Thiết kế hệ thống nhà thông minh

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ   ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÀ THÔNG MINH (SMARTHOME) Giáo.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

 

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG

NHÀ THÔNG MINH (SMARTHOME)

Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Đức Minh

Nhóm sinh viên thực hiện:

Nguyễn Đức Việt 2019602391 Nguyễn Minh Văn 2019603475

Hà Nội - Năm 2022

PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHÓM

I Thông tin chung

1 Tên lớp: ME6052.1 Khóa: 14

2 Tên nhóm : Nhóm 1

Họ và tên thành viên:

1 Nguyễn Đức Việt MSV:2019602391 Lớp: CĐT 2 – K14

2 Nguyễn Minh Văn MSV: 2019603475 Lớp: CĐT 2 – K14

II Nội dung học tập

1 Tên chủ đề: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống nhà thông minh (Smarthome).

2 Hoạt động của sinh viên

- Nội dung 1: Tổng quan về hệ thống (L4.2)

- Nội dung 2: Cơ sở lý thuyết về hệ thống (L4.2)

- Nội dung 3: Tính toán, thiết kế mô hình hệ thống (L4.1, L4.3

- Nội dung 4: Viết báo cáo

3 Sản phẩm nghiên cứu: Báo cáo thu hoạch và mô hình sản phẩm

Bộ chuyển đổi nguồn DC XL4005 5A

Thông số Giá trị

4 Nội dung báo cáo

1.1 Giới thiệu chung

1.2 Các yêu cầu cơ bản

1.3 Phương pháp, phạm vi và giới hạn nghiên cứu

1.4 Ý nghĩa thực tiễn

Chương 2 Xây dựng mô hình hệ thống

2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống

2.2 Phân tích và lựa chọn cảm biến

2.3 Phân tích và lựa chọn bộ điều khiển

2.4 Thiết kế mạch đo và xử lý tín hiệu

2.5.Mô hình hóa và mô phỏng hệ thống (Nếu có)

Chương 3: Chế tạo và thử nghiệm hệ thống

3.1 Chế tạo các bộ phận cơ khí

3.2 Chế tạo các bộ phận điện - điện tử

3.3 Xây dựng chương trình điều khiển 3.4 Thử nghiệm và đánh giá hệ thống

Kết Luận.

LỜI MỞ ĐẦU

Xã hội thế kỷ 21 chứng kiến sự phát triển vượt bậc của công nghệ và đánhdấu sự mở đầu của những thiết bị thông minh Đúng như tên gọi, những thiết bị này không những có khả năng đáp ứng những yêu cầu cơ bản của con người, mà còn hơn thế, các thiết bị “smart” ra đời đã thay thế con người trong việc kiểm soát và điều khiển các chức năng khác 1 cách chuyên nghiệp, dễ dàng và hiệu quả Theo xu hướng phát triển đó, nhóm em quyết định lựa chọn thực hiện nghiên cứu đề tài:

“NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ NHÀ THÔNG MINH”.

Smart home ra đời như một sự khởi đầu táo bạo về tư duy làm chủ công nghệngay trong cuộc sống của con người Một ngôi nhà thông minh với khả năng thấu hiểu tư duy điều khiển của con người nhanh chóng trở thành đề tài công nghệ có sức hấp dẫn

Nhà thông minh hay smart home, home automation là kiểu nhà được lắp

đặt các thiết bị điện, điện tử có tác dụng tự động hóa hoàn toàn hoặc bán tự động, thay thế con người trong thực hiện một hoặc một số thao tác quản lý, điều khiển Hệthống điện tử này giáo tiếp với chủ nhân nhà thông qua điều khiển qua mạng không dây, điều khiển từ xa dùng máy tính ra đời Đồ án này trình bày một giải pháp điều khiển và giám sát ngôi nhà một cách thông minh thông qua Internet

Giải pháp này được đưa ra rất khả khi với cơ chế hoạt động chính xác và mang tính

ổn định để tạo bước phát triển một hệ thống thông minh ứng dụng vào thực tế Dữ liệu và các thông số thiết bị của nhà thông minh được truyền lên website và phần mềm giao diện giúp đảm bảo cơ chế an ninh, an toàn và tự động

Đề tài là một sản phẩm có tính thực tế cao dựa trên nhu cầu công nghệ hiện

nay, được nghiên cứu, chế tạo dựa trên những kiến thức chúng em đã học, kế thừa

và phát huy những kết quả của các công trình nghiên cứu trước đây

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Cơ Điện Tử đã tận tình chỉ bảo

để nhóm em có thể hoàn thành đề tài nghiên cứu này Bên cạnh đó là sự hướng dẫn, góp ý của giáo viên hướng dẫn ThS Trần Anh Sơn

Tuy nhiên do hạn chế về kinh nghiệm thực tế và thời gian thực hiện nên việc giải quyết đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót Do đó rất mong sự chỉ bảo thêm của quý thầy cô cũng như những đóng góp của các bạn sinh viên

Mục lục

Danh mục hình ảnh

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG

1.1 Giới thiệu chung

Ngày nay, khi đời sống ngày càng được nâng cao, những nhu cầu của con người đòi hỏi những sự tiện nghi và hỗ trợ tốt nhất Cùng với đó là sự mở rộng không ngừng của mạng lưới internet trên khắp các vùng quốc gia và lãnh thổ làm cho việc giám sát và điều khiển hệ thống qua mạng internet trở thành tất yếu Từ những yêu cầu và điều kiện thực tế đó , ý tưởng về ngôi nhà thông minh được hình thành, nơi mà mọi hoạt động của con người đều được hỗ trợ và giúp đỡ một cách linh hoạt, ngoài ra ngôi nhà còn có thể tự động quản lí một cách thông minh nhất

Vậy, như thế nào là nhà thông minh ?

Sự thông minh của một ngôi nhà được thể hiện trên 4 phương diện như sau:Thứ nhất, là khả năng tự động hóa Căn nhà được trang bị hệ thống các cảm biến như: cảm biến nhiệt độ, cảm biến độ ẩm, cảm biến khí gas, cảm biến báo cháy, cảm biến vật cản, cảm biến ánh sáng… với khả năng tự động hoạt động theo điều kiện môi trường Nhà thông minh giúp chúng ta giám sát được mức tiêu thụ điện, nước tốt hơn so với thông thường

Thứ hai, là khả năng thỏa mãn nhu cầu của người sử dụng Chủ nhân ngôi nhà có thể điều khiển theo ý muốn hoặc theo những kịch bản được lập trình sẵn

Thứ ba, là khả năng bảo mật, giám sát an ninh Hệ thống giám sát an ninh, báo cháy, báo rò rỉ khí gas sẽ tự động báo trạng thái của ngôi nhà qua mạng internet

Thứ tư, là khả năng điều khiển, cảnh báo từ xa thông qua kết nối internet thông qua wifi,3g… Các thiết bị như: bóng đèn, điều hòa, ti vi, tủ lạnh,… cũng đều được kết nối tới mạng internet Người sử dụng chỉ cần có một thiết bị kết nối internet là có thể theo dõi dữ liệu từ các cảm biến và điều khiển các thiết bị trong nhà theo ý muốn của bản thân

Hình 1 :Mô hình tổng quát nhà thông minh

Hiện nay, nhà thông minh đã và đang là một thị trường tiềm năng với thị trường toàn cầu lên đến con số tỉ đô Không những vậy, chỉ riêng thị trường Bắc

Mỹ, theo các con số thống kê, hoàn toàn là có cơ sở để nhận định rằng đây chính là tương lai của một ngôi nhà mà chúng ta cần phải có

Hình 2 :Biểu đồ tăng trưởng thị trường Smarthome thế giới

1.2 Các mô hình nhà thông minh đang được áp dụng hiện nay

a) Các giải pháp nhà thông minh trên thế giới

Hiện nay là thị trường Smarthome lớn nhất thế giới là Bắc Mỹ Với quy mô cũng như tính tiện nghi dành cho một ngôi nhà với 4 người, sẽ có thiết kế cơ bản với khả năng như: Cảnh báo đột nhập, cảnh báo khí gas, hệ thống cửa tự động, hệ thống camera an ninh, hệ thống giải trí…

Dưới đây là ví dụ về một ngôi nhà thông minh của một số nhà sản xuất tại

Mỹ và châu Âu, với tiêu chuẩn từ cơ bản đến cao cấp dành cho một gia đình:

Hình 3 :Mô hình Smart home của công ty Compro Technology.

b) Các giải pháp nhà thông minh ở Việt Nam

Tại Việt Nam, không đứng ngoài dòng chảy công nghệ về nhà thông minh,

đã có rất nhiều nhà sản xuất cũ và mới tham gia thị trường đầy tiềm năng này, điển hình là BKAV và Lumi Smarthome Với đầy đủ các chức năng như các nhà sản xuấtnước ngoài, lại thêm yếu tố phù hợp với riêng thị trường Việt Nam, hiện nay họ đang có một lợi thế không nhỏ so với các nhà sản xuất nước ngoài tại Việt Nam

Với sự phát triển không ngừng của khoa học hiện đại, con người đã ngàycàng nâng cao hơn đời sống của mình và luôn mơ ước tới một cuộc sống hiện đại vàtiện nghi nhất Chính từ những nhu cầu đó, con người đã có rất nhiều sáng tạo phục

vụ cho cuộc sống của bản thân họ và cho toàn xã hội.Và ý tưởng cho "ngôi

nhà thông minh" cũng xuất phát từ nhu cầu thực tiễn nhƣ vậy Nhưng công nghệphục vụ cho ngôi nhà mơ ước đã có từ rất lâu nhưng mới gần đây mới được đưa

ra công bố rộng rãi Có rất nhiều công ty đã đưa ra giải pháp cho hệ thông ngộinhà thông minh nhưng nói chung , tất cả đều hướng đến các tiêu chuẩn sau đây:

1 Tự động hóa hoạt động của ngôi nhà: điều khiển tự động hệ thống ánhsáng trời tối thì bật đèn , có ngừoi vào phòng thì bật đèn ( tất nhiên nếu

10 phòng tối quá ) , Điều khiển nhiệt độ phòng, thu dây phơi quần áo khi có

trời mưa, tự động bơm nước khi nước chỉ còn đến một mức thấp …

2 Đảm bảo an ninh, an toàn cho ngôi nhà: khóa bảo vệ cổng cửa, cửa ra vàochính Nếu có ai đó bấm mã khóa bị sai quá 3 lần thì sẽ báo cho 6 số điện

thoại trong danh sách định sẵn qua nhắn tin SMS báo hỏa hoạn

3 Đem lại sự thoải mái cho người sử dụng

4 Cung cấp các dịch vụ giải trí chất lƣợng cao: thiết bị giải trí đa phươngtiện nhưTivi , Radio, Film, Music, Camera

5 Cung cấp khả năng giám sát và điều khiển từ xa: Giám sát qua máy tính

PC, Thiết bị di động SmartPhone, PDA, Điều khiển thiết bị qua

Internet trên giao diện Web

6 Tăng hiệu suất của hệ thống, giảm điện năng tiêu thụ điện

1.3 Phương pháp , phạm vi và giới hạn nghiên cứu :

a) Phương pháp nghiên cứu :

 Nghiên cứu lí thuyết tổng quan

- Sử dụng thẻ từ RFID để nhận diện mở cửa

- Cảm biến nhiệt độ độ ẩm DHT11 là cảm biến để đo không khí xungquanh, cảm biến này sử dụng một điện trở nhiệt và một cảm biến độ ẩmđiện dung

o Bộ điều khiển trung tâm

o Lập trình vi điều khiển

b) Phạm vi và giới hạn nghiên cứu :

 Tự thiết kế được mô hình của ngôi nhà

 Hiểu về các phần mềm lập trình cho vi điều khiển

 Hiểu về các phương pháp lập trình cho vi điều khiển

 Hiểu được nguyên lí hoạt động của các Module cảm biến và ứng dụng của nó trong thực tế

1.4 Ý nghĩa thực tiễn

Nhà thông minh là ngôi nhà mà trong đó các thiết bị từ đèn chiếu sáng, rèm cửa, điều hòa, cho tới hệ thống âm thanh, an ninh… có khả năng kết nối và giao tiếpvới nhau theo lịch trình được lập sẵn Các thiết bị này có thể được chủ nhân điều khiển từ bất kỳ đâu, thông qua kết nối internet

Dễ dàng nhận thấy, thay vì phải bật – tắt như các loại công tắc thông thường, khi chúng ta sử dụng công tắc điện cảm ứng, bạn chỉ cần lướt nhẹ trên điện thoại cảm ứng hay máy tính bảng, bạn đã có thể điều khiển toàn bộ căn nhà theo ý muốn chủ quan của mình Đặc biệt với giải pháp nhà thông minh sẽ cho phép bạn điều khiển, giám sát, đặt lịch hẹn giờ hoặc vận hành nhiều thiết bị trong ngôi nhà cùng một lúc trên điện thoại di động hoặc máy tính bảng.Bên cạnh sự thoải mái và tiện nghi, giải pháp nhà thông minh còn giúp tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường

và đặc biệt nâng cao chất lượng cuộc sống

Chương 2 : Xây dựng mô hình hệ thống

2.1 Danh sách yêu cầu của hệ thống

 Phân tích nhiệm vụ thiết kế

Trước khi bắt đầu phát triển sản phẩm, cần phải làm rõ được nhiệm vụ thiết

kế một cách chi tiết Việc phân tích nhiệm vụ thiết kế trải qua các bước cơ bản sau:

Thiết lập danh sách yêu

Nhóm Danh sách yêu cầu cho dự án nhà thông

Hệ thống chiếu sáng

-Bật tắt hệ thống đèn chiếu sáng qua Internet

-Tự bật hệ thống đèn khi có người ở nhà lúc trời tối

-Kích hoạt các chức năng của đèn bằng cách ấn các nút

W

DD

Hệ thống đo lường và cảnh báo

- Theo dõi nhiệt độ và độ ẩm trong nhà

- Theo dõi rò rỉ khí gas

- Bật chuông cảnh báo, quạt thông gió khi có cháy

- Điều khiển hệ thống quạt thông gió.

- Điều hoà thông minh

Bảng 1 :Danh sách yêu cầu

Tóm tắt xác định các vấn đề cơ bản:

 Giai đoạn 1 :

 Hệ thống chiếu sáng:

- Bật tắt hệ thống đèn chiếu sáng qua Internet

- Kích hoạt các chức năng của đèn bằng bằng cách ấn các nút vật lí, ảo

 Hệ thống điều khiển:

- Điều khiển thiết bị và theo dõi các thông số qua app

- Tích hợp công tắc vật lí điều khiển song song

 Hệ thống đo lường và cảnh báo:

- Theo dõi nhiệt độ, độ ẩm trong nhà

- Theo dõi rò rỉ khí gas

- Bật còi cảnh báo, quạt thông gió khi xảy ra sự cố cháy nổ

 Hệ thống cửa thông minh:

- Dóng mở cửa sử dụng thẻ từ

- Thông báo tình trạng dóng mở cửa

 Hệ thống thông gió:

- Hệ thống quạt thông gió.

 Giai đoạn 2:

 Hệ thống chiếu sáng:

- Bật tắt đèn qua Internet và các nút ấn vật lí

 Hệ thống điều khiển:

- Điều khiển thiết bị và theo dõi các thông số qua app

 Hệ thống đo lường và cảnh báo:

- Đo nhiệt độ độ ẩm

- Theo dõi rò rỉ khí gas, bật còi cảnh báo và quạt thông gió

 Hệ thống cửa thông minh:

- Đóng mở cửa bằng thẻ từ

 Hệ thống thông gió:

- Hệ thống quạt thông gió

 Giai đoạn 3: Hình thành vấn đề theo các thuật ngữ trung lập về giải pháp.

- Thiết kế hệ thống điều khiển, mở cửa, chiếu sáng, đo lường cảnh báo và thông gió cho căn nhà thông minh 4 phòng

2.2 Sơ đồ kết cấu ngôi nhà và chức năng

a) Sơ đồ kết cấu

Từ một ngôi nhà thông thường, chúng em lựa chọn thiết kế ra một mô hình

cơ bản dành cho 1 gia đình với 4 người ở

Hình 4: Sơ đồ xây dựng mô hình nhà thông minh

2.3 Sơ đồ nguyên lý hoạt động

a) Thiết kế sơ đồ khối hệ thống

b) Chức năng của từng khối :

 Khối nguồn : Khối nguồn có chức năng cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống

hoạt động

 Khối cảm biến : Có chức năng thu thập dữ liệu , thu thập các thông số về

nhiệt độ , độ ẩm , tín hiệu và khí độc Sau đó thì các giá trị sẽ được gửi về

vi điều khiển

 Khối điều khiển : khối xử lí và điều khiển mọi hoạt động của dự án , có

chức năng nhận dữ liệu từ khối cảm biến , sau đó sẽ xử lí và xuất tín hiệu

để điều khiển các khối chấp hành

KHỐI NGUỒN(Nguồn 5V)

KHỐI CHẤPHÀNH (Quạt ,đèn , Servo …)

CẢM BIẾN

( thẻ từ RFID , nhiệt

độ độ ẩm , khí gas )

KHỐI ĐIỀUKHIỂN

APP BLYNK

 Khối chấp hành : Khối này sẽ nhận các tín hiệu điều khiển từ khối điều khiển sau đó nó sẽ thực hiện theo yêu cầu của khối điều khiển để hoạt động chức năng đó

2.4 Phân tích và lựa chọn bộ điều khiển

Phân tích lựa chọn module điều khiển trung tâm

Bảng 2 :Phân tích ưu nhược điểm, thông số kĩ thuật của 1 số Vi xử lí

thuật

Module thu phát WiFi ESP-01 -Thiết kế nhỏ

gọn-Phù hợp trong các ứng dụng điều khiển qua Wifi

-Giá rẻ, phổ biến dễ mua

- Cần sử được kết nối với vi điều khiển thực hiện chức năng truyền nhận dữ liệu qua WiFi

-Điện áp sử dụng: 3.3V-Dòng tiêu thụ: 320mA

-Hỗ trợ chuẩn bảo mật như: OPEN, WEP,

…

-3 chế độ hoạt động: Client, Access Point,

NodeMCU Lua WeMos D1 R2 -Dễ dàng thực

hiện các ứng dụng thu nhập

dữ liệu và điều khiển qua Wifi

-Có thể chạy với chương trình Arduino

-Số chân Digital khá ít sovới nhu cầu của

đề tài

-Kích thước khá lớn

-Vi đk: 8266EX-Điện áp sử dụng:3.3V-Số chân I/O Digital 11-Số chân Analog 1 (Max input: 3.2V)-Bộ nhớ Flash 4M bytesModule Wifi ESP8266

ESP-NodeMCU

-Lập trình trên các ngôn ngữ:

C/C++, Micropython,

…-Vi điều khiển được tích hợp wifi 2.4GHz-Kích thước nhỏ gọn, giá thành rẻ, phổ biến

-Không có kết nối Bluetooth

-Tổng GPIO:17-Không có quyền truy cập điều khiển từ xa

và thiếu bảo mật

-Bộ xử lí chậm hơn ESP32

-Cấp nguồn: 5VDC

-Điện áp hoạt động: 3.3V.-Wifi: 2.4GHz

hỗ trợ chuẩn 802.11 b/g/n.-Số chân I/O: 11

-Bộ nhớ Flash: 4Mb

-Giao tiếp: Cable USBModule Wifi ESP32 DOIT

DevKit V1

-Là bản nâng cấp của ESP8266

-Thực hiện được với những

dự án phức tạp

-Nhiều đầu nối đầu vào/đầu ra

-Cung cấp sự bảo mật cao đáng tin cậy

-Khi nạp chương trình phải nhấn Button BOOT

-Một số phần mềm mới đã được phát triển nhưng hỗ trợ ít

và nhiều lỗi

-30 chân GPIO.-Điện áp Logic:2.7-3.3V

-Tốc độ xử lí:

240 MHz.-Giao thức kết nối: Wifi & Bluetooth.-Bộ nhớ Flash 4MB

-Phổ biến, giá rẻ,nhỏ gọn.

-Wifi:

802.11b/g/n Wi-Fi transceiver

 Lựa chọn module điều khiển trung tâm: Module Wifi ESP32 NodeMCU

Mục tiêu của nhóm đặt ra là lựa chọn 1 module điều khiển nhỏ gọn giá rẻ,

thực hiện những dự án phức tạp, bảo mật cao đáng tin cậy,…Vì thế nhóm đánh giá lựa chọn sử dụng: Module Wifi ESP32

Sử dụng DOIT Devkit V1 là board KIT phát triển bởi DOIT, có module điều khiển trung tâm là ESP-WROOM-32

Board dựa trên nền tảng ESP32, hỗ trợ các kết nối Wifi, Bluetooth và các chế

độ hoạt động sử dụng năng lượng thấp chỉnh lại dãn dòng

Ứng dụng vào rất nhiều dự án thực tế, các sản phẩm trên thị trường,…

 Giới thiệu module điều khiển ESP32:

- ESP32 là lõi kép, điều này có nghĩa

là nó có 2 bộ vi xử lý

- Nó được tích hợp Wi-Fi và

bluetooth

- Nó chạy các chương trình 32 bit

- Xung nhịp (clock frequency) có thể

lên đến 240MHz và nó có RAM 512 kB

- Loại board này có 30 hoặc 36 chân,

mỗi hàng có 15 chân

- Nó cũng có sẵn nhiều loại ngoại vi

(peripheral), như: cảm ứng điện dung (capacitive touch), ADC, DAC, UART, SPI, I2C và nhiều hơn nữa

- Nó được tích hợp với cảm biến hiệu ứng Hall (Hall effect sensor) và cảm

biến nhiệt độ

Hình 5 :ESP32 DOIT DevKit V1

Hình 6 :DataSheet module ESP32 DOIT DevKit V1

- GPIO 34 đến 39 – input only pins

- ESP32 có 18 kênh input ADC

- ESP32 có hai kênh I2C và bất kì chân nào cũng có thể cấu hình làm

chân SDA và SCL

- Bộ điều khiển ESP32 LED PWM có 16 kênh độc lập có thể được cấu hình

để tạo tín hiệu PWM với các đặc tính khác nhau

- ESP32 có module giao tiếp SPI với thiết bị ngoại vi, gọi là SPI0, SPI1, HSPI, VSPI

- Tất cả các GPIO có thể được cấu hình như ngắt

Phân tích lựa chọn cảm biến khí gas MQ-2:

Module cảm biến khí Ga MQ2 được ứng dụng để phát hiện các loại khí như khí Propan, CH4, Hydro, ROH, khói và một số khí thiên nhiên dễ gây cháy

Cảm biến khí Ga MQ2 được cấu tạo từ chất bán dẫn SnO2 Khi môi trường xuất hiện khí dễ cháy, Cảm biến độ dẫn với nồng độ khí cháy trong không khí tăng lên, tín hiệu được chuyển đổi từ sự thay đổi của nồng độ khí tương ứng với tín hiệu đầu ra Được kết nối đến mạch điều khiển

 Sơ đồ chân:

- VCC: 3.3V-5V

- GND: nối đất

21

- D0: đầu ra tín hiệu số (0 và 1)

- A0: Đầu ra Analog (tín hiệu tương tự)

- Led đỏ báo nguồn vào, led xanh báo gas

 Thông số kĩ thuật cơ bản:

- Điện áp hoạt động: 3.3V-5V

- IC so sánh: LM393

- Dạng tín hiệu : TTL đầu ra 100mA

- Ứng dụng được sử dụng lắp đặt cảnh báo rò rỉ khí gas công nghiệp, lắp đặt

ở hộ gia đình

Phân tích lựa chọn Module RFID và động cơ Servo

 Module RFID:

RFID-Radio Frequency Identification

Detection là công nghệ nhận dạng đối tượng

bằng sóng vô tuyến Là một phương pháp nhận

dạng tự động dựa trên việc lưu trữ dữ liệu từ xa,

sử dụng thiết bị thẻ RDIF và một đầu đọc RFID

 Sơ đồ chân:

- Chân cấp nguồn/reset: Vcc, RST,

Ground

- Chân giao tiếp SPI và UART:

- Chân IRQ: khởi động lại linh kiện

khi nó và chế độ nghỉ

- Chân MISO/SCL/TX: kết nối với vi

điều khiển để giao tiếp SPI, truyền dữ liệu từ

module sang vi điều khiển

- Chân MOSI: chân đầu vào dữ liệu

module RFID khi giao tiếp

- -Chân SCK: gửi xung clock khi giao

tiếp SPI

Chân SS/SDA/RX: chân kích hoạt chip giao tiếp SPI

 Thông số kĩ thuật cơ bản:

- Nguồn: 3.3VDC, 13-26mA

- Dòng ở chế độ chờ: 10-13mA

Hình 8 :Module RFID-RC522

Hình 9 :Sơ đồ chân RC522

- Dòng ở chế độ nghỉ: < 80uA

- Khoảng cách hoạt động: 0 ~ 60mm(mifare 1 card)

- Giao tiếp: SPI, UART, I2C

- Tốc độ truyền dữ liệu: tối đa 10Mbit/s

- Kích thước: 60mmx40mm

- Ứng dụng: trong quản lí lưu thông hàng hoá, kho hàng, thu phí đường bộ ,

thư viện, khoá cửa,…

 Động cơ Servo:

Động cơ servo SG90 180 độ có tốc độ phản ứng nhanh, tích hợp sẵn Driver

điều khiển động cơ bên trong nên có thể dễ dàng điều khiển góc quay bằng phương

Phân tích lựa chọn cảm biến nhiệt độ độ ẩm

Cảm biến nhiệt độ độ ẩm DHT11: là một cảm biến độ ẩm tương đối để đo

không khí xung quanh, cảm biến này sử dụng một điện trở nhiệt và một cảm biến độ

- Phạm vi cảm biến nhiệt độ: 0°C ~ 50°C, sai số ±2°C

- Tần số lấy mẫu tối đa: 1Hz (1 giây 1 lần)

 Sơ đồ chân: biến nhiệt độ độ ẩm DHT11 Hình 10 :Sơ đồ chân cảm

- Ứng dụng đo nhiệt độ và độ ẩm, trạm thời tiết cục bộ, kiểm soát khí hậu tự động, giám sát môi trường

 Lựa chọn khối nguồn:

Hình 11 :Nguồn tổ ong 5V-10A

- Sử dụng nguồn tổ ong 5V-10A để cấp nguồn cho hệ thống:

- Điện áp đầu vào:110VAC-240VAC

- Quạt thông gió 5V:

- Kích thước:4x4x1cm

- Cường độ dòng: 0.25A

- Điện áp: 5V

- Relay 8 kênh: dùng kích mở còi

báo động và quạt thông gió

Hình 12 :Module hạ áp

DC-DC XL4015 5A 4-38V-B3H15

Hình 13 :Quạt thông gió

- Đèn led 5mm: sử dụng làm đèn và báo động (đỏ-xanh)

Hình 14 :Module relay 8 kênh

Hình 15 :Còi chíp 5V

Hình 16 :Đèn LED xanh-đỏ

2.5 Giới thiệu tổng quan về app blynk:

- Blynk là một nền tảng với các ứng dụng IOS và Android để điều khiển Arduino, Raspberry Pi và các ứng dụng tương tự qua internet

- Blynk được thiết kế cho IOT Nó có thể điều khiển phần cứng từ xa, có thể hiển thị dữ liệu cảm biến, nó có thể lưu trữ dữ liệu, trực quan hoá Có 3 thành phần chính trong nền tảng:

 Ứng dụng Blynk- cho phép tạo giao diện cho các dự án bằng cách sử dụngcác widget khác nhau

 Blynk Server- chịu trách nhiệm về tất cả các giao tiếp giữa điện thoại thông minh và phần cứng Có thể sử dụng Blynk Cloud hoặc chạy cục bộ máy chủ Blynk riêng của mình Nó là mã nguồn mở, có thể xử lí hàng nghìn thiết bị

 Các bước sử dụng app blynk:

- Bước 1: Truy câp trang web: blynk.cloud

- Bước 2: Thiết lập tài khoản trên app blynk

- Bước 3:Khởi tạo project mới bằng cách chọn Templates, sau đó chọn

“+New Template”

Bước 4: Điền các thông tin cần thiết