile V10 ............................................................................ 24 2.2.8. Động cơ DC .................................................................................................... 26 2.2.9. Led Matrix 8x8 MAX7219 ............................................................................. 26 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ................................................... 27
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 ........................................................................... 32 3.2.2. Sơ đồ nguyên lý của toàn mạch....................................................................... 32 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG .......................................................... 44 4.1. Giới thiệu ............................................................................................................ 44 4.2.Thi công hệ thống................................................................................................ 44 4.2.1.Chuẩn bị phần cứng ......................................................................................... 44 4.2.2. Lắp ráp và kiểm tra ......................................................................................... 45 4.3. Lập trình hệ thống .............................................................................................. 54 4.3.1. Lưu đồ của 1 hệ thống điều khiển xe robot bằng giọng nói. ........................... 54 4.3.2. Phần mềm lập trình visual studio 2017 ........................................................... 55 CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_VÀ ĐÁNH GIÁ ............................... 60 5.1. Cảm biến ............................................................................................................ 61 5.2.Bộ điều khiển động cơ ........................................................................................ 62 5.3.Bộ vi điều khiển ................................................................................................. 63 5.4.Kết đạt được…………………………………………………………………63 CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN…………………67 6.1 Kết luận ……………………………………………………………………..67 6.2 Những hạn chế của đề tài……………………………………………………67 6.3 Hướng phát triển…………………………………………………………….67 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHU LỤC.......................................................................................................
LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình Trang Hình 2.1. Hình ảnh xe robot điều khiển bằng giọng nói…. ........................................... 5 Hình 2.2. Bo mạch Raspberry Pi 3 ................................................................................. .6 Hình 2.3. Sơ đồ cấu tạo Raspberry Pi ............................................................................ .7 Hinh 2.4. Sơ đồ chân GPIO Raspberry pi…………………….....................………..8 Hình 2.7. Hệ điều hành SNAPPY …………...……………….……………...……..11 Hình 2.10. Module mạch cầu H L298N……………………………………………14 Hình 2.11. Sơ đồ nguyên lý L298N. ............................................................................. 15 Hình 2.16. Phản xạ sóng siêu âm theo góc ................................................................... 20 Hình 2.17. Vùng phát hiện của SRF04 ......................................................................... 20 Hình 2.18. Board Arduino Mega 2560 ........................................................................ 20 Hình 2.19. Hình ảnh vi điều khiển board Arduino Mega 2560 .................................... 21 Hình 2.20.Hình ảnh các chân ngõ vào/ra board Arduino Mega 2560…………...…21 Hình 2.23. Động cơ DC GA25..................................................................................26 Hình 2.24. Module Led Matrix 8x8 MAX7219........................................................27 Hình 3.1. Sơ đồ khối của hệ thống ................................................................................ 28 Hình 3.2. Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn ........................................................................ 29 Hình 3.3. Sơ đồ nguyên lý mạch hạ áp ......................................................................... 30 Hình 3.4. Sơ đồ chân Raspberry pi 3 ............................................................................ 30 Hình 3.5. Sơ đồ nguyên lý Module điều khiển động cơ L298N ................................... 31 Hình 3.6. Sơ nguyên lý Module Cảm biến Siêu âm SRF04 ........................................ 31 Hình 3.7. Sơ đồ nguyên lý Toàn mạch .......................................................................... 32 Hình 3.8. Sơ đồ kết nối Raspberry pi 3 với module điều khiển động cơ L298N …. ... 33 Hình 3.9. Sơ đồ kết nối module Cảm biến siêu âm với Raspberry pi 3. ....................... 33 Hình 4.1. động cơ và bánh xe........................................................................................ 45 Hình 4.2. khung xe robot............................................................................................... 45 Hình 4.3. Pin dự phòng 5v ............................................................................................ 46 Hình 4.5. Pin cell 3.7v ................................................................................................... 47 Hình 4.6. Mạch giảm áp DC-DC .................................................................................. 47 Hình 4.7. Module led matrix ......................................................................................... 47 Hình 4.8. Hình ảnh mình họa kết nối sai giữa Raspberry pi với Srf04……….…….48
Hình 4.9. Hình ảnh minh họa kết nối đúng giữa Raspberry pi với Srf04 ..................... 48 Hình 4.10. Mạch cầu phân áp........................................................................................ 49 Hình 4.11. Hình ảnh thực tế kết nối raspberry pi với module SRF04 .......................... 50 Hình 4.12. Hình ảnh thực tế kết nối raspberry pi với module L298N .......................... 50 Hình 4.13. Mô hình thực tế xe robot phía trước ........................................................... 51 Hình 4.14. Mô hình thực tế xe robot phía sau ............................................................... 52 Hình 4.16. Giao diện đăng nhập Windows 10 IoT Core trên web ............................... 55 Hình 4.18. Giao diện kết nối Windows 10 IoT Core qua PowerShell .......................... 56 Hình 4.20. Giao diện điều khiển Windows 10 IoT Core qua PowerShell .................... 57 LIỆT KÊ BẢNG Bảng Trang Bảng 4.2.Bảngso sánh một vài thuộc tính của hệ điều hành Windows…………....58
TÓM TẮT Trong những năm qua, khoa học máy tính và xử lý thông tin có những bước tiến vượt bậc và ngày càng có những đóng góp to lớn vào cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật hiện đại. Đặc biệt sự ra đời và phát triển nhanh chóng của kỹ thuật số làm cho ngành điện tử trở nên phong phú và đa dạng hơn. Nó góp phần rất lớn trong việc đưa kỹ thuật hiện đại thâm nhập rộng rãi vào mọi lĩnh vực của hoạt động sản xuất, kinh tế và đời sống xã hội. Từ những hệ thống máy tính lớn đến những hệ thống máy tính cá nhân, từ những việc điều khiển các máy công nghiệp đến các thiết bị phục vụ đời sống hằng ngày của con người. Trong các hệ thống đó, việc trao đổi thông tin là vô cùng quan trọng. Công nghệ truyền tin trước đây bàn phím và thậm chí thông qua màn hình cảm ứng. Tất cả các thiết bị này đòi hỏi một số loại tiếp xúc vật lý để vận hành chúng.Với hang thập kỹ qua thì công nghệ xử lý thông tin ngày càng được nân cao. Một loại thông tin đầu vào ra đời đó là xử lý giọng nói. Đồ án này trình bày kết quả nghiên cứu điều khiển xe robot bằng giong nói sử dụng kít Rasberry pi 3 tương tác với 2 phần mềm đó là Microsoft windows 10 Iot core và Microsoft visual studio 2017. hiện nay. Nó mang lại rất nhiều lợi ý cho con người trong vấn đề di chuyển và điều khiển mọi vật không chỉ là xe
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1.ĐẶT VẤN ĐỀ. Nhận dạng giọng nói có nghĩa là dịch từ được nói sang văn bảng tương đương. Có thể chia làm 2 phần sau : xử lý tín hiệu và bộ giải mã giọng nói. Xe điều khiển bằng giọng nói là một đề tài đang được rất nhiều người quan tâm các loại xe hiện nay ta phải điều khiển thông qua một sự tiếp xúc vật lý để điều khiển được, còn đối với xe điều khiển bằng giọng nói ta không cần thông qua bất cứ vật trung gian nào mà chúng ta điều khiển trực tiếp bằng giọng nói của mình . Vô cùng tiện lợi. Với hàng thập kỷ qua công nghê mới có một sự đột biến mới so với công nghệ cũ.Các thiết bị không dây bắt đâu ra đời làm cho mọi thứ trở nên đơn giản hơn . Và với sự nâng cao phần mềm và phần cứng thì một loại đầu vào mới được ra đời : tín hiệu bằng giọng nói. Điều khiển bằng giọng nói (nói chung), xe điều khiển bằng giọng nói (nói riêng) sẽ là một xu hướng phát triển trong tương lại. Và sẽ là một nghành công nghiệp rất mạnh. Điều khiển bằng giọng nói hiện nay đang được ứng dụng rộng rãi như xe oto, nhà điều khiển bằng giọng nói và điểu khiến chiếc điện thoại của chúng ta. Hiện nay ở Việt Nam thì cộng nghệ điều khiển bằng giọng nói chưa phát triển nhiều như ở nước ngoài. Nhưng đặc biệt điều khiển xe bằng giọng nói chúng ta đã chế tạo ra được xe lăn điều khiển bằng giọng nói dành cho những người bị khuyết cả tay lẫn chân.Ý tưởng này được cả 2 bạn Khánh và Đạt cùng nghiên cứu và thực hiện và giành được giải nhất cuộc thi khoa học kỹ thuật cấp quốc gia. Hiện tại sản phẩm được nâng cấp và cải tiến hơn nữa để giúp đỡ những người khuyết tật việt Nam. Còn một vài nghiên cứu khác nữa như “ Ngôi nhà thông minh điều khiển bằng giọng nói “ được nghiên cứu và phát triển bởi công ty lumy việt nam và “ Điều khiển thiết bị bằng giọng nói”. Trên thế giới hiện nay điều khiển bằng giọng nói đang là một xu thế và sẽ thay thế các loại điều khiển khác trong tương lai. Hiên tại có rất là nhiều nước đang nghiên BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN cứu và phát triển cộng nghệ này. Đầu năm 2018 CES đã cho ra đời chiếc bồn cầu đa năng và được điều khiển bằng giọng nói, chiếc TV LG được điều khiển bằng giọng nói, iphone và Samsung cũng đã phát triển công nghệ điều khiển bằng giọng nói lên điện thoại của 2 hãng điện thoại lớn nhất thế giới này. 1.2.MỤC TIÊU  Đề tài có những mục tiêu chính như sau :  Điều khiển xe robot chạy tiến ,lùi ,trái và phải  Sử dụng cảm biến siêu âm ở trước để tránh vật cản  Sử dụng ardiuno làm mắt led ma trận cho xe  Viết chương trình điều khiển cho kit raspberry pi 3  Thi công mô hình xe robot  Sản phẩm cuối cùng và chạy thực tế 1.3.NỘI DUNG NGHIÊN CỨU  Đề tài điều khiển xe robot bằng giọng nói với raspberrypi 3 có các nội dung chính như sau:  NỘI DUNG 1: Thu thập dữ liệu quy trình thiết kế một hệ thống điều khiển xe bằng giọng nói.  NỘI DUNG 2: Các giải pháp thiết kế hệ thống, mô hình điều khiển xe bằng giọng nói  NỘI DUNG 3: Lựa chọn các thiết bị trong việc thiết kế mô hình điều khiển xe bằng giọng nói  NỘI DUNG 4: Viết chương trình và thiết kế hệ thống điều khiển.  NỘI DUNG 5: Thiết kế mô hình.  NỘI DUNG 6: Đánh giá kết quả thực hiện 1.4.GIỚI HẠN  Đề tài hệ thống điều khiển xe bằng giọng nói có các giới hạn bao gồm:  Vấn đề phát âm khác biệt. cần một giọng nói chuẩn để điều khển xe. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN  Hiện tại nhóm chỉ có thể điều khiển xe bằng ngôn ngữ tiếng anh  Chẫm trễ trong khâu xử lý giọng nói nên điều khiễn sẽ tiếp nhận trễ một ít  Vì điều kiện kinh tế không cho phép nên micro nhận dạng trong một khoảng 1m- 3m. 1.5.BỐ CỤC  Nội dung đề tài gồm các phần sau: Chương 1: Tổng quan  Đặt vấn đề  Mục tiêu của đề tài  Nhiệm vụ của đề tài  Giới hạn Chương 2: Cơ sở lý thuyết  Giới thiệu hệ điều hành raspberry pi 3  Giới thiệu Board mạch raspberry pi 3  Giới thiệu mạch công suất L298N  Giới thiệu về mạch cảm biến siêu âm Chương 3: Tính toán và thiết kế  Giới thiệu phần mềm lập trình  Viết chương trình giao tiếp  Kết quả lập trình Chương 4:Thi công hệ thống  Thiết kế phần cứng  Giới thiệu linh kiện sử dụng trong thiết kế  Mô hình xe robot  Giao tiếp các thiết bị và điều khiển mô hình Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá  Cảm biến BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN  Bộ điều khiển động cơ  Bộ vi điều khiển  Kết quả đạt được Chương 6: Kết luận và hướng phát triển  Kết luận  Những hạn chế của đề tài  Hướng phát triển BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 4
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1.TỔNG QUAN VỀ XE ROBOT ĐIỀU KHIỂN BẰNG GIỌNG NÓI 2.1.1. Định nghĩa xe robot điều khiển bằng giọng nói. Xe robot điều khiển bằng giọng nói (tiếng Anh:speech controlled car robot) là tí hiệu tiếng nói khi qua micro sẽ được xử lý và nhận dạng trên kit raspberry pi 3 sau đó phát tín hiệu điều khiển mạch công suất. Mạch công suất là mạch cầu H sẽ điều khiển 2 động cơ chạy theo tiếng nói mà mình đã nói.  Một xe robot điều khiển bằng giọng nói , thường bao gồm các tính năng:  Xe có thể chay tới, lui, qua trái, qua phải, đướng lại  Xe đang đi gặp vật cản sẽ đứng lại Hình 2.1. Hình ảnh xe robot điều khiển bằng giọng nói 2.1.2. Ưu điểm xe điều khiển bằng giọng nói . Xe điều khiển bằng giọng nói có ưu điểm là chúng ta không cần thông qua một tiếp xúc vật lý nào để điều khiển thiết bị. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 5
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Xe điều khiển bằng wifi hay blutooth thì chúng ta cần một chiếc điện thoại cài giao diện mới điều khiển được. nhưng đối với xe robot điều khiển bằng giọng nói chúng ta chỉ cần sử dụng tiếng nói của chúng ta thì có thể điều khiển được 2.2. GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG. 2.2.1. Giới thiệu Raspberry pi 3. a. Raspberry Pi là gì . Raspberry Pi là cái máy tính giá 35USD kích cỡ như iPhone và chạy HĐH Linux.Với mục tiêu chính của chương trình là giảng dạy máy tính cho trẻ em.Được phát triển bởi Raspberry Pi Foundation – là tổ chức phi lợi nhuận với tiêu chí xây dựng hệ thống mà nhiều người có thể sử dụng được trong những công việc tùy biến khác nhau. Hình 2.2: Bo mạch Raspberry Pi 3 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 6
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Raspberry Pi sản xuất bởi 3 OEM: Sony, Qsida, Egoman. Và được phân phối chính bởi Element14, RS Components và Egoman. Raspberry pi 3 ra đời nhằm tạo ra một máy tính rẻ tiền cho sinh viên, nhưng sau đó pi đã được sự quan tâm của nhiều người . Đặc tính của Raspberry Pi xây dựng xoay quanh bộ xử lí SoC Broadcom BCM2835 ( là chip xử lí mobile mạnh mẽ có kích thước nhỏ hay được dùng trong điện thoại di động ) bao gồm CPU , GPU , bộ xử lí âm thanh /video và các tính năng khác … tất cả được tích hợp bên trong chip có điện năng thấp này. b. Cấu trúc phần cứng raspberry pi 3. Hình 2.3: Sơ đồ cấu tạo Raspberry Pi BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 7
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT  Raspberry Pi có hai phiên bản, Model A có giá 25$ và Model B có giá 35$ . Model B như hình trên thông dụng hơn cả. Model B bao gồm những phần cứng và những cổng giao diện:  CPU: “Trái tim” của board mạch. Raspberry Pi 3 sử dụng vi xử lý BCM2836 của Broadcom. Đây là loại SoC (system on chip) tức là trên chip này tích hợp cùng lúc:  CPU: 900 MHz ,4 nhân, kiến trúc ARM Cortex-A7. Vì sử dụng ARM Cortex-A7 nên Raspberry Pi 3 có thể chạy được Ubuntu core và Windows 10 core mượt mà.  SD RAM: 1 GB  GPU: Broadcom VideoCore IV @ 250 MHz  Khe cắm thẻ micro SD: Có thể nhận thấy sẽ không có ổ cứng trên Raspberry Pi và thay vào đó là thẻ nhớ SD. Tất cả dữ liệu sẽ được lưu trữ trên thẻ nhớ này. Cần dùng ít nhất là thẻ 4GB class 4 (4MB/s) cho Raspberry Pi (khuyên dùng thẻ 8GB class 10).  Cổng USB: Raspberry Pi 2 có 4 cổng USB 2.0. Đủ để bạn cắm các ngoại vi cần thiết như chuột, bàn phím và usb wifi.  Cổng Ethernet: Model 2 có cổng Ethernet chuẩn RJ45.  Cổng HDMI: Dùng để truyền tín hiệu Video và Audio số. Có tới 14 chuẩn video được hỗ trợ và tín hiệu HDMI có thể dễ dàng chuyển đổi thành các chuẩn khác như DVI, RCA, hoặc SCART.  Ngõ ra Audio-Video: Ngõ ra này là giắc cắm chuẩn 3.5mm, hỗ trợ cho người dùng không có màn hình hỗ trợ HDMI. Âm thanh và hình ảnh lấy ra từ cổng này có chất lượng kém hơn một chút so với từ cổng HDMI.  Cổng cấp nguồn Micro USB: Một trong những điều đầu tiên có thể nhận thấy là Raspberry Pi không có nút nguồn. Micro USB được chọn làm cổng cấp nguồn. Nguồn cấp cho Raspberry Pi là 5v điện áp (bắt buộc) và dòng nên lớn hớn 1A. Cấp nguồn quá 5v sẽ rất dễ làm cháy board mạch.  Cổng DSI (Display Serial Interface): Cổng này dùng để kết nối với LCD hoặc màn hình OLED. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 8
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT  Cổng CSI (Camera Serial Interface): Cổng này dùng để kết nối với module camera riêng của Raspberry Pi. Module này thu được hình ảnh chất lượng lên đến 1080p.  GPIO (General Purpose Input and Output): Giống như các chân của vi điều khiển, các IO này của Raspberry Pi cũng được sử dụng để xuất tín hiệu ra led, thiết bị… hoặc đọc tín hiệu vào từ các nút nhấn, công tắc,cảm biến… Ngoài ra còn có các IO tích hợp các chuẩn truyền dữ liệu UART, I2C và SPI.Sơ đồ chân GPIO Raspberry pi. Hình 2.4: Sơ đồ chân GPIO của Raspberry.  Trong 40 chân GPIO bao gồm :  26 chân GPIO. Khi thiết lập là input, GPIO có thể được sử dụng như chân interupt, GPIO 14 & 15 được thiết lập sẵn là chân input.  1UART, 1 I2C, 2 SPI, 1 PWM (GPIO 4)  2 chân nguồn 5V, 2 chân nguồn 3.3V, 8 chân GND BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 9