Đồ án Điều khiển xe lăn điện bằng giọng nói hoặc smartphone

 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 12 năm 2019 
 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 
Họ tên sinh viên 1: Lê Văn Luận MSSV: 15141206 
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện - Điện tử Mã ngành: 141 
Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1 
Khóa: 2015 Lớp: 1 
Họ tên sinh viên 2: Phạm Minh Kha MSSV: 13141132 
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện - Điện tử Mã ngành: 141 
Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1 
Khóa: 2013 Lớp: 1 
I. TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN XE LĂN ĐIỆN BẰNG GIỌNG NÓI HOẶC 
 SMARTPHONE 
II. NHIỆM VỤ 
1. Các số liệu ban đầu: 
 • Xe lăn điện. 
 • Xe chạy tiến, chạy lùi, xoay trái, xoay phải, điều chỉnh thay đổi tốc độ di 
 chuyển. 
 • Sử dụng các module có sẵn trên thị trường để phục vụ thi công đề tài. 
2. Nội dung thực hiện: 
 • Tìm hiểu về xe lăn điện. 
 • Tìm hiểu chuẩn truyền thông UART. 
 • Tìm hiểu về cách điều chế độ rộng xung PWM. 
 • Tìm hiểu về mạch công suất điều khiển động cơ DC. 
 i • Tìm hiểu về module wifi ESP8266, mạch nhận dạng giọng nói Voice 
 Recognition V3, mạch giảm áp DC LM2596, cầu H BTS7960. 
 • Tìm hiểu về ứng dụng MIT App Inventor viết phần mềm Android. 
 • Thiết kế giao diện để điều khiển: App android. 
 • Viết chương trình điều khiển cho ESP8266, nạp code và chạy thử nghiệm sản 
 phẩm, chỉnh sửa và hoàn thiện hệ thống. 
 • Thực hiện viết luận văn báo cáo. 
 • Tiến hành báo cáo đề tài tốt nghiệp. 
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 26/08/2019 
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 26/12/2019 
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TH. S NGUYỄN THANH NGHĨA 
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 
 ii 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 12 năm 2019 
 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 
Họ tên sinh viên 1: Lê Văn Luận 
Lớp: 15141DT2A MSSV: 15141206 
Họ tên sinh viên 2: Phạm Minh Kha 
Lớp: 13141DT1A MSSV: 13141132 
Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN XE LĂN ĐIỆN BẰNG GIỌNG NÓI HOẶC 
 SMARTPHONE 
 Xác nhận 
 Tuần/ngày Nội dung 
 GVHD 
 - Gặp GVHD để nghe phổ biến yêu cầu làm đồ án, 
 Tuần 1 tiến hành chọn đồ án. 
 (26/8 –1/9) - GVHD tiến hành xét duyệt đề tài. 
 Tuần 2 - Viết đề cương 
 (2/9 – 8/9) - Viết lịch trình làm đề tài 
 -Tìm hiểu cơ sở lý thuyết liên quan với đề tài: xe 
 Tuần 3 lăn điện, mạch nhận dạng giọng nói Voice 
 (9/9 – 15/9) Recognition V3,mạch giảm áp DC LM2596 3A, 
 ESP8266 NodeMCU, mạch cầu H BTS7960, các 
 chuẩn giao tiếp,... 
 -Tìm hiểu cơ sở lý thuyết liên quan với đề tài: xe 
 Tuần 4 lăn điện, mạch nhận dạng giọng nói Voice 
 (16/9 – 22/9) Recognition V3, ESP8266 NodeMCU, mạch giảm 
 áp DC LM2596 3A, động cơ DC giảm tốc, mạch 
 cầu H BST7960, các chuẩn giao tiếp,... 
 - Tìm hiểu về giao tiếp giữa các module và thiết bị. 
 Tuần 5 - Tiến hành thiết kế sơ đồ khối, giải thích chức 
 (23/9– 29/9) năng các khối. 
 iii - Tính toán thiết kế khối nguồn 
 Tuần 6 - Tìm hiểu về giao tiếp giữa các module và thiết bị. 
 (30/9 – 6/10) - Tiến hành thiết kế sơ đồ khối, giải thích chức 
 năng các khối. 
 - Tính toán thiết kế khối nguồn động của mạch. 
 Tuần 7 -Kết nối tất cả các khối lại và thiết kế sơ đồ toàn 
 (7/10 – 13/10) mạch, giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. 
 Tuần 8 -Kết nối tất cả các khối lại và thiết kế sơ đồ toàn 
 (14/10 – 20/10) mạch, giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. 
 Tuần 8 - Lập trình cho module ESP8266 NodeMCU. 
 (21/10 – 27/10) 
 Tuần 9 - Lập trình cho module ESP8266 NodeMCU và tiến 
 (28/10 –3/11) hành test xe. 
 Tuần 10 - Lập trình cho module ESP8266 NodeMCU và tiến 
 (4/11 – 10/11) hành test xe. 
 Tuần 11 - Lập trình module ESP8266 NodeMCU và tiến 
 (11/11 – 17/11) hành test xe. 
 Tuần 12 - Lập trình cho module ESP8266 NodeMCU và tiến 
 (18/11 – 24/11) hành test xe. 
 - Viết báo cáo những nội dung đã làm. 
 Tuần 13 - Lập trình cho module ESP8266 NodeMCU và tiến 
 (25/11 – 1/12) hành test xe. 
 -- Viết báo cáo những nội dung đã làm. 
 Tuần 14 - Viết báo cáo những nội dung đã làm. 
 (2/12 – 8/12) 
 Tuần 15 - Hoàn thiện báo cáo và gởi cho GVHD để xem xét 
 (9/12 – 15/12) góp ý lần cuối trước khi in và báo cáo. 
 Tuần 16 - Nộp quyển báo cáo. 
(16/12 – 22/12) 
 iv Tuần 17 - Làm slide báo cáo và báo cáo đề tài. 
(23/12 – 29/12) 
 GV HƯỚNG DẪN 
 (Ký và ghi rõ họ và tên) 
 v LỜI CAM ĐOAN 
 Đề tài này là do chúng 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 
 Lê Văn Luận Phạm Minh Kha 
 vi LỜI CẢM ƠN 
 Sau khi đã hoàn thành đề tài, lời nói đầu tiên nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân 
thành đến các quý Thầy, Cô của Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh 
chung và đặc biệt là các Thầy, Cô của Khoa Điện - Điện Tử nói riêng đã dành hết tâm 
huyết giảng dạy, truyền đạt những kinh nghiệm và những kiến thức quý báu cho chúng 
em trong suốt 4 năm học vừa qua, tạo tiền đề để thực hiện được đề tài này và tạo nền 
tảng cho tương lai sau này của chúng em. 
 Nhóm em xin cảm ơn sâu sắc và chân thành nhất tới Thầy NGUYỄN THANH 
NGHĨA đã trực tiếp hướng dẫn chúng em một cách tận tình nhất trong suốt quá trình 
làm đề tài, Thầy luôn tạo điều kiện và hỗ trợ chúng em hết sức mình, cung cấp các 
thiết bị và đưa ra hướng đi, cách giải quyết phù hợp nhất để chúng em vượt qua khó 
khăn. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn Thầy. 
 Cuối cùng chúng em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã 
giúp đỡ về vật chất lẫn tinh thần để nhóm em có thể hoàn thành đề tài này dễ dàng 
hơn. Xin cảm ơn mọi người. 
 Trong quá trình tìm hiểu và thực hiện đề tài, vì thời gian và kiến thức của chúng 
em có giới hạn nên không thể có những thiếu sót. Vì vậy, nhóm chúng em mong rằng 
sẽ nhận những đóng góp quý báu của các Thầy, Cô để đề tài của chúng em được hoàn 
thiện hơn. 
 Người thực hiện đề tài 
 Lê Văn Luận Phạm Minh Kha 
 vii MỤC LỤC 
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ................................................................................ i 
LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .................................................... iii 
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... vi 
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ vii 
MỤC LỤC ................................................................................................................... viii 
DANH MỤC HÌNH ẢNH .............................................................................................. xi 
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................... xiv 
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................. xv 
TÓM TẮT ..................................................................................................................... xvi 
Chương 1. TỔNG QUAN................................................................................................ 1 
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ .......................................................................................................... 1 
1.2. MỤC TIÊU ............................................................................................................... 2 
1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .................................................................................... 2 
1.4. GIỚI HẠN ................................................................................................................ 3 
1.5. BỐ CỤC ................................................................................................................... 3 
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT .................................................................................... 4 
2.1. TỔNG QUAN VỀ XE LĂN ..................................................................................... 4 
2.1.1. Lịch sử phát triển ................................................................................................... 4 
2.1.2. Sự đa dạng của xe lăn ............................................................................................ 6 
2.1.3. Ưu và nhược điểm ............................................................................................... 16 
2.2. ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG PWM ......................................... 16 
2.2.1. Giới thiệu ............................................................................................................. 16 
2.2.2. Nguyên lý điều chế độ rộng xung PWM ............................................................. 16 
2.2.3. Phương pháp điều chế độ rộng xung PWM ........................................................ 18 
2.2.4. Ứng dụng của điều chế độ rộng xung PWM trong điều khiển ............................ 18 
2.3. CHUẨN GIAO TIẾP UART .................................................................................. 18 
2.3.1. Khái niệm ............................................................................................................ 18 
2.3.2. Các đặc điểm quan trọng trong chuẩn truyền thông UART ................................ 20 
2.3.3. Ứng dụng ............................................................................................................. 21 
 viii 2.3.4. Ưu và nhược điềm ............................................................................................... 21 
2.4. CHUẨN GIAO TIẾP WI-FI .................................................................................. 22 
2.4.1. Giới thiệu ............................................................................................................. 22 
2.4.2. Nguyên tắc hoạt động .......................................................................................... 22 
2.4.3. Một số chuẩn kết nối ........................................................................................... 23 
2.5. GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG .................................................................................. 24 
2.5.1. Module Wifi ESP8266 NodeMCU ...................................................................... 24 
2.5.2. Mạch cầu H - BTS7960 ....................................................................................... 28 
2.5.3. Động cơ DC giảm tốc .......................................................................................... 31 
2.5.4. Mạch hạ áp LM2596 ........................................................................................... 37 
2.5.5. Mạch nhận dạng giọng nói Voice Recognition V3 ............................................. 38 
2.5.6. Nguồn pin ............................................................................................................ 43 
Chương 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ...................................................................... 45 
3.1. GIỚI THIỆU ........................................................................................................... 45 
3.2. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ........................................................... 45 
3.2.1. Thiết kế sơ đồ khối hệ thống ............................................................................... 45 
3.2.2. Tính toán và thiết kế ............................................................................................ 46 
Chương 4. THI CÔNG HỆ THỐNG ............................................................................. 51 
4.1. LẬP TRÌNH HỆ THỐNG ...................................................................................... 51 
4.2. GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN .................................................................................... 54 
4.3. GIỚI THIỆU PHẦN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN ............................................ 57 
4.4. HUẤN LUYỆN GIỌNG NÓI CHO MODULE VR3 ............................................ 58 
4.5. PHẦN MỀM LẬP TRÌNH CHO ĐIỆN THOẠI ................................................... 62 
4.6. VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC ................................... 64 
4.6.1. Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng .......................................................................... 64 
4.6.2. Quy trình thao tác ................................................................................................ 67 
Chương 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ ........................................................ 68 
5.1. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC ......................................................................................... 68 
5.1.1. Tổng quát kết quả đạt được ................................................................................. 68 
5.1.2. Kết quả mạch điều khiển trung tâm ..................................................................... 68 
5.1.3. Kết quả thực nghiệm............................................................................................ 71 
 ix 
5.1.4. Kết quả ứng dụng điều khiển ............................................................................... 71 
5.2. NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ ...................................................................................... 72 
Chương 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .................................................. 73 
6.1. KẾT LUẬN ............................................................................................................ 73 
6.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN ......................................................................................... 73 
PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 75 
 x