THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN DÂN DỤNG QUA SMS SỬ DỤNG ARDUINO UNO R3 TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Lý do chọn đề tài Ngày nay, điện tử đã và đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ, đa chức năng và là một trong các lĩnh vực không thể thiếu trong nền công nghiệp hiện đại, từ côn

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

HỮU NGHỊ VIỆT - HÀN

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG



THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT

BỊ ĐIỆN DÂN DỤNG QUA SMS SỬ DỤNG

ARDUINO UNO R3

TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG

NIÊN KHÓA: 2016 - 2019

HSSV : Trần Minh Quang

Mã HSSV : CCVT16A004 CBHD : ThS Nguyễn Thị Huyền Trang

Đà Nẵng, 06/2019

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Ngày nay, điện tử đã và đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ, đa chức năng và là một trong các lĩnh vực không thể thiếu trong nền công nghiệp hiện đại, từ công – nông – ngư - nghiệp cho đến những nhu cầu thiết yếu trong đời sống hàng ngày của con người

Một trong những ứng dụng rất quan trọng và khá đặc trưng của công nghệ điện tử là kỹ thuật tự động điều khiển từ xa thông qua các hình thức bluetooth, sms, wifi, Tuy nhiên, do sự phát triển rộng khắp của mạng điện thoại di động và khi các thiết bị điện thoại di động ngày càng có mức giá phù hợp với người dân thì việc điều khiển các thiết bị điện trong nhà bằng cách sử dụng tin nhắn SMS trở nên thuận lợi hơn Mặt khác, Arduino hiện nay đã được biết đến một cách rộng rãi tại Việt Nam, và trên thế giới, trong đó Arduino UNO R3 được ứng dụng phổ biến hơn do khả năng lập trình được các ứng dụng điều khiển phức tạp nhờ được trang bị cấu hình mạnh

Xuất phát từ ý tưởng và tình hình thực tế nêu trên, em đã quyết

định tìm hiểu và thực hiện đề tài “Thiết kế mạch điều khiển các

thiết bị điện dân dụng qua SMS sử dụng Arduino UNO R3”

Đây là một hình thức điều khiển thiết bị thuận lợi, tiết kiệm được nhiều thời gian cho việc điều khiển thiết bị, và đặc biệt là tiết kiệm được chi phí khá cao

2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

- Mục tiêu: Thiết kế mạch điều khiển các thiết bị điện dân dụng qua SMS sử dụng Arduino UNO R3

- Nhiệm vụ nghiên cứu: Tìm hiểu và thiết kế mạch điều khiển các thiết bị điện bằng Arduino UNO R3

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng:

+ Tìm hiểu mạch điều khiển các thiết bị điện dân dụng qua SMS sử dụng Arduino UNO R3

+ Các thành phần và cấu tạo của mạch

- Phạm vi nghiên cứu:

+ Nghiên cứu hoạt động của Arduino UNO R3

+ Nghiên cứu về cách nạp code cho Arduino UNO R3

4 Phương pháp nghiên cứu

- Kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và mô hình thực tế để làm

rõ nội dung đề tài Cụ thể như sau:

+ Thu thập, phân tích các tài liệu và thông tin liên quan đến đề tài

+ Vận dụng những kiến thức cơ bản đã học về điện tử truyền thông

+ Tìm hiểu qua tài liệu internet và sách báo và nhu cầu đời sống xã hội

+ Sử dụng phần mềm Arduino IDE để lập trình và nạp code, dùng phần mềm Fritzing để vể sơ đồ mạch

+ Tìm hiểu các đồ án có đề tài liên quan

5 Dự kiến kết quả

- Hoàn thành sản phẩm đúng như lý thuyết trình bày và hoạt động được

- Các kết quả quá trình thực hiện, đánh giá chất lượng hệ thống

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Ngày nay cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, các thiết

bị điện tử ra đời ngày càng nhiều về chủng loại cũng như tính năng

sử dụng Bên cạnh đó nhu cầu sử dụng các thiết bị một cách tự động ngày càng cao, con người ngày càng muốn có nhiều thiết bị giải trí cũng như các thiết bị sinh hoạt với kỹ thuật và công nghệ ngày càng cao Có thể ở Việt nam chưa phát triển mạnh mẽ trong lĩnh này nhưng hiện nay ở trên thế giới, nhất là các quốc gia thuộc Châu âu hay Mĩ thì mô hình ngôi nhà tự động được điều khiển từ xa đã phát triển rất mạnh mẽ Chúng được biết đến như ngôi nhà thông minh nổi tiếng của Bill Gate chẳng hạn Với sự kết hợp chặt chẽ giữa các thiết

bị điện tử tinh vi và phần mềm xây dựng tương ứng, Bill Gate đã xây dựng được mô hình ngôi nhà thông minh, tự động hoàn toàn và còn cho phép điều khiển từ xa thông qua một bộ điều khiển trung tâm

Từ những nhu cầu thực tế đó, người thực hiện muốn đưa một phần những kỹ thuật hiện đại của thế giới áp dụng vào điều kiện thực

tế trong nước để có thể tạo ra một hệ thống điều khiển thiết bị trong nhà từ xa thông qua tin nhắn SMS nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người Đề tài lấy cơ sở là tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị Bên cạnh đó, các thiết bị này cũng có thể được điều khiển tại nhà thông qua giao diện phần mềm xây dựng Việc sử dụng tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị có thuận lợi là tiết kiệm chi phí, mang tính cạnh tranh và cơ động cao (nghĩa là ở chỗ nào có phủ sóng mạng điện thoại di động ta cũng có thể điều khiển thiết bị được) Ngoài ra, sản phẩm của đề tài này có tính mở, có thể áp dụng cho nhiều đối tượng khác nhau trong dân dụng cũng như trong công nghiệp

CHƯƠNG 1 MODULE SIM800A VÀ TẬP LỆNH AT

COMMAND 1.1 TỔNG QUAN VỀ MODULE SIM800A

1.1.1 Giới thiệu về Module SIM800A

1.1.2 Đặc điểm của Module SIM800A

1.1.3 Sơ đồ chân và chức năng của từng chân

1.2 TẬP LỆNH AT COMMAND CỦA MODULE SIM800A 1.2.1 Lịch sử phát triển tập lệnh AT Command

1.2.2 Tìm hiểu một số lệnh cơ bản Sim800A

1.2.2.1 ệnh chung

1.2.2.2 ệnh điều khiển cu c g i

1.2.2.3 ệnh điều khiển tin nh n

1.2.3 Tổng quan về SMS

1.2.4 Modem GSM & Modem GPRS

1.2.4.1 Modem GSM

1.2.4.2 Modem GPRS

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ ARDUINO VÀ CÁC GIAO

TIẾP 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG ARDUINO

2.2 ARDUINO UNO R3

Bảng 2.1 Đặc điểm kỹ thuật Arduino Uno R3

Vi điều khiển Atmega328 (họ 8bit)

Điện áp hoạt động 5V – DC (chỉ được cấp qua cổng USB) Tần số hoạt động 16 MHz

Điện áp vào khuyên dùng 7-12V – DC

Điện áp vào giới hạn 6-20V – DC

Số chân Digital I/O 14 (6 chân PWM)

Số chân Analog 6 (độ phân giải 10bit)

Dòng tối đa trên mỗi

Dòng ra tối đa (5V) 500 mA

Dòng ra tối đa (3.3V) 50 mA

Bộ nhớ flash 32 KB (Atmega328) với 0.5KB dùng

bởi bootloader

2.3 GIAO TIẾP GIỮA ARDUINO VỚI MODULE SIM800A 2.4 GIAO TIẾP GIỮA ARDUINO VỚI MODULE RELAY 2.4.1 Giới thiệu Module Relay

2.4.2 Kết nối điện áp chính

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT BỊ DÂN DỤNG QUA SMS SỬ DỤNG ARDUINO UNO R3 3.1 YÊU CẦU ĐỀ TÀI

Dùng tin nhắn để bật tắt thiết bị điện trong nhà, Điểm thuận lợi của mạch điều khiển các thiết bị điện qua SMS giúp chúng ta tiết kiệm được thời gian và có độ ổn định cao

3.2 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ

3.2.1 Sơ đồ khối

Hình 3.1 Sơ đồ khối

3.2.2 Phân tích chức năng các khối

3.2.3 Lưu đồ thuật toán

Hình 3.2 Lưu đồ thuật toán

3.2.4 Nguyên lý hoạt động

3.3 MÔ PHỎNG BẰNG PHẦN MỀM FRITZING

Hình 3.3 Mạch mô phỏng

3.4 KẾT QUẢ

- Đã hoàn thành đúng thời gian

+ gửi tin nhắn bật tắt thiết bị

+ Gửi thông báo về điện thoại

3.5 MÔ HÌNH THỰC TẾ

Hình 3.4 Mô Hình thực tế

KẾT LUẬN

Qua thời gian nghiên cứu, thi công đề tài, em đã cơ bản được hoàn thành tốt mục tiêu đặt ra ban đầu Bằng sự nỗ lực cố gắng của bản thân và giúp đỡ của thành cô em đã hoàn thành đúng thời gian như đã định và đã đạt được yêu cầu đặt ra theo yêu cầu là thiết kế và thi công hệ thống điều khiển thiết bị từ xa qua tin nhắn SMS Với những kết quả đạt được và những hạn chế đã nêu trên, em cho rằng

đề tài có khả năng ứng dụng vào thực tế và mang lại nhiều lợi ích cho người sự dụng Để đảm bảo khả năng đưa vào ứng dụng thực tế một cách hoàn chỉnh nhât, đề tài này cần được phát triển với số lượng thiết bị nhiều hơn Cần được thử nghiệm nhiều nơi, với những vùng có sóng yếu hoặc không ổn định để đánh giá khả năng chính xác và tính tin cậy của hệ thống Ngoài ra, em cần phát triển khả năng điều khiển thiết bị đa dạng hơn, không dừng lại ở việc đóng ngắt, mà có thể là đọc các thông số như: nhiệt độ, độ ẩm, tăng cường khả năng báo động, chống trộm Với những hướng phát triển đó, đề tài có thể được đưa vào điều khiển nhà thông minh, trong các nhà máy, xí nghiệp, các thiết bị hoạt động ở vùng sâu, hải đảo, các thiết

bị do thám hoặc cũng có thể ứng dụng cho từng cá nhân với những mục đích riêng