BÀI tập lớn môn học kĩ THUẬT lập TRÌNH TRONG cơ điện tử đề tài THIẾT kế hệ THỐNG PHÒNG THÔNG MINH và AN TOÀN

Các thiết bị thông minh được lắp đặt tại nhà có tác dụng tự động hóa hoàntoàn hay bán tự động, thay thế con người thực hiện một số thao tác quản lý, điềukhiển.. Hệ thống điện tử này được

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÒNG THÔNG MINH VÀ AN TOÀN

Giáo viên hướng dẫn: TS Bùi Đình Bá

Trang 2

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ PHÒNG THÔNG MINH VÀ AN TOÀN

1 Thông tin sinh viên

Họ tên sinh viên:

1 Nguyễn Đăng Công 20184362

2 Trần Huỳnh Đức 20184397

3 Nguyễn Văn Đạo 20184376

2 Nhiệm vụ thực hiện

Phân tích, lựa chọn đề tài Nguyễn Đăng Công, Trần Huỳnh Đức,

Nguyễn Văn ĐạoCode cho vi điều khiển Trần Huỳnh Đức

Thiết kế giao diện app Nguyễn Văn Đạo

Làm slide Nguyễn Đăng Công

Làm báo cáo Nguyễn Đăng Công

2

Trang 3

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Trang 4

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Ngày tháng năm

Giảng viên hướng dẫn

(kí tên)

3

Trang 5

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH 5

LỜI MỞ ĐẦU 6

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 7

1.1 Hệ thống điểu khiển thông minh 7

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 8

2.1 Nguyên lý hoạt động 8

2.2 Cơ cấu chấp hành 9

2.3 Sơ đồ kết nối mạch điện 11

CHƯƠNG 3: CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 13

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 14

PHỤ LỤC 15

4

Trang 6

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: phòng thông minh và an toàn 7

Hình 2.1: nguyên lý hoạt động của cảm biến HC-SR501 8

Hình 2.2: động cơ servo SG90 9

Hình 2.3: Module bluetooth HC05 10

Hình 2.4: đèn led 11

Hình 3.1: giao diện app điều khiển qua smartphone 13

5

Trang 7

LỜI MỞ ĐẦU

Thế kỉ 21 chứng kiến sự phát triển vượt bậc của công nghệ và đánh dấu sự

mở đầu của các thiết bị thông minh Những thiết bị này không những đáp ứngđược những yêu cầu cơ bản của con người mà còn hơn thế, các thiết bị smart rađời đã thay thế con người trong việc kiểm soát các chức năng khác 1 cáchchuyên nghiệp, dễ dàng và hiệu quả

Các thiết bị thông minh được lắp đặt tại nhà có tác dụng tự động hóa hoàntoàn hay bán tự động, thay thế con người thực hiện một số thao tác quản lý, điềukhiển Hệ thống điện tử này được đặt sẵn trong nhà hay các cửa hàng giúp giảmthao tác của con người khi cần thiết

Đề tài là một sản phẩm có tính thực tế cao dựa trên nhu cấu công nghệ hiệnnay, được nghiên cứu, chế tạo dựa trên những kiến thức chúng em đã học, kếthừa và phát huy những kết quả của công trình nghiên cứu trước đây

Chúng em xin cảm ơn thầy Bùi Đình Bá đã tận tình chỉ bảo nhóm chúng em

để có thể hoàn thành đề tài này

Do thời gian và kiến thức còn nhiều hạn chế, đề tài của nhóm em sẽ khôngtránh khỏi những sai sót, em mong thầy góp ý, chỉnh sửa để có thể hoàn thiệnhơn

Hà Nội, ngày tháng năm 2020

Nhóm sinh viên thực hiện

6

Trang 8

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 Hệ thống điểu khiển thông minh

Ngày nay, khi đời sống ngày càng được nâng cao, những nhu cầu của conngười đòi hỏi những sự tiện nghi và hỗ trợ nhất định Từ những yêu cầu về thực

tế đó mà ý tưởng về thiết kế một hệ thống cửa và đèn thông minh được hìnhthành, nơi mà con người được hỗ trợ và giúp đỡ một cách linh hoạt

Vậy như thế nào là thông minh:

Thứ nhất: khả năng tự động hóa

Thứ hai: thỏa mãn nhu cầu người sử dụng

Thứ ba: khả năng điều khiển từ xa

7

Trang 9

Hình 1.1: phòng thông minh và an toàn

8

Trang 10

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

- 2 chế độ hoạt động: (L) không lặp lại kích hoạt và (H) lặp lại kích hoạt

- Thời gian trễ: điều chỉnh trong khoảng 0.5-200s

- Kích thước PCB: 32mm x 24mm

- Góc quét: <100 độ

- Sử dụng cảm biến: 500BP

- Khoảng cách phát hiện: 2-4.5m

Nguyên tắc hoạt động của module

Cơ chế hoạt động của cảm biến PIR: là cảm biến thu tia hồng ngoại đượcphát ra từ các vật thể phát ra tia hồng ngoại như thân thể con người (hay nguồnnhiệt bất kì)

9

Trang 11

Hình 2.1: nguyên lý hoạt động của cảm biến HC-SR501Các cảm biến PIR luôn có sensor (mắt cảm biến) với 2 đơn vị (element).Chắn trước mắt sensor là một lăng kính (thường làm bằng nhựa), chế tạo theokiểu lăng kính fresnel Lăng kính fresnel này có tác dụng chặn lại và phân thànhnhiều vùng (zone) cho phép tia hồng ngoại đi vào mắt sensor Nếu không có lăngkính fresnel, toàn bộ bức xạ của môi trường sẽ chỉ coi như có một zone dội hếtvào mắt sensor, như vậy thì nó sẽ không có tác dụng phân biệt chuyển động, vàcực kì nhạy với bất kì sự thay đổi nhiệt độ nào của môi trường.

2 đơn vị của mắt sensor có tác dụng phân thành 2 điện cực Một cái là điệncực dương (+) và cái kia là điện cực âm (-) Khi 2 đơn vị này được tuần tự kíchhoạt (cái này xong rồi sẽ đến cái kia) thì sẽ sinh ra một xung điện, xung điện nàykích hoạt sensor Chính vì nguyên lý này, khi có người đi theo hướng vuông gócvới khu vực kiểm soát của sensor (hướng mũi tên), thân nhiệt từ người này (bức

xạ hồng ngoại) sẽ lần lượt kích hoạt từng đơn vị cảm biến và làm sensor báođộng

Trang 12

Công dụng chính của động cơ servo là đạt được góc quay chính xác trong

khoảng từ 90o – 180o Việc điều khiển này có thể ứng dụng để lái robot, di

chuyển các tay máy lên xuống, quay một cảm biến để quét khắp phòng…

Module bluetooth HC05

11

Trang 13

Hình 2.3: Module bluetooth HC05Thông số kĩ thuật:

- Điện áp hoạt động : +3.3VDC 30mA(hỗ trợ IC 5.0V)

- Dòng điện khi hoạt động : Khi Pairing 30mA , sau khi pairing hoạtđộng truyền nhận bình thường 8mA

Với mô hình này, em sử dụng module bluetooth để có thể điều khiển thiết

bị từ xa thông qua smartphone

Đèn led

12

Trang 14

Hình 2.4: đèn led

ở mô hình này, em sử dụng đèn led cho hiệu suất chiếu sáng cao, tiết kiệm điện năng mặc dù chi phí ban đầu hơi đắt đỏ

2.3 Sơ đồ kết nối mạch điện

Ở mô hình này, em sử dụng arduino để điều khiển các module

Chân kết nối Chân kết nối với Arduino

Trang 15

Bảng 2.1: Sơ đồ kết nối

14

Trang 16

CHƯƠNG 3: CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC

Do thời gian tìm hiểu có giới hạn, nên trong quá trình tìm hiểu nhóm em đãgặp phải một số khó khăn nhất định Nhưng với sự tìm hiểu và sự hướng dẫnnhiệt tìm của thầy giáo đã giúp cho nhóm em đạt được một số kết quả sau:

Tổng quan về hệ thống điều khiển cửa và đèn thông minh Đồng thời

em cũng biết được tình hình sử dụng, xu hướng phát triển của các thiết bị thông minh

Thiết kế thành công mô hình hệ thống điểu khiển cửa và đèn thông minh

Tìm hiểu cơ sở và ý nghĩa của việc điều khiển thiết bị thông qua bluetooth

Hiểu được nguyên lý làm việc của các module trong hệ thống và cáchghép nối chúng như thế nào

Tiến hành chạy thử nghiệm và đánh giá kết quả

Bên cạnh những kết quả đạt được thì mô hình vẫn tồn tại nhiều giới hạn về

kĩ thuật như khả năng kết nối, xảy ra nhiễu,…

Hình 3.1: giao diện app điều khiển qua smartphone

15

Trang 17

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN

Hệ thống điều khiển thông minh có ý nghĩa rất lớn về nhiều mặt trong cuộcsống như: an ninh, quốc phòng, chăn nuôi, y tế, gia đình, trồng trọt, … việc làmchủ được vấn đề này vẫn còn nhiều hạn chế nhất định, nhất là đối với một đấtnước đang phát triển khoa học công nghệ như chúng ta Qua đề tài này em mongmuốn sử dụng kiến thức học được trong môn học để thực hiện việc tiếp cận vớicông nghệ và xu hướng của thế giới

16

Trang 20

if (Serial.available() > 0) {

signal = Serial.read();

switch (signal) {/ LED Controller case '0': digitalWrite(LED2, LOW);

digitalWrite(LED, LOW); break;

case '1': digitalWrite(LED, HIGH);

digitalWrite(LED2, HIGH); break;

case '2':

digitalWrite(LED, HIGH); OpenDoor();

Trang 22

Code app

21

Định dạng
Số trang	22
Dung lượng	687,94 KB