Hình 1.1 Bố trí hệ thống cảm biến tự động trên xe 1.1.3 Những vấn đề còn tồn lại Sản phẩm này tuy đã được nghiên cứu và ứng dụng khá thành công ở nước ngoài nhưng có một số ý kiến cho r
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Đặt vấn đề
“ Mô hình gạt nước tự động trên ô tô”
Ngày nay với sự phát triển như vũ bão của ngành điện tử trong những thập niên gần đây đã tác động rất lớn đến ngành công nghiệp ô tô Chiếc ô tô ngày nay không còn là một sản phẩm thuần cơ khí như mới ngày đầu phát triển, sự kết hợp giữa cơ khí và điện tử đã biến nó trở thành một sản phẩm công nghệ cao, là nơi tập hợp rất nhiều các thiết bị, hệ thống điện tử tân tiến nhất Tất cả nhằm mục đích tạo ra sự vận hành tối ưu cho chiếc xe và đem lại sự thoải mái, thuận tiện nhất có thể cho người điều khiển
Một trong những thiết bị đang được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng trong thời gian gần đây là bộ điều khiển gạt nước tự động Đây là thiết bị khá hữu ích và có khả năng ứng dụng cao, nó có khả năng tự phát hiện ra nước, tuyết hoặc bùn bám vào mặt kính trước của ôtô và điều khiển cần gạt nước với tốc độ thích hợp Đồng thời nó cũng có thể điều khiển hoạt động của đèn pha khi ánh sáng không đủ Người điều khiển sẽ không cần phải bỏ tay ra khỏi vô lăng, hoặc liên tục điều chỉnh tốc độ của cần gạt khi điều kiện thay đổi, việc lái xe đã trở nên dễ dàng và an toàn hơn
1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước và nước ngoài
Bộ điều khiển gạt nước tự động đã được nghiên cứu và phát triển khá thành công ở nước ngoài, và trở thành một tùy chọn khi mua xe Một số hãng xe lớn như BMW, Mercedes…đã đưa ứng dụng này vào sử dụng Trên thị trường cũng đã có bán lẻ các thiết bị này với kích thước nhỏ gọn và giá thành khá hợp lý, có thể lắp đặt trên hầu hết các loại xe ô tô Ở trong nước cũng đã xuất hiện những sản phẩm này với mức giá chấp nhận được tuy nhiên sản phẩm này vẫn còn chưa phổ biến, và hầu hết là hàng nhập khẩu Các công ty và các trường đào tạo kỹ thuật cũng đã đưa vào nghiên cứu để có thể cho ra những sản phẩm chất lượng với giá thành cạnh tranh hơn
Hình 1.1 Bố trí hệ thống cảm biến tự động trên xe
1.1.3 Những vấn đề còn tồn lại
Sản phẩm này tuy đã được nghiên cứu và ứng dụng khá thành công ở nước ngoài nhưng có một số ý kiến cho rằng đây là một phát minh không thực sự cần thiết và con người vẫn có thể điều khiển tốt các thiết bị trên xe một cách chính xác hơn và thời điểm hợp lý hơn Vì thế đây là một trong những vấn đề được rất nhiều người quan tâm Vì vậy với đề tài này có thể làm cho thiết bị này trở nên thực sự hữu ích, có tính ứng dụng cao hơn, hoạt động chính xác hơn, thông minh hơn và giá thành hợp lí hơn Đồng thời có thể tham gia vào quá trình dạy và học ở các trường có ngành công nghệ ô tô
Xuất phát từ tình hình thực tế trong nước và quốc tế, cũng như những nhận định và phân tích như trên thì ta có thể nhận thấy rằng ngày nay trên các loại xe hơi cao cấp và trung cấp đã được trang bị hệ thống gạt nước mưa và rửa kính tự động Tuy nhiên trên các loại xe ít tiền thì các hệ thống gạt nước mưa đa số vẫn làm việc trên nguyên tắc chuyển đổi bằng tay Điều này đôi lúc gây bất lợi cho người lái xe đó là luôn mất thời gian bật công tắc gạt nước trong khi lái xe trong điều kiện thời tiết xấu (mưa bão…), điều này gây mất tập trung và ảnh hưởng đến việc lái xe an toàn Trong thời đại công nghệ như hiện nay việc ứng dụng công nghệ vào việc trang thiết bị trên các phương tiện giao thông để đem đến sự tiện nghi cho người điều khiển các phương tiện giao thông là vô cùng cần thiết
Vì vậy, với những kiến thức đã học cũng như những thông tin cập nhật trên internet em nhận thấy vấn đề xây dựng một hệ thống gạt nước tự động chuyển sang ON khi trời có mưa và dừng lại khi trời tạnh mưa là một vấn đề đang được nhà sản xuất và người dùng quan tâm Nhằm mục đích đem đến sự tiện lợi cho người lái xe, đặc biệt là những chủ sở hữu người mà có thu nhập thấp và trung bình chưa có cơ hội sở hữu cho mình một chiếc xe được trang bị hệ thống gạt nước tự động thì nay cũng có thể trang bị trên chiếc xe của mình một hệ thống gạt nước và rửa kính tự động với một chi phí phù hợp Đề tài của em đưa ra đó là sự kết hợp giữa hệ thống gạt nước mưa hiện tại và bổ sung thêm chức năng tự động ON khi có mưa và OFF khi tạnh mưa để tự động hóa hệ thống gạt nước mưa trên ô tô mà không cần có sự can thiệp bằng tay
Với mục đích này, em sử dụng một cảm biến phát hiện mưa để thu thập dữ liệu từ môi trường đó là các hạt nước mưa rơi trên mặt kính và gửi về cho bộ điều khiển Bộ điều khiển chính là một vi điều khiển có khả năng thu thập dữ liệu và xử lý dữ liệu để từ đó tác động điều khiển động cơ gạt nước Hệ thống này gọi là hệ thống gạt nước mưa tự động.
Mục tiêu đề tài
Vận dụng những gì đã học, đã được thầy cô và trong suốt quá trình học đã tiếp thu và tích lũy để đưa vào thực tế và để thuận tiện hơn cho người lái xe, em đã có ý tưởng xây dựng một hệ thống gạt nước tự động thay vì điều chỉnh bằng tay trên các xe chưa được trang bị chức năng tự động này Hệ thống sẽ chuyển ON khi phát hiện có mưa và dừng lại khi trời hết mưa
Thiết kế hệ thống gạt nước mưa tự động và thay đổi tốc độ gạt theo lưu lượng mưa gắn song song với mạch điều khiển hệ thống gạt nước bình thường.
Nội dung đề tài
Tìm hiểu đề tài, thu thập các thông tin tài liệu
Tìm hiểu nguyên lí hoạt động, cấu tạo, vận hành thực tế và hình ảnh các chi tiết của hệ thống gạt mưa tự động
Thực hiến cuốn thuyết minh và power point
Thi công thực nghiệm mô hình
Phương pháp nghiền cứu
Tìm hiểu và thu thập đầy đủ các tài liệu, kiến thức liên quan đến đề tài hệ thống gạt nước mưa tự động
Lựa chọn các linh kiện phù hợp với mục đích đề tài như: Vi điều khiển, cảm biến hay động cơ… Ở đây ta lựa chọn vi điều khiển chính là Arduino và sử dụng cảm biến mưa để thu thập dữ liệu từ môi trường và gửi về cho vi điều khiển Chọn động cơ DC là động cơ gạt nước, động cơ sẽ quay khi được điều khiển bởi vi điều khiển Phần mềm để lập trình chính là phần mềm Arduino IDE
Sau khi đã có đầy đủ các tài liệu liên quan và các linh kiện cần thiết ta có thể bắt đầu bắt tay vào thiết kế và xây dựng hệ thống: xây dựng sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý của hệ thống, ghép nối các khối chức năng và lập trình cho hệ thống.
Kết cấu đề tài
Chương I GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Chương II TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GẠT MƯA
Chương III MÔ HÌNH HỆ THỐNG GẠT MƯA TỰ ĐỘNG
Chương IV THI CÔNG MÔ HÌNH
Chương V KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GẠT MƯA
Lịch sử phát triển của hệ thống gạt mưa – rửa kính trên ô tô
2.1.1 Đôi nét về chiếc gạt nước đầu tiên trên xe hơi
Năm 1905, chiếc cần gạt nước xe ô tô đầu tiên trên thế giới được phát minh bởi một người phụ nữ 39 tuổi có tên là Mary Anderson
Mọi chuyện bắt đầu năm 1903, khi đi trong thành phố New York, Mary Anderson nhận ra rằng thỉnh thoảng, tài xế lại phải dừng xe, cầm chiếc khăn để lau hơi nước và tuyết phủ trên mặt kính Thậm chí, có những người chẳng buồn gạt tuyết vì quá dày mà ló đầu ra cửa sổ đế lái Dưới con mắt của một phụ nữ, bà thấy cần phải tạo ra một cái gì để giúp họ không cần dừng xe mà vẫn gạt được tuyết và giữ tầm nhìn
Về nhà, Anderson thiết kế hệ thống cần gạt nước đầu tiên Nhưng khi đưa ra ý tưởng đó, bà bỗng trở thành là trò cười của người xung quanh bởi theo họ, đấy là việc của đàn ông và sẽ chẳng có ai quan tâm tới “sự điên rồ” ấy Tuy nhiên, sự dè bỉu chấm dứt năm
1905 và tình thế đảo ngược khi Anderson nhận bằng sáng chế tại Mỹ Đó là minh chứng cho sức mạnh trí tuệ của phái nữ Vào thời điểm nhận bằng phát minh, Anderson tròn 39 tuổi
Cơ cấu hoạt động của thiết bị này hết sức đơn giản Anderson dùng hai chiếc cần gắn vào thân xe và tiếp xúc với mặt kính bằng chiếc “lưỡi” cao su Khi cần, người lái xe quay tay nắm đặt trong ca-bin Qua cơ cấu truyền động, hai chiếc cần gạt nước sẽ chuyển động lên xuống để gạt tuyết và hơi nước, tạo tầm nhìn cho người lái
Thế nhưng, dù chiếc cần gạt nước đã chính thức ra đời, nhưng các nhà sản xuất xe vẫn không áp dụng thiết bị này vào những chiếc xe của họ
Khi giới thiệu thiết bị của mình cho một hãng Canada, Anderson nhận được câu trả lời: "Chúng tôi không nhận thấy bất cứ lợi ích nào từ sản phẩm này Vì vậy, tốt nhất bà hãy mang nó về nhà" Phải tới 1916, tức 11 năm sau, cần gạt nước mới trở thành thiết bị tiêu chuẩn trên tất cả các xe ở Mỹ Anderson phải cảm ơn Henry Ford bởi nhờ công nghệ sản xuất hàng loạt Model T, ôtô trở nên "bình dân" trong cho người tiêu dùng và phát minh của bà mới được biết đến Tại thời điểm ấy, các xe hơi chạy bằng động cơ hơi nước nên hầu hết các thiết bị đều hoạt động thủ công và cần gạt nước cũng không ngoại lệ Thật khó khăn và bất tiện khi lái xe phải dùng một tay quay thiết bị điều khiển cần gạt nước liên tục, tay còn lại để lái vô lăng, điều khiển hộp số, điều khiển phanh
Hình 2.1 Cơ cấu hoạt động của cần gạt nước do bà Anderson nghĩ ra
Năm 1917, một nha sĩ người Hawaii là Dr Ormand Wall phát minh ra động cơ điện điều khiển cần gạt nước tự động Cần gạt nước không còn gắn ở thân xe nữa là được gắn ở kính trước xe hơi Bộ phận rửa kính được trang bị thêm một vòi nước nhỏ có tác dụng phun nước rửa kính lên kính lái thông qua những lỗ nhỏ nằm trên nắm capo Tuy nhiên, nước bơm liên tục và cần gạt hoạt động liên tục không ngơi nghỉ khiến hao phí mất một phần điện năng
Không dừng tại đó, năm 1962 Bo Kearns sáng chế ra bộ gạt nước không liên tục cho phép tài xế thay đổi được tốc độ quét và thời gian nghỉ giữa mỗi lần quét Còn đến năm 1980, người ta có thể làm cả gạt nước cho đèn pha và kết hợp cả hệ thống chiếu sáng, hệ thống phun rửa và gạt nước
Từ thời điểm 1990 đến nay, cần gạt nước đã phát triển hoàn thiện theo từng mẫu thiết kế xe hơi, chúng được gắn ở kính lái, có bộ điều khiển cảm ứng vi mạch giúp nhận biết trời mưa, tần suất mưa, từ đó tự động gạt nước phù hợp
Có thể thấy cần gạt nước đã mất gần 80 năm để hoàn thiện và hữu dụng như ngày hôm nay Điều đó thể hiện những phát minh của con người luôn dần dần được cải tiến, tiện dụng hơn
Hình 2.2 Motor điện được đặt phía trên và nằm giữa kính lái
Vai trò nhiệm vụ của hệ thống gạt mưa – rửa kính
Gạt nước ô tô hay còn gọi là gạt mưa ô tô tuy là bộ phận nhỏ nhưng lại hết sức quan trọng đối với xe hơi Nó đảm bảo cho người lái nhìn được rõ rang bằng cách gạt nước mưa trên kính trước và kính sau khi trời mưa
Hệ thống có thể làm sạch bụi bẩn trên kính chắn gió phía trước nhờ thiết bị rủa kính.Vì vậy đây là thiết bị cần thiết cho sự an toàn của xe khi tham gia giao thông
Phân loại hệ thống gạt mưa - rửa kính
Có 3 loại mô tơ gạt nước chủ yếu:
- Mô tơ gạt nước được truyền động từ động cơ ô tô
- Mô tơ gạt nước chạy bằng khí nén
- Mô tơ gạt nước được truyền động từ động cơ điện ( hiện nay tất cả các xe ô tô đều dung loại này).
Yêu cầu của hệ thống gạt nước
Hệ thống gạt nước và rửa kính là một hệ thống đảm bảo cho người lái nhìn được rõ rang bằng cách gạt nước mưa trên kính trước và kính sau khi trời mưa Hệ thống có thể làm sạch bụi bẩn trên kính chắn gió phía trước nhờ thiết bị rửa kính vì vậy đây là thiết bị cần thiết cho sự an toàn của xe khi di chuyển Gần đây một số kiểu xe có thể thay đổi tốc độ gạt nước theo tốc độ xe và tự động gạt nước khi trời mưa
Hệ thống gạt nước trên ô tô phải hoạt động nhẹ nhàng, linh hoạt ổn định với từng trường hợp ổn định với điều kiện trời mưa, ngoài ra còn phải đảm bảo việc sửa chữa dễ dàng và thuận tiện hơn.
Sơ đồ bố trí gạt nước rửa kính
Hình 2.3 Bố trí tổng quan
Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của hệ thống gạt mưa - rửa kính
Hệ thống gạt nước – rửa kính bao gồm các bộ phận sau:
⚫ Cần gạt nước phía trước/Lưỡi gạt nước phía trước
⚫ Motor và cơ cấu dẫn động gạt nước phía trước
⚫ Vòi phun của bộ rửa kính trước
⚫ Bình chứa nước rửa kính (có motor rửa kính)
Hình 2.4 Mô hình tổng thể hệ thống gạt nước trên ô tô
2.6.2 Cần gạt nước/thanh gạt nước
Hình 2.5 Hình ảnh cần gạt nước trên ô tô Cấu trúc của cần gạt nước là một lưỡi cao su được lắp vào thanh kim loại gọi là thanh gạt nước Gạt nước được dịch chuyển tuần hoàn nhờ cần gạt
Hình 2.6 Cấu tạo cần gạt nước
Ta có thể hình dung lưỡi gạt tương tự như những cái chổi cao su dài Bề mặt tiếp xúc giữa lưỡi gạt và mặt kính chắn gió được phủ lên một lớp cao su mỏng Vì lưỡi gạt nước được ép vào kính trước bằng lò xo nên gạt nước có thể gạt được nước mưa nhờ dịch chuyển thanh gạt nước Chuyển động tuần hoàn của gạt nước được tạo ra bởi motor và cơ cấu dẫn động Vì lưỡi cao su lắp vào thanh gạt nước bị mòn do sử dụng và do ánh sáng mặt trời và nhiệt độ môi trường vv… nên phải thay thế phần lưỡi cao su này một cách định kỳ
Hình 2.7 Cơ cấu truyền động của cần gạt nước
2.6.3 Gạt nước được che một nửa và gạt nước được che hoàn toàn
Gạt nước thông thường có thể nhìn thấy từ phía trước của xe Tuy nhiên để đảm bảo tính khí động học, bề mặt lắp ghép phẳng và tầm nhìn rộng nên những gạt nước gần đây được che đi dưới nắp ca pô Gạt nước có thể nhìn thấy một phần gọi là gạt nước che một nửa, gạt nước không nhìn thấy được gọi là gạt nước che hoàn toàn
Với gạt nước che hoàn toàn nếu nó bị phủ băng tuyết hoặc ở trong các điều kiện khác, thì gạt nước không thể dịch chuyển được Nếu cố tình làm sạch tuyết bằng cách cho hệ thống gạt nước hoạt động cưỡng bức có thể làm hỏng motor gạt nước Để ngăn ngừa hiện tượng này, phần lớn các mẫu xe có cấu trúc chuyển chế độ gạt nước che hoàn toàn sang chế độ gạt nước che một phần bằng tay Sau khi bật sang gạt nước che một nửa, cần gạt nước có thể đóng trở lại bằng cách dịch chuyển nó theo hướng mũi tên được chỉ ra trên hình vẽ
Hình 2.8 Gạt nước che một nửa và che hoàn toàn
2.6.4 Một số cách bố trí lưỡi gạt nước thường gặp:
Hình 2.9 Một số cách bố trí của lưỡi gạt
Phần lớn các mẫu xe hơi sẽ có hai lưỡi gạt Khi hoạt động, hai lưỡi gạt sẽ cùng nhau di chuyển để làm sạch bề mặt kính Thật ra, hai lưỡi gạt được đặt tại hai điểm lệch về một bên của kính chắn gió (như hình minh họa) Cách sắp xếp này gọi là gạt nước theo kiểu tăng đem (tandem systems) Đây là kiểu được sử dụng rất phổ biến do có thể vệ sinh được diện tích rộng trên kính chắn gió và tạo ra trường nhìn tốt nhất cho người lái xe
Ngoài ra còn có một số kiểu bố trí gạt nước khác như hai lưỡi đối diện nhau lệch về hai bên kính, kiểu một lưỡi gạt, Tuy nhiên, các cơ cấu này có cấu trúc phức tạp nhưng lại làm việc kém hiệu quả hơn
2.6.5 Công tắc gạt nước và Relay điều khiển gạt nước gián đoạn
Công tắc gạt nước được bố trí trên trục trụ lái, đó là vị trí mà người lái có thể điều khiển bất kỳ lúc nào khi cần Công tắc gạt nước có các vị trí OFF (dừng), LO (tốc độ thấp) và HI (tốc độ cao) và các vị trí khác để điều khiển chuyển động của nó Một số xe có vị trí MIST (gạt nước chỉ hoạt động khi công tắc gạt nước ở vị trí MIST (sương mù), vị trí INT (gạt nước hoạt động ở chế độ gián đoạn trong một khoảng thời gian nhất định) và một công tắc thay đổi để điều chỉnh khoảng thời gian gạt nước
Trong nhiều trường hợp công tắc gạt nước được kết hợp với công tắc điều khiển đèn Vì vậy, đôi khi người ta gọi là công tắc tổ hợp Ở những xe có trang bị gạt nước cho kính sau, thì công tắc gạt nước sau cũng nằm ở công tắc gạt nước và được bật về giữa các vị trí ON và OFF Một số xe có vị trí INT cho gạt nước kính sau Ở những kiểu xe gần đây, ECU được đặt trong công tắc tổ hợp cho MPX
Hình 2.10 Công tắc gạt nước Relay điều khiển gạt nước gián đoạn:
Relay này kích hoạt các gạt nước hoạt động một cách gián đoạn Phần lớn các kiểu xe gần đây các công tắc gạt nước có relay này được sử dụng rộng rãi Một relay nhỏ và mạch transistor gồm có tụ điện và điện trở cấu tạo thành relay điều khiển gạt nước gián đoạn Dòng điện tới motor gạt nước được điều khiển bằng relay theo tín hiệu được truyền từ công tắc gạt nước làm cho motor gạt nước chạy gián đoạn Rơ le gạt gián đoạn có tên: Intermitten Wipers relay
Hinh 2.11 Rơ le mạch gián đoạn trên xe ô tô
Thông thường relay gạt nước gián đoạn ở các hangx xe nhật và hàn như Toyota, kia, hyundai thường được bố trí tich hợp nằm trong cụm công tắc luôn Còn các hang xe đức như BMW, Mer thì thường bố trí phía ngoài cụm công tắc tổ hợp,
Công tắc bộ phận rửa kính được kết hợp với công tắc gạt nước Khi bật công tắc này thì motor rửa kính hoạt động và phun nước rửa kính
Hình 2.12 Hệ thống phun nước
Hình 2.13 Motor bơm nước Đổ nước rửa kính vào bình chứa trong khoang động cơ Bình chứa nước rửa kính được làm từ bình nhựa mờ và nước rửa kính được phun từ motor rửa kính đặt trong bình chứa
Motor rửa kính có dạng cánh quạt được sử dụng trong bơm nhiên liệu
Có hai loại hệ thống rửa kính đối với oto có rửa kính sau: một loại có bình chứa chung cho cả bộ phận kính trước và sau
Ngoài ra còn có một loại điều chỉnh vòi phun cho cả kính trước và kính sau nhờ motor rửa kính điều khiển các van và một loại khác có hai motor riêng cho bộ phận rửa kính trước và bộ phận rửa kính sau được đặt trong bình chứa
Vận hành kết hợp với bộ phận rửa kính:
Loại này tự động điều khiển cơ cấu gạt nước khi phun nước rửa kính sau khi bật công tắc rửa kính một thời gian nhất định đó là “sự vận hành kết hợp với bộ phận rửa kính đó là sự vận hành để gạt nước rửa kính được phun trên bề mặt kính trước
Hình 2.14 Chức năng kết hợp gạt nước và rửa kính
Motor gạt nước là dạng động cơ điện một chiều kích từ bằng nam chậm vĩnh cửu Motor gạt nước gồm có motor và bộ truyền bánh răng để làm giảm tốc độ ra của motor Motor gạt nước có 3 chổi than tiếp điện: chổi tốc độ thấp, chổi tốc độ cao và một chổi dùng chung (để tiếp mát) Một công tắc dạng cam được bố trí trong bánh răng để gạt nước dừng ở vị trí cố định trong mọi thời điểm
Hình 2.15 Cấu tạo motor gạt nước và cấu tạo cuộn dây của moto
Chuyển đổi tốc độ motor:
Một sức điện động ngược được tạo ra trong cuộn dây phần ứng khi motor quay để hạn chế tốc độ quay của motor
Gạt nước tự động khi trời mưa
Khi công tắc gạt nước ở vị trí AUTO, chức năng này dùng một cảm biến mưa, nó được lắp ở kính trước để phát hiện lượng mưa và điều khiển thời gian gạt nước tối ưu tương ứng theo lượng mưa.
Tổng quan về Arduino
Arduino IDE là một phần mềm với một mã nguồn mở, được sử dụng chủ yếu để viết và biên dịch mã vào module Arduino Nó bao gồm phần cứng và phần mềm Phần cứng chứa đến 300,000 board mạch được thiết kế sẵn với các cảm biến, linh kiện Phần mềm giúp bạn có thể sử dụng các cảm biến, linh kiện ấy của Arduino một cách linh hoạt phù hợp với mục đích sử dụng
Hình 2.19 Giao diện phần mềm arduino Đây là một phần mềm Arduino chính thống, giúp cho việc biên dịch mã trở nên dễ dàng, ngay cả một người bình thường không có kiến thức kỹ thuật cũng có thể làm được
Thông tin của Arduino IDE o Nền tảng: Windows, MacOS, Linux o Dung lượng: ~530MB o Loại ứng dụng: Công cụ o Nhà phát hành: Arduino Software
2.8.2 Tính năng chính của Arduino IDE
2.8.2.1 Phần mềm lập trình mã nguồn mở miễn phí
IDE trong Arduino IDE là phần có nghĩa là mã nguồn mở, nghĩa là phần mềm này miễn phí cả về phần tải về lẫn phần bản quyền: Người dùng có quyền sửa đổi, cải tiến, phát triển, nâng cấp theo một số nguyên tắc chung được nhà phát hành cho phép mà không cần xin phép ai, điều mà họ không được phép làm đối với các phần mềm nguồn Tuy là phần mềm mã nguồn mở nhưng khả năng bảo mật thông tin của Arduino IDE là vô cùng tuyệt vời, khi phát hiện lỗi nhà phát hành sẽ vá nó và cập nhật rất nhanh khiến thông tin của người dùng không bị mất hoặc rò rỉ ra bên ngoài
Hình 2.20 Arduino IDE - Phần mềm lập trình mã nguồn mở miễn phí
2.9.2.2 Sử dụng ngôn ngữ lập trình C/C++ thân thiện với các lập trình viên
Arduino IDE sử dụng ngôn ngữ lập trình C/C++ rất phổ biến trong giới lập trình Bất kỳ đoạn code nào của C/C++ thì Arduino IDE đều có thể nhận dạng, giúp các lập trình viên thuận tiện trong việc thiết kế chương trình lập cho các bo mạch Arduino
2.8.2.3 Hỗ trợ lập trình tốt cho bo mạch Arduino
Arduino có một module quản lý bo mạch, nơi người dùng có thể chọn bo mạch mà họ muốn làm việc cùng và có thể thay đổi bo mạch thông qua Menu Quá trình sửa đổi lựa chọn cũng liên tục tự động cập nhật để các dữ liệu có sẵn trong bo mạch và dữ liệu sửa đổi đồng nhất với nhau Bên cạnh đó, Arduino IDE cũng giúp bạn tìm ra lỗi từ code mà bạn biết giúp bạn sửa lỗi kịp thời tránh tình trạng bo mạch Arduino làm việc với code lỗi quá lâu dẫn đến hư hỏng hoặc tốc độ xử lý bị giảm sút
Hình 2.22 Tương thích với bo mạch Arduino
2.9.2.4 Thư viện hỗ trợ phong phú
Hình 2.23 Thư viện Library Manager vô cùng đa dạng Arduino IDE tích hợp với hơn 700 thư viện, được viết và chia sẻ bởi nhà phát hành Arduino Software và thành viên trong cộng đồng Arduino Mọi người có thể tận dụng chúng cho dự án của riêng mình mà không cần phải bỏ ra bất kỳ chi phí nào
2.8.2.5 Giao diện đơn giản, dễ sử dụng
Hình 2.24 Một số tính năng thường xuyên sử dụng trên phần mềm
Arduino IDE có một giao diện đơn giản, dễ sử dụng giúp người dùng thuận tiện hơn trong thao tác Dưới đây là một số tính năng nổi bật chúng ta thường sử dụng: Nút kiểm tra chương trình (Verify): giúp dò lỗi phần code định truyền xuống cho bo mạch Arduino
Hình 2.25 Nút kiểm tra lỗi (Verify) Nút tải đoạn code vào bo mạch Arduino (Upload): giúp nhập đoạn code vào trong bo mạch Arduino
Hình 2.26 Nút tải code vào bo mạch (Upload) Vùng lập trình: người dùng sẽ viết chương trình tại khu vực này
Hình 2.27 Vùng lập trình Thanh Menu: gồm những thẻ chức năng nằm trên cùng như File, Edit, Sketch, Tools, Help rất thông dụng có ở hầu hết các chương trình nhập code khác
2.8.2.6 Hỗ trợ đa nền tảng như Windows, MacOS, Linux
Arduino IDE hoạt động trên 3 hệ điều hành phổ biến nhất là Windows, Mac
OS và Linux giúp người dùng có thể truy cập vào phần mềm ở bất cứ đâu, bất cứ khi nào miễn là họ có một cái máy tính Ngoài ra, người dùng có thể truy cập vào công cụ từ đám mây Điều này cho phép các nhà lập trình lựa chọn tạo và lưu dự án của mình trên đám mây hoặc xây dựng chương trình trên máy tính và upload nó lên bo mạch
Hình 2.29 Hỗ trợ nhiều nền tảng khác nhau Tóm lại, Arduino IDE là một phần mềm được phân phối chính hãng, tải miễn phí và giao diện thân thiện với người dùng Phần mềm liên tục được nhà phát hành cập nhật dưới sự giúp đỡ của Cộng đồng người dùng Arduino đông đảo nên độ bảo mật là rất cao Arduino IDE là phần mềm nên sử dụng nhất để tải code vào bo mạch Arduino
2.8.2.7 Arduino IDE hoạt động như thế nào?
Khi người dùng viết mã và biên dịch, IDE sẽ tạo file Hex cho mã File Hex là các file thập phân Hexa được Arduino hiểu và gửi đến bo mạch bằng cáp USB Mỗi bo Arduino đều được tích hợp một bộ vi điều khiển, bộ vi điều khiển sẽ nhận file Hex và chạy theo mã được viết
2.8.2.8 Lý do bạn nên sử dụng Arduino IDE
Lập trình mã nguồn mở miễn phí
IDE trong Arduino IDE là phần có nghĩa là mã nguồn mở Nghĩa là phần mềm này miễn phí cả về phần tải về lẫn phần bản quyền Người dùng có quyền sửa đổi, cải tiến, phát triển, nâng cấp theo một số nguyên tắc chung được nhà phát hành cho phép mà không cần xin phép ai, điều mà họ không được phép làm đối với các phần mềm nguồn đóng
Hình 2.30 Arduino IDE – Phần mềm lập trình mã nguồn mở miễn phí
Tuy là phần mềm mã nguồn mở nhưng khả năng bảo mật thông tin của Arduino IDE là vô cùng tuyệt vời, khi phát hiện lỗi nhà phát hành sẽ vá nó và cập nhật rất nhanh khiến thông tin của người dùng không bị mất hoặc rò rỉ ra bên ngoài
Arduino có nhiều ứng dụng trong đời sống, trong việc chế tạo các thiết bị điện tử chất lượng cao Một số ứng dụng có thể kể đến như:
Lập trình robot: Arduino chính là một phần quan trọng trong trung tâm xử lí giúp điều khiển được hoạt động của robot
Lập trình máy bay không người lái Có thể nói đây là ứng dụng có nhiều kì vọng trong tương lai
Game tương tác: chúng ta có thể dùng Arduino để tương tác với Joystick, màn hình,… để chơi các trò như Tetrix, phá gạch, Mario… và nhiều game rất sáng tạo nữa
Arduino điều khiển thiết bị ánh sáng cảm biến tốt Là một trong những bộ phần quan trọng trong cây đèn giao thông, các hiệu ứng đèn nháy được cài đặt làm nổi bật các biển quảng cáo
Arduino cũng được ứng dụng trong máy in 3D và nhiều ứng dụng khác tùy thuộc vào khả năng sáng tạo của người sử dụng
2.8.4 Phần mềm lập trình Arduino IDE
Yêu cầu thiết kế
Hệ thống sau khi xây dựng xong phải đảm bảo các yêu cầu thiết kế sau:
- Hệ thống sẽ tự động ON khi có mưa
- Tự động dựng khi tạnh mưa
- Cảm biến phát hiện mưa chính xác
- Tốc độ quay của động cơ gạt nước thay đổi phù hợp với từng điều kiện trời mưa
- Động cơ quay ở hai tốc độ nhanh và chậm
- Thiết kế mạch điều khiển nhỏ gọn và phù hợp với xe
- Hệ thống phải hoạt động nhẹ nhàng, linh hoạt, ổn định
- Chi phí phù hợp với người dùng.
Ý tưởng thiết kế
Xuất phát từ tình hình thực tế trong nước và quốc tế, cũng như những nhận định và phân tích như trên thì ta có thể nhận thấy rằng ngày nay trên các loại xe hơi cao cấp và trung cấp đã được trang bị hệ thống gạt nước mưa và rửa kính tự động Tuy nhiên trên các loại xe ít tiền thì các hệ thống gạt nước mưa đa số vẫn làm việc trên nguyên tắc chuyển đổi bằng tay Điều này đôi lúc gây bất lợi cho người lái xe đó là luôn mất thời gian bật công tắc gạt nước trong khi lái xe trong điều kiện thời tiết xấu (mưa bão…), điều này gây mất tập trung và ảnh hưởng đến việc lái xe an toàn Trong thời đại công nghệ như hiện nay việc ứng dụng công nghệ vào việc trang thiết bị trên các phương tiện giao thông để đem đến sự tiện nghi cho người điều khiển các phương tiện giao thông là vô cùng cần thiết
Vì vậy, với những kiến thức đã học cũng như những thông tin cập nhật trên internet em nhận thấy vấn đề xây dựng một hệ thống gạt nước tự động chuyển sang ON khi trời có mưa và dừng lại khi trời tạnh mưa là một vấn đề đang được nhà sản xuất và người dùng quan tâm Nhằm mục đích đem đến sự tiện lợi cho người lái xe, đặc biệt là những chủ sở hữu người mà có thu nhập thấp và trung bình chưa có cơ hội sở hữu cho mình một chiếc xe được trang bị hệ thống gạt nước tự động thì nay cũng có thể trang bị trên chiếc xe của mình một hệ thống gạt nước và rửa kính tự động với một chi phí phù hợp Đề tài của em đưa ra đó là sự kết hợp giữa hệ thống gạt nước mưa hiện tại và bổ sung thêm chức năng tự động ON khi có mưa và OFF khi tạnh mưa để tự động hóa hệ thống gạt nước mưa trên ô tô mà không cần có sự can thiệp bằng tay
Với mục đích này, em sử dụng một cảm biến phát hiện mưa để thu thập dữ liệu từ môi trường đó là các hạt nước mưa rơi trên mặt kính và gửi về cho bộ điều khiển Bộ điều khiển chính là một vi điều khiển có khả năng thu thập dữ liệu và xử lý dữ liệu để từ đó tác động điều khiển động cơ gạt nước Hệ thống này gọi là hệ thống.
Nạp chương trình code vào ESP8266
Bước 1: Vào File, sau đó chọn Preferences lập trình và nạp cho ESP8266 Nodemcu
Hình 3.1 Mô tả bước 1 Sau khi chọn sẽ xuất hiện:
Hình 3.2 Mô tả bước 1 Bước 2: Copy đường dẫn bên dưới vào ADDITIONAL BOADS MANAGER URLS lập trình và nạp cho ESP8266 Nodemcu Đường dẫn: http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
Hình 3.3 Mô tả bước 2 Bước 3: Chọn vào Tool, sau đó chọn Board, sau đó chọn Bpards Manager lập trình và nap cho ESP8266 Nodemcu
Hình 3.4 Mô tả bước 3 Chờ load xong khoảng 1 đến 3 phút tùy vào máy tính sau đó kéo xuống cuối cùng xuất hiện ESP8266 by ESP8266 Community nhấn vào bảng mới nhất và nhấn Install
Hình 3.5 Mô tả bước 3 Phần còn lại là chờ nó cài xong sẽ báo và chỉ cần nhấm vào Close
Hình 3.6 Mô tả bước 3 Bước 4: Chọn đúng Kit chúng ta giao tiếp bằng cách vào Tool chọn Board, sau đó kéo xuống sẽ nhìn thấy tên mong muốn lập trình và nạp code ESP8266 Nodemcu
Hình 3.7 Mô tả bước 4 Ở đây hiện mình đan sử dụng NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module).
Sơ đồ hệ thống gạt nước tự động ứng dụng trên ô tô
Hình 3.8 Sơ đồ hệ thống gạt nước tự động ứng dụng trên ô tô
Esp8266 khi được cấp nguồn, nó sẽ tự động kết nối với wifi gần đó với điều kiện tên wifi và mật khẩu wifi phải được lập trình sẵn vào code và nạp vào vi điều khiển Esp8266 Từ đó, chúng ta có thể điều khiển được Esp8266 bằng sóng wifi từ xa
Hình 3.9 Hình ảnh động cơ gạt nước trên thực tế Động cơ gạt nước thực tế trên ô tô sử dụng loại động cơ DC 12V loại 5 chân
Sau đây là kí hiệu và chức năng các chân của động cơ gạt nước trên ô tô:
Chân H: là chân tốc độ cao
Chân L: là chân tốc độ thấp
Chức năng: Động cơ gạt nước được nối với hệ thống cần gạt Ở chế độ tự động thì động cơ gạt nước nhận tín hiệu điều khiển từ vi điều khiển, còn khi ở chế độ điều khiển bằng tay thì động cơ này được điều khiển bởi công tắc gạt
Hình 3.10 Sơ đồ mạch điện của hệ thống gạt nước mưa tự động ứng dụng trên ô tô Nguyên lý kết nối như sau: Động cơ gạt nước thực tế trên ô tô sử dụng loại động cơ DC 12V loại 5 chân
Sau đây là kí hiệu và chức năng các chân của động cơ gạt nước trên ô tô:
Chân H: là chân tốc độ cao
Chân L: là chân tốc độ thấp
Các chân H và chân L của động cơ được nối với vi điều khiển thông qua các Relay Relay có chức năng đóng mở cấp nguồn tín hiệu cho động cơ dựa vào tín hiệu từ vi điều khiển
Nguyên tắc hoạt động: Ở chế độ bình thường ta sử dụng chức năng của công tắc để điều khiển động cơ gạt nước ON, OFF, nhanh hay chậm Lúc này hệ thống gạt nước hoạt động theo các chế độ có sẵn (tùy theo xe) Bao gồm các chế độ điều khiển Motor gạt nước: HIGH, LOW và STOP dựa trên sự thay đổi vị trí của cụm công tắc gạt nước
Khi chuyển sang chế độ tự tự động, hệ thống gạt nước vẫn có đầy đủ các chế độ như bình thường Bộ vi xử lí dựa trên tín hiệu của cảm biến để điều khiển các chế độ của Motor gạt nước bao gồm các chế độ tương ứng sau:
Lúc này ta để cụm công tắc gạt nước ở vị trí OFF để tắt chức năng điều khiển bằng tay
Khi đó động cơ gạt nước được điều khiển bằng vi điều khiển dựa vào tín hiệu mưa thu được bằng cảm biến mưa Tín hiệu thu được từ bộ cảm biến được đưa đến đầu vào của vi điều khiển để xử lý, tín hiệu sau khi được xử lý sẽ tác động đóng mở các Relay để động cơ hoạt động và ở tốc độ cao hay thấp tùy thuộc vào lượng mưa Nếu mưa nhiều thì vi điều khiển sẽ tác động Relay1 đóng động cơ gạt nước ở chế độ cao và ngược lại, Relay 2 đóng và gạt nước ở chế độ thấp.
Chọn vật liệu làm khung mô hình
3.5.1 Khung lắp đặt mô hình
- Để chứa, cố định tất các các vi mạch và thiết bị thuộc hệ thống gạt mưa tự động
- Tấm mica có độ dày thích hợp để lắp đặt, khoan và cố định chi tiết mô hình.
Sử dụng thanh sắt đã qua thi công có kích thước 10 m
Dùng đinh tán để nối, cố định, tạo khung nâng chắc chắc và đảm bảo an toàn
Hình 3.12 Khung nâng mô hình
THI CÔNG MÔ HÌNH
Chọn vật liệu, thiết bị
Hình 4.1 Cảm biến mưa Thông số kỹ thuật:
• Thời gian đáp ứng: ≤100mS
• Đầu ra: tín hiệu mức cao / thấp và tín hiệu tương tự
• Nhiệt độ làm việc: 0-60 °C (nhiệt độ danh định 20 °C)
• Độ ẩm làm việc: dưới 95% RH không ngưng tụ (độ ẩm danh nghĩa 65% RH)
• Độ nhạy cảm biến độ ẩm có thể được điều chỉnh bởi chiết áp
• Tín hiệu đầu ra của bảng có thể được kết nối trực tiếp với cổng IO của bộ vi điều khiển hoặc chuyển đổi ADC
• Có lỗ cố định lắp đặt để cài đặt thuận tiện
• Độ chính xác phát hiện độ ẩm là ± 5% RH
Mạch cảm biến mưa gồm 2 bộ phận:
Bộ phận cảm biến mưa được gắn ngoài trời: Để thu thập dữ liệu khi có mưa sẽ có tín hiệu đưa vào khối so sánh Khối cảm biến có hai chân ra, đây thực chất là một điện trở, khi gặp nước mưa thì điện trở này sẽ dẫn điện và ngược lại khi không có nước mưa thì điện trở này sẽ không dẫn điện Điện trở này sẽ nối vào hai chân ra của bộ so sánh ở đây
Bộ so sánh: Bộ so sánh có bốn chân:
VCC, GND: Để nhận nguồn điện từ Arduino
D0: Để trả tín hiệu digital về cho arduino
A0: Là chân cho tín hiệu analog
Ta có sơ đồ nguyên lý của cảm biến mưa như sau:
Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý của cảm biến mưa Mạch cảm biến mưa hoạt động bằng cách so sánh hiệu điện thế của mạch cảm biến nằm ngoài trời với giá trị định trước (giá trị này thay đổi được thông qua 1 biến trở màu xanh) từ đó phát ra tín hiệu đóng / ngắt rơ le qua chân D0 Khi có nước rơi trên cảm biến, sẽ có điện áp trong khoảng từ 0V đến 5V trên chân A0 và được đưa vào bộ so sánh sử dụng IC LM393, để đưa ra chân D0 điện áp mức 0 hoặc mức 1
Biến trở có tác dụng điều chỉnh độ nhậy, ta có thể tùy ý quyết định với lượng mưa nào thì cảm biến sẽ đưa ra mức 1 Khi cảm biến khô ráo (trời không mưa), chân D0 của module cảm biến sẽ được giữ ở mức cao (5V-12V) Khi có nước trên bề mặt cảm biến (trời mưa), đèn LED màu đỏ sẽ sáng lên, chân D0 được kéo xuống thấp (0V) Ngoài ra, cảm biến còn đưa trực tiếp chân A0 ra cho chúng ta có thể tiến hành đo lường, xác định lưu lượng mưa bằng cách giao tiếp với vi điều khiển và các bộ chuyển đổi ADC
Hình 4.3 Com ESP8266 gắn thực tế vào mô hình Con ESP8266 được gắn với đến mạch để hàn dây điện kết nối với cảm biến mưa, cấp nguồn và truyền tín hiệu cho relay
Bo mạch được kết nối với một nguồn 5V, hai chân kết nối một nút đóng ngắt con ESP8266 điều khiển auto trên động cơ
Module 1 Relay với opto cách ly Kích H/L (5VDC) Sử dụng điện áp nuôi DC 5V, Điện thế đóng ngắt tối đa: AC250V ~ 10A, Kích thước: 1,97 in x 1,02 in x 0,75 in Có opto và transistor cách ly giúp cho việc sử dụng trở nên an toàn với board mạch chính, module 1 Relay với opto cách ly hl 5v được sử dụng để đóng ngắt nguồn điện công suất cao AC hoặc DC, có thể chọn đóng khi kích mức cao hoặc mức thấp
Hình 4.4 Relay Thông số kỹ thuật:
Sử dụng điện áp nuôi DC 5V
Relay mỗi Relay tiêu thụ dòng khoảng 80mA Điện thế đóng ngắt tối đa: AC250V ~ 10A hoặc DC30V ~ 10A
Có đèn báo đóng ngắt trên mỗi Relay
Có thể chọn mức tín hiệu kích 0 hoặc 1 qua jumper
Kích thước: 1,97 in x 1,02 in x 0,75 in (5.0 cm x 2.6 cm x 1.9 cm) Weight: 0,60oz (17g)
4.1.4 Công tắc gạt mưa ô tô
Hình 4.5 Công tắc gạt mưa ô tô
Trên xe du lịch hiện nay đa số đấu mạch âm chờ (đấu mát sẵn cho motor gạt mưa), tuy nhiên vẫn có những xe đấu IC ngoài và đấu mạch dương chờ Loại âm chờ thường là có IC tích hợp sẵn để điều khiển chế độ INT (gạt gián đoạn) Trong khi đó loại dương chờ thường là loại sử dụng IC nằm ngoài để điều khiển chế độ gạt gián đoạn INT Đối với loại này khi bật chế độ INT ta sẽ đo được 2 chân ra Đối với mô hình mạch gạt mưa tự động này em sẽ chọn công tắc gạt mưa hoạt động loại âm chờ
Vì mạch em đã dùng công tắc loại âm chờ nên moto chúng ta cũng sẽ chọn moto loại âm chờ thông số 12v có 5 chân
Motor bơm nước rửa kính
Hình 4.7 Motor bơm nước rửa kính Motor bơm nước rữa kính sử dụng điện áp 12Vvà có đầu nối 2 chân, một nguồn và một chân mass của motor
Nguyên lí hoạt động cũng giống motor bình thường, khi cấp nguồn thì motor chạy và hút nước rữa trính trong bầu chứa và phun lên theo đường ống dẫn
Hình 4.8 Bộ chuyển điện 220V sang 12V Thông số kỹ thuật :
- Điện áp vào : 110V-220VAC/50Hz
4.1.7 Giá đỡ cần gạt mưa
Hình 4.9 Gía đỡ cần gạt nước Được gắn với motor và hai càng gạt mưa Nó giúp cố định cho motor và là nơi để gắn gạt cần gạt mưa cho ô tô
Chi tiết có độ dài 75cm và được làm kim loại có độ bền cao.
Thi công mô hình
4.2.1 Thiết lập vị trí cho từng chi tiết trên mô hình
Hình 4.10 Gía đỡ mô hình
⚫ Được làm bằng sắt gia đông lỗ sẵn
⚫ Chiều dài chân giá đỡ là 100cm
⚫ Chiều rộng khung chứa mô hình là 80cm
⚫ Chiều dài khung chưa mô hình là 100cm
Hình 4.11 Gía đỡ cỗ định gạt mưa và motor gạt mưa Được lắp ở vị trí cao khoảng hai phần ba trong khung chứa mô hình Lắp đặt ở bị trí như vậy nhằm ta có thể nhìn thấy rõ được lúc gạt mưa hoạt động và nhằm tăng tính thẩm mỹ cho mô hình
Hình 4.12 Motor bơm nước rửa kính của mô hình
Vì là một thiết bị có kích thước nhỏ hơn nhiều so với các chi titts khác của hạt mưa nên được đặt ngay phía dưới dần tâm của cần cố đạnh gạt mưa và ngay giữa mô hình
Hình 4.13 Bộ công tắc gạt mưa trên ô tô
⚫ Được lắp đặt ở vị trí phía dưới góc trái của khung chứa mô hình
⚫ Vì chi tiết cũng khá lớn hơn các chi tiết khác nên gắn chi tiết vào bên góc trái nhằm tránh lúc hoạt đọng không bị cấn hay va chạm các thiết bị khác
⚫ Và còn nhằm để đi dây thẩm mỹ hơn nếu để góc này
Hình 4.14 Vị trí gắn bộ mạch tự động gạt mưa Được đặt ở góc bên phải mô hình
- Hai con relay nhận và truyền tín hiệu
- Nút đóng, mở con ESP8266 bằng tay
- Đầu tẩu cấp nguồn 5v cho mạch
Hình 4.15 Đường dây điện trên mô hình Đường dây điện của mô hình đường đi gọn gàng vào trong mép khung, nếu nhìn vào mô hình thì sẽ không thấy quá nhiều dây chằn chịt hay là rối
Hình 4.16 Nguồn chuyển đổi nguồn từ 220V xuống 12V Nguồn được lắp phía sau mô hình để gọn gàng, thẩm mỹ, dễ cắm nguồn hơn nữa
Và để an toàn khi cắm nguồn hoạt động, nếu để bên ngoài thì khả năng mất an toàn sẽ cao hơn vì nó có một đầu cấp nguồn 220 trực tiếp vào Nếu không may lỡ tay chạm vào thì rất là nguy hiểm
Hình 4.17 Mô hình thực tế
Nguyên lí hoạt động của mô hình:
Khi cấp nguồn 5V vào , vi điều khiển Esp8266 sẽ được bật, code sẽ được nạp vào Esp8266, khi có mưa rơi vào cảm biến mưa, thì cảm biến sẽ gửi tín hiệu qua bảng điều khiển, từ bảng điều khiển gửi qua Esp8266 một giá trị Analog tương ứng với lượng mưa Khi giá trị đã được gửi vào vi điều khiển Esp8266, Esp8266 sẽ xử lý đọc tín hiệu truyền ra đúng như lệnh code đã nạp vào, tín hiệu xuất ra sẽ được gửi đến chân IN của rơ le tương ứng mà code đã nạp vào, khi tín hiệu xuất ra cho rơ le mạch rơ le được kích sẽ đóng mạch kín Chân COM của rơ le sẽ cho nguồn 12V đi qua chân NO của rơ le, mặc khác chân NO được nối với dây của motor gạt mưa, khi có điện áp 12V đi qua motor sẽ hoạt động
4.2.3 Sử dụng phần mềm BLYNK để điều khiển con ESP8266
Hình 4.18 Phần mềm Blynk Blynk là một nền tảng với các ứng dụng trên điện thoại thông minh cho phép bạn có thể dễ dàng sử dụng, tương tác với bộ vi điều khiển như: Arduino, Esp8266, Esp32 hoặc Raspberry qua Internet
Blynk App là một bảng điều khiển kỹ thuật số cho phép bạn có thể xây dựng giao diện đồ họa cho dự án của mình bằng cách kéo và thả các widget khác nhau mà nhà cung cấp thiết kế sẵn
Blynk không bị ràng buộc với một số bo hoặc shield cụ thể Thay vào đó, nó hỗ trợ phần cứng mà bạn lựa chọn Cho dù Arduino hoặc Raspberry Pi của bạn được liên kết với Internet qua Wi-Fi, Ethernet hoặc chip ESP8266, Blynk sẽ giúp bạn kết nối và sẵn sàng cho các dự án IoT
Blynk Server – chịu trách nhiệm về tất cả các giao tiếp giữa điện thoại thông minh và phần cứng Bạn có thể sử dụng Blynk Cloud hoặc chạy cục bộ máy chủ Blynk riêng của mình Nó là mã nguồn mở, có thể dễ dàng xử lý hàng nghìn thiết bị và thậm chí có thể được khởi chạy trên Raspberry Pi
Hình 4.19 Tải app Blynk trên CHplay về điện thoại Thư viện Blynk – dành cho tất cả các nền tảng phần cứng phổ biến – cho phép giao tiếp với máy chủ và xử lý tất cả các lệnh đến và lệnh đi
Mỗi khi bạn nhấn một nút trong ứng dụng Blynk, thông điệp sẽ truyền đến không gian của đám mây Blynk, và tìm đường đến phần cứng của bạn
Mọi thứ bạn cần để xây dựng và quản lý phần cứng được kết nối: cung cấp thiết bị, hiển thị dữ liệu cảm biến, điều khiển từ xa với các ứng dụng web và di động, cập nhật chương trình cơ sở qua mạng, bảo mật, phân tích dữ liệu, quản lý người dùng và truy cập, cảnh báo, tự động hóa và nhiều thứ khác hơn…
Hình 4.20 Giao diện phần mềm Blynk sử dụng trong mô hình Trên màn hình hiển thị hai relay 1 và hai tương ứng với hai relay ngoài mô hình Khi mưa lớn thì relay1 sẽ báo và hiển thị thông báo mưa lớn lên màn hình, tương tự thì relay hai sẽ báo khi mưa nhỏ và vừa
Nút OFF là để tắt mở con ESP bằng điện thoại từ xa
4.2.4 Những đúc kết sau khi hoàn thành mô hình
Sau khi hoàn thành mô hình, nhóm chúng nhóm chúng em đã đúc kết thêm nhiều kinh nghiệm cho bản thân trong quá trình làm Vì trong quá trình thực hiện mô hình có sử dụng các kiến thức về gia cố, hàn, cắt, khoan… của bên cơ khí và vi mạch điện tử đã học qua và tìm hiểu thêm đc về các vi mạch mới như con ESP8266 chúng em đang dùng hay mạch viết code Arduino.