Báo cáo đồ án 1.docx trường quốc tế đại học quốc gia hn

bãi đỗ xe

1. TRƯỜNG QUỐC TẾ
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
PROJECT REPORT
Đề tài: Nghiên cứu thiết kế bãi đỗ xe tự động
Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Tính
Sinh viên: Vũ Nhật Minh (22070351)
Nguyễn Tiến Dũng (22070063)
1

2. `
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, tại các thành phố ngày càng đông dân cư, vấn đề quản lý các chỗ đỗ
xe, hay quản lý các bãi đỗ xe sao cho hiệu quả, kinh tế và tiện ích cho người
dùng,... đang là một bài toán đau đầu với các nhà quản lý đô thị nói chung và chủ
các bãi đỗ/trông giữ xe và các bác tài xế nói riêng.
Với cơ quan quản lý nhà nước, hiện nay mới chỉ dừng lại việc giao cho các công
ty quản lý thu phí các điểm dừng / đỗ ô tô trên các tuyến phố. Việc giao quản lý
như thế này vẫn còn xây ra tình trạng giá niêm yết một đẳng, giá thu một nẻo.
Chưa có cách thức thu thập số liệu, nhu cầu chỗ đỗ theo các thời điểm, khu vực
một cách chính xác để phục vụ bài toán quy hoạch thành phố. Các chủ bãi trông
giữ xe thì không quản lý được số lượng xe, vé ngày vào ra, nên chưa tổi ưu được
hiệu quả, năng suất sử dụng.
Module ESP32 được ứng dụng nhiều trong thực tế và trong nhiều ứng dụng nên
nhóm chúng em đã sử dụng nó trong đề tài "Nghiên cứu thiết kế mô hình bãi đỗ xe
tự động". Trong quá trình thực hiện báo cáo này, nhóm em đã nhận được rất nhiều
sự chia sẻ, góp ý về việc trình bày một báo cáo như thế nào và các kiến thức bổ ích
sử dụng trong báo cáo này từ các bạn cùng lớp, các thấy cô. Nhóm em xin chân
thành cảm ơn các bạn và thầy cô đã giúp đỡ song do thời gian và kiến thức có hạn
nên đề tài còn nhiều điểm thiếu sót. Nhóm em rất mong nhận được sự góp ý cua
các thầy cô để có thể nâng cao chất lượng của đề tài để hoàn thiện và phát triên
hơn!
Hà Nội, ngày 11 tháng 11 năm 2024
MỤC LỤC
2

3. `
LỜI NÓI ĐẦU..........................................................................................................2
TÓM TẮT................................................................................................................3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ...................................................................................3
1.1. Tổng quan về các bãi đỗ xe hiện nay.................................................................3
1.2. Giới thiệu bãi đỗ xe tự động...............................................................................4
1.3. Mục tiêu và phương pháp nghiên cứu................................................................4
CHƯƠNG II: PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM ....................................................5
2.1. Sơ đồ khối của hệ thống...................................................................................5
2.2. Phần cứng..........................................................................................................5
2.2.1. Module ESP32.................................................................................................5
2.2.2. Màn hình LCD 16x2 và Module I2C............................................................11
2.2.3. Micro Servo SG90.........................................................................................14
2.2.4. Cảm biến vật cản hồng ngoại IR...................................................................15
2.2.5. Buzzer............................................................................................................17
2.3. Phần mềm........................................................................................................18
2.3.1. Arduino IDE – Phần mềm lập trình cho vi điều khiển..................................18
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG SẢN PHẨM .................................20
3.1. Sơ đồ nguyên lý................................................................................................20
3.2. Code..................................................................................................................20
3.3. Sản phẩm thực tế..............................................................................................27
Tài liệu tham khảo...................................................................................................27
3

4. `
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 2.1. Sơ đồ khối……………………………………………………………......9
Hình 2.2. Module ESP32………………………………………………………….10
Hình 2.3. Sơ đồ chân của ESP32………………………………………………….12
Hình 2.4. Mô phỏng ESP32……………………………………………………….16
Hình 2.5. Màn hình LCD 16x2……………………………………………………17
Hình 2.6. Module I2C……………………………………………………………..19
Hình 2.7. Servo SG90……………………………………………………………..21
Hình 2.8. Cảm biến vật cản IR……………………………………………………22
Hình 2.9. Buzzer…………………………………………………………………..24
Hình 2.10. Phần mềm Adruino IDE………………………………………………26
Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý của đề tài……………………………………………...27
Hình 3.2. Sản phẩm thực tế (1)……………………………………………………37
Hình 3.3. Sản phẩm thực tế (2)……………………………....................................38
DANH MỤC CÁC BẢNG
4

5. `
Bảng 2.1. Bảng thông số kỹ thuật ESP32…………………………………………11
Bảng 2.2. Bảng sơ đồ chân của ESP32……………………………………………13
Bảng 2.3. Bảng nguồn vào ESP32………………………………………………...14
Bảng 2.4. Bảng nguồn ra ESP32………………………………………………….16
Bảng 2.5. Bảng thông số kỹ thuật màn hình LCD 16x2…………………………..17
Bảng 2.6. Bảng thông số kỹ thuật module I2C……………………………………19
Bảng 2.7. Bảng thông số kỹ thuật Micro Servo SG90……………………………20
Bảng 2.8 Bảng thông số vật cản hồng ngoại IR…………………………………..23
Bảng 2.9. Bảng thông số Buzzer………………………………………………….25
5

6. `
TÓM TẮT
Trong đề tài này, chúng em đã sử dụng module ESP32 để kết nối những linh kiện
khác để tạo nên 1 mô hình bãi đỗ xe tự động. Mô hình gồm những thành phần
chính sau:
Esp32 (30 chân): Là bộ điều khiển trung tâm của mô hình, giúp kết nối tất
cả các linh kiện.
Cảm biến vật thể hồng ngoại IR: Để nhận biết có xe đang đỗ trong khu
vực và xe đến, xe đi.
Màn hình LCD 16x2: Để hiển thị số lượng chỗ trống.
Module I2C: Hỗ trợ màn hình LCD kết nối với Esp32.
Servo MG90: Để điều khiển cửa tự động đóng / mở cho xe ra vào.
Buzzer: Phát ra âm thanh để thông báo có xe ra vào bãi đỗ.
Nguồn: Để kết nối với nguồn điện (5V).
Mô hình này là hệ thống ví dụ cho 1 bãi đỗ xe tự động hóa với tính ổn định và độ
chính xác cao.
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về các bãi đỗ xe hiện nay:
Hiện nay, vấn đề đỗ xe đang là một trong những vấn đề lớn nhất của các thành
phố trên toàn thế giới. Tình trạng ùn tắc giao thông do xe cộ quá nhiều và không có
đủ chỗ đỗ xe là một vấn đề ngày càng nghiêm trọng, ảnh hướng đến cuộc sống
hàng ngày của người dân và gây tổn hại đến kinh tế và môi trường.
Các bãi đỗ xe hiện nay thường có cách thức hoạt động đơn giản, với việc tìm chỗ
đỗ xe, lấy vé và thanh toán được thực hiện bằng tay. Tuy nhiên, với sự phát triển
6

7. `
của công nghệ, các hệ thống bãi đỗ xe tự động đã được phát triển để giải quyết các
vấn đề này.
Các hệ thống bãi đỗ xe tự động có thể tự động phát hiện các khoảng trống để đỗ
xe, hướng dẫn tài xế lái xe vào chỗ đỗ và thực hiện thanh toán tự động thông qua
các thiết bị đọc thẻ hoặc ứng dụng trên điện thoại. Ngoài ra, các hệ thống này còn
cung cấp các tiện ích khác như cung cấp thông tin trạng thái đỗ xe, lịch sử giao
dịch và hỗ trợ khách hàng.
Các hệ thống bãi đỗ xe tự động không chi giúp giảm thiều tình trạng ùn tắc giao
thông và nâng cao trải nghiệm người dùng, mà còn giúp giảm chi phí vận hành và
nâng cao hiệu quả quản lý bãi đỗ xe. Tuy nhiên, để triển khai các hệ thống này cần
đầu tư chi phí khá lớn và đảm bảo an ninh, an toàn trong quá trình hoạt động.
1.2. Giới thiệu bãi đỗ xe tự động:
Bãi đồ xe là một vấn đề phổ biến trong các thành phố lớn, đặc biệt là trong các
khu vực tập trung nhiều người và hoạt động thương mại sầm uất. Tuy nhiên, việc
quản lý bãi đồ xe vẫn còn nhiều khó khăn và thủ công, gây ra nhiều phiền toái cho
người sử dụng và những người quản lý. Vì vậy, giải pháp bãi đỗ xe tự động đã
được đưa ra với mong muốn cải thiện tình trạng này.
Trong đó, bãi đỗ xe tự động có chức năng nhận biết xe ra vào và phát hiện chỗ
trống là một giải pháp đáng chú ý. Với tính năng này, người dùng sẽ không phải
tốn thời gian tìm kiếm chỗ đỗ xe trống, mà chỉ cần đặt xe vào bãi đồ. Đồng thời, hệ
thống cũng sẽ tự động nhận diện các chỗ trống còn lại và hiển thị trên màn hình,
giúp người dùng dễ dàng tìm kiếm và chọn chỗ đỗ xe phù hợp.
7

8. `
1.3. Mục tiêu và phương pháp nghiên cứu:
Mục tiêu:
Tối ưu hóa quá trình đồ xe bằng cách giảm thời gian tìm chỗ trống và thao
tác ra vào.
Tiết kiệm chi phí cho việc cần thuê người kiểm soát thẻ hoặc vé.
Cung cấp thông tin chỗ trống trực tiếp và chính xác thông qua màn hình,
giúp người dùng dễ dàng tìm kiếm và định hướng.
Phương pháp nghiên cứu:
Cảm biến phát hiện chỗ trống: Lắp đặt cảm biến tại từng vị trí đỗ xe giúp
theo dỗi tình trang chỗ trống trong thời gian thực.
Hệ thống tự động: Xây dựng hệ thống để hiển thị thông tin chỗ trống, hỗ trợ
người dùng tìm kiểm và định hướng đến vị trí đỗ xe phù hợp.
Hệ thống thông báo: Kết nối với hệ thống cảm biến để cho người dùng biết
là còn chỗ trống hay không.
8

9. `
CHƯƠNG II: PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM
2.1. Sơ đồ khối của hệ thống:
Hình 2.1: Sơ đồ khối
Chức năng của từng khối:
Khối nguồn: Cung cấp nguồn cho toàn mạch hoạt động ổn định.
Khối xử lý: Esp32 dùng để giao tiếp kết nối, thu nhập dữ liệu và truyền nhận
tín hiệu.
Khối hiển thị: Sử dụng màn hình LCD.
2.2. Phần cứng:
2.2.1. Module ESP32:
ESP32 là một vi điều khiển (MCU) do Espressif Systems phát triển, được sử
dụng rộng rãi trong các ứng dụng IoT, điều khiển tự động hóa, và thiết kế thiết bị
9

10. `
thông minh. Đây là một bản nâng cấp từ ESP8266, với nhiều cải tiến về hiệu suất,
tính năng và khả năng kết nối.
Hình 2.2: Module ESP32
Sản phẩm sử dụng chip ESP32-D0WDQ6 với 2 CPU có thể được điểu khiển độc
lập với tần số xung clock lên đến 240 MHz. Module hỗ trợ các chuẩn giao tiếp SPI,
UART, I2C và I2S và I2S có khả năng kết nối với nhiều linh kiện như các cảm
biến, các bộ khuếch đại, thẻ nhớ (SD card),… Ở chế độ sleep dòng điện hoạt động
là 5µ nên thích hợp cho các ứng dụng dùng pin như các thiết bị đeo tay. Ngoài ra
module còn cập nhật firmware từ xa (OTA) do đó người dùng vẫn có thể có những
cập nhật sớm nhất của sản phẩm.
Thông số Chi tiết
10

11. `
Vi xử lý Dual-core 32-bit LX6 CPU
Tốc độ xử lý Lên đến 240 MHz
Bộ nhớ RAM 520 KB SRAM
Bộ nhớ Flash 4 MB (có thể có các phiên bản với bộ nhớ khác)
Tốc độ truyền Wi-FiLên đến 150 Mbps
Kết nối Wi-Fi 802.11 b/g/n (STA, AP, STA+AP)
Bluetooth Bluetooth v4.2 BR/EDR và BLE
Chân GPIO 30 chân GPIO (hỗ trợ đến 34 GPIOs)
Chức năng ADC 12-bit ADC với 18 kênh ADC
Chức năng DAC 2 kênh DAC 8-bit (GPIO25 và GPIO26)
PWM 16 kênh PWM, độ phân giải lên đến 16-bit
SPI Tốc độ lên đến 80 MHz, hỗ trợ SPI master/slave
I2C Tốc độ tối đa 400 kHz, hỗ trợ master/slave
UART Hỗ trợ 2 cổng UART với tốc độ tối đa 5 Mbps
Chế độ hoạt động Khoảng 160mA (tuỳ vào tải và cấu hình)
Chế độ ngủ sâu Tiêu thụ điện năng <10 µA
Kích thước module Khoảng 50.8mm x 25.5mm
Cổng kết nối USB to Serial, VIN, 3V3, GND
Các tính năng bảo mậtWPA/WPA2, WEP, AES, ECC, TLS, SSL
Lập trình Arduino IDE, ESP-IDF, PlatformIO
Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật của ESP32
Khả năng hoạt động như 1 Module Wifi: Có thể quét và kết nối với 1 mạng
Wifi bất kì (Wifi client) để thực hiện tác vụ như lưu trữ, truy cập dữ liệu từ
server.
11

12. `
Tạo điểm truy điểm Wifi (Wifi Access Point) cho phép các thiết bị khác tạo
kết nối, giao tiếp và điểu khiển.
Một server để xử lý dữ liệu từ các thiết bị sử dụng Internet.
Hình 2.3: Sơ đồ chân của ESP32
Châ
n
Tên Chức năng chính
1 EN Chân Enable. Kéo lên 3.3V để bật ESP32
2,3GND Nối mass
4 VIN Nguồn cấp 5V
5 3V3 Nguồn 3.3V đầu ra
6 GPIO1
(TXD0)
UART TX (Gửi dữ liệu)
7 GPIO3 UART RX (Nhận dữ liệu)
12

13. `
(RXD0)
8 GPIO4GPIO (Digital I/O) / PWM
9 GPIO5GPIO (Digital I/O) / PWM
10 GPIO12GPIO (Digital I/O) / PWM
11 GPIO13GPIO (Digital I/O) / PWM
12 GPIO14GPIO (Digital I/O) / PWM
13 GPIO15GPIO (Digital I/O) / PWM
14 GPIO16GPIO (Digital I/O) / PWM
15 GPIO17GPIO (Digital I/O) / PWM
16 GPIO18GPIO (Digital I/O) / SCK / PWM
17 GPIO19GPIO (Digital I/O) / PWM
18 GPIO21GPIO (Digital I/O) / SDA / PWM
19 GPIO22GPIO (Digital I/O) / SCL / PWM
20 GPIO23GPIO (Digital I/O) / MOSI / PWM
21 GPIO25GPIO (Digital I/O) / DAC1 / PWM
22 GPIO26GPIO (Digital I/O) / DAC2 / PWM
23 GPIO27GPIO (Digital I/O) / PWM
24 GPIO32GPIO (Digital I/O) / PWM
25 GPIO33GPIO (Digital I/O) / PWM
26 GPIO34GPIO (Digital Input Only)
27 GPIO35GPIO (Digital Input Only)
28 GPIO36
(VP)
GPIO (Digital Input Only) / ADC1_CH0
29 GPIO39
(VN)
GPIO (Digital Input Only) / ADC1_CH3
30 IO0 GPIO (Digital I/O) / Boot mode
13

14. `
Bảng 2.2: Bảng sơ đồ chân của ESP32
Nguồn vào:
oESP32 nhận nguồn từ cổng micro USB tích hợp sẵn trên mạch, giúp
việc nạp code trở nên dễ dàng hơn. Bên cạnh đó, việc cấp nguồn cho
module cũng linh động hơn vì bạn có thể sử dụng sạc dự phòng cho
nguồn từ USB trên máy tính.
oESP32 có thể cung cấp nguồn cho tối đa 2 thiết bị : 1 nguồn ra 3.3V
và 1 nguồn từ chân VIN. Khi sử dụng các chân cấp nguồn này, luôn
phải kiểm tra để chắc chắn không cắm nhầm chân dương (trên mạch
in là 3V3 và Vin) và chân âm (GND).
Chân Tên Chức năng Điện áp
đầu vào
VIN Input
Voltage
Cấp nguồn chính cho ESP32 qua
bộ điều chỉnh áp tích hợp (LDO)
5V
USB Micro USB
Port
Nguồn cấp qua cổng micro-USB để
cấp 5V cho ESP32
5V
GND Ground Chân nối mass 0V
GPIO0-GPIO39 GPIO Tiếp nhận thông tin 5V
Bảng 2.3: Bảng nguồn vào của ESP32
Nguồn ra:
14

15. `
oESP32 cung cấp nhiều nguồn ra để hỗ trợ cấp điện và điều khiển các thiết bị
ngoại vi. Chân 3V3 cung cấp điện áp 3.3V với dòng tối đa khoảng 50mA,
thích hợp để cấp nguồn cho cảm biến hoặc module tiêu thụ ít năng lượng.
oCác chân GPIO có thể hoạt động ở chế độ đầu ra số (Digital Output) với
điện áp 3.3V, dòng tối đa 40mA (khuyến nghị dưới 20mA), cho phép điều
khiển LED, relay hoặc giao tiếp với các thiết bị khác. ESP32 cũng hỗ trợ
xuất tín hiệu PWM trên các chân GPIO để điều chỉnh độ sáng LED, tốc độ
động cơ, hoặc các ứng dụng điều chế tín hiệu, với tần số lên đến 40kHz.
oHai kênh DAC (GPIO25 và GPIO26) có thể xuất tín hiệu analog liên tục
trong khoảng 0-3.3V, phù hợp để tạo tín hiệu âm thanh hoặc điều khiển tín
hiệu điện áp liên tục.
ESP32 còn hỗ trợ nhiều giao thức giao tiếp như I2C, SPI, và UART, cung
cấp tín hiệu đầu ra cho các thiết bị ngoại vi. Chẳng hạn, giao thức I2C sử
dụng GPIO21 (SDA) và GPIO22 (SCL), trong khi SPI sử dụng GPIO23
(MOSI), GPIO19 (MISO), và GPIO18 (SCK). Các chân UART TXD
(GPIO1 và GPIO17) cũng cho phép gửi dữ liệu nối tiếp.
Chân Tên Chức năng
3V3 3.3V Cung cấp nguồn 3.3V từ bộ điều chỉnh tích hợp của
ESP32
GND GroundChân nối đất. Phải được kết nối chung với các thiết bị
ngoại vi
GPIO0-
GPIO39
GPIO Điều khiển LED, relay, hoặc giao tiếp với thiết bị ngoại
vi
GPIO0-
GPIO33
PWM PWM được cấu hình qua phần mềm. Có thể sử dụng trên
bất kỳ chân GPIO nào hỗ trợ xuất tín hiệu
15

16. `
GPIO25DAC1 Thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu tín hiệu analog
GPIO26DAC2 Thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu tín hiệu analog
GPIO21SDA Dùng làm đường dữ liệu I2C (Data Line)
GPIO22SCL Dùng làm đường xung nhịp I2C (Clock Line)
GPIO23MOSI Dữ liệu từ ESP32 đến thiết bị ngoại vi
GPIO18SCK Clock line SPI
GPIO1TXD0 UART0 TX - Gửi dữ liệu
GPIO17TXD1 UART1 TX - Gửi dữ liệu
Bảng 2.4: Bảng nguồn ra của ESP32
Mô phỏng ESP32:
16

17. `
Hình 2.4: Mô phỏng ESP23
2.2.2. Màn hình LCD 16x2 và Module I2C:
a. Màn hình LCD 16x2:
Màn hình LCD 16x2 là loại màn hình hiển thị có 16 cột và 2 dòng, dùng để hiển
thị văn bản hoặc ký tự. Màn hình này sử dụng công nghệ LCD (Liquid Crystal
Display), là loại màn hình mỏng, tiêu thụ ít năng lượng và có khả năng hiển thị rõ
ràng các ký tự. Trong mô hình bãi đỗ xe tự động màn hình LCD 16x2 được kết nối
với ESP32 thông qua Module I2C.
17

18. `
Hình 2.5: Màn hình LCD 16x2
Thông số kỹ thuật:
Thông số Chi tiết
Kích thước hiển thị 16x2 ký tự (16 cột x 2 dòng)
Điện áp hoạt động 5V hoặc 3.3V
Dòng tiêu thụ Khoảng 1mA (khi hiển thị văn bản)
Giao tiếp I2C, Parallel 4-bit / 8-bit
Màu sắc Xanh lá
Bảng 2.5: Thông số kỹ thuật màn hình LCD 16x2
b. Module I2C:
Module I2C là một module giao tiếp sử dụng giao thức I2C (Inter-Integrated
Circuit), giúp kết nối các thiết bị ngoại vi như cảm biến, màn hình, bộ nhớ và các
thành phần khác với vi điều khiển (microcontroller) như Arduino, ESP32, hoặc
Raspberry Pi. I2C là một giao thức truyền thông hai dây (two-wire), giúp giảm số
lượng dây kết nối và tiết kiệm không gian trong các mạch điện. Trong mô hình bãi
đỗ xe tự động module I2C có tác dụng hỗ trợ kết nối màn hình LCD 16x2 với
ESP32.
18

19. `
Hình 2.6: Module I2C
Thông số kỹ thuật:
Thông số Giá trị
Điện áp hoạt động2.5-6V DC
Hỗ trợ màn hìnhLCD1602, 1604,2004 (driver HD44780)
Giao tiếp I2C
Địa chỉ mặc định0x27 (có thể điều chỉnh bằng ngắn mạch chân A0/A1/A2)
Kích thước 41.5mm (L) x 19mm (W) x 15.3mm (H)
Trọng lượng 5g
Điều chỉnh độ tương
phản cho LCD
Có
19

20. `
Bảng 2.6: Thông số kỹ thuật Module I2C
Kết nối I2C với ESP32:
oGND (I2C) – GND (ESP32) – Nguồn 5V: Cấp nguồn.
oVCC (I2C) – VIN (ESP32) – Nguồn 5V: Cấp nguồn.
oSDA (I2C) – GPIO21 (ESP32) : Dây dữ liệu.
oSCL (I2C) – GPIO22 (ESP32) : Dây đồng hồ.
2.2.3. Micro Servo SG90:
SG90 là một loại servo motor nhỏ gọn, phổ biến trong các ứng dụng robot và các
dự án điện tử DIY vậy nên chúng em lựa chọn nó để làm cửa tự động cho mô hình
bãi đỗ xe tự động. Servo SG90 sử dụng tín hiệu PWM (Pulse Width Modulation)
để điều khiển góc quay của nó. Tín hiệu PWM này được gửi từ vi điều khiển
ESP32 đến servo và quyết định góc quay của nó. Servo SG90 có thể quay trong
phạm vi từ 0° đến 180° chúng ta có thể điều khiển góc quay chính xác bằng cách
thay đổi độ rộng xung PWM.
Thông số kỹ thuật của Servo SG90:
Thông số Giá trị
Trọng lượng 9g hoặc 10.6g bao gồm cáp và đầu nối
Mô-men xoắn động cơ ở 4.8V1.2kg / cm
Điện áp hoạt động 4 – 7.2V
Tốc độ quay ở 4.8V 0.12s / 60º
Góc quay 90º
Kích thước 22 x 11.5 x 27mm
Tương thích với Arduino Đúng
20

21. `
Bảng 2.7: Thông số kỹ thuật của Servo SG90
Hình 2.7: Servo SG90
Kết nối Servo SG90 với ESP32:
oSignal (SG90) – GPIO0-GPIO33 (ESP32) : Gửi tín hiệu PWM.
oGND (SG90) – GND (ESP32) – Nguồn 5V: Cấp nguồn.
oVCC (SG90) – VIN (ESP32) – Nguồn 5V: Cấp nguồn.
21

22. `
2.2.4. Cảm biến vật cản hồng ngoại IR:
Cảm biến vật cản hồng ngoại IR Infrared Obstacle Avoidance được sử dụng để
nhận biết vật cản bằng ánh sáng hồng ngoại, cảm biến có cách sử dụng đơn giản
với biến trở chỉnh khoảng cách nhận biết vật cản, nếu có vật cản sẽ trả về tín hiệu
HIGH và LOW khi không có vật cản. Sau đó gõ ra dạng Digital dễ dàng giao tiếp
và lập trình với vi điều khiển, thích hợp để làm các ứng dụng robot tránh vật cản,
báo trộm, mô hình cửa tự động,… Vậy nên chúng em chọn nó để nhận biết có xe
đang tiến vào khu vực đỗ trong mô hình bãi đỗ xe tự động.
Hình 2.8: Cảm biến vật cản hồng ngoại IR
Thông số kỹ thuật:
Thông số Giá trị
Điện áp hoạt động 4.2V – 5V
Dòng điện 10mA
Công suất 50mW
Khoảng cách hoạt động 1cm – 8cm
Sai số 1cm
Số chân 3
22

23. `
Loại Module
Kích thước 3.3mm x 1.4mm
Chuẩn truyền Digital
Chức năng Đọc và ghi
Bảng 2.8: Thông số kỹ thuật cảm biến hồng ngoại IR
Kết nối cảm biến vật cản hồng ngoại với ESP32:
oGND (IR) – GND (ESP32) – Nguồn 5V: Cấp nguồn.
oVCC (IR) – VIN (ESP32) – Nguồn 5V: Cấp nguồn.
oOUT (IR) – GPIO (ESP32) : Khai báo tín hiệu.
2.2.5. Buzzer:
Buzzer là một thiết bị phát âm thanh nhỏ gọn, được sử dụng phổ biến trong các
ứng dụng điện tử để phát tín hiệu âm thanh hoặc cảnh báo. Buzzer có thể tạo ra âm
thanh đơn giản như tiếng "bíp" hoặc âm thanh phức tạp hơn tùy thuộc vào cách
điều khiển. Chúng em chọn thiết bị này để đưa ra thông báo cho việc có xe ra vào
bãi.
23

24. `
Hình 2.9: Buzzer
Thông số kỹ thuật:
Thông số Giá trị
Điện áp hoạt động 3.3V – 5V
Dòng tiêu thụ ~15mA
24

25. `
Tần số hoạt động 2300 ± 300Hz
Cường độ âm thanh 85 ± 5dB @10cm
Kích thước (DxH) 12x8mm
Bảng 2.9: Thông số kỹ thuật Buzzer
Kết nối Buzzer với ESP32:
oChân âm (ngắn hơn- Buzzer) – GND (ESP32): Nối nguồn 5V.
oChân dương (Buzzer) – Cổng Digital GPIO (ESP32): Tạo xung cho Buzzer.
Buzzer trong mô hình bãi đỗ xe của chúng em là loại Buzzer thụ động, chỉ phát
ra âm thanh thi nhận tín hiệu xung (PWM) từ bộ điều khiển (ESP32).
2.3. Phần mềm:
2.3.1. Arduino IDE – Phần mềm lập trình cho vi điều khiển:
Arduino IDE (Integrated Development Environment) là một môi trường phát
triển tích hợp mã nguồn mở, được sử dụng để lập trình và tải mã lên các bo mạch
Arduino, ESP32, …. Sử dụng ngôn ngữ lập trình C / C++, hỗ trợ nhiều bo mạch,
có thể tải trực tiếp code lên bo mạch và miễn phí nên chúng em chọn phần mềm
này để tạo code hoàn thiện sản phẩm mô hình bãi đỗ xe tự động.

25

26. `
Hình 2.10: Phần mềm Arduino IDE
Để có thể chạy code vào mô hình, không thể thiếu phần mềm này để chạy
chương trình code bên dưới, mà còn cần nhờ đến thư viện dữ liệu linh kiện phù
hợp với các thành phần trong mô hình bãi đỗ xe tự động:
ESP32
LiquidCrystal_I2C.h
ESP32Servo.h
Wire.h
26

27. `
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG SẢN PHẨM
3.1. Sơ đồ nguyên lý:
Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý của đề tài
3.2. Code:
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);
#include <ESP32Servo.h>
#define servo1Pin 18
#define servo2Pin 19
Servo servo1;
27

28. `
Servo servo2;
int pos1=0;
int pos2=0;
#define posClose 0
#define posOpen 90
#define posClose2 90
#define posOpen2 0
#define inPos 14
#define outPos 12
bool inPosState=HIGH;
bool outPosState=HIGH;
#define TIMEWAIT 1000
unsigned long timeWait=millis();
const int slots[5]={32,33,25,26,27};
int carNum=0;
unsigned long timeUpdate=millis();
#define buzzer 5
void setup() {
Serial.begin(115200);
28

29. `
lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(4,0);
lcd.print("Welcome!");
delay(1000);
lcd.clear();
pinMode(buzzer,OUTPUT);
pinMode(inPos,INPUT_PULLUP);
pinMode(outPos,INPUT_PULLUP);
for(int n=0;n<5;n++){
pinMode(slots[n],INPUT_PULLUP);
}
ESP32PWM::allocateTimer(0);
ESP32PWM::allocateTimer(1);
ESP32PWM::allocateTimer(2);
ESP32PWM::allocateTimer(3);
servo1.setPeriodHertz(50);
servo2.setPeriodHertz(50);
servo1.attach(servo1Pin,500,2400);
servo2.attach(servo2Pin,500,2400);
29

30. `
showLCD();
}
void loop() {
if(pos1!=posOpen&&digitalRead(inPos)!=LOW&&digitalRead(outPos)!=LOW)
showLCD();
//xử lý xe vào
if(digitalRead(inPos)==LOW){
if(inPosState==HIGH){
timeWait=millis();
if(carNum>=5){
lcd.clear();
lcd.print("Car Full");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Slot Unavailable");
beep(800,2);
}
inPosState=LOW;
}
if(carNum<5){
30

31. `
if(millis()-timeWait>TIMEWAIT){
if(pos1==posClose){
for(int i=posClose;i<posOpen;i+=5){
servo2.write(i);
delay(15);
}
servo2.write(posOpen);
pos1=posOpen;
lcd.clear();
lcd.print("Car Entered");
beep(500,1);
}
}
}
}
else{
if(inPosState==LOW){
timeWait=millis();
lcd.clear();
showLCD();
31

32. `
inPosState=HIGH;
}
if(millis()-timeWait>TIMEWAIT){
if(pos1==posOpen){
for(int i=posOpen;i>posClose;i-=5){
servo2.write(i);
delay(15);
}
servo2.write(posClose);
pos1=posClose;
}
}
}
//xử lý xe ra
if(digitalRead(outPos)==LOW){
if(outPosState==HIGH){
timeWait=millis();
outPosState=LOW;
}
if(millis()-timeWait>TIMEWAIT){
32

33. `
if(pos2==posClose2){
for(int i=posClose2;i>posOpen2;i-=5){
servo1.write(i);
delay(15);
}
servo1.write(posOpen2);
pos2=posOpen2;
lcd.clear();
lcd.print("Car is out");
beep(500,1);
}
}
}
else{
if(outPosState==LOW){
timeWait=millis();
lcd.clear();
showLCD();
outPosState=HIGH;
}
33

34. `
if(millis()-timeWait>TIMEWAIT){
if(pos2==posOpen2){
for(int i=posOpen2;i<posClose2;i+=5){
servo1.write(i);
delay(15);
}
servo1.write(posClose2);
pos2=posClose2;
}
}
}
}
void beep(int d, int num){
for(int i=0;i<num;i++){
digitalWrite(buzzer,HIGH);
delay(d);
digitalWrite(buzzer,LOW);
delay(d);
}
}
34

35. `
void showLCD(){
carNum=0;
for(int n=0;n<5;n++){
if(n==0){
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("S1:");
}
if(n==1){
lcd.setCursor(5,0);
lcd.print("S2:");
}
if(n==2){
lcd.setCursor(10,0);
lcd.print("S3:");
}
if(n==3){
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("S4:");
}
35

36. `
if(n==4){
lcd.setCursor(5,1);
lcd.print("S5:");
}
if(digitalRead(slots[n])==LOW){
lcd.print("F");
carNum++;
}
else{
lcd.print("E");
}
}
lcd.setCursor(10,1);
lcd.print("CARS:");
lcd.print(carNum);
}
3.3. Sản phẩm thực tế:
36

37. `
Hình 3.2. Sản phẩm thực tế (1)
37

38. `
Hình 3.3: Sản phẩm thực tế (2)
38

39. `
Tài liệu tham khảo
Youtube. Retrieved from https://www.youtube.com/watch?v=Sk6Elq2tHvU
Adruino. Retrieved from http://arduino.vn/tutorial/1570-gioi-thieu-module-esp32-va-
huong-dan-cai-trinh-bien-dich-tren-arduino-ide
Adruinokit. Retrieved from
https://arduinokit.vn/giao-tiep-i2c-lcd-arduino/#google_vignette
ictvietnam.vn. (2024). Số hóa các bãi đỗ xe tự động - Giải pháp quản lý, vận hành các
bãi xe quy mô lớn. Retrieved from https://chuyendoiso.laichau.gov.vn/tin-tong-
hop/so-hoa-cac-bai-do-xe-tu-dong-giai-phap-quan-ly-van-hanh-cac-bai-xe-quy-
mo-lon-585.html
Đại học Công Nghiệp Hà Nội. (2021). Retrieved from
https://tapchikhcn.haui.edu.vn/media/30/uffile-upload-no-title30575.pdf
39