Đồ án Hiển thị hình ảnh từ camera trên led matrix dùng kit Raspberry Pi 3 (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Hiển thị hình ảnh từ camera trên led matrix dùng kit Raspberry Pi 3 (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG HIỂN THỊ HÌNH ẢNH TỪ CAMERA TRÊN LED MATRIX DÙNG KIT RASPBERRY PI 3 GVHD: ThS. NGUYỄN ĐÌNH PHÚ SVTH: NGUYỄN ĐĂNG KHOA MSSV: 12141113 SVTH: TRẦN HỮU TRỰC MSSV: 12141246 S K L 0 0 4 4 6 7 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 01/2017
2. TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Tp. HCM, ngày 6 tháng 1 năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Đăng Khoa MSSV: 12141113 Trần Hữu Trực MSSV: 12141246 Chuyên ngành: Điện tử công nghiệp Mã ngành: 510302 Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: D Khóa: 2012 Lớp: 12141DT1A I. TÊN ĐỀ TÀI: HIỂN THỊ HÌNH ẢNH TỪ CAMERA TRÊN LED MATRIX DÙNG KIT RASPBERRY PI 3 II. NHIỆM VỤ 1. Các số liệu ban đầu: - Tài liệu về camera, panel led matrix RGB - Kit Raspberry Pi 3 và ngôn ngữ lập trình - Thư viện về panel led ma trận RGB , protocol flaschen taschen 2. Nội dung thực hiện: - Kết nối panel led với kit Raspberry Pi 3 - Lập trình cho hệ thống lấy hình ảnh từ camera ra panel led - Chạy mạch, nhận xét kết quả, đưa ra kết luận III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/10/2016 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 1/1/2017 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS. Nguyễn Đình Phú CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP ii
3. TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Tp. HCM, ngày 6 tháng 1 năm 2017 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Nguyễn Đăng Khoa Lớp: 12141DT1A MSSV: 12141113 Họ tên sinh viên 2: Trần Hữu Trực Lớp: 12141DT1A MSSV: 12141246 Tên đề tài: Hiển thị hình ảnh từ camera trên led matrix dùng kit Raspberry Pi 3 Xác nhận Tuần/ngày Nội dung GVHD Tuần 1 Tìm đề tài Tuần 2 Tìm hiểu hoạt động raspberry pi 3 Tuần 3 Cài đặt hệ điều hành cho kit Raspberry Pi 3 Tuần 4 Lập trình C với các chân I/O để nhúng dữ liệu Tuần 5 Tìm hiểu thư viện của tác giả Henner Zeller Tuần 6 Hiển thị ảnh động lên LED Tuần 7 Hiển thị video lên LED iii
4. Tuần 8 Tìm hiểu phần mềm VLC, hiển thị hình ảnh từ camera lên LED Tuần 9 Viết luận văn Tuần 10 Chỉnh sửa, in đồ án GV HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên) iv
5. 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. Nếu có bất kỳ sự gian lận nào chúng tôi xin chịu trách nhiệm về nội dung đồ án của mình. Người thực hiện đề tài Nguyễn Đăng Khoa Trần Hữu Trực v
6. LỜI CẢM ƠN Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy, cô Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM đã tận tình dạy bảo cũng như giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình học tập ở trường nói chung và thầy, cô khoa Điện-Điện Tử nói riêng. Các thầy cô khoa Điện-Điện Tử đã truyền đạt những kiến thức, cũng như kinh nghiệm của mình khơi dậy niềm đam mê tìm tòi sang tạo trong trong mỗi chúng em và từ những nền tảng căn bản, đam mê nhỏ nhoi ấy giúp chúng em nổ lực hoàn thành đồ án cuối cùng, đồ án tốt nghiệp do chính mình tạo ra, nó cũng như bước đệm cho sự phát triển sau này của chúng em. Đặc biệt, chúng em chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Đình Phú đã tận tình giúp đỡ trong quá trình chọn đề tài và hỗ trợ trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Trong quá trình thực hiện cũng xảy ra nhiều khúc mắc, thiếu sót nhưng được sự đôn đốc và góp ý của thầy chúng em đã gặt hái được nhiều kiến thức và kinh nghiệm. Một lần nữa chân thành cảm ơn thầy. Nhóm chân thành cảm ơn sâu sắc đến bạn Phạm Thế Vinh đã chia sẻ nhiều kinh nghiệm quý báu cho nhóm thực hiện tốt đề tài. Cuối cùng, chúng con xin chân thành cảm ơn sự động viên và hỗ trợ của gia đình và cha mẹ trong suốt quá trình học tập. Chúng con xin gửi cảm ơn trân trọng đến các bậc sinh thành đã nuôi dưỡng, hỗ trợ chúng con từ kinh phí cũng như tinh thần giúp chúng con hoàn thành tốt đề tài. Nhóm em xin chân thành cảm ơn! Người thực hiện đề tài Nguyễn Đăng Khoa Trần Hữu Trực vi
7. MỤC LỤC TRANG BÌA i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iii LỜI CAM ĐOAN v LỜI CẢM ƠN vi MỤC LỤC vii LIỆT KÊ HÌNH x LIỆT KÊ BẢNG xiiiii 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 5 2.1 LED RGB: 5 2.1.1 Cấu tạo: 5 2.1.2. Nguyên lý hoạt động 6 2.2 Panel LED RGB: 6 2.2.1 Nguyên lý hoạt động. 7 2.2.2 Cổng kết nối. 8 2.2.3 Sơ đồ nguyên lý của Panel LED RGB. 9 2.3 IC 74HC245 10 2.3.1 Nguyên lý hoạt động: 11 2.4 IC 74HC138: 11 2.4.1 Nguyên lý hoạt động 12 2.5 IC TLC5926 12 2.6 IC SSF4953 14 2.6.1 Nguyên lý hoạt động 15 2.7 Camera Raspberry Pi V2 8MP 15 2.8 MÁY TÍNH NHÚNG: 16 2.8.1 Máy tính nhúng Friendly ARM Mini 2440: 17 vii
8. 2.8.2 Máy tính nhúng BeagleBone Black: 17 2.8.3 Máy tính nhúng Raspberry Pi 3: 18 2.8.4 Lựa chọn máy tính nhúng phù hợp: 19 2.9 Kit Raspberry Pi 3 19 2.9.1 Wireless radio: 20 2.9.2 Antenna 21 2.9.3 Vi xử lý 21 2.9.4 Chip USB 22 2.9.5 GPIO: 22 2.10 Phần mềm VLC cho Debian: 23 2.11 Điểm ảnh (pixel). 24 2.12 Pixel Format và Framebuffer 28 2.13 Framebuffer: 30 2.14 Bit Plane: 31 2.15 Hệ điều hành Raspbian 32 2.16 Ngôn ngữ C++ 32 Chương 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 34 3.1 GIỚI THIỆU 34 3.2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 38 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 38 3.2.2 Tính toán và thiết kế mạch 39 Chương 4. THI CÔNG HỆ THỐNG 44 4.1 GIỚI THIỆU 44 4.2 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 44 4.2.1 Lắp ráp, lập trình và kiểm tra thiết bị 44 4.3 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 64 4.3.1 Tổ chức dữ liệu 64 4.3.2 Hàm khởi tạo Frame Buffer 65 4.3.3 Hàm xác định địa chỉ ô nhớ trên Framebuffer ( hàm ValueAt) 65 4.3.4 Hàm thay đổi nội dung Framebuffer 65 4.3.5 Hàm điều khiển GPIO Setbits và ClearBits 67 4.3.6 Chương trình hiển thị hình ảnh: 67 4.4 Giao thức Flaschen-Taschen 70 viii
9. 4.4.1 Server 71 4.4.2 VLC 72 Chương 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 74 5.1 PANEL LED MATRIX 74 5.2 KIT RASPBERRY PI 3 VÀ CAMERA 74 5.3 KẾT QUẢ 75 5.3.1 Hình ảnh sản phẩm 75 5.3.2 Hình ảnh các câu lệnh điều khiển trên Raspberry thông qua Putty 77 5.3.3 Hình ảnh hiển thị 78 Chương 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 80 6.1 KẾT LUẬN 80 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 PHỤ LỤC 84 ix
10. LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình Trang Hình 2.1: LED RGB loại dán (SMD) 4 Hình 2.2: Kích thước và sơ đồ chân LED dán .5 Hình 2.3: Panel LED RGB P5 . .6 Hình 2.4: Mặt sau của Panel LED . 6 Hình 2.5: HUB 75 .7 Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý Panel LED RGB 8 Hình 2.7: Sơ đồ chân IC 74HC245 . 9 Hình 2.8: Sơ đồ chân IC 74HC138 .10 Hình 2.9: Sơ đồ chân IC TLC5926. 11 Hình 2.10: Giản đồ xung của chế độ Normal Mode. . 13 Hình 2.11: IC SSF4953. . 14 Hình 2.12: Cấu tạo của FDS4953 . . . 14 Hình 2.13: Camera Raspberry Pi V2 8 MP. . . 15 Hình 2.14: Friendly ARM Mini 2440. . . 16 Hình 2.15: BeagleBone Black. . 17 Hình 2.16: Kit Raspberry Pi 3. . 19 Hình 2.17: Wireless Radio. . .19 Hình 2.18: Antenna. . 20 Hình 2.19: Chip Broadcom BCM2837. . 20 Hình 2.20: Chip SMSC LAN9514. . 21 Hình 2.21: GPIO của Raspberry Pi 3. . 22 Hình 2.22: VLC. . 22 Hình 2.23. Ảnh gốc và hình ảnh sau khi phóng to. . .24 Hình 2.24: Ảnh màu (a), ảnh xám (b), ảnh nhị phân (c). . 24 Hình 2.25: Số điểm ảnh trên cùng một đơn vị diện tích. . 25 Hình 2.26: Quá trình quét xen kẽ video 26 Hình 2.27: Quá trình quét tuần tự video . 27 Hình 2.28: FrameBuffer 16 bit. . 28 Hình 2.29: FrameBuffer 24 bit. . 28 Hình 2.30: FrameBuffer 32 bit. . 29 Hình 2.31: Framebuffer 8 bit . 29 Hình 2.32: Framebuffer. . . 30 Hình 2.33: Bit Plane. . 30 Hình 2.34: Desktop Raspbian . 31 Hình 2.35 Ngôn ngữ C ++ 32 Hình 3.1: Hệ thống màn hình led trong thực tế (1) 34 Hình 3.2: Hệ thống màn hình led trong thực tế (2) 34 Hình 3.3: Ứng dụng màn hình led trên sân vận động .35 Hình 3.4: Hệ thống màn hình led tối thiểu 36 Hình 3.5: Card Nova 37 Hình 3.6: Card HD 37 Hình 3.7: Sơ đồ khối của hệ thống. 38 Hình 3.8: Sơ đồ kết nối của Raspberry Pi 3 trong mạch. .40 x
11. Hình 3.9: Sơ đồ nguyên lý khối đệm 41 Hình 3.10: Mặt dưới layout của khối đệm. . 41 Hình 3.11: Mặt trên layout của mạch đệm. 42 Hình 3.12: Sơ đồ kết nối giữa khối đệm và led matrix. . 42 Hình 3.13: Sơ đồ kết nối thực tế của đề tài. .43 Hình 4.1: Kích thước led matrix và thông số phù hợp . 45 Hình 4.2: Màn hình led sau khi kết nối 46 Hình 4.3: Chọn file trong phần mềm Win32DiskImager. 47 Hình 4.4: Chọn thẻ nhớ để cài đặt hệ điều hành. .47 Hình 4.5: Nhấn nút Write để tiến hành cài đặt. 47 Hình 4.6: Open Network and Sharing Center. . .48 Hình 4.7: Cửa sổ Network and Sharing Center. 49 Hình 4.9: Cửa sổ Wi-Fi Status 50 Hình 4.10: Cửa sổ Wi-Fi Properties. 51 Hình 4.11: Tag Sharing của cửa sổ Wi-Fi Properties. .51 Hình 4.12: Cửa sổ cmd và địa chỉ IP động của kit Raspberry 52 Hình 4.13: Xác định địa chỉ IP của Raspberry dùng phần mềm. .53 Hình 4.14: Thiết lập kết nối SSH sử dụng phần mềm PuTTy. 53 Hình 4.15: Cửa sổ cảnh báo bảo mật trong PuTTy .54 Hình 4.16: Cửa sổ đăng nhập của Raspberry 54 Hình 4.17: Kết nối vncserver cho Raspberry 55 Hình 4.18: Cửa sổ phần mềm VNC Viewer. 55 Hình 4.19: Cửa sổ VNC Viewer-Authentication. 56 Hình 4.20: Giao diện Raspberry trên màn hình máy tính. 56 Hình 4.21: Giao diện phần mềm WinSCP. . 60 Hình 4.22: Giao diện WinSCP điền đầy đủ thông tin. .60 Hình 4.23: Hộp thoại cảnh báo phần mềm WinSCP. 61 Hình 4.24: Cửa sổ kết nối phần mềm WinSCP. 61 Hình 4.25: Quản lý dữ liệu dùng WinSCP. 62 Hình 4.26: Chép dữ liệu từ máy tính sang Raspberry. . .62 Hình 4.27: Camera module được lắp trên bo mạch Raspberry. . 63 Hình 4.28: Ô nhớ điều khiển 28 chân GPIO. 64 Hình 4.29: So sánh độ sâu màu 24bpp và 8bpp. 65 Hình 4.30: Lưu đồ thay đổi Framebuffer. . 66 Hình 4.31: Lưu đồ chương trình hiển thị hình ảnh .68 Hình 4.32: Chương trình đọc ảnh. 69 Hình 4.33. Chương trình nạp ảnh vào canvas. . .70 Hình 4.34: Sơ đố việc gọi server trong flaschen-taschen. 72 Hình 4.35 Lưu đồ xử lý của VLC. 73 Hình 5.1: Hình ảnh mô hình màn hình led matrix. . 75 Hình 5.2: Hình ảnh mặt sau của màn hình. 75 Hình 5.3: Hình ảnh bộ nguồn cố định trên khung sắt. .76 Hình 5.4: Hình ảnh kit Raspberry Pi 3 cố định trên khung sắt. . 76 Hình 5.5: Hình ảnh camera trên khung sắt. 77 Hình 5.6: Câu lệnh gọi server màn hình FlashchenTaschen. 77 Hình 5.7: Lệnh để camera hoạt động. 77 Hình 5.8: Lệnh hiển thị hình ảnh từ camera ra led matrix. . 78 xi
12. Hình 5.9: Hiển thị hình ảnh. .78 Hình 5.10: Hiển thị video (cuộc thi robot dance của trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật) 78 Hình 5.11: Hiển thị hình ảnh quay từ camera. . .79 xii
13. LIỆT KÊ BẢNG Bảng Trang Bảng 2.1 Bảng trạng thái của IC 74HC245 . 10 Bảng 2.2. Bảng trạng thái của IC 74HC138. 11 Bảng 2.3. Bảng trạng thái Normal Mode. 12 Bảng 2.4: Bảng kích thước ảnh thông dụng .26 xiii
14. TÓM TẮT Với sự phát triển vượt bậc về mọi mặt khoa học, đời sống. Kéo theo đó lĩnh vực Điện Tử đóng góp một phần không nhỏ. Điện Tử được áp dụng vào cuộc sống giúp cho công việc của con người nhẹ nhàng hơn như smart phone, máy tính bảng, laptop, Ngoài việc hỗ trợ cho công việc thì các thiết bị cũng góp một phần nâng cao mức sống của con người, phục vụ giải trí, thư giản. Hầu hết các thiết bị này đều hiển thị hình ảnh. Nhưng chỉ gò bó với khoảng không gian nhỏ chỉ có thể một đến hai người sử dụng và thường có tuổi thọ không cao. Để giải quyết vấn đề này, có thể sử dụng những panel led RGB để hiển thị hình ảnh, phục vụ cho những nơi công cộng có số lượng người sử dụng nhiều như ở các sân vận động hay các biển báo giao thông. Vận dụng các kiến thức đã học trong suốt quá trình học tập ở trường, nhóm em tiếp tục phát triển đồ án của nhóm bạn Phạm Thế Vinh, có thể hiển thị được video, lấy hình ảnh từ camera. Không dừng ở việc hiển thị hình ảnh mà hiển thị cả video hay hình ảnh từ camera, để thực hiện được nhóm em sử dụng giao thức truyền flaschen taschen, cùng kết hợp với phần mềm VLC để xử lý hình ảnh truyền đi. Kết hợp những module trên, nhóm em đã thực hiện thành công đồ án. Với đề tài này, nhóm hy vọng sẽ làm cơ sở nghiên cứu cho các nhóm sau có thể mở rộng, phát triển nữa. Nếu hiệu chỉnh tốt thì không chỉ hiển thị hình ảnh từ camera mà có thể thu âm thanh hay dùng điện thoại để quay cũng như thu âm và hiển thị lên led matrix. xiv
15. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, với sự phát triển không ngừng trong lĩnh vực khoa học công nghệ, việc đưa các sản phẩm công nghệ với đời sống thường ngày ngày càng phổ biến, nhằm mục đích phục vụ nhu cầu sống ngày càng cao của con người, như nhu cầu giải trí: nghe, nhìn. Các thiết bị trình chiếu phổ biến như tivi, máy chiếu dùng để phục vụ cho các mục đích học tập, giải trí thì có những khuyết điểm như tuổi thọ không cao, màn hình LCD sử dụng lâu dài sẽ bị giảm chất lượng hình ảnh (bị mờ), tivi thì kích thước nhỏ, không thể để ngoài trời. Hiện nay trên thị trường có các Module LED RGB có thể đáp ứng mục đích nghe, nhìn nhưng tối ưu hơn như có tuổi thọ cao, ít suy giảm chất lượng hình ảnh khi sử dụng lâu dài, ngoài ra còn có kích thước lớn, phù hợp cho để ngoài trời. Với những tín đồ túc cầu muốn hòa mình vào không khí trong sân vận động, nhưng chỉ có thể quan sát một khoảng sân nhất định, chính vì thế các sân vận động thường trang bị các tivi led với kích thước lớn để khán giả có thể theo dõi từng pha bóng trên sân, hay các panel led dùng để quảng cáo xung quanh trong và ngoài sân. Không chỉ ở sân vận động, mà ta còn dễ dàng thấy màn hình panel led kích thước lớn ở các trung tâm mua sắm, siêu thị dùng để hiển thị hình ảnh các sản phẩm, các thông báo khuyến mãi; ngoài ra panel led còn dùng làm biển cảnh báo giao thông trên đường. Không chỉ dừng lại ở việc hiển thị hình ảnh, thì việc trình chiếu các video phim, các hình ảnh được quay trực tiếp từ camera ra các màn hình led cỡ lớn sẽ mang lại sự mới mẻ, thú vị cho người sử dụng; ngoài ra với việc hiển thị hình ảnh trực tiếp sẽ giúp cho việc thông báo các thông tin, tin tức ở các công ty, trường học sẽ tiết kiệm được thời gian và công sức hơn. Dùng panel led matrix có thể giảm thiểu chi phi đầu tư hay bảo trì do có độ bền cao và giá thành phải chăng. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 1
16. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Dựa trên nền tảng là đồ án tốt nghiệp “ ĐIỀU KHIỂN PANEL LED MA TRẬN RGB SỬ DỤNG KIT RASPBERRY PI ” của hai bạn Phạm Thế Vinh và Trần Trung Thành [1], hai bạn chỉ dừng lại ở việc hiển thị hình ảnh thường và ảnh động ra panel led, với sự yêu thích đề tài này nhóm em đã tiếp tục nghiên cứu và phát triển thêm cho đề tài là sẽ hiển thị video đồng thời hiển thị hình ảnh được quay trực tiếp từ camera của kit Raspberry Pi 3 ra panel led. Dựa trên nền tảng ấy, nhóm kết hợp với giao thức Flaschen taschen cùng với phần mềm VLC để có thể hiển thị hình ảnh từ camera. 1.2. MỤC TIÊU Với mục đích áp dụng các kiến thức đã học ở trường và những giải quyết nhu cầu thiết thực cho cuộc sống. Vì vậy nhóm em phát triển đề tài “HIỂN THỊ HÌNH ẢNH TỪ CAMERA TRÊN LED MATRIX DÙNG KIT RASPBERRY PI 3”. Để thực hiện được cần phải nghiên cứu cấu tạo, hoạt động của Kit Raspberry, màn hình led RGB, cách kết hợp phần mềm và phần cứng lại với nhau. Đọc hiểu datasheet của các linh kiện trong đề tài. Nghiên cứu và thiết kế sơ đồ khối, vẽ mạch nguyên lý, lưu đồ giải thuật. Giải thích được các chức năng của các thành phần trong mạch. 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU NỘI DUNG 1: Tìm kiếm tài liệu về camera kit Raspberry Pi 3, màn hình panel led matrix. NỘI DUNG 2: Đọc hiểu đề tài được làm trước đó, kết nối phần cứng cho mạch. NỘI DUNG 3: Đọc hiểu code của thư viện chính được dùng trong đề tài. NỘI DUNG 4: Hiển thị hình ảnh và ảnh động trên panel led matrix. NỘI DUNG 5: Hiển thị video trên panel led matrix. NỘI DUNG 6: Hiển thị hình ảnh quay từ camera kit Raspberry trên panel led matrix. NỘI DUNG 7: Đánh giá kết quả thực hiện. NỘI DUNG 8: Kết luận và hướng phát triển. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 2
17. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.4. GIỚI HẠN Sử dụng 9 tấm panel led RGB matrix P5, kích thước của 1 tấm là: 64x32. Sử dụng 1 Kit Raspberry Pi 3. Sử dụng 1 camera kết nối với kit Raspberry Pi 3. Sử dụng 1 bộ nguồn 5V-40A. Sử dụng bộ đệm gồm 4 IC 74HC245. Hệ thống chỉ sử dụng trong nhà. 1.5. BỐ CỤC Chương 1: Tổng Quan. Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết. Chương 3: Thiết Kế Và Xây Dựng Hệ Thống. Chương 4: Chương Trình Điều Khiển Chương 5: Kết Quả So Sánh, Thực Nghiệm. Chương 6: Kết Luận Và Hướng Phát Triển. Chương 1: Tổng quan. Chương này trình bày đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án. Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết. Chương này giới thiệu các linh kiện, thiệt bị sử dụng thiết kế hệ thống, giao thức truyền. Chương 3: Thiết kế Và Xây Dựng Hệ Thống Tính toán thiết kế, đưa ra sơ đồ nguyên lý của hệ thống. Chương 4: Chương Trình Điều Khiển Chương này giới thiệu các cài đặt hệ điều hành, cách hiệu chỉnh các thông số, các đưa dữ liệu vào Kit Raspberry. Chương 5: Kết Quả So Sánh, Thực Nghiệm. Trình bày hình ảnh đồ án đã hoàn thiện và kết quả đạt được. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 3
18. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Chương 6: Kết Luận Và Hướng Phát Triển. Trình bày những gì làm được trong đề tài và nêu hướng phát triển cho đồ án. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 4
19. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Đề tài bao gồm 2 phần là phần cứng và phần mềm. Phần cứng bao gồm : Panel LED RGB P5 (có IC TLC5926, SSF4953, 74HC138N, LED dán SMD), mạch đệm (có IC 74HC245), kít Raspberry Pi 3, Camera Pi 8MP. Phần mềm bao gồm : Hệ điều hành nhúng Raspbian, ngôn ngữ C++, phần mềm VLC, bộ thư viện của tác giả Henner Zeller. 2.1 LED RGB: Ngày nay, đèn LED quá quen thuộc với cuộc sống của chúng ta, từ công viên, các tòa cao ốc hay chính trong ngôi nhà của chúng ta cũng dễ dàng bắt gặp được thiết bị có đèn LED, vì chúng có giá thành thấp cũng như tuổi thọ cao. Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại LED như LED đỏ, trắng, Nay nhóm sẽ khảo sát LED RGB. 2.1.1 Cấu tạo: LED RGB cũng chỉ là LED siêu sáng nhưng nó tích hợp 3 màu trong một con LED duy nhất (R = red, G = green, B = Blue). LED bao gồm 4 chân 1 dương chung (hoặc âm chung) và 3 chân RGB. Hình 2.1: LED RGB loại dán (SMD). BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 5
20. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1.2. Nguyên lý hoạt động Tùy vào LED thuộc loại catot chung hay anot chung mà ta mắc mạch cho hợp lý, để thay đổi màu sắc chỉ cần thay đổi điện áp của từng con diode(LED) trong LED RGB. Sơ đồ chân và kích thước của LED dán: Hình 2.2: Kích thước và sơ đồ chân LED dán. 2.2 Panel LED RGB: Những địa điểm công cộng hiện nay hầu hết toàn là các màn hình led có kích thước lớn, các màn hình ấy được ghép bởi các panel LED RGB. Mỗi điểm ảnh là một đèn LED, khoảng cách giữa các đèn khoảng 10mm. Mỗi tấm hoạt động tốt với nguồn 5v DC, 4A. Trên thị trường hiện có rất nhiều loại như : LED ngoài trời nhiều màu P40, panel LED trong nhà nhiều màu P5, . Với đề tài nhóm thực hiện, nhóm chọn panel LED trong nhà nhiều màu P5 vì giá tương đối thấp so với mặt bằng chung, hơn hết panel có thể hiển thị hình ảnh động hay video. Hình ảnh thực tế của Panel LED RGB P5. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 6
21. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.3: Panel LED RGB P5. 2.2.1 Nguyên lý hoạt động. Panel LED gồm có 2 IC giải mã 74138 ngõ vào kết nối với 4 chân A, B, C, D có chức năng chọn hàng led hiển thị. Để quyết định hàng nào sáng thì 3 chân A, B, C có giá trị chạy từ 000 → 111 tương ứng từ 0 → 7, chân D là chân cho phép IC 74138 hoạt động. Ngoài ra bảng LED còn có các IC điều khiển gồm 4 IC mỗi hàng được nối với nhau và nối với một chân màu của LED và các IC đệm 74245. Hình 2.4: Mặt sau của Panel LED. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 7
22. S K L 0 0 2 1 5 4