Tài liệu Thiết kế và thi công máy in nhiệt cầm tay

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: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY IN NHIỆT CẦM TAY GVHD: ThS. Phan Vân Hoàn SVTH: Cao Nhữ Ân Lưu Quốc Tuấn Tp. Hồ Chí Minh – 01/2018 16341002 16341026 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: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY IN NHIỆT CẦM TAY GVHD: ThS. Phan Vân Hoàn SVTH: Cao Nhữ Ân Lưu Quốc Tuấn 16341002 16341026 Tp. Hồ Chí Minh – 01/2018 i 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 – Y SINH Tp. HCM, ngày 15 tháng 01 năm 2018 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Cao Nhữ Ân MSSV: 16341002 Lưu Quốc Tuấn MSSV: 16341026 Chuyên ngành: CNKT Điện Tử Truyền Thông Mã ngành: 41 Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 3 Khóa: 2016 Lớp: 163410A I. TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY IN NHIỆT CẦM TAY II. NHIỆM VỤ 1. Các số liệu ban đầu:  Nhóm tiến hành việc khảo sát các loại vi điều khiển, lựa chọn màn hình cảm ứng, đầu in nhiệt và giấy in.  Tiến hành tìm hiểu và thu thập các số liệu từ các trang mạng và sách về lập trình vi điều khiển ARM. Tham khảo các máy in nhiệt để xây dựng lên mô hình điều khiển.  Tìm hiểu các bộ cắt giấy để lựa chọn và tham khảo cách thức hoạt động phù hợp cho mô hình. 2. Nội dung thực hiện:  NỘI DUNG 1: Nghiên cứu tài liệu về đầu in nhiệt Fujitsu-FTP-628MCL10.  NỘI DUNG 2: Dựa trên các dữ liệu thu thập được, tiến hành lựa chọn giải pháp thiết kế và thi công mô hình phần mạch điều khiển.  NỘI DUNG 3: Thiết kế hệ thống điều khiển dao cắt giấy in.  NỘI DUNG 4: Thiết kế lưu đồ giải thuật và viết chương trình điều khiển cho Vi điều khiển, thiết kế giao diện màn hình chính soạn thảo văn bản.  NỘI DUNG 5: Thử nghiệm và điều chỉnh phần cứng cũng như chương trình để mô hình được tối ưu. Đánh giá các thông số của mô hình so với thông số thực tế.  NỘI DUNG 6: Viết báo cáo thực hiện. ii III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 25/09/2017 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 15/01/2018 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS. Phan Vân Hoàn CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH iii 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 – Y SINH Tp. HCM, ngày 15 tháng 01 năm 2018 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Lớp: Họ tên sinh viên 2: Lớp: Tên đề tài: CAO NHỮ ÂN 163410A LƯU QUỐC TUẤN 163410A MSSV: 16341002 MSSV: 16341026 THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY IN NHIỆT CẦM TAY Tuần/ngày Xác nhận GVHD Nội dung 25/09/2017 Tìm hiểu thu thập thông số các loại vi điều khiển, màn 01/10/2017 hình hiển thị, đầu in nhiệt, giấy in và nguồn cung cấp. 01/10/2017 Dựa trên các thông số thu thập được, tiến hành lựa chọn 15/10/2017 giải pháp thiết kế mạch giao tiếp điều khiển đầu in nhiệt. 15/10/2017 29/10/2017 Thi công mạch điều khiển đầu in nhiệt. 29/10/2017 Thiết kế lưu đồ giải thuật và kiểm tra độ ổn định của 10/11/2017 mạch đã thi công. 10/11/2017 28/11/2017 Viết chương trình điều khiển cho vi điều khiển. 28/11/2017 Thiết kế giao diện hiển thị và soạn thảo trực tiếp trên màn 15/12/2017 hình cảm ứng. 15/12/2017 02/01/2018 02/01/2018 15/01/2018 Thử nghiệm và điều chỉnh phần cứng cũng như chương trình để mô hình được tối ưu. Đánh giá các thông số của mô hình. Viết báo cáo thực hiện. GV HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên) iv LỜI CAM ĐOAN Nhóm xin cam đoan đề tài này là do nhóm tự thực hiện dựa vào một số tài liệu và đề tài trước đó. Các số liệu trong đề tài này được nhóm thu thập từ các tài liệu hướng dẫn và tham khảo một số đề tài liên quan từ đó nhóm đã nghiên cứu và phát triển để thực hiện đề tài này. Không sao chép từ tài liệu hay công trình đã có trước đó. TP. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 01 năm 2018 Sinh viên thực hiện 1 CAO NHỮ ÂN Sinh viên thực hiện 2 LƯU QUỐC TUẤN v LỜI CẢM ƠN Sau quá trình học tập ở trường cùng với những kiến thức được các Thầy Cô giảng dạy, những kinh nghiệm được học hỏi, trong quá trình thực hiện đồ án nhóm đã được các Thầy Cô tạo điều kiện tốt nhất để thực hiện đồ án này. Nhóm xin gửi lời cảm ơn tới tất cả các Thầy, Cô trong Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM nói chung, đặc biệt các giảng viên Khoa Điện - Điện Tử nói riêng đã giảng dạy và cung cấp cho Nhóm có những kiến thức quý báu, tạo tiền đề quan trong cho Nhóm có thể thực hiện được đồ án này. Nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới Thầy Phan Vân Hoàn đã trực tiếp hướng dẫn tận tình cho nhóm trong suốt quá trình làm đồ án, cảm ơn Thầy đã giành thời gian quý báu để hướng dẫn cho nhóm, hỗ trợ các thiết bị cũng như đưa ra hướng đi giải quyết đúng cho nhóm mỗi khi gặp khó khăn. Bên cạnh đó nhóm xin cảm ơn tập thể lớp 163410A đã cùng đồng hành với nhóm trong suốt quá trình học tập và thực hiện đồ án. Các bạn đã cùng nhau giúp đỡ, chia sẻ kinh nghiệm và tạo thêm động lực để nhóm có thể hoàn thành được đồ án này. Nhóm cũng xin chân thành cảm ơn bố mẹ, người thân và bạn bè. Những người đã giúp đỡ về mặt tinh thần cũng như vật chất rất nhiều để có thể hoàn thành tốt đồ án này. Xin chân thành cảm ơn mọi người Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đồ án, vì thời gian và trình độ có giới hạn nên không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, nhóm hy vọng sẽ nhận được những ý kiến đóng góp quý báu từ Thầy Cô, bạn bè và những người quan tâm để đề tài được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn. Sinh viên thực hiện 1 CAO NHỮ ÂN Sinh viên thực hiện 2 LƯU QUỐC TUẤN vi MỤC LỤC Trang bìa .......................................................................................................................... i Nhiệm vụ đồ án ............................................................................................................... ii Lịch trình ........................................................................................................................ iv Cam đoan......................................................................................................................... v Lời cảm ơn ..................................................................................................................... vi Mục lục .......................................................................................................................... vii Liệt kê hình vẽ ................................................................................................................. x Liệt kê bảng vẽ .............................................................................................................. xii Tóm tắt .........................................................................................................................xiii 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 QUY TRÌNH IN NHIỆT ....................................................................................... 5 2.1.1 Giới thiệu về in nhiệt ....................................................................................... 5 2.1.2 Mô tả kỹ thuật in nhiệt trực tiếp ...................................................................... 5 2.1.3 Tìm hiểu thông số của một số loại giấy in nhiệt trên thị trường ..................... 6 2.2 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG ................................................................................. 6 2.2.1 Cảm biến giấy .................................................................................................. 7 2.2.2 Động cơ bước .................................................................................................. 8 2.2.3 Giới thiệu về vi điều khiển ARM .................................................................... 9 a. Tổng quan về ARM ........................................................................................... 9 b. Tổng quát về ARM Cortex - M7 STM32F746NGHx .................................... 12 2.2.4 Giới thiệu về đầu in nhiệt Fujitsu FTP – 628MCL103 ................................. 15 a. Tổng quan về đầu in nhiệt ............................................................................... 15 b. Tổng quan về đầu in nhiệt Fujitsu................................................................... 16 c. Thông số kỹ thuật đầu in nhiệt ........................................................................ 16 d. Sơ đồ chân kết nối vi điều khiển ..................................................................... 18 vii 2.2.5 Giới thiệu về module thời gian thực DS1307 ............................................... 19 a. Tổng quan về thời gian thực............................................................................ 19 b. Tổ chức bộ nhớ IC DS1307: ........................................................................... 20 2.3 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ................................................................................. 22 2.3.1 Giới thiệu thư viện đồ họa StellarisWare Grlib ............................................ 22 a. Tổng quan về StellarisWare Grlib................................................................... 22 b. Cấu trúc dạng cây Widget của Grlib ............................................................... 22 c. Các bước vẽ cây Widget của Grlib ................................................................. 24 d. Các bước thực thi cây Widget của Grlib ......................................................... 25 2.3.2 Giới thiệu về chuẩn giao tiếp SPI .................................................................. 26 a. Định nghĩa ....................................................................................................... 26 b. Cách giao tiếp giữa đầu in với vi điều khiển .................................................. 29 c. Cách đầu in xuất dữ liệu ra các cụm in ........................................................... 30 2.3.3 Giới thiệu về chuẩn giao tiếp I2C ................................................................. 30 a. Định nghĩa ....................................................................................................... 30 b. Cách giao tiếp giữa Module DS1307 với vi điều khiển .................................. 32 Chương 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ........................................................ 34 3.1 GIỚI THIỆU...................................................................................................... 34 3.2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ........................................................ 34 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống ......................................................................... 34 3.2.2 Tính toán và thiết kế mạch ............................................................................ 35 a. Thiết kế khối xử lý trung tâm .......................................................................... 35 b. Thiết kế khối cảm biến .................................................................................... 35 c. Thiết kế khối điều khiển .................................................................................. 37 d. Thiết kế khối cơ cấu chấp hành ...................................................................... 40 e. Thiết kế khối nguồn ........................................................................................ 41 Chương 4. THI CÔNG HỆ THỐNG ............................................................... 44 4.1 GIỚI THIỆU ....................................................................................................... 44 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG .................................................................................... 44 4.2.1 Thi công bo mạch .......................................................................................... 44 4.2.2 Lắp ráp và kiểm tra ........................................................................................ 47 4.3 ĐÓNG GÓI VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH ............................................................ 48 4.3.1 Đóng gói bộ điều khiển ................................................................................. 48 viii 4.3.2 Thi công mô hình .......................................................................................... 49 4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG ................................................................................... 50 4.4.1 Lưu đồ giải thuật ........................................................................................... 50 4.4.2 Phần mềm lập trình cho Vi điều khiển ARM ................................................ 51 4.4.3 Phần mềm tạo Project cho ARM STM32CubeMX ....................................... 52 4.5 LẬP TRÌNH MÔ PHỎNG .................................................................................. 55 4.5.1 Lưu đồ chương trình máy in .......................................................................... 55 4.5.2 Lưu đồ chương trình đồng hồ. ....................................................................... 58 4.5.3 Lưu đồ chương trình khóa màn hình. ............................................................ 59 4.6 VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC ............................... 60 4.6.1 Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng .................................................................... 60 4.6.2 Quy trình thao tác .......................................................................................... 61 Chương 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ .......................................... 65 5.1 KẾT QUẢ MÔ HÌNH PHẦN CỨNG ................................................................ 65 5.2 KẾT QUẢ GIAO DIỆN SOẠN THẢO VĂN BẢN........................................... 66 5.3 ĐÁNH GIÁ VÀ NHẬN XÉT KẾT QUẢ .......................................................... 70 Chương 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .................................... 71 6.1 KẾT LUẬN ............................................................................................... 71 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN .............................................................................71 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 73 PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 74 ix LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình Trang Hình 2.1: Hình ảnh minh họa quá trình hoạt động của cảm biến. ................................. 7 Hình 2.2: Giản đồ xung kích cho động cơ bước. ............................................................ 9 Hình 2.3: Phân khúc chip Cortex của ARM trong thị trường nhúng. ........................... 10 Hình 2.4: Kiến trúc của vi xử lý ARM Cortex-M7. ....................................................... 12 Hình 2.5: KIT Discovery STM32F7. ............................................................................. 14 Hình 2.6: Đầu in nhiệt Fujitsu-FPT-628MCL103. ....................................................... 15 Hình 2.7: Cấu trúc đầu in nhiệt. ................................................................................... 16 Hình 2.8: Sơ đồ chân và hình ảnh của DS13B07. ......................................................... 19 Hình 2.9: Sơ đồ kết nối DS13B07. ................................................................................ 20 Hình 2.10: Tổ chức bộ nhớ và thanh ghi của DS1307. ................................................. 20 Hình 2.11: Cấu trúc cây widget. ................................................................................... 23 Hình 2.12: Ví dụ về cấu trúc cây widget. ...................................................................... 24 Hình 2.13: Các bước vẽ cấu trúc cây widget. ............................................................... 25 Hình 2.14: Các bước thực thi cấu trúc cây widget. ...................................................... 26 Hình 2.15: Giao tiếp SPI giữa Master và Slave. .......................................................... 27 Hình 2.16: Truyền dữ liệu SPI. ..................................................................................... 28 Hình 2.17: Truyền dữ liệu giữa đầu in và vi điều khiển. .............................................. 29 Hình 2.18: Xuất dữ liệu ra đầu in. ................................................................................ 30 Hình 2.19: Truyền dữ liệu I2C. ..................................................................................... 31 Hình 2.20: Quá trình thiết bị chủ ghi dữ liệu vào thiết bị tớ. ....................................... 32 Hình 2.21: Quá trình thiết bị chủ đọc dữ liệu từ thiết bị tớ. ......................................... 33 Hình 3.1: Sơ đồ khối của hệ thống. ............................................................................... 34 Hình 3.2: Biểu đồ cường độ sáng và điện áp. ............................................................... 36 Hình 3.3: Sơ đồ kết nối cảm biến với Op-Amp. ............................................................ 36 Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển.................................................................. 39 Hình 3.5: Mạch giảm áp dùng LM2576ADJ................................................................. 41 Hình 3.6: Cấu tạo IC555. .............................................................................................. 41 Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lý mạch sạc Pin. ..................................................................... 42 Hình 4.1: Mạch in lớp trên. ........................................................................................... 44 Hình 4.2: Mạch in lớp dưới........................................................................................... 45 Hình 4.3: PCB 3D lớp trên. .......................................................................................... 45 Hình 4.4: PCB 3D lớp dưới. ......................................................................................... 46 Hình 4.5: Hình ảnh khối nguồn và điều khiển. ............................................................. 48 Hình 4.6: Mô hình máy in nhiệt cầm tay nhìn từ phía trên. .......................................... 48 Hình 4.7: Tầng dưới của mô hình. ................................................................................ 49 Hình 4.8: Mô hình hệ thống hoàn chỉnh. ...................................................................... 49 Hình 4.9: Lưu đồ điều khiển chương trình chính. ......................................................... 50 Hình 4.10: Giao diện trình biên dịch Keil uVision5. .................................................... 51 Hình 4.11: Giao diện STM32CubeMX. ......................................................................... 53 x Hình 4.12 Giao diện tạo một project STM32CubeMX.................................................. 54 Hình 4.13: Lưu đồ điều khiển chương trình con máy in. .............................................. 55 Hình 4.14: Lưu đồ chương trình con nhập dữ liệu. ...................................................... 56 Hình 4.15: Lưu đồ chương trình con điều khiển in....................................................... 57 Hình 4.16: Lưu đồ chương trình con điều khiển đồng hồ. ............................................ 58 Hình 4.17: Lưu đồ chương trình khóa màn hình. ......................................................... 59 Hình 4.18 Giao diện màn hình chính. ........................................................................... 61 Hình 4.19 :Giao diện SETTING. ................................................................................... 62 Hình 4.20: Giao diện PRINTER. ................................................................................... 62 Hình 4.21: Nhập văn bản thông thường........................................................................ 63 Hình 4.22:Nhập bảng bằng các chọn từng ô từ màn hình. ........................................... 63 Hình 4.23: Hệ thống bắt đầu in dữ liệu. ....................................................................... 64 Hình 4.24: Bộ phận cắt giấy cắt rời giấy in khỏi cuộn giấy. ........................................ 64 Hình 5.1: Hình ảnh thực tế mô hình. ............................................................................ 65 Hình 5.2: Khối thiết bị điều khiển. ................................................................................ 66 Hình 5.3: Giao diện chính. ............................................................................................ 66 Hình 5.4: Giao diện SETTING. ..................................................................................... 67 Hình 5.5: Giao diện PRINTER. ..................................................................................... 67 Hình 5.6: Quá trình thao tác chọn logo. ....................................................................... 68 Hình 5.7: Quá trình thao tác soạn thảo văn bản. ......................................................... 68 Hình 5.8: Kết quả sau khi in.......................................................................................... 69 Hình 5.9: Kết quả in thử nghiệm trong quá trình thiết kế. ............................................ 69 xi LIỆT KÊ BẢNG Bảng Trang Bảng 2.1: Thông số cảm biến quang trong đầu in nhiệt ................................................. 8 Bảng 2.2: Thông số động cơ bước trong đầu in nhiệt ..................................................... 9 Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật đầu in nhiệt ..................................................................... 16 Bảng 2.4: Sơ đồ chân kết nối vi điều khiển .................................................................. 18 Bảng 3.1: Các địa chỉ kết nối ........................................................................................ 37 Bảng 4.1: Danh sách các linh kiện ................................................................................ 46 xii TÓM TẮT Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu về kỹ thuật in nhiệt trực tiếp, cùng với việc nắm bắt xu thế in ấn hóa đơn trực tiếp mà không cần có sự hỗ trợ của máy vi tính trong việc soạn thảo đang được ưa chuộng hiện nay thì nhóm thực hiện đề tài đã nghiên cứu được làm thế nào để điều khiển được các thông số cần in sao cho phù hợp nhất với văn bản và các loại hóa đơn bán hàng. Từ các kiến thức được học ở trường và kinh nghiệm từ thực tiễn cộng với sự giúp đỡ của giáo viên hướng dẫn và các thầy cô bạn bè thì nhóm đã thực hiện được đề tài này. Đề tài được thực hiện thông qua các giai đoạn rõ ràng, từ việc thu thập các thông số thực tế của các loại hóa đơn dựa vào đó để thiết kế mô hình cơ khí phù hợp để có thể điều khiển các thông số của hệ thống một cách chính xác nhất. Sau khi đã xây dựng mô hình cơ khí, trên cở sở các thông số kỹ thuật của các loại văn bản nhóm đã thiết kế được mô hình để điều khiển các thông số theo yêu cầu. Với phương pháp điều khiển đầu in nhiệt và soạn thảo văn bản trực tiếp trên màn hình cảm ứng để tạo ra các loại hóa đơn, các văn bản cần in phù hợp với nhu cầu của người tiêu dùng. Mô hình đã điều khiển được các thông số một cách tương đối chính xác, cũng như giám sát được các thông số này thông qua màn hình hiển thị. xiii CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Chương 1. TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Công nghệ in nhiệt là không sử dụng mực in để in ấn, mà sử dụng giấy in nhiệt để in. Trong giấy này có chất nhạy nhiệt, chỉ cần có nhiệt độ tác động lên nó sẽ chuyển thành màu đen. Vì thế, khi đầu in nhiệt của máy in nóng lên tác động vào giấy in nhiệt nó sẽ hiển thị những thông tin cần in. Ưu điểm của công nghệ in nhiệt 1. Tiết kiệm chi phí: Những máy in hóa đơn này sử dụng giấy in nhiệt. Khi có tác dụng của nhiệt từ đầu in của máy in hóa đơn nhiệt sẽ hiển thị những thông tin cần in, mà không cần phải sử dụng mực in. Vì trong thành phần của giấy in nhiệt có cấu tạo hóa chất, mà hóa chất này khi gặp nhiệt độ cao sẽ chuyển thành màu đen. Vì vậy bạn không cần thiết phải sử dụng mực in. Điều này giúp bạn tiết kiệm một khoản chi phí khi mua và giảm bớt trục trặc do mực in gây ra, như những máy in thông thường ở văn phòng. 2. Tốc độ in nhanh chóng Tốc độ in nhanh chóng là ưu điểm nổi bật của máy in hóa đơn in nhiệt. Vì lẽ đó, máy in hóa đơn nhiệt hay được sử dụng cho các cửa hàng, siêu thị. Chúng có thể in liền với công suất lớn, do vậy phục vụ được nhu cầu thanh toán của nhiều người, tạo sự hài lòng cho khách đến mua hàng. Hãy đầu tư cho cửa hàng của bạn một máy in hóa đơn nhiệt vì nó có tốc độ in lớn giúp bạn tiết kiệm được thời gian và chi phí. 3. Không gây tiếng ồn Đối với máy in thông thường trong quá trình in ấn sẽ tạo ra tiếng ồn. Nhưng với máy in hóa đơn nhiệt thì tiếng ồn sẽ được giảm đi đáng kể, không gây sự khó chịu cho người khác. 4. Tiết kiệm diện tích Đa số máy in hóa đơn nhiệt có thiết kế rất nhỏ gọn, thích hợp với môi trường bán lẻ, hệ thống siêu thị, nhà hàng. Bên cạnh đó, tính tiện ích này còn làm tăng sự BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN chuyên nghiệp trong hoạt động kinh doanh và tạo được sự thiện cảm từ phía khách hàng. Với máy in hóa đơn in nhiệt, cửa hàng và siêu thị của bạn sẽ được tăng thêm sự chuyên nghiệp và tạo được sự thiện cảm nhiều hơn từ phía khách hàng. Tuy máy in nhiệt có nhiều ưu điểm như đã nêu ở trên nhưng nhóm nhận thấy rằng mỗi một máy in nhiệt đều cần phải có một máy tính để nhập dữ liệu hàng hóa và truy xuất thông tin khách hàng. Với mong muốn giải quyết vấn đề trên. Nhóm thực hiện đề tài quyết định áp dụng những kiến thức đã học và chọn hướng nghiên cứu: “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY IN NHIỆT CẦM TAY”, khi mà nhân viên bán hàng chỉ cần nhập dữ liệu hàng hóa và thông tin khách hàng là có thể in trực tiếp mà không cần đến sự giúp đỡ của máy tính. Đề tài này sẽ ứng dụng KIT thực hành Discovery STM32F746NGHx với lõi là vi điều khiển ARM Cortex-M7 để lập trình điều khiển đầu in nhiệt Fujitsu FTP – 628MCL103 và màn hình cảm ứng trong việc soạn thảo văn bản cần thiết để in. Những dữ liệu soạn thảo được hiển thị trực tiếp trên màn hình giúp người sử dụng dễ dàng quan sát và kiểm soát được thông tin cần in ấn. 1.2 MỤC TIÊU - Tìm hiểu đầu in nhiệt Fujitsu-FTP-628MCL10. - Tìm hiểu các ngoại vi KIT thực hành Discovery STM32F746NGHx. - Xây dựng mô hình máy in cầm tay. - Xây dựng chương trình để điều khiển mô hình. 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU  NỘI DUNG 1:Nghiên cứu tài liệu về đầu in nhiệt Fujitsu-FTP628MCL10.  NỘI DUNG 2: Dựa trên các dữ liệu thu thập được, tiến hành lựa chọn giải pháp thiết kế và thi công mô hình phần mạch điều khiển.  NỘI DUNG 3: Thiết kế hệ thống điều khiển dao cắt giấy in. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN  NỘI DUNG 4: Thiết kế lưu đồ giải thuật và viết chương trình điều khiển cho Vi điều khiển, thiết kế giao diện màn hình chính soạn thảo văn bản.  NỘI DUNG 5: Thử nghiệm và điều chỉnh phần cứng cũng như chương trình để mô hình được tối ưu. Đánh giá các thông số của mô hình so với thực tế.  NỘI DUNG 6: Viết báo cáo thực hiện. 1.4 GIỚI HẠN  Kích thước của mô hình máy in nhiệt cầm tay: 190x90x70 mm.  Sử dụng đầu in nhiệt Fujitsu-FTP-628MCL103.  Sử dụng vi điều khiển ARM STM32F746NGHx.  Sử dụng màn hình LCD TFT 4.3 INCH để soạn thảo và hiển thị nội dung in.  Điều khiển cơ cấu dao cắt giấy in sau khi in hoàn tất. 1.5 BỐ CỤC  Chương 1: Tổng Quan Chương này trình bày tổng quan về đề tài, xu hướng của công nghệ in nhiệt, các ưu điểm của việc in nhiệt, hướng nghiên cứu của nhóm thực hiện đề tài.  Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Chương này trình bày cơ sở lý thuyết về quy trình in nhiệt và phương pháp in nhiệt trực tiếp. Trình bày cơ sở lý thuyết về các thiết bị sử dụng trong mô hình như: Vi điểu khiển arm, đầu in nhiệt, thư viện thiết kế đồ họa …..  Chương 3: Tính Toán và Thiết Kế Xây dựng mô hình phần cứng để giao tiếp giữa vi điều khiển, đầu in nhiệt và màn hình hiển thị thông tin dữ liệu cần in ấn. Thiết kế sơ đồ nguyên lý để điều khiển và sạc pin cho toàn mô hình hoạt động.  Chương 4: Thi Công Hệ Thống Trong chương này chúng ta thực hiện thi công các board mạch, các phần điều khiển và mạch động lực cũng như phần cứng mô hình hệ thống đề tài. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Sau đó lắp ráp thành một hệ thống mô hình hoàn chỉnh để từ đó xây dựng nên lưu đồ giải thuật để viết chương trình điều khiển cho hệ thống. Sau khi có được mô hình và chương trình điều khiển cho hệ thống thì sẽ thực hiện các bước để mô hình được hoạt động tốt. Sau đó là các bước để hướng dẫn các thao tác cho việc hoạt động mô hình hoàn thiện hơn.  Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá Nêu rõ được trong quá trình đồ án đã thu được những kết quả, tìm hiểu và thu thập được nhiều kiến thức cũng như tích luỹ thêm kinh nghiệm để có thể bước ra môi trường học tập để thích nghi với môi trường làm việc của doanh nghiệp. Tiến hành nhận xét kết quả trong quá trình thực hiện đồ án giữa những gì thực hiện thực tế so với kết quả trong lý thuyết.  Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển Kết luận về những gì đạt được trong quá trình thực hiện đồ án. Đưa ra thêm những hướng phát triển khả thi cho đề tài để có thể ứng dụng tốt trong thực tế. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 4 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 QUY TRÌNH IN NHIỆT 2.1.1 Giới thiệu về in nhiệt Phân loại in nhiệt (Thermal print): - In nhiệt trực tiếp: Ở phương pháp này giấy in và đầu in tiếp xúc trực tiếp. Không sử dụng bằng mực giống như các máy in hóa đơn sử dụng đầu in kim. Công nghệ in kim với tốc độ in chậm hơn rất nhiều so với việc in nhiệt trực tiếp. Chúng đã dần trở nên lỗi thời. Trong giấy này có chất nhạy nhiệt, chỉ cần có nhiệt độ tác động lên nó sẽ chuyển thành màu đen. Vì thế, khi đầu in nhiệt của máy in nóng lên tác động vào giấy in nhiệt nó sẽ hiển thị những thông tin cần in. In nhiệt không cần sử dụng mực in, do đó chi phí giảm mang lại hiệu quả kinh tế cao. Đầu in nhiệt rất bền và có thể in liên tục trong một thời gian dài. - In chuyển nhiệt: Một trong những phương pháp in ấn hiện đại đang được sử dụng phổ biến rộng rãi trên thị trường. In chuyển nhiệt sử dụng nhiệt độ cao, và loại mực in đặc biệt (còn gọi là mực in chuyển nhiệt) để in hình ảnh lên giấy in nhiệt rồi sau đó ép nhiệt lên các vật liệu cần in. Phương pháp này đặc biệt phù hợp để in lên các sản phẩm áo thun có họa tiết phức tạp, nhiều màu sắc. Bên cạnh đó kỹ thuật in chuyển nhiệt cũng được ứng dụng khá phổ biến trong các ngành in ấn quảng cáo, tạo mẫu trong các công ty may mặc, các công ty in quà tặng. In hình ảnh, logo lên ly sứ, dĩa sứ, in áo thun, in lên pha lê, in lên thủy tinh, in lên gạch men, gỗ, … 2.1.2 Mô tả kỹ thuật in nhiệt trực tiếp Đầu in nhiệt có tác dụng tác động vào giấy in nhiệt để in ra những thông tin cần in. Mỗi một đầu in nhiệt có một trục lăn. Nó được làm bằng cao su có chức năng lăn giấy và ép để cho giấy tác dụng với đầu in nhiệt của máy in nhiệt. Khi giấy in nhiệt đến giữa trục lăn và các đầu in. Đầu in nhiệt lúc này sẽ tạo ra một lượng nhiệt nhất định tác dụng lên bề mặt của giấy in. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 5 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Ưu điểm kỹ thuật in nhiệt trực tiếp:  In tốc độ cao.  Chính xác.  Bảo mật.  Gọn nhẹ.  Không cần mực để in.  Không tích lũy chất độc trong cơ thể do tiếp xúc trực tiếp với mực in công nghiệp, không gây ô nhiễm môi trường. 2.1.3 Tìm hiểu thông số của một số loại giấy in nhiệt trên thị trường Dựa vào khổ giấy in nhiệt thì người ta phân làm 3 loại chính là giấy in nhiệt khổ K80, giấy in nhiệt khổ K57 và giấy in nhiệt khổ K75. Tiếp theo từ khổ giấy in nhiệt này lại phân loại tiếp theo theo đường kính cuộn giấy. Do nhóm sử dụng giấy loại K57 nên chỉ tìm hiểu về loại giấy này. Các loại giấy in nhiệt K57 theo đường kính cuộn: - Giấy in nhiệt K57 đường kính 45mm. Giá: 5.500 đ/cuộn. 1 thùng 100 cuộn: 550.000 đ/thùng. Loại này thông dụng nhất trên thị trường được sử dụng nhiều cho cửa hàng, siêu thị, quán ăn. - Giấy in nhiệt K57 đường kính 38mm. Giá: 5.000 đ/cuộn. 1 thùng 140 cuộn: 700.000 đ/thùng. Chuyên dùng cho các máy quẹt thẻ. - Giấy in nhiệt K57 đường kính 30mm. Giá: 4.000 đ/cuộn. 1 thùng: 250 cuộn. Giá: 1.000.000 đ/thùng. Chuyên dùng cho máy pos mini. - Giấy in nhiệt K57 đường kính 80mm. Giá: 18.000 đ/cuộn. 1 thùng 50 cuộn. Chuyên dùng làm giấy in nhật ký ATM K57 dùng cho máy Diebold - Loại xuyên tường. 2.2 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG Trong đề tài này sẽ thực hiện thi công mô hình máy in nhiệt cầm tay. Trước tiên nhóm sẽ xây dựng sơ đồ nguyên lý kết nối giữa đầu in nhiệt với KIT Discovery, mạch nguyên lý gồm có: khối sạc pin, khối điều khiển động cơ cuộn giấy vào đầu in nhiệt, khối cảm biến giấy, khối cắt giấy, khối ổn áp nguồn, khối đèn báo. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 6