Ki yeu SVNCKH khoa SPKT 2017 2018

Nghiên cứu khoa học (NCKH) là hoạt động cần thiết không những đối với giảng viên mà còn với sinh viên trong suốt thời gian tại giảng đường đại học. Hoạt động NCKH của sinh viên thực sự biến quá trình đào tạo thành tự đào tạo. Qua việc tập dượt NCKH, sinh viên được rèn luyện khả năng tư duy sáng tạo, từng bước trau dồi phương pháp luận NCKH, gắn lý luận với thực tiễn và hình thành những tố chất và bản lĩnh của người cán bộ khoa học. Vì thế, công tác sinh viên NCKH được sự quan tâm đặc biệt của các cấp lãnh đạo từ Khoa đến Trường. Trong vài năm trở lại đây, phong trào NCKH của sinh viên khoa SPKT ngày càng đi vào chiều sâu và đạt được nhiều thành tựu đáng khích lệ. Nhiều năm khoa SPKT đã được Hiệu trưởng trường ĐHSP Hà Nội khen thưởng vì đạt thành tích xuất sắc trong hoạt động NCKH. Trong năm học 20162017, khoa SPKT có 2 công trình đạt giải SVNCKH cấp Trường với 1 giải Nhất của nhóm sinh viên: Vũ Minh Thoại, Nguyễn Phương Thảo (K63ĐT đề tài: “Thiết kế hệ thống chăm sóc rau thông minh”); 1 giải khuyến khích của nhóm sinh viên: Nguyễn Tùng Dương, Vũ Hạnh Ngân, Trần Thúy Quỳnh lớp (K63 ĐT đề tài: Thiết kế mô hình CNC mini). Đặc biệt đề tài nhóm sinh viên: Vũ Minh Thoại, Nguyễn Phương Thảo (K63ĐT đề tài: “Thiết kế hệ thống chăm sóc rau thông minh”) đạt giải khuyến khích cấp Bộ Giáo dục Đào tạo. Tiếp tục phát huy những thành tích đó, nhằm nâng cao hơn nữa chất lượng các công trình NCKH của sinh viên, khoa SPKT phát động NCKH từ đầu năm học 20172018. Các sinh viên được tự chọn thầy, chọn đề tài và trải qua 2 vòng báo cáo. Vòng thứ nhất, SV báo cáo ở tổ bộ môn, được chấm điểm công khai. Tổ bộ môn góp ý để SV hoàn thiện báo cáo và lựa chọn ra các đề tài xuất sắc báo cáo tại Hội nghị NCKH của SV toàn khoa. Hội đồng Khoa học và Đào tạo khoa sẽ chấm các báo cáo trực tiếp tại Hội nghị SVNCKH để xếp Giải và đề cử công trình tham dự Hội nghị SVNCKH cấp Trường. Hội nghị sinh viên NCKH khoa SPKT được tổ chức vào ngày 20 tháng 4 năm 2018. Đã có 19 sinh viên gửi đề tài tham gia với 09 đề tài trưng bày sản phẩm và được các tác giả trình bày trực tiếp rất trực quan tại Hội nghị. Nội dung các báo cáo đề cập tới nhiều chủ đề khác nhau như phương pháp dạy học Công nghệ ở phổ thông, các biện pháp hỗ trợ dạy học,... qua các mô hình, các nghiên cứu chuyên ngành kĩ thuật, công nghệ, vận dụng kiến thức để chế tạo sản phẩm phục vụ đời sống và xã hội,... Nhóm sinh viên Nguyễn Khang, Vũ Tiến Lộc (K64ĐT) với đề tài: Robot hút bị tự động tránh vật cản. Mobile robot có thể di chuyển một cách rất linh hoạt, do đó tạo nên không gian hoạt động lớn và cho đến nay nó đã dần khẳng định vai trò quan trọng không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực, thu hút được rất nhiều sự đầu tư và nghiên cứu. Mobile robot cũng được chia ra làm nhiều loại: robot học đường đi, robot dò line, robot tránh vật cản, robot tìm đường trong mê cung,…trong số đó robot tránh vật cản dễ dàng ứng dụng nhiều trong cuộc sống. Việc phát triển loại robot này sẽ phục vụ rất đắc lực cho con người. Nhóm sinh viên Đỗ Thị Chanh, Nguyễn Văn Hiếu (K64ĐT) với đề tài: Ứng dụng Atemega328 điều khiển thiết bị điện. Bởi tính ứng dụng thiết thực của đề tài, đó là việc khai thác họ AVR có rất nhiều ứng dụng trong thực tế như điều khiển động cơ, điều khiển led, điều khiển đèn giao thông, làm bộ đếm sản phẩm,... Trong các ứng dụng đó, vi điều khiển họ AVR có thể tương tác được với màn hình LCD, bàn phím KEYPAD,... vì vậy AVR được ứng dụng trên nhiều lĩnh vực trong đời sống. Nhóm sinh viên Lê Thị Quỳnh Xuân, Đặng Thị Huyền (K64ĐT) với đề tài: Dự đoán và cảnh báo cháy đề tài mang ý nghĩa thiết thực có nghĩa nghĩa gắn thực tiễn. Nếu đề tài được đầu tư thích đáng về thời gian, kinh phí để thực hiện, đề tài đem ứng dụng thực tiễn thì đó là điều thiết thực nhất, ý nghĩa nhất. Nhóm sinh viên Trần Đức Anh, Nguyễn Thu Huyền, Trần Văn Thành Công với đề tài: Mô hình hệ thống chiếu sáng tiết kiệm điện năng trong lớp. Một hệ thống chiếu sáng tốt và hợp lý không những tạo ra một môi trường học tập an toàn, thuận lợi và thân thiện, mà còn góp phần quan trọng trong việc tiết kiệm điện năng. Qua thực tế học tập, để giúp các bạn dễ hình dung hiện tượng vật lí, từ đó học tốt lý thuyết, hai sinh viên Nguyễn Thị Ngọc Hoa và Nguyễn Thị Anh Thư (K64CN) đã thực hiện đề tài: Thiết kế và chế tạo mô hình động cơ điện một chiều. Sản phẩm dùng vào dạy học ở các trường Trung học phổ thông, Trung tâm Giáo dục Kỹ thuật tổng hợp Hướng nghiệp cho học sinh những hình ảnh trực quan về chiều đi của dòng điện, chiều của đường sức từ và tác dụng của lực điện từ lên khung dây. Mặc dù còn có một số hạn chế cần cải tiến, song dụng cụ thí nghiệm này bước đầu cho thấy sự tiếp cận NCKH sáng tạo của sinh viên trong xây dựng đồ dùng dạy học.

II TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI

KHOA SƯ PHẠM KĨ THUẬT

- -

KỈ YẾU

HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

KHOA SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Năm học 2017-2018

Hà Nội, tháng 4 năm 2018

MỤC LỤC

01 Robot hút bụi tự động tránh vật cản

02 Ứng dụng Atemega328 điều khiển thiết bị điện

Đỗ Thị Chanh, Nguyễn Văn Hiếu -K64ĐT

12

03 Dự đoán và cảnh báo cháy

Lê Thị Quỳnh Xuân, Đặng Thị Huyền - K64ĐT 20

04 Mô hình hệ thống chiếu sáng tiết kiệm điện năng trong lớp

Trần Đức Anh, Nguyễn Thu Huyền, Trần Văn Thành Công - K66CN

29

05 Thiết kế và chế tạo mô hình động cơ điện một chiếu

Nguyễn Thị Ngọc Hoa, Nguyễn Thị Anh Thư - K64ĐT

34

06 Thiết kế một số đồ dùng dạy học cho phần điện trong chương trình CN8

Dương Hồng Hà, Nguyễn Thị Lan, Đinh Thị Thanh Huyền, Nguyễn Thị Thu Trang - K64CN

41

07 LED nháy theo nhạc

Nguyễn Quốc Khánh, Ng Thị Ngọc Huyền - K65ĐT

52

08 Ứng dụng Arduino trong điều khiển hệ thống đèn đường thông minh

Nguyễn Vũ Nam Sơn - K64CN

61

09 ROBOT, Chat with Spkt

Vũ Đức Quyền - K65ĐT

67

BÁO CÁO ĐỀ DẪN

HỘI NGHỊ SINH VIÊN NCKH KHOA SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Năm học 2017 - 2018

TS Nguyễn Cẩm Thanh

Trợ lý Nghiên cứu khoa học

Nghiên cứu khoa học (NCKH) là hoạt động cần thiết không những đối với giảng viên mà còn với sinh viên trong suốt thời gian tại giảng đường đại học Hoạt động NCKH của sinh viên thực sự biến quá trình đào tạo thành tự đào tạo Qua việc tập dượt NCKH, sinh viên được rèn luyện khả năng tư duy sáng tạo, từng bước trau dồi phương pháp luận NCKH, gắn lý luận với thực tiễn và hình thành những tố chất

và bản lĩnh của người cán bộ khoa học Vì thế, công tác sinh viên NCKH được sự quan tâm đặc biệt của các cấp lãnh đạo từ Khoa đến Trường

Trong vài năm trở lại đây, phong trào NCKH của sinh viên khoa SPKT ngày càng đi vào chiều sâu và đạt được nhiều thành tựu đáng khích lệ Nhiều năm khoa SPKT đã được Hiệu trưởng trường ĐHSP Hà Nội khen thưởng vì đạt thành tích xuất sắc trong hoạt động NCKH Trong năm học 2016-2017, khoa SPKT có 2 công trình đạt giải SVNCKH cấp Trường với 1 giải Nhất của nhóm sinh viên: Vũ Minh Thoại, Nguyễn Phương Thảo (K63ĐT đề tài: “Thiết kế hệ thống chăm sóc rau thông minh”); 1 giải khuyến khích của nhóm sinh viên: Nguyễn Tùng Dương, Vũ Hạnh Ngân, Trần Thúy Quỳnh lớp (K63 ĐT - đề tài: "Thiết kế mô hình CNC mini") Đặc biệt đề tài nhóm sinh viên: Vũ Minh Thoại, Nguyễn Phương Thảo (K63ĐT đề tài: “Thiết kế hệ thống chăm sóc rau thông minh”) đạt giải khuyến khích cấp Bộ Giáo dục & Đào tạo

Tiếp tục phát huy những thành tích đó, nhằm nâng cao hơn nữa chất lượng các công trình NCKH của sinh viên, khoa SPKT phát động NCKH từ đầu năm học 2017-2018 Các sinh viên được tự chọn thầy, chọn đề tài và trải qua 2 vòng báo cáo Vòng thứ nhất, SV báo cáo ở tổ bộ môn, được chấm điểm công khai Tổ bộ môn góp ý để SV hoàn thiện báo cáo và lựa chọn ra các đề tài xuất sắc báo cáo tại Hội nghị NCKH của SV toàn khoa Hội đồng Khoa học và Đào tạo khoa sẽ chấm các báo cáo trực tiếp tại Hội nghị SVNCKH để xếp Giải và đề cử công trình tham dự Hội nghị SVNCKH cấp Trường

Hội nghị sinh viên NCKH khoa SPKT được tổ chức vào ngày 20 tháng 4 năm 2018 Đã có 19 sinh viên gửi đề tài tham gia với 09 đề tài trưng bày sản phẩm

và được các tác giả trình bày trực tiếp rất trực quan tại Hội nghị

Tất cả các báo cáo đã được Hội đồng khoa học và Đào tạo khoa xem xét, đánh giá và cho điểm Kết quả là 01 đề tài đã được chọn để gửi công trình NCKH

của sinh viên cấp trường là: " ROBOT, Chat with Spkt"

Nội dung các báo cáo đề cập tới nhiều chủ đề khác nhau như phương pháp dạy học Công nghệ ở phổ thông, các biện pháp hỗ trợ dạy học, qua các mô hình, các nghiên cứu chuyên ngành kĩ thuật, công nghệ, vận dụng kiến thức để chế tạo sản phẩm phục vụ đời sống và xã hội,

Nhóm sinh viên Nguyễn Khang, Vũ Tiến Lộc (K64ĐT) với đề tài: "Robot hút bị tự động tránh vật cản" Mobile robot có thể di chuyển một cách rất linh hoạt,

do đó tạo nên không gian hoạt động lớn và cho đến nay nó đã dần khẳng định vai trò quan trọng không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực, thu hút được rất nhiều sự đầu

tư và nghiên cứu Mobile robot cũng được chia ra làm nhiều loại: robot học đường

đi, robot dò line, robot tránh vật cản, robot tìm đường trong mê cung,…trong số đó robot tránh vật cản dễ dàng ứng dụng nhiều trong cuộc sống Việc phát triển loại robot này sẽ phục vụ rất đắc lực cho con người

Nhóm sinh viên Đỗ Thị Chanh, Nguyễn Văn Hiếu (K64ĐT) với đề tài: "Ứng dụng Atemega328 điều khiển thiết bị điện" Bởi tính ứng dụng thiết thực của đề tài,

đó là việc khai thác họ AVR có rất nhiều ứng dụng trong thực tế như điều khiển động

cơ, điều khiển led, điều khiển đèn giao thông, làm bộ đếm sản phẩm, Trong các ứng dụng đó, vi điều khiển họ AVR có thể tương tác được với màn hình LCD, bàn phím KEYPAD, vì vậy AVR được ứng dụng trên nhiều lĩnh vực trong đời sống

Nhóm sinh viên Lê Thị Quỳnh Xuân, Đặng Thị Huyền (K64ĐT) với đề tài:

"Dự đoán và cảnh báo cháy" đề tài mang ý nghĩa thiết thực có nghĩa nghĩa gắn thực tiễn Nếu đề tài được đầu tư thích đáng về thời gian, kinh phí để thực hiện, đề tài đem ứng dụng thực tiễn thì đó là điều thiết thực nhất, ý nghĩa nhất

Nhóm sinh viên Trần Đức Anh, Nguyễn Thu Huyền, Trần Văn Thành Công với đề tài: "Mô hình hệ thống chiếu sáng tiết kiệm điện năng trong lớp" Một hệ thống chiếu sáng tốt và hợp lý không những tạo ra một môi trường học tập an toàn, thuận lợi và thân thiện, mà còn góp phần quan trọng trong việc tiết kiệm điện năng Qua thực tế học tập, để giúp các bạn dễ hình dung hiện tượng vật lí, từ đó học tốt lý thuyết, hai sinh viên Nguyễn Thị Ngọc Hoa và Nguyễn Thị Anh Thư (K64CN)

đã thực hiện đề tài: "Thiết kế và chế tạo mô hình động cơ điện một chiều" Sản phẩm dùng vào dạy học ở các trường Trung học phổ thông, Trung tâm Giáo dục Kỹ thuật tổng hợp - Hướng nghiệp cho học sinh những hình ảnh trực quan về chiều đi của dòng điện, chiều của đường sức từ và tác dụng của lực điện từ lên khung dây Mặc

dù còn có một số hạn chế cần cải tiến, song dụng cụ thí nghiệm này bước đầu cho thấy sự tiếp cận NCKH sáng tạo của sinh viên trong xây dựng đồ dùng dạy học

Nhóm sinh viên Dương Hồng Hà, Nguyễn Thị Lan, Đinh Thị Thanh Huyền, Nguyễn Thị Thu Trang (K64CN) đã thực hiện đề tài "Thiết kế một số đồ dùng dạy

học cho phần điện trong chương trình công nghệ 8" Đề tài đã có sản phẩm là một

số đồ dùng dạy học trên cơ sở một số môn học ở Đại học để phục vụ cho việc dạy học trở nên gần gũi và thực tế hơn Đây là một hướng nghiên cứu đáp ứng nguyên tắc/yêu cầu 3C trong dạy học: phát huy tính Chủ động của người học; dạy Cách học; áp dụng Công nghệ TT&TT trong dạy học

Nhóm sinh viên Nguyễn Quốc Khánh, Nguyễn Thị Ngọc Huyền thực hiện đề tài: "Led nháy theo nhạc" Sản phẩm đề tài giúp cho những sân khấu ca nhạc, vũ trường, tăng thêm hứng thú cho mọi người khi tham gia Ngay cả khi hát hát karaoke ở tại gia đình mà có được hiệu ứng ánh sáng như vậy cũng sẽ tạo cảm giác hưng phấn và hứng thú

Sinh viên Nguyễn Vũ Nam Sơn K64CN thực hiện đề tài: "Ứng dụng Arduino trong điều khiển hệ thống đèn đường thông minh" Với nghiên cứu này thay vì phải hàng ngày bật hay tắt những thiết bị đó, chúng ta chỉ việc ngồi tại chỗ với chiếc điều khiển từ xa trong tay, ta có thể tắt mở những dụng cụ theo ý muốn Với các thiết bị điều khiển từ xa, ta có thể làm được rất nhiều việc mà không phải mất nhiều công sức, điều này càng có ý nghĩa khi ta mỏi mệt, không tiện đi lại hay đang cần tập trung hết mức vào một công việc nào đó, cũng đơn giản là bạn muốn

có cảm giác thực sự làm chủ những thiết bị phục vụ cuộc sống của mình

Sinh viên Vũ Đức Quyền K65ĐN đã Thiết kế - chế tạo ROBOT, Chat with Spkt Dựa trên công cụ Google Speech to text và kết nối vạn vật IOT Nhóm nghiên cứu đã thiết kế, chế tạo Robot có khả năng trả lời một số câu hỏi đơn giản Sảm phẩm có thể được ứng dụng trong nghiên cứu, học tập, cũng như tạo ra sản phẩm công nghệ thú vị phục vụ trong công tác quảng bá hình ảnh về khoa SPKT

Nhìn chung, các bài viết đã đề cập khá nhiều vấn đề mà sinh viên quan tâm, cho thấy khả năng nghiên cứu, sáng tạo của sinh viên khoa SPKT dưới sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn Thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học sinh viên được tập dượt và làm quen với hoạt động nghiên cứu khoa học; hiểu rõ những cái hay, những mặt tích cực mà nghiên cứu khoa học đem lại từ khi còn trong môi trường học tập ở Đại học

Để có được thành công tốt đẹp của hội nghị SV NCKH khoa SPKT năm học 2017-2018 chính là nhờ vào sự nhiệt huyết các thầy, cô giáo trong Khoa, sự chỉ đạo chặt chẽ của Ban Chủ nhiệm Khoa, sự hỗ trợ kịp thời của phòng Khoa học Công nghệ trường ĐHSP Hà Nội và đặc biệt lòng say mê nghiên cứu khoa học của các bạn sinh viên khoa Sư phạm Kĩ thuật, trường Đại học Sư phạm hà Nội

Xin trân trọng cảm ơn!

DANH MỤC CÁC BÁO CÁO THAM DỰ HỘI NGHỊ SV NCKH 2017-2018 KHOA SPKT

TT Họ tên sinh viên Lớp Người hướng dẫn Tên đề tài

1 Nguyễn Khang

Vũ Tiến Lộc

K64ĐT ThS Vũ Thị Ngọc Thúy Robot hút bụi tự động tránh vật cản

2 Đỗ Thị Chanh

Nguyễn Văn Hiếu

K64ĐT ThS Nguyễn T Hoàng Yến Ứng dụng Atemega328 điều khiển

K66CN ThS Nguyễn Thị Mai Lan Mô hình hệ thống chiếu sáng tiết

kiệm điện năng trong lớp

5 Nguyễn Thị Ngọc Hoa

Nguyễn Thị Anh Thư

K64CN PGS.TS Nguyễn Trọng Khanh Thiết kế và chế tạo mô hình động

cơ điện một chiếu

6

Dương Hồng Hà

Nguyễn Thị Lan

Đinh Thị Thanh Huyền

Nguyễn Thị Thu Trang

K64CN PGS.TS Nguyễn Văn Khôi

Thiết kế một số đồ dùng dạy học cho phần điện trong chương trình công nghệ 8

7 Nguyễn Quốc Khánh

Ng Thị Ngọc Huyền

K65ĐT ThS Nguyễn Thị Mai Lan LED nháy theo nhạc

8

Nguyễn Vũ Nam Sơn

K64CN ThS Nguyễn Thị Mai Lan Ứng dụng Arduino trong điều

khiển hệ thống đèn đường thông minh

9 Vũ Đức Quyền K65 ĐT ThS Đặng Minh Đức ROBOT, Chat with Spkt

Tóm tắt: Robot tránh vật cản có nhiều ứng dụng trong thực tế, điển hình là Robot

hút bụi Robot hút bụi tự động là robot có thể tự động di chuyển, hút bụi mà không cần người điều khiển Với cơ cấu cơ khí đơn giản kết hợp nhiều thành phần điện tử (arduino, sensor đo khoảng cách, module điều khiển động cơ, động cơ, ) Robot hút bụi tự động ngày càng được sử dụng phổ biến trong đời sống để thay thế sức lao động của con người Với mong muốn vận dụng những kiến thức chuyên ngành đã học vào thực tiễn, nhóm tác giả đã tài tiến hành nghiên cứu, thiết kế Robot hút bụi

tự động sử dụng cảm biến siêu âm để đo khoảng cách từ đó có thể di chuyển theo các hướng và tránh được vật cản

Từ khóa: Robot, máy hút bụi, cảm biến siêu âm, tự động

1 Mở đầu

Trong cuộc sống của chúng ta hiện nay robot thay thế, hoặc trợ giúp con người về vận chuyển hàng hóa, robot kiểm tra nguy hiểm,robot phục vụ cho các công việc gia đình rất phổ biến Nhất là các robot có thể tự hoạt động mà không cần người điều khiển giúp giảm công việc cho con người Chính vì vậy việc thiết kế ra một robot, đặc biệt là các robot mini có thể giúp đỡ con người làm việc nhà là rất cần thiết Từ những ý tưởng trên nhóm tác giả đã chọn đề tài “ Robot hút bụi tự động”

Tính mới của đề tài

Robot hút bụi tự động là robot di chuyển tự động mà không cần con người phải điều khiển, nó sẽ tự động tránh những vật cản và có thể hút bụi được tất cả mọi

vị trí trong nhà Robot tránh vật bằng công nghệ dùng mạch logic đã được áp dụng

từ rất sớm và thu được một số thành tựu nhất định đồng thời cũng xuất hiện một số các nhược điểm làm cho robot khó có thể xác định vật cản và di chuyển tránh vật cản một cách chính xác Để khắc phục nhược điểm này đồ án đã xây dựng và thiết

kế một robot tránh vật cản, tín hiệu từ cảm biến siêu âm được chuyển về cổng điều khiển của vi điều khiển, ở đó tín hiệu được xử lí và đưa ra tín hiệu để điều khiển cho các cơ câu chấp hành như động cơ servo, moudule điều khiển động cơ,…Trong

đề tài này nhóm tác giả sử dụng module vi điều khiển Arduino Uno R3 kết hợp cảm biến siêu âm và sử dụng các vật liệu có sẵn là các loại ống nước, các tấm vải, động

cơ DC 775, để nghiên cứu, chế tạo Robot hút bụi tự động tránh vật cản

2 Nội dung nghiên cứu

2.1 Robot và ứng dụng của Robot trong thực tiễn

Theo Wikipedia, Rô bô hoặc Rô-bốt (tiếng Anh: Robot) là một loại máy có

thể thực hiện những công việc một cách tự động bằng sự điều khiển của máy tính hoặc các vi mạch điện tử được lập trình Rôbốt là một tác nhân cơ khí, nhân tạo, ảo, thường là một hệ thống cơ khí-điện tử Với sự xuất hiện và chuyển động của mình, robot gây cho người ta cảm giác rằng nó có giác quan giống như con người

Robot đã có những tiến bộ đáng kể trong hơn nửa thế kỷ qua Robot đầu tiên được ứng dụng trong công nghiệp vào những năm 60 để thay thế con người làm các công việc nặng nhọc, nguy hiểm trong môi trường độc hại Do nhu cầu cần sử dụng ngày càng nhiều trong các quá trình sản xuất phức tạp nên robot công nghiệp cần có những khả năng thích ứng linh họat và thông minh hơn Ngày nay, ngoài ứng dụng

sơ khai ban đầu của robot trong chế tạo máy thì các ứng dụng khác như trong y tế, chăm sóc sức khỏe, nông nghiệp, đóng tàu, xây dựng, an ninh quốc phòng và gia đình đang có nhu cầu gia tăng đang là động lực cho các robot địa hình và robot dịch

vụ phát triển Có thể kể đến một số loại robot được quan tâm nhiều trong thời gian qua là: tay máy robot (Robot Manipulators), robot di động (Mobile Robots), robot phỏng sinh học (Bio Inspired Robots) và robot cá nhân (Personal Robots) Tay máy robot bao gồm các loại robot công nghiệp (Industrial Robot), robot y tế (Medical Robot) và robot trợ giúp người tàn tật (Rehabilitation robot) Robot di động được nghiên cứu nhiều như xe tự hành trên mặt đất AGV (Autonomous Guided Vehicles), robot tự hành dưới nước AUV (Autonomous Underwater Vehicles), robot tự hành trên không UAV (Unmanned Arial Vehicles) và robot vũ trụ (Space robots) Với robot phỏng sinh học, các nghiên cứu thời gian qua tập trung vào 2 loại chính là robot đi (Walking robots) và robot dáng người (Humanoid Robots) Bên cạnh đó, các loại robot mô phỏng sinh học dưới nước như robot cá, các cấu trúc

chuyển động phỏng theo sinh vật biển cũng được nhiều nhóm nghiên cứu phát triển 2.2 Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi tự động

Ý tưởng thiết kế: Thiết kế Robot hút bụi tự động sử dụng cảm biến siêu âm

có khả năng phát hiện ra vật cản và di chuyển một cách ổn định, linh hoạt Thiết kế nhỏ gọn, dễ di chuyển mang theo

Dựa trên ý tưởng thiết kế, nhóm tác giả đã tiến hành phân tích và đưa ra sơ

đồ khối như sau:

Hình 1: Sơ đồ khối Robot hút bụi tự động

- Khối sensor: Gồm 2 phần thu và phát tín hiệu

Các đầu phát và đầu thu siêu âm là các loa gốm được chế tạo đặc biệt, loa này được chế tạo chỉ nhạy với một tần số nào đó, thường là 40KHz khi đó nó sẽ phát ra một điện thế giữa hai cực Các loa này cần có nguồn tín hiệu điều khiển có điện áp cao mới thu phát tốt được (~ 30V) Chính vì vậy trong phần phát, phần đệm công suất sử dụng một con MAX232 làm nhiệm vụ đệm Nó sẽ lấy tín hiệu từ bộ

điều khiển, khuých đại biên độ lên +/-30V cung cấp cho loa gốm Tín hiệu thu liên

tục được khuếch đại biên độ và cuối cùng đưa qua một bộ so sánh, kết hợp với tín hiệu từ bộ điều khiển để đưa về bộ điều khiển thông qua một trans NPN

Trong đề tài nhóm tác giả sử dụng cảm biến siêu âm SRF-04

Thông số kĩ thuật:

+ Nguồn cung cấp: 5V DC + Dòng: 30mA (Max 50mA) + Tần số hoạt động: 40KHz + Khoảng cách lớn nhất đo được: 300cm + Khoảng cách nhỏ nhất đo được : 3 cm + Góc quét : 45 °

+ Kích thước module: 45x20mm

- Khối điều khiển: Sử dụng Kit Arduino UNO R3

Hình 2: Arduino R3

- Bảng các thông số kĩ thuật của Arduino R3

Điện áp hoạt động 5V DC (chỉ được cấp qua cổng USB)

Điện áp vào khuyên dùng 7-12V DC

Điện áp vào giới hạn 6-20V DC

Số chân Digital I/O 14 (6 chân hardware PWM)

Số chân Analog 6 (độ phân giải 10bit)

Dòng tối đa trên mỗi chân I/O 30 mA

- Khối chấp hành: Gồm Module điều khiển động cơ và khối hiển thị LED

+ Module L298 có thể điều khiển 2 động cơ DC hoặc 1 động cơ bước,

có 4 lỗ nằm ở 4 góc thuận tiện cho người sử dụng cố định vị trí của module

Có gắn tản nhiệt chống nóng cho IC, giúp IC có thể điều khiển với dòng đỉnh

đạt 2A IC L298N được gắn với các đi ốt trên board giúp bảo vệ vi xử lý chống lại các dòng điện cảm ứng từ việc khởi động/ tắt động cơ

- Thông số kĩ thuật:

● Driver: L298N tích hợp 2 mạch cầu H

● Điện áp điều khiển : +5V ~ +12 V

● Dòng tối đa cho mỗi cầu H là :2A

● Điện áp tín hiệu điều khiển : +5 V ~ +7 V

● Dòng của tín hiệu điều khiển : 0 ~ 36Ma

● Công suất hao phí : 20W (T = 75 °C)

● Nhiệt độ bảo quản : -25°C ~ +130

Tín hiệu ra từ module điều khiển động cơ sẽ được đưa vào điều khiển động

cơ giảm tốc RB01 và động cơ servo futaba S3003

-Khối nguồn: Sử dụng ắc quy OT 12V 1,3Ah loại nhỏ/20HR

Thông số kĩ thuật

+ Điện áp định mức: 12V

+ Công suất: 1.3AH (20HR)

+ Kích thước: Chiều dài 9,7cm *

chiều rộng 4,5cm * chiều cao

+ Nguyên tắc làm việc:

 Khi cấp nguồn vào mạch thì có 1 dòng điện I0 chạy trong mạch, robot hút bụi tự động ở trạng thái thường trực, vi điều khiển sẽ đưa ra 1 khoảng cách an toàn Cảm biến siêu âm bắt đầu đo khoảng cách rồi đưa

ra biến khoảng cách trước động cơ hút bụi hoạt động

 Khi không có vật cản trước mặt thì khoảng cách an toàn sẽ lớn hơn khoảng cách trước lúc này vi điều khiển sẽ phân tích , đánh giá số liệu rồi chuyển qua moudule điều khiển động cơ l298 để điều khiển động cơ

đi thẳng

 Khi có vật cản đằng trước thì khoảng cách an toàn sẽ nhỏ hơn khoảng cách trước lúc này vi điều khiển điều khiển servo gắn cảm biến siều âm sang 2 bên để xác định khoảng cách trái, khoảng cách phải từ đó đưa 2 giá trị khoảng cách này về bộ vi điều khiển Từ đó vi điều khiển sẽ so sánh giá trị này Nếu khoảng cách trái lớn hơn khoảng cách phải thì vi điều khiển sẽ đưa ra tín hiệu sang moudule l298 để điều khiển động cơ quay trái Nếu khoảng cách trái nhỏ hơn hoặc bằng khoảng cách phải thì

vi điều khiển sẽ đưa ra tín hiệu cho moudule điều khiển động cơ l298 để động cơ quay phải

- Nguyên tắc đo khoảng cách dùng cảm biến siêu âm: Việc đo khoảng cách

của cảm biến siêu âm được thực hiện gián thiếp thông qua việc đo thời gian phản hồi của sóng siêu âm Chúng ta sẽ đo thời gian từ lúc bắt đầu phát sóng siêu âm cho đến khi nhận được tín hiệu phản hồi Với cảm biến siêu âm SRF05-SRF04, thời gian từ lúc phát sóng siêu âm, cho đến khi có tín hiệu phản hồi, được tính bằng độ rộng mức 1 trên chân ECHO

Để đo khoảng cách, ta phát 1 xung rất ngắn (5 microSeconds) từ chân TRIG Sau đó cảm biến sẽ tạo ra 1 xung HIGH ở chân ECHO cho đến khi nhận được xung phản xạ ở chân này Chiều rộng của xung sẽ bằng với thời gian sóng siêu

âm được phát từ cảm biến quay trở lại Tốc độ của âm thanh trong không khí là 340 m/s tương đương với 29,412 microSeconds/cm(1000000/(340*100)) Khi đã tính được thời gian ta chia cho 29,412 để được khoảng cách cần đo

3 Kết luận và kiến nghị

Sau một thời gian nghiên cứu, nhóm tác giả đã thiết kế, chế tạo thành công Robot hút bụi tự động Robot hoạt động đùng yêu cầu đã đặt ra và làm việc rất ổn định, chính xác Tuy nhiên do thời gian và trình độ chuyên môn, kinh tế của nhóm

tác giả có hạn nên Robot vẫn còn một số nhược điểm như: kích thước còn lớn, độ thẩm mĩ chưa cao, awcqui lớn, cồng kềnh

Hình ảnh sản phẩm sau khi hoàn thiện:

Tài liệu tham khảo

[1] Nguyễn Minh Hà ( 2008), Kỹ thuật mạch điện tử, NXB Khoa học &Kĩ thuật Hà

Nội

[2] Nguyễn Thị Mai Lan (2015), Tập bài giảng Kĩ thuật tương tự,Khoa Sư phạm kĩ

thuật, Đại học Sư phạm Hà Nội

[3] Nguyễn Đức Phô (chủ biên), Nguyễn Đức Chiến (2009), Giáo trình cảm biến,

NXB Khoa học và kĩ thuật Hà Nội

[4] Lê Thế Quang (Chủ biên) ,Thực hành kĩ thuật điện tử , NXB Đại học sư phạm Hà

Nội Hà Nội

[5] www.alldatasheet.com, truy cập cuối cùng ngày 20/4/2018

ỨNG DỤNG ATMEGA328 ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TRONG GIA ĐÌNH

Sinh viên thực hiện: Đỗ Thị Chanh, Nguyễn Văn Hiếu, Lớp : K64ĐT

Điện thoại: 01667014047, Email: chanhspktk64@gmail.com

Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Thị Hoàng Yến

Tóm tắt

Mạch sử dụng phần mềm trên android để điều khiển thiết bị điện trong gia đình Phần mềm được xây dựng bằng MIT APPINVENTOR Phần cứng sử dụng

ARDUINO giao tiếp với phần mềm thông qua Bluetooth

Từ khóa: MIT APPINVENTOR; ARDUINO; BLUETOOTH

họ AVR có rất nhiều ứng dụng trong thực tế như điều khiển động cơ, điều khiển led, điều khiển đèn giao thông, làm bộ đếm sản phẩm Trong các ứng dụng đó, vi điều khiển họ AVR có thể tương tác được với màn hình LCD, bàn phím KEYPAD, vì vậy AVR được ứng dụng rất rộng trên nhiều lĩnh vực trong đời sống

Sự phát triển nổi trội của AVR trên hệ điều hành Android, sau một thời gian

nghiên cứu và tìm hiểu, em đã chọn đề tài: “Ứng dụng ATMEGA328 trong điều khiển thiết bị điện gia đình” làm nghiên cứu khoa học

2 Mục đích nghiên cứu

Thiết kế được mạch ứng dụng atmega 328 trong điều khiển thiết bị điện gia đình nhằm đáp ứng sự tiện dụng và áp dụng tiến bộ khoa học kĩ thuật vào cuộc sống thường ngày

3 Đối tượng nghiên cứu

- Nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của vi điều khiển ATMEGA328P

- Nghiên cứu nguyên lý hoạt động của phần mềm MIT APP INVENTOR

- Nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của module Bluetooth HC-06

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết về ATMEGA328, MIT APPINVENTOR, module Bluetooth HC-06

- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: thiết kế, chế tạo sản phẩm, tiến hành so sánh, đối chiếu kết quả đo được với các thiết bị đã có hiện nay

- Phương pháp chuyên gia:

5 Phạm vi nghiên cứu

Thiết kế mạch ứng dụng ATMEGA328P và MIT App Inventor vào điều khiển thiết bị điện trong gia đình

6 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu về atmega328, MIT App Inventor, module Bluetooth HC-06

II NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1 Mit app inventor

Các tính năng trên MIT APPINVENTOR

Hình 1: Giao diện chương trình MIT APPINVENTOR

Những tính năng có trên MIT App Inventor là:

+ Cho phép xây dựng nhanh chóng những thành phần cơ bản (components) của một ứng dụng Android: Nút bấm, nút lựa chọn, chọn ngày giờ, ảnh, văn bản, thông báo, kéo trượt, trình duyệt web

+ Sử dụng nhiều tính năng trên điện thoại: Chụp ảnh, quay phim, chọn ảnh, bật video hoặc audio, thu âm, nhận diện giọng nói, chuyển lời thoại thành văn bản, dịch + Hỗ trợ xây dựng game bằng các components: Ball, Canvas, ImageSprite

+ Cảm biến: đo gia tốc (AccelerometerSensor), đọc mã vạch, tính giờ, con quay hồi chuyển (gyroscopeSensor), xác định địa điểm (locationSensor), NFC, đo tốc độ (pedometer), đo khoảng cách xa gần với vật thể (proximitySensor)

+ Kết nối: Danh bạ, email, gọi điện, chia sẻ thông qua các ứng dụng mạng xã hội khác trên thiết bị, nhắn tin, sử dụng twitter qua API, bật ứng dụng khác, bluetooth, bật trình duyệt

+ Lưu trữ: đọc hoặc lưu tệp txt, csv, sử dụng FusiontablesControl, tạo cơ sở dữ liệu đơn giản trên điện thoại hoặc trên đám mây thông qua server tự tạo hoặc

Firebase

+ Điều khiển robot thông qua LegoMindstorms

+ Và rất nhiều mở rộng do các nhà lập trình hoạt động riêng liên tục thêm vào như là:

Mua bán trong ứng dụng, Floating button, Báo thức, cảm biến ánh sáng, kết nối

dữ liệu SQLite…

Vì MIT App Inventor là mã nguồn mở, bất cứ ai cũng có thể tạo ra mở rộng tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng dựa trên hướng dẫn chi tiết của MIT

Những nhược điểm chính của App Inventor là:

+ Lập trình viên chưa thể sử dụng mọi tính năng của Android và việc này phụ thuộc vào khi nào mở rộng mới có tính năng bạn cần có được tạo ra Khuyết điểm này chỉ có thể khắc phục bằng cách tự xây dựng mở rộng cho App Inventor

+ Vì là website với mục đích giáo dục, MIT App Inventor không hỗ trợ quảng cáo

+ Giao diện chưa chuyên nghiệp

+ Chuyển mã từ ngôn ngữ Drag and Drop sang Java chưa thực sự dễ dàng + Do ứng dụng được phát triển trên server của MIT, giới hạn dung lượng của mỗi project chỉ là 5mb

- Chuẩn Bluetooth : V2.0+EDR

- Điện áp hoạt động : 3.3-5VDC, 30mA

+ Kết nối truyền thông

+ Đáp ứng theo lệnh: khi làm việc ở chế độ này, chúng ta có thể gửi các lệnh AT

để giao tiếp và cài đặt module

1.3 Giới thiệu về Arduino

Một mạch Arduino bao gồm một vi điều khiển AVR với nhiều linh kiện bổ sung giúp dễ dàng lập trình và có thể mở rộng với các mạch khác Một khía cạnh quan

trọng của Arduino là các kết nối tiêu chuẩn của nó, cho phép người dùng kết nối với CPU của board với các module thêm vào có thể dễ dàng chuyển đổi, được gọi là shield Vài shield truyền thông với board Arduino trực tiếp thông qua các chân khách nhau, nhưng nhiều shield được định địa chỉ thông qua serial bus I²C-nhiều shield có thể được xếp chồng và sử dụng dưới dạng song song Arduino chính thức thường sử dụng các dòng chip megaAVR, đặc biệt là ATmega8, ATmega168, ATmega328, ATmega1280, và ATmega2560 Một vài các bộ vi xử lý khác cũng được sử dụng bởi các mạch Aquino tương thích Hầu hết các mạch gồm một bộ điều chỉnh tuyến tính 5V và một thạch anh dao động 16 MHz (hoặc bộ cộng hưởng ceramic trong một vài biến thể), mặc dù một vài thiết kế như LilyPad chạy tại 8 MHz và bỏ qua bộ điều chỉnh điện áp onboard do hạn chế về kích cỡ thiết bị Một vi điều khiển Arduino cũng có thể được lập trình sẵn với một boot loader cho phép đơn giản là upload chương trình vào bộ nhớ flash on-chip, so với các thiết bị khác thường phải cần một bộ nạp bên ngoài Điều này giúp cho việc sử dụng Arduino được trực tiếp hơn bằng cách cho phép sử dụng 1 máy tính gốc như là một bộ nạp chương trình

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH ỨNG DỤNG ATMEGA 328

TRONG ĐIỀU KHIỂN THẾT BỊ ĐIỆN TRONG GIA ĐÌNH

2.1 Sơ đồ khối

Hình 3: Sơ đồ khối

2.1.1 Phân tích các khối

- Khối nguồn: Cấp nguồn cho mạch hoạt động

Nguồn cho khối hiển thị và điều khiển là nguồn pin

- Khối hiển thị và điều khiển: Điều khiển thiết bị điện và hiển thị nhiệt

độ, độ ẩm lên màn hình

- Khối truyền dữ liệu: Truyền tín hiệu từ khối xử lý trung tâm đến khối hiển thị và điều khiển,

- Nhận tín hiệu từ khối hiển thị và điều khiển và đưa đến khối xử lý trung tâm

- Khối Xử lý trung tâm: Xử lý tín hiệu nhận được từ cảm biến gửi lệnh đến khối truyền dữ liệu

- Khối relay: xử lý tín hiệu từ khối truyền dữ liệu để điều khiển thiết bị điện

- Khối cảm biến: tiếp nhận nhiệt độ, độ ẩm từ môi trường chuyển thành tín hiệu điện rồi gửi tới khối xử lý trung tâm

2.1.2 Lưu đồ thuật toán

Hình 4: Lưu đồ thuật toán

2.2 Sơ đồ nguyên lý

a Sơ đồ nguyên lý

Hình 5: Sơ đồ nguyên lý của mạch 2.3 Giải thuật

- An toàn, tiện lợi

- Hoàn toàn có thể áp dụng trong thực tế

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Kỹ thuật đo lường, Nguyễn Văn Công, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội [2] Lê Thế Quang (Chủ biên) Thực hành Kỹ thuật điện tử NXB ĐHSP Hà

Nội Hà Nội

[3] Nguyễn Chí Nhân Giáo trình họ vi điều khiển AVR Nhà xuất bản đại học

Khoa học Tự nhiên Hà Nội

THIẾT BỊ DỰ ĐOÁN VÀ CẢNH BÁO CHÁY THEO CẤP ĐỘ

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Quỳnh Xuân, Đặng Thị Huyền,

Lớp: K64 ĐT, Khoa: Sư Phạm Kĩ Thuật Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Văn Nghĩa

Tóm tắt: Hỏa hoạn nói chung và cháy rừng nói riêng hiện nay chính là một trong

những nguyên nhân gây nên việc giảm, thiệt hại lớn đến diện tích rừng cũng như mọi hệ sinh thái trong rừng Đề tài nghiên cứu khoa học về Thiết bị dự đoán và cảnh báo cháy rừng theo cấp độ dựa trên nhu cầu hiện tại thiết yêu để phục vụ cho việc Nên chính bởi vậy cần các thiết bị dự đoán và cảnh báo cháy rừng với yêu cầu đặt ra đó là giúp cho con người kịp thời theo dõi được tình hình và có những biện pháp phòng tránh cũng như là khắc phục đám cháy kịp thời Đồng thời qua đó tác giả tự giúp cho bản thân mình tự thu nhập các kĩ năng về kiểm tra thiết bị, thu thập thông tin, lập trình cũng như hàng loạt các loại cảm biến

I ĐẶT VẤN ĐỀ

1 Lí do chọn đề tài nghiên cứu khoa học

Tác giả chọn đề tài nghiên cứu khoa học đó là : “Thiết bị dự đoán và cảnh báo cháy rừng theo cấp độ” bởi vì những điều căn bản sau:

- Thứ nhất: Cháy rừng là một vấn đề rất quan trọng đến cuộc sống và môi trường Đối với mỗi chúng ta cũng như hàng loạt các hệ sinh thái trong rừng Do vậy bộ thiết bị này giúp cho việc đó là giúp cho tác giả trau dồi mọi kiến thức mình đã học được ở trường và đem vào thực tiễn để thiết kế ra một sản phẩm thực tế để đưa vào hoạt động tỏng đời sống hằng ngày

- Thứ hai: Giá thành của các bộ cảnh báo cháy rừng và theo dõi thông tin và nhiệt độ trong rừng hiện nay có giá thành rất cao Chính bởi vậy tác giả đã dùng những kiến thức mình sẵn có để tiến hành tạo ra một bộ sản phẩm phù hợp với giá thành và túi tiền Giúp cho việc ngăn chặn và kịp thời có tác động ngăn chặn cháy rừng Đồng thời rèn luyện các kĩ năng liên quan đến môn học như: thiết kế mạch, kĩ thuật mạch điện tử, vi xử lí vi điều khiển

- Thứ ba: Linh kiện SHT11 là một cảm biến đo nhiệt độ và độ ẩm có độ chính xác cao Mang lại một thông tin tổng hợp về hai khía cạnh nhiệt độ và độ ẩm cung cấp thông tin để xử lí tín hiệu một cách đơn giản và dễ dàng Nó có thể kết hợp với một số các cảm biến khác để đưa ra một loạt các thông tin phù hợp

Chính bởi mà tác giả của đề tài nghiên cứu khoa học đã lồng ghép kết hợp giữa các loại cảm biến là cảm biến đo nhiệt độ và độ ẩm Sht11, cảm biến chuyển động PIR, cảm biến khói cùng thiết lập lên bộ thiết bị dự đoán và cảnh báo cháy rừng theo các

cấp độ đã được thiết lập trước Đảm bảo dự đoán chính xác và cung cấp các thông

số cần thiết cho người dùng

2 Mục đích của đề tài nghiên cứu khoa học

- Giúp cho tác giả hiểu sâu về kiến thức của các môn học đã được học trong quá trình học tập và nghiên cứu của mình tại trường đại học Đồng thời có khả năng thực hành những gì đã học trong lí thuyết vào trong thực tế

- Hướng tới được việc tự tay sản xuất ra các bộ thiết bị cũng như các bộ thiết

bị phục vụ trong học tập, nghiên cứu cũng như trong chính đời sống hằng ngày cho con người

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: +Cảm biến SHT 11, PIR, khói A6

+ Arduino uno r3, module sim 800A

- Phạm vi nghiên cứu: kết hợp thông tin lấy được từ cảm biến và đưa kết quả vào Arduino uno r3 xử lí và đưa thông tin qua module sim 800A gửi về cho máy chủ

II NỘI DUNG

1 Sơ lược về các cảm biến

Hình 1.3: Sơ đồ chân của vỏ ngoài cảm biến

Chân 1: GND: nối điện áp 0v cho mạch

Chân 2: Data: Chân cung cấp dữ liệu

Chân 3:SCK: Chân nhận tín hiệu xung clock, chỉ nhận tín hiệu vào

Chân 4:VDD: Chân cung cấp nguồn

Chân NC: Phải được để lại không kết nối

Đối với điện áp cung cấp vào ở chân số 4 VDD thì mạch có thể nhận điện áp vào trong khoảng đó là từ 2,4V- 5,5 V nhưng mà để hoạt động ổn định nhất thì mạch chỉ chấp nhận hoạt động ở mức 3,3V

Cấu tạo của chip cảm biến Sensor chip:

Bên cạnh độ ẩm và cảm biến nhiệt độ Thì chip còn chứa các bộ phận như sau:

-Bộ khuếch đại

-Bộ A/D chuyển đổi

-Bộ nhớ OTP và một giao diện kĩ thuật số

Bộ cảm biến này có thể xác định bằng mã đó chính là mã alpha –numeric trên nắp của cảm biến

Thông số kĩ thuật

Hình 2.2: cảm biến SHT 11

Thông số kĩ thuật:

-Điện áp tối đa: 150VDC

-Nhiệt độ môi trường xung quanh là từ -40

độ C đến 125 độ C

-Độ ẩm môi trường từ 0% đến 100% -Thời gian đáp ứng 20ms

c Sơ lược về cảm biến PIR

Hình ảnh 1.4: Cấu tạo của cảm biến chuyển động PIR

Theo như trên hình vẽ thì chúng ta thấy được cấu tạo của cảm biến chuyển động này bao gồm:

-Bên trong có gắn 2 cảm biến tia nhiệt có 3 chân ra: một chân nối mass, một chân nối nguồn DC( khoảng từ 3-15V), một chân lấy tín hiệu điện ra

- Để tăng độ nhạy cho cảm biến này thì dùng thêm kính Fresnel giúp cho mở rộng góc dò và ngăn tia tử ngoại

Thông số kĩ thuật của PIR

Hình 2.1 : Cảm biến chuyển động PIR

Chân số 1-D:Drain có chức năng cấp nguồn VCC cho cảm biến

Chân số 2-S: Source có chức năng đưa tín hiệu output mà cảm biến đã thu nhận

được

Chân số 3-G: Ground có chức năng là cấp mass 0V

2 Sơ lược về Arduino Uno R3

-Dòng ra trên chân 3,3V là 50mA -Dung lượng bộ nhớ Flash 32KB -SRAM 2KB

-EFPROM 1 KB -Tần số 16 MHz

3 Sơ lược về Module sim 800A

a Cấu tạo

Cấu tạo của Module sim A6

Hình ảnh: Mặt trước và mặt sau của Module Sim A6

Thứ tự các chân:

Header 1:

- VCC: Nguồn dương từ 5-18VDC, lớn hơn 1A

- GND: Mass, 0VDC

- EN: Mặc định nối lên cao, chức năng dùng để khởi động (Enable) hoặc dừng hoạt động (Disable) Module Sim800, nếu nếu muốn module Sim800 dừng hoạt động bạn có thể nối chân này xuống âm GND (0VDC)

- EPN: Ngõ ra loa Speaker âm

- EPP: Ngõ ra loa Speaker dương

- MICP: Ngõ vào Micro dương

- MICN: Ngõ vào Micro âm

b Thông số kĩ thuật

- Sử dụng module GSM GPRS sim 800A

- Nguồn cung cấp đầu vào: 5-18 VDC , lớn hơn 1A

- Mức tín hiệu giao tiếp: TTL ( 3,3-5VDC) hoặc RS232

- Tích hợp chuyển mức tín hiệu TTL Mosfet tốc độ cao

- Tích hợp IC chuyển mức tín hiệu RS232 MAX232

- Tích hợp nguồn xung với dòng cao cung cấp cho Sim800A

- Sử dụng khe Micro Sim

- Thiết kế mạch nhỏ gọn, bền bỉ, chống nhiễu

III Chế tạo thiết bị dự đoán và cảnh báo cháy rừng theo cấp độ

1 Sơ đồ nguyên lí của thiết bị

Sơ đồ nguyên lí của thiết bị dự đoán và cảnh báo chảy rừng theo mức độ

- Giá trị của các yếu tố môi trường xung quan cảm biến như là nhiệt độ, độ

ẩm, sự chuyển động của con người, động vật, xuất hiện của khói được thu nhận vào thông qua các cảm biến tương ứng và sau đó chuyển từ các tín hiệu tương tự thành tín hiệu điện Để tiếp nhân giá trị đó và chuyển về bộ xử lí trung tâm

- Sau khi tín hiệu được đưa vào xử lí Bộ vi xử lí tiến hành xử lí các tín hiệu

đã được mã hóa Thực hiện quét theo các khoảng đã đặt trước và tiến hành đưa lệnh cho các bộ phận chấp hành và gửi tin nhắn về hệ thống

2 Ý tưởng thiết kế

Quy trình nghiên cứu

3 Thiết kế và hình ảnh sản phẩm đạt được

Sản phẩm sau khi đã hoàn thành

Cách sử dụng bộ thí nghiệm:

Bước 1: Tiến hành lắp đặt các thiết bị vào giá đỡ của chống đỡ

Bước 2: Đưa tín hiệu vào, thay đổi các giá trị của môi trường xung quanh Thay đổi nhiệt độ, độ ẩm

Bước 3 : kiểm tra tin nhắn và các thiết bị chấp hành đi kèm theo bộ thiết bị

V KẾT LUẬN

1.Kết quả thu được

- Hiều được chức năng,nguyên lí hoạt động của các loại cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, chuyển động, khói

- Hiểu về nguyên lí làm việc của Module Sim A6

- Chế tạo và lắp ráp thành công bộ thiết bị Và thiết kế sao cho phù hợp với mọi yêu cầu đã đặt ra

2 Hạn chế

- Tín hiệu tạo chưa được hoàn toàn theo mong muốn do những hạn chế việc lắp ráp linh kiện(các mối nối hàn vào mạch in)

- Tín hiệu nhận được vẫn có độ trễ nhất định do sai số của các linh kiện

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Lê Thế Quang (Chủ biên) Thực hành Kỹ thuật điện tử NXB ĐHSP Hà Nội

Hà Nội

[2] Phạm Minh Hà (2006), Kỹ thuật mạch điện tử, NXB KHKT Hà Nội

[3] Tống Văn On (Chủ biên) (2000) Vi mạch và mạch tạo sóng Nhà xuất bản giáo

dục Hồ Chí Minh

MÔ HÌNH HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG TRONG LỚP HỌC

Nhóm sinh viên: Trần Đức Anh; Nguyễn Thu Huyền; Trần Văn Thành Công

Lớp: K66CN, Khoa Sư phạm Kĩ thuật Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Thị Mai Lan

TÓM TẮT

Tiết kiệm năng lượng đang là một chương trình hành động quyết liệt đối với nhiều quốc gia trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng Với mong muốn được vận dụng những kiến thức đã học về kĩ thuật điện tử vào giải quyết những vấn đề có thực gần gũi trong cuộc sống hàng ngày, nhóm sinh viên lựa chọn nghiên cứu “Mô hình hệ thống chiếu sáng tiết kiệm điện năng trong lớp học” làm đề tài nghiên cứu khoa học của mình Trước tiên là phải nêu ý tưởng thiết kế và những linh kiện cần dùng để thực hiện ý tưởng Tiếp theo là vẽ sơ đồ khối hệ thống, sau đó phân tích và thiết kế từng khối Tiếp đến là vẽ sơ đồ nguyên lý mạch điện tử hệ thống chiếu sáng tiết kiệm điện năng trong lớp học Cuối cùng là làm mô hình hoàn chỉnh

Từ khóa: chiếu sáng, tự động, tiết kiệm điện năng

1 MỞ ĐẦU

Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của thế giới về mọi mặt, trong đó khoa học công nghệ nói chung và ngành công nghệ kĩ thuật điện tử nói riêng đã góp phần làm cho cuộc sống ngày càng hiện đại văn minh hơn Sự phát triển của xã hội, cơ sở

hạ tầng bao gồm các hệ thống chiếu sáng được xây dựng tiêu thụ một lượng lớn điện năng toàn cầu Do đó tiết kiệm năng lượng đang là một chương trình hành động quyết liệt đối với nhiều quốc gia trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng Để thực hiện triệt để việc tiết kiệm điện trong chiếu sáng đơn giản nhất đó là điều khiển đèn tự động Điều khiển đèn tự động làm cuộc sống đơn giản, góp phần giảm thiểu lãng phí điện năng khi mọi người quên tắt đèn sau khi sử dụng, mang lại nhiều tiện ích cho người sử dụng

Một phòng học đạt tiêu chuẩn thường lựa chọn nguồn sáng và thiết bị chiếu sáng hiệu suất cao nhưng tiêu thụ khá nhiều điện năng Do đó sử dụng bóng đèn tiết kiệm điện không chỉ giúp học sinh có môi trường học tập với chất lượng ánh sáng tốt hơn, mà còn giúp nhà trường giảm được đáng kể tiền điện

Với mong muốn được vận dụng những kiến thức đã học về kĩ thuật điện tử vào giải quyết những vấn đề có thực gần gũi trong cuộc sống hàng ngày, nhóm sinh

viên lựa chọn nghiên cứu “Mô hình hệ thống chiếu sáng tiết kiệm điện năng trong lớp học” làm đề tài nghiên cứu khoa học của mình

2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2.1 Ý tưởng thiết kế

Hệ thống chiếu sáng tiết kiệm điện năng trong lớp học hoạt động như sau:

- Điều khiển bật/ tắt tự động hệ thống 4 bóng đèn chiếu sáng dùng nguồn220V trong lớp học tùy vào cường độ ánh sáng ngoài trời tác động vào lớp học để đảm bảo phòng học đủ ánh sáng (phòng học đạt tiêu chuẩn là phòng học có

độ rọi từ 300-500 lux , mật độ ánh sáng phải đạt mức công suất tiêu thụ 10W/m2.)

- Mạch có thể điều chỉnh ngưỡng bật/ tắt đèn theo yêu cầu

- Sử dụng nguồn nuôi 220V

- Hoạt động ổn định trong thời gian dài

-Mô hình có kích thước nhỏ gọn:14x17 cm

-Gía thành chế tạo: dưới 200.000 VNĐ

Như vậy hệ thống sẽ sử dụng cảm biến ánh sáng để xác định cường độ ánh sáng trong phòng học, chuyển đổi thành tín hiệu có mức điện áp khác nhau tùy thuộc cường độ chiếu sáng

2.2 Thiết kế hệ thống chiếu sáng tiết kiệm điện năng trong lớp học

Hình 1 Sơ đồ khối hệ thống chiếu sáng tiết kiệm điện năng trong lớp học điều khiển

bật/tắt tự động 4 bóng đèn theo cường độ chiếu sáng

b Phân tích và thiết kế từng khối

Khối Nhiệm vụ Các phương án thiết kế Phương án lựa

hành cung cấp cho 4 bóng đèn - Phần tử cách ly quang module 4 replay

- Mạch so sánh OA => có thể so sánh nhiều mức điện

áp khác nhau

- Dùng vi xử lý, vi điều khiển

=> có thể so sánh nhiều mức điện áp khác nhau nhưng cần kiến thức lập trình

OA so sánh nhiều mức

Nguồn nguồn ổn áp 5V - Nguồn adapter

- Mạch ổn áp

Nguồn adapter (nhỏ gọn)

c Sơ đồ nguyên lý mạch điện tử hệ thống chiếu sáng tiết kiệm điện năng trong

lớp học

Hình 2 Sơ đồ nguyên lý mạch điện tử hệ thống chiếu sáng tiết kiệm điện năng

trong lớp học

Cấu trúc chân của LM324 Quang trở 5mm

Nguồn Adapter 5V/2A DC4.0x1.7mm Module relay 4 kênh 5V- 220V/10A

Hình 3 Một số linh kiện dùng trong hệ thống

2.3 Chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng tiết kiệm điện năng trong lớp học

Dựa vào Sơ đồ nguyên lý mạch điện tử hệ thống chiếu sáng tiết kiệm điện năng trong lớp học, nhóm sinh viên tiến hành chế tạo mô hình sản phẩm như sau:

Hình 4 Một số hình ảnh sản phẩm

 Tiến hành thiết kế và chế tạo thành công mô hình điều khiển tự động bật tắt đèn nhiều mức theo như yêu cầu thiết kế ban đầu và có thể áp dụng thực tế

Qua quá trình nghiên cứu khoa học giúp nhóm tác giả áp dụng những kiến thức đã học, tự tìm hiểu kiến thức mới để thiết kế, chế tạo ra mô hình hệ thống chiếu sáng tiết kiệm điện năng trong lớp học vào thực tiễn cuộc sống Nắm được quy trình tạo ra sản phẩm kỹ thuật trong thực tế Mở rộng, phát triển đề tài và xây dựng mô hình hệ thống chiếu sáng tiết kiệm điện năng trong lớp học

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Nguyễn Thị Mai Lan (2016) Tập bài giảng thực tập chuyên ngành-cho sinh viên chuyên ngành điện tử Khoa Sư phạm kỹ thuật, Đại học Sư phạm Hà Nội

[2]Nguyễn Thị Mai Lan Tập bài giảng Kỹ thuật tương tự Khoa Sư phạm kỹ thuật,

Đại học Sư phạm Hà Nội

[3]Nguyễn Đức Phô(chủ biên), Nguyễn Đức Chiến(2009) Giáo trình Cảm biến

NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

Tác giả: Nguyễn Thị Ngọc Hoa, Lớp: K64CN Điện thoại: 01657844345 Email: a31.ngochoa@gmail.com

Nguyễn Thị Anh Thư, Lớp: K64CN Điện thoại: 01656062328 Email: nguyenthianhthu50@gmail.com

Thầy hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Trọng Khạnh

Toám tắt: Trong dạy học khó để biểu diễn cho học sinh về chiều đi của dòng điện,

chiều của đường sức từ và tác dụng của lực điện từ lên khung dây Vì vậy mô hình động cơ điện một chiều sẽ hỗ trợ giáo viên trong việc mô tả và truyền thụ nguyên lý làm việc của động cơ; góp phần bổ sung tài liệu học tập và nâng cao hiệu quả dạy học trong các nhà trường

Đề tài được nghiên cứu dựa trên cơ sở lý luận và thực tiễn của động cơ điện

một chiều kích từ độc lập bằng nam châm vĩnh cửu, từ đó đề xuất quy trình thiết kế

và chế tạo mô hình động cơ điện một chiều trong dạy học

Mô hình được sử dụng để biểu diễn nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều và đa số người được khảo sát đồng ý việc sử dụng mô hình trong dạy học sẽ nâng cao chất lượng dạy học

Cuối cùng tác giả có một số kết luận và kiến nghị trong việc nghiên cứu và sử dụng mô hình động cơ điện một chiều trong dạy học

Từ khóa: Thiết kế, chế tạo, mô hình, động cơ điện một chiều

1 Mở đầu

Do giá thành của động cơ điện một chiều cao nên khó để có một động cơ thật

sử dụng trong dạy học ở các trường Trung học phổ thông, Trung tâm Giáo dục Kỹ thuật tổng hợp – Hướng nghiệp cho học sinh Những trường có động cơ thật thì khó

để biểu diễn cho học sinh về chiều đi của dòng điện, chiều của đường sức từ và tác dụng của lực điện từ lên khung dây

Vì vậy mô hình động cơ điện một chiều sẽ giúp học sinh dễ quan sát; làm tăng hứng thú học tập cho học sinh; hỗ trợ giáo viên trong việc mô tả và truyền thụ nguyên lý làm việc của động cơ; góp phần bổ sung tài liệu học tập và nâng cao hiệu quả dạy học trong các nhà trường

Đề tài được nghiên cứu dựa trên cơ sở lý luận và thực tiễn của động cơ điện

một chiều kích từ độc lập bằng nam châm vĩnh cửu, từ đó đề xuất quy trình thiết kế

và chế tạo mô hình động cơ điện một chiều trong dạy học

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là quá trình dạy học môn kỹ thuật điện; phương pháp mô hình; các bước thiết kế và chế tạo mô hình động cơ điện một chiều Đề tài được áp dụng trong phạm vi các trường Trung học phổ thông, Trung tâm Giáo dục Kỹ thuật tổng hợp – Hướng nghiệp

Đề tài sử dụng kết hợp các phương pháp nghiên cứu sau: Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết, phương pháp mô hình, phương pháp nghiên cứu lịch sử,

ép, … thay thế) và ống nhựa

a) Bước 1: Làm đế mô hình động cơ điện một chiều

Cắt tấm fomex với kích thước 40x55cm để làm đế mô hình động cơ điện một chiều