Tải bản đầy đủ (.docx) (20 trang)

môn học xây dựng các hệ thống nhúng chủ đề hệ thống phát nhạc mp3 sử dụng màn hình oled và dfplayer

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (923.11 KB, 20 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄNTHƠNGKHOACƠNG NGHỆ THƠNG TIN I</b>

Phan Văn Hồng Anh - B20DCCN072LêHồngDũng-B20DCCN132

Đỗ Quốc Phong -

<b>B20DCCN492NgôTrầnĐứcThái-HÀNỘI,THÁNG5/2024</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

Chúng ta sẽ khám phá cách lập trình để điều khiển các chức năng phát nhạc, hiển thịthơng tin trên màn hình, và tương tác với người dùng thông qua nút nhấn và công tắcgạt. Hơn nữa, việc quản lý nguồn điện và sạc pin cũng sẽ được xem xét một cách kỹlưỡngđểđảm bảotínhổnđịnhvàtiệnlợicủahệthống.

Mục tiêu của chúng ta khơng chỉ là xây dựng một sản phẩm cơng nghệ, mà cịn làtrảinghiệm sự hợp tác, học hỏi và sáng tạo. Hãy cùng nhau khám phá và tiến bộ trongdựánnày,vàtậnhưởnghànhtrìnhcủasựpháttriểnvàthànhcơng!

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>Chương1:TổngQuan</b>

<b>1. Đặt vấnđề</b>

Trong thời đại số hóa ngày nay, âm nhạc không chỉ là một phần không thể thiếu trongcuộc sống hàng ngày mà còn là một cách để thư giãn, tận hưởng và kết nối với thếgiớixungquanh.

<b>Dự án:“Hệ thống phát nhạc MP3 sử dụng màn hình OLED và </b>

<b>DFPlayer”nàykhông chỉ là một cơ hội để khám phá và áp dụng các cơng nghệ nhúng</b>

và âm thanh,mà cịn mang lại trải nghiệm thực tế và sáng tạo trong việc tạo ra một sản phẩm có giátrị. Bằng cách kết hợp Arduino, một nền tảng linh hoạt và mạnh mẽ cho phát triểnnhúng, cùng với cácphần cứng như màn hình OLED và module DFPlayer Mini,chúng ta sẽ hướng đến mục tiêu xây dựng một hệ thống phát nhạc đa chức năng, dễ sửdụngvàtiệnlợi

Chúng ta sẽ khám phá cách lập trình để điều khiển các chức năng phát nhạc, hiển thịthơng tin trên màn hình, và tương tác với người dùng thông qua nút nhấn và công tắcgạt. Hơn nữa, việc quản lý nguồn điện và sạc pin cũng sẽ được xem xét một cách kỹlưỡngđểđảm bảotínhổnđịnhvàtiệnlợicủahệthống.

Mục tiêu của chúng ta không chỉ là xây dựng một sản phẩm công nghệ, mà còn làtrảinghiệm sự hợp tác, học hỏi và sáng tạo. Hãy cùng nhau khám phá và tiến bộ trongdựánnày,vàtậnhưởnghànhtrìnhcủasựpháttriểnvàthànhcơng!

Sử dụng module DFPlayer: Điều khiển và phát nhạc MP3 thơng qua moduleDFPlayer,giảmbớtcơngviệclậptrìnhvàtốiưuhóahiệusuấtcủahệthống.

Thử nghiệm và kiểm tra tính ổn định và hiệu suất: Mục đích là thử nghiệm hệ thốngđể đảm bảo rằng nó hoạt động một cách ổn định và có hiệu suất cao, đáp ứng đượcyêucầucủangườidùng.Tạo ra một sản phẩm thực tế và có giá trị: Tạo ra một sản phẩm hoàn chỉnh và có thểsử dụng trong cuộc sống hàng ngày, chẳng hạn như một thiết bị giải trí di động cóthểmangtheobênmình.

<b>3. Nộidungnghiêncứu</b>

Nộidungnghiêncứucủanhómđượcchiaracácnộidungsau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

● Nội dung 1: Tìm hiểu về máy phát nhạc MP3 : lịch sử phát triển, ứngdụng

● Nội dung 2: Nghiên cứu về lý thuyết và cách sử dụng các loại modulecầnthiết

● Nội dung 3: Đề ra các giải pháp thiết kế mơ hình, lựa chọn các linh kiệntrongviệcthiếtkếmơhình

Chươngnàytrìnhbàyvềcơsởl ý thuyếtliênquanđếnđềtàibaogồmcơsởlýthuyếtvề máynghenhạc.

Trìnhbàycơsởlýthuyết về các thiết bị sử dụng trongmơh ì n h n h ư :V i điềukhiểncácmodule,thiếtbịvàphầnmềmthiếtkếgiaodiện.

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>Chương2:Cơsở lýthuyết</b>

<b>1. Tổngquanvềmáymp3</b>

Máy nghe nhạc MP3 là một thiết bị di động hoặc cầm tay được thiết kế để phátlại các file âm nhạc được nén theo định dạng MP3. Định dạng âm thanh MP3 làmột định dạng nén mất mát, cho phép lưu trữ âm thanh với mức độ nén cao màvẫn giữ được chất lượng âm thanh tương đương với các định dạng không nénnhưWAV hoặcAIFF.Với lịch sử phát triển, các máy nghe nhạc MP3 có rất nhiều loại và đa dạng vớiphong cách sử dụng của mỗi người .Máy nghe nhạc MP3 di động thường nhỏgọn và dễ dàng mang theo,phù hợp cho việc thưởng thức âm nhạc khi dichuyển. Trái lại, đầu phát MP3 cho xe hơi cung cấp sự tiện ích cho việc phátnhạc trong xe, tạo khơng khí thư giãn trong qng đường đi.Đối với nhữngngười muốn tích hợp nhiều tính năng vào một thiết bị, các đầu phát MP3 đanănglà

lựachọnhồnhảo,kếthợpcảchứcnăng nghenhạc,đàiFM,vàghiâm. Trong khi đó, MP3 players chống nước phù hợp cho những người thích thểdục hoặc tắm biển, mang lại sự linh hoạt và thoải mái.Những ai yêu thích sựđộc đáo và lạ mắt có thể lựa chọn MP3 players cổ điển, mang lại cảm giác

củamáynghenhạcthờikỳtrướcđây.Trongkhiđó,smartMP3playerstíchhợpcác tínhnăng thơng minh, kết nối Wi-Fi và trình duyệt web, mở ra một thế

giớimớicủatrảinghiệm âm nhạcvàgiảitrí.

<b>1.1.EigerLabsMPManF10</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Đây là chiếc máy nghe nhạc đầu tiên, ra mắt vào tháng 3 tại Hội chợ

<b>1.2 DiamondRioPMP300</b>

RamắtsauF10chỉ vàitháng,PMP300cũngcóbộnhớ32MB.

<b>1.3 SensoryScienceRaveMP2100</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

RaveMP 2100 ra mắt vào mùa hè năm 1999. Máy có bộ nhớ 64 MB, gấpđôihai thiết bị của năm trước đó. Phía trên máy được gắn thêm khe cắm thẻnhớchophépthêm32MB,nângtổngdunglượnglên96MB.

Đây không chỉ là thiết bị có dung tích lớn lúc bấy giờ, mà nó cịn là máynghe nhạc có thêm tín năng ghi âm. Máy chơi nhạc được 10 giờ, dùng pinAA.

<b>1.4. CreativeLabsNomad</b>

Chiếc máy nghe nhạc đầu tiên của Creative ra mắt năm 1999. Máy có dunglượng 32 MB, tích hợp đài FM, ghi âm. Đây là thiết bị đầu tiên được

trangbịdock,chophépngườidùngđặtmáyvàođểsạcvàtruyềntảinhạc.

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<b>1.5. HanGoPJB-100</b>

PJB-100 được phát triển bởi Compaq nhưng lại mang thương hiệu

HanGo.Đây là chiếc máy nghe nhạc MP3 đầu tiên được trang bị ổ cứng thay cho bộnhớ flash như các thiết bị cùng thời. Điều này có nghĩa là thay cho việc máycódungtích23/64MB,PJB-100dùngổcứnglaptoplêntới4,86GB.

<b>1.6 I2GoeGo</b>

Năm 2000, một vấn đề đặt ra với các nhà sản xuất máy nghe nhạc là

nênchọn bộ nhớ flash hay ổ cứng như PJB-100. Bộ nhớ flash có ưu điểm làdiđộng, nhưng dung tích bé, trong khi ổ cứng lại lớn như những viên

gạch.eGo"tiếnthoáilưỡngnan"nêncuốicùngđãchọnổcứngmicrocủaIBM.

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Máy được trang bị hai khe cắm ổ cứng micro, vì thế dung tích tối đa có thểmởrộng lên tới 2 GB.Thiết bị được tích hợp loa ngồi, đọc ký tự

<b>1.7 CreativeNomadJukebox</b>

Chiếc máy nghe nhạc là một đòn mạnh của Creative đánh vào thị

trường.Máy được trang bị ổ cứng 6 GB, bất chấp việc có kích thước lớn nhưngNomad Jukebox bán cực chạy trên thị trường. Đó là chiếc máy nghe nhạcvới chất lượng âm thanh đỉnh cao và nhiều tính năng mà chúng ta tìm thấytrêncácthiếtbịhiệnnay.

Bên cạnh sử dụng giắc cắm tai nghe, máy còn trang bị cả cổng ra và cổngvào. Nomad Jukebox cũng có tùy chỉnh equalizer và các chế độ điều chỉnhâmthanh,ghiâmkhácnhau.

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Đây là một chiếc máy nghe nhạc xa hoa nhưng khơng có nhiều nét mới.Beosound2 có giá bán 695 USD là vì nó đeo trên mình thương hiệu hãngBang & Olufsen nổi tiếng. Máy có khe cắm thẻ nhớ SD 128 MB, một dockkếtnối,tainghe,thiếtkếsángsủa.

<b>2. Nguyên lýhoạtđộng</b>

- Nguyên lý hoạt động của một máy phát nhạc MP3 (hay còn gọi là máy MP3)phản ánh cách thiết bị này hoạt động để phát nhạc từ các tệp âm thanh số. DướiđâylàmộtphântíchvềnguyênlýhoạtđộngcơbảncủamộtmáyMP3:

● 1. Lưu trữ âm thanh số: Máy MP3 lưu trữ âm thanh dưới dạng tệp số,thường là trong định dạng MP3 hoặc các định dạng âm thanh số khácnhư AAC, WMA, WAV, và FLAC. Các tệp âm thanh này thườngđượclưu trữtrênbộnhớtrongcủathiếtbị,vídụnhưbộnhớflashhoặcổ

● 2. Giải mã âm than: Khi người dùng chọn một bài hát từ danh sáchpháttrên máy MP3, thiết bị sẽ giải mã tệp âm thanh số tương ứng và chuyểnđổi nó thành tín hiệu âm thanh analog.Điều này thường được thực hiệnbởimộtbộgiảimãâmthanhsốtíchhợptrongthiếtbị.● 3. Xử lý tín hiệu âm thanh: Tín hiệu âm thanh analog được xử lý bởi

cáclinh kiện điện tử bên trong máy MP3 để tạo ra âm thanh có chất lượngtốt nhất. Điều này có thể bao gồm việc cân bằng âm sắc, giảm tiếng ồn,tăngcườngâm

● 4. Phát nhạc: Sau khi được xử lý, tín hiệu âm thanh analog được gửi đếntai nghe hoặc loa ngoài để phát lại âm thanh. Người dùng có thể điềuchỉnh các thiết lập như âm lượng, chế độ phát, và bài hát thông qua cácnúthoặcgiaodiệncảm

● 5. Nguồn năng lượng: Máy MP3 thường sử dụng pin để cung cấp nănglượng cho hoạt động của nó. Pin có thể được sạc lại hoặc thay thế

tùythuộcvàomơhìnhcủathiếtbị.

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b>3. Thiếtbịphần cứngcầndùng3.1.ArduinoProMini5V16Mhz</b>

Arduino Pro Mini 5V 16Mhzl à k i t V i đ i ề u k h i ể n s ử d ụ n g c h i p A T m e a g 3 2 8 . C ó s ẵ n 14 chân ngõ vào/ ra số (6 chân có thể cho đầu ra PWM) và 6 chân đầu vào Analog. Bomạch thiết kế nhỏ gọn tích hợp sẵn thạch anh, nút reset và chân hàn Pin-header. TrênmạchtíchhợpsẳnchânđểkếtnốivớicableRS232.

Arduino Pro Mini là phiên bản nhỏ gọn nhất trong các dòng Arduino nhưng vẫn giữđược đầy đủ tính năng tương đương với Arduino Uno/Nano do cùng sử dụng Vi điềukhiểnchínhlàATmega328P

Với thiết kế nhỏ gọn và giá thành phải chăng, Arduino Pro Mini là sự lựa chọn tối ưuchovơsốcácứngdụngkhácnhau.

IC chính: AU.Tần số xung thạch anh: 16Mhz.Điệnápsửdụng:5VDC.Số chân Digital:

ATmega328P-D0~D13Số

chânAnalog:A0~A7.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

FAT16, FAT32. Thông qua một cổng nối tiếp đơn giản có thể phát hướng dẫn nhạccụthể, cách phát nhạc và các chức năng khác mà không cần hoạt động cơ bản tẻ nhạt, dễsửdụng,ổnđịnhvàđángtincậy.Ứng dụng: Hướng dẫn luồng giao thơng, trạm thơng báo, nhắc nhở, quảng cáo,bánhàng,cácthiếtbịphátsóngtựđộng,phátsóngthườngxun…

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

- SốChân:4chân.- Sốlượng:5.- Kíchthước:+6x6x5mm+12x12x10.5mm+12x12x17mm

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

EmittingDiode(OLED),mộtcơngnghệtiêntiếnvàph ổbiếntronglĩnhvựchiểnthịđiệntửngàynay.Vớikíchthướcnhỏgọnlà1.3inch,mànhìnhnàycungcấpmộtcáchhiểnthịsắcnét,màusắcsốngđộngvàđộtươngphảncao.

MànhìnhOLED1.3làmộtthiếtbịhiểnthịsửdụngcơngnghệOrganicLight-CơngnghệOLEDchophépmỗiđiểmảnhtrênmànhìnhtựphátrấnhsángkhiđượckíchhoạtđiện.ĐiềunàycónghĩalàkhơngcầnđènnềnnhưtrongcácmànhìnhLCDtruyềnthống,dođótiếtkiệmnănglượngvàtạorahìnhảnhcóđộsâuvàmàusắctốthơn.Bêncạnhđó,OLEDcũngcóthờigianđápứngnhanhhơn,giúphiểnthị

THƠNGSỐMÀN HÌNHOLED1.3INCHĐiện áp sử dụng:

Góchiểnthị:lớnhơn160độSố điểm hiển thị: 128×64

điểm.Độrộngmànhình:1.3inch.Màu hiển thị: Trắng / Xanh Dương.Giaotiếp:I2C

<b>3.5.JackAudio3.53F07</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

- Sửdụngtrongviệctruyềnâmthanh.

- Đượcdùngđểkếtnốijackaudio3.5mmvớicácmạchkhác.- Sửdụngtrongcácmạchkhuếchđạiâmthanh.

THƠNGSỐKĨTHUẬT- Kíchthướcchân:3.5mm.- Sốchân:5.

- Chấtliệu:nhựa.- Màusắc:đen.

<b>3.6.MạchSạcPin TP4056 LithiumBattery ChargeControllerMicro USB</b>

Mô Đun Sạc Pin Lithium Cổng Type-c/Micro/Mini USB 5V 1A 18650 TP4056 VớiChứcNăngBảoVệKép1ALi-ion.

TP4056 là pin Li-Ion đơn hoàn chỉnh với bộ sạc tuyến tính điện áp / dịng điện khôngđổi. SOP40 với tản nhiệt ở dưới cùng TP4056 và ít thành phần từ bên ngoài hơn khiếncho TP4056 trở thành dụng cụ lý tưởng cho các ứng dụng di động. TP4056 phù

Do kết cấu PMOSFE bên trong và đường dẫn sạc ngược, khơng cần điốt bên ngồi.Phản hồi nhiệt và tự động điều chỉnh dòng điện sạc để hạn chế nhiệt độ chip nóng khihoạt động với nguồn năng lượng cao hoặc điều kiện nhiệt độ môi trường cao. Điện ápsạc được cố định ở mức 4.2V và dịng điện sạc có thể được đặt ra bên ngồi bằng mộtđiện trở. Dòng điện sạc giảm xuống giá trị cài đặt là 1/10 sau khi đạt đến điện áp nổicuối cùng, TP4056 sẽ tự động chấm dứt chu kỳ sạc. Khi điện áp đầu vào (bộ

chuyểnđổiAChoặcnguồnUSB)bịloạibỏ,TP4056sẽtự độngchuyểnsangtrạngtháidòng

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

điện thấp, giảm dòng điện rò rỉ pin xuống dưới 2uA. TP4056 cũng có thể được đặt ởchếđộtắtmáykhicónguồnđiện,giảm dịngđiệncungcấpxuống55uA.

Các tính năng khác của TP4056 bao gồm cảm biến nhiệt độ pin, khóa điện áp thấp,sạctựđộng,trạngtháiLEDđểsạcvàkếtthúcsạc.

THƠNGSỐKỸ THUẬTMicroBĐầuvàoUSB

Có thể được sử dụng để sạc trực tiếp pin lithium bằng bộ sạc điện thoại di động, ngồiravẫncóthểhànnốidâyđiệnápđầuvào,cóthểrấtthuậntiện

Điện áp đầu vào : Điện áp 5VĐiệnápđầurasạc4.2V±1%:Bảo vệ quá dòng đầu ra 1000mABảovệtuộtáp:2.5V

<b>3.7.ĐầuNốiDâyĐiệnkf301-2p5.08mm kf3012pin</b>

Thường được sử dụng trong các bo mạch điện tử, sử dụng làm jack nối nguồn cho cácthiết bị có điện áp, công suất lớn. Domino kết nối dây, tháo lắp ra mạch dễ dàng khisửdụng,điệnápvàdịngchịutảicao.Thơng sốkỹthuậtĐiện

áp tối đa:

Kích thước khoảng cách chân: 5.08mmKích thước sản phẩm: 15 x 8 x 14 mmTrọnglượng:2g

<b>3.8.CôngtắcgạtSS12D00G5taygạt5mm1P2T</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

Công tắc gạt 3 chân 2 vị trí là loại cơng tắc dạng gạt có 2 vị trí thường dùng làm cơngtắc nguồn hoặc bật tắt chuyển đổi tín hiệu, nhỏ gọn thích hợp gắn lên mạch PCB vớikhoảngcáchchânlà5.08mm lỗ~1.3mm

Thông số kỹ thuậtCôngtắcgạtPCB

Phân loại: chân thẳng | chân congDòngđịnhmức:2A125VACSốchân:3

Chân giữa là chân COMTrọnglượng:~1g

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

<b>1. Điểm đạtđược2. Điểmchưađạtđược</b>

<b>3. Hướng phát triển sau khi thực hiện xong dự ánDANH MỤCTÀILIỆUTHAM KHẢO</b>

</div>

×