Hệ thống máy pha chế công sở

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG MÁ PH CH CÔNG SỞ Ngành Kỹ thuật điện tử tru ền th ng Giảng viên hướng dẫn ThS Tr n u Cường Sinh viên thực hiện MSSV Lớp Ph m Mai Thi 1711010089 17DDTA1 Tr n Phi Long 1711010033 17DDTA1 TP Hồ Chí Minh, 2021 ii LỜI CẢM ƠN B o o tốt nghiệp huyên ngành Điện Tử Viễn Thông với đề tài “Hệ thống m y ph h ông s ” k t quả củ qu trình ố gắng không ngừng của bản thân và được sự giúp đỡ, động viên khí h lệ củ quý Th y ô.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG MÁ PH CH CÔNG SỞ Ngành: Kỹ thuật điện tử tru ền th ng Giảng viên hướng dẫn: ThS Tr n u Cường Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Ph m Mai Thi 1711010089 17DDTA1 Tr n Phi Long 1711010033 17DDTA1 TP Hồ Chí Minh, 2021 LỜI CẢM ƠN B o m y ph o tốt nghiệp huyên ngành Điện Tử Viễn Thông với đề tài “Hệ thống h ông s ” k t củ qu trình ố gắng không ngừng thân giúp đỡ, động viên khí h lệ củ quý Th y/ ô gi o, b n bè người thân Qua trang vi t t giả xin gửi lời cảm ơn tới người giúp đỡ thời gian học tập nghiên ứu vừa qua T giả xin hân thành ảm ơn Quý Th y/Cô ủ trường Đ i họ Cơng Nghệ TP Hồ Chí Minh, ũng Q Th y/Cô Viện Kỹ thuật HUTECH giảng d y, truyền đ t ki n thức hữu í h ũng kinh nghiệm quý b u ho t giả suốt năm qu T giả xin tỏ lịng kính trọng bi t ơn sâu sắ th y Tr n Duy Cường trực ti p tận tình hướng dẫn ũng ung ấp tài liệu thông tin kho học c n thi t ho ý tư ng đồ n Trong qu trình thực đồ n, hướng dẫn tận tình Th y Tr n Duy Cường, t giả thu nhiều ki n thứ quý b u, giúp t qu trình họ làm việ tương l i Tuy nhiên ki n thứ giả nhiều hun mơn ịn h n ch thân òn thi u nhiều kinh nghiệm thực tiễn nên nội dung b o o không tr nh khỏi thi u sót, t giả mong nhận góp ý, hỉ bảo thêm ủ Q Th y/Cơ t i trường Đ i học Công Nghệ - HUTECH để b o o đượ hoàn thiện Một l n nữ t giả xin hân thành ảm ơn giúp đỡ củ q Th y/Cơ qu trình thực đồ n để t giả hoàn thành đồ n ii Mục lục LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II MỤC LỤC III DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT VI DANH SÁCH CÁC HÌNH VII ỜI M Đ  Tính cấp thiết đề tài  Tình hình nghiên cứu  Mục đích nghiên cứu  Nhiệm vụ nghiên cứu  h ng h nghiê  Giới thiệu môi trường lập trình Arduino IDE .3  Giao thức kết nối  App điều khiển  App quản lý  C c kết đạt đ ợc đề tài  Kết cấu đề tài iii CH ƠN I I HI U .9 1.1 Tính ứng dụng đề tài 1.2 Nhiệm vụ cần thực 10 1.3 Phạm vi giới hạn đề tài 10 CH ƠN ỔNG QUAN GIẢI PHÁP 11 CH ƠN PH ƠN PHÁP IẢI CH ƠN 4.1 ÌNH HIẾ Ế .13 Ế 16 đ kh i 16 4.1.1 đ hệ thốn 16 4.1.2 đ khối máy pha chế tự động 17 4.2 đ ng ên 18 4.2.1 đ n uy n lý dôn c 4.2.2 đ n uy n lý cảm biến lưu lượn nước 19 4.2.3 đ n uy n lý độn c 4.2.4 đ n uy n lý cảm iến ật cản h n n o i 22 4.2.5 đ n uy n lý it 4.3 g ên m .18 ước 21 thu phát i i lu tooth E 22 h ạt đ ng hệ th ng 23 CH ƠN HI CÔN 25 5.1 L đ giải thuật A điều khiển 25 5.2 Thiết lập App 28 iv 5.1.1 APP quản lý 28 5.1 App điều khiển 30 5.1 App điện tho i 33 5.3 L đ giải thuật hệ th ng 35 5.4 Thiết kế CH ƠN Ế ô hình 36 N H N PHÁ I N 40 6.1 Kết luận 40 6.1.1 Tổn quát .40 6.1.2 Ưu điểm 40 6.1.3 Nhược điểm 41 6.2 H ớng h t triển 41 I I U THAM KHẢO 42 PHỤ ỤC .43 v anh sách chữ viết tắt UART: Universal Asynchronous Receiver Transmitter SRAM: Static Random-Access Memory EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory RMS: Root Mean Square MCU: Micro Controller Unit IDE: Intergrated Development Environment vi anh sách hình Hình Gi o diện Arduino IDE Hình Gi o diện visual studio .6 Hình Gi o diện MySQL Hình 2.1 Mơ hình m y ph rượu củ nhóm sinh viên Đà Nẵng 11 Hình 2.2 M y ph h cocktail 12 Hình 3.1 Cảm bi n khối lượng (load cell) 13 Hình 3.2 Cảm bi n lưu lượng nước YF-S401 14 Hình 3.3 Cảm bi n siêu âm HC- SR04 .14 Hình 3.4 Sơ đồ minh họa truyền liệu 15 Hình 4.1 Sơ đồ hệ thống 16 Hình 4.2 Sơ đồ khối m y ph h tự động 17 Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý động bơm 19 Hình 4.4 Sơ đồ nguyên lý 20 Hình 4.5 Nguyên lý ho t động cảm bi n Hall 21 Hình 4.6 Sơ đồ nguyên lý động bướ 21 Hình 4.7 Sơ đồ nguyên lý ảm bi n vật hồng ngo i 22 Hình 4.8 Sơ đồ nguyên lý kit RF thu ph t wifi bluetooth ESP32 23 Hình 5.1 Sơ đồ pp hính 25 Hình 5.2 Sơ đồ pp thự đơn 26 Hình 5.3 Sơ đồ pp ph n lự họn 27 Hình 5.4 Gi o diện App quản lý .28 Hình 5.5 S u họn pha 29 vii Hình 5.6 App thị thơng b o h t nướ 30 Hình 5.7 Gi o diện App Visu l studio 31 Hình 5.8 Gi o diện hiển thị lo i nước .32 Hình 5.9 Ph n lựa chọn theo s thí h .32 Hình 5.10 Thơng b o đợi m y đ ng ph h .33 Hình 5.11 App họn 34 Hình 5.12 Chọn họn lượng đường 34 Hình 5.13 Lưu đồ giải thuật hệ thống 35 Hình 5.14 Đối diện mơ hình 36 Hình 5.15 Vị trí nhận nước .37 Hình 5.16 Mơ thả ly 37 Hình 5.17 Phí s u mơ hình 38 Hình 5.18 Khu vự đặt cảm bi n động bơm 38 Hình 5.19 Mơ hình t m thời thự t 39 Hình 5.20 ng bơm lo i nướ 39 viii Lời mở đ u  Tính cấp thiết đề tài Sự ph t triển kinh t củ xã hội ngày àng o làm ho uộc sống người ngày àng th y đổi mặt vật chất lẫn tinh th n Sống thời đ i ơng nghiệp hó - đ i hó , địi hỏi on người phải ch y đu với thời gi n để ó thể đ p ứng nhu c u kinh t thị trường, nhu Với xu th ph t triển xã hội àng u củ hính thân o n khơng người rơi vào tình tr ng ăng thẳng, stress…, thật tốt ó ly nước để giải tỏ húng t ăng thẳng, ịn ó thể tự pha ly sod hương ho để thư ng thứ thư giãn Một thực tr ng đặt nơi ông s người phải tất bật với ông việc họ thời gian nghỉ ngơi h n hẹp, muốn uống lo i nướ hính ph việc chuẩn bị ũng ph h l i qu thời gian cho h Vậy nên họ chọn chai phải chịu tốn thêm hi phí ho h r ngồi mu nướ đóng dịch vụ giao thứ ăn, đồ uống Xuất ph t từ thực tr ng trên, nhóm t giả lên ý tư ng ho ho hướng nghiên ứu ùng nh u tìm r vấn đề c n giải quy t, ý tư ng gì? Hướng giải ph p r s o? C h thực th nào? S u hoàn thành giải ph p mang l i lợi í h gì? Với âu hỏi m ng đ y tính thử th h nhóm xây dựng hình thành ý tư ng sản phẩm m y ph h nước tự động Ch bi n đồ uống ông việc tốn thời gi n Công việ tập hợp lo t qu trình m x h i, rót, ph trộn theo ơng thức hính để đảm bảo hương vị hảo h ng ho đồ uống, đòi hỏi người thực tỉ mỉ khéo léo Th nhưng, đây, với trợ giúp ủ ông nghệ, lo lắng pha ch khơng ịn nữ Dù b n ó người thi u khéo léo hút, b n ũng dễ dàng kh i trương ng y qu y bar t i nhà với hỗ trợ đắc lực từ chi m y ph h tự động s u Trong tương l i, chi m y kỳ vọng sản phẩm phổ bi n gian b p gi đình Ý tư ng m y ph nước tự động ó thể điều khiển ứng dụng điện tho i thơng qu bluetooth đư tín hiệu đ n xử lý trung tâm để thực quy trình ph nước Cấu trú ủ m y b o gồm ph n hính ph n cứng ph n mềm Đ u tiên nói tới ph n cứng nhóm nhóm t giả tìm ki m module tí h hợp điều khiển thơng dụng n y Arduino để điều khiển bi n động Cuối ùng ph n mềm nhóm t module ảm giả xây dựng pp điều khiển đơn giản, dễ sử dụng ch y hệ điều hành Android  Tình hình nghiên cứu S u sản phẩm thực nghiệm thự hó : Đ u tiên nói đ n m y ph h húng t bi t nhóm sinh viên thực m y ph Đà Nẵng ó h rượu K ti p phải kể đ n mơ hình ủ nhóm sinh viên FPT Mơ hình m y ph cocktail ủ nhóm sinh viên FPT đượ Cuối ùng mơ hình m y ph h nh nghiệp đ nh gi cao h nước uống tự động Mơ hình m y ph h nước uống tự động củ nhóm sinh viên trường Đ i họ Công Nghệ - HUTECH đượ đ nh gi o Quy trình thực đơn giản nhanh gọn, khơng phức t p, thời gian thực quy trình nh nh, m ng l i đột bi n ho người sử dụng ó thể tự ph lo i nước theo s thí h h y s ng t o  Mục đích nghiên cứu Mỗi s ng ki n hay sản phẩm điều ó xã hội Nó ó thể khơng giải quy t vấn đề ó thể l i hữu í h trong trường hợp kh Và sản phẩm m y ph h nước uống tự động hướng đ n giải quy t vấn đề cấp thi t tiện lợi tính kinh t Đ u tiên phải nói đ n tiện lợi, ti t kiệm thời gi n ho người sử dụng App điều khiển thi t k đơn giản ó thể giúp ho người nhìn vào dù hỉ l n đ u ũng ó thể sử dụng h thành th o, gi m s t số lượng lưu l i thuận tiện ho người quản lý CHƯƠNG K T LUẬN VÀ HƯ NG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận 6.1.1 Tổng quát S u th ng làm đề tài, nhóm thực thành ơng “Hệ thống m y ph ông s ” đ t đượ h k t sau:  Thực gép nối Bluetooth, truyền nhận liệu thành ông từ server đ n m y pha ch ngược l i  Tự động ngắt động bơm hồn thành tr nh hợp bơm tràn ly  M y ph h nh nh hóng hỉ khoảng phút để hoàn thành ly nước  Dùng liệu để tính to n lượng nước bình, số ly ịn b o người quản lý h t 6.1.2 Ưu điểm  Nhóm tự tin cho sản phẩm m ng tính tiện lợi, ti t kiệm thời gian ũng ông sức củ người sử dụng  Quy trình thực đơn giản nhanh gọn, không phức t p  Thời gian thực quy trình nh nh, h n ch lỗi thường gặp m y không ho t động ch y s i quy trình  Quản lý gi m s t số lượng lo i nướ ph  Ph h nướ theo ông thứ sẵn để tr nh trường hợp người dùng ph s i thứ nướ dẫn đ n ngộ độ  So với mơ hình nhóm khảo s t họ dùng ảm bi n để kiểm tr lượng nướ bình s i số lớn ảnh hư ng từ môi trường xung qu nh nên nhóm khắ phụ nướ h dùng liệu s u l n gọi để tính lượng ịn bình s i số hính x  Trên mơ hình nhóm gắn t blet thuận tiện ho người dùng th o t t i m y hoặ ó thể dùng sm rtphone để gọi từ x 40 gọi 6.1.3 Nhược điểm  Vì mơ hình nhỏ nên hư ó đ d ng lo i nướ để pha ch  Mứ độ n toàn vệ sinh hư phải tuyệt đối, ó đường nên ó số ơn trùng ki n, ruồi  Mơ hình ịn đơn giản hư tối ưu nhu c u theo ý muốn củ kh h hàng 6.2 Hướng phát triển Với nhượ điểm nhóm ó số giải ph p để giảm thiểu rủi ro Sự đ d ng lo i nướ thi u ph n này, m rộng ô để ó thể ph nhiều lo i nước uống Thi t k thêm phận h n ch nhiễu, h ly nguồn ho m y bơm để giảm thiểu sai lệ h tín hiệu cảm bi n lưu lượng Thi t k thêm ph n nướ nóng h y nước l nh để ó thể pha số lo i nước fé sữ nóng, Bên fé nóng… nh với kh h hàng mu sản phẩm để kinh nh nhóm k t hợp thêm ph n th nh to n trực ti p t i nơi ph th nh to n m y ho t động 41 h nướ Khi hoàn thành TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Võ Đình Tùng - Điện tử tương tự 1, - Trường Đ i họ Công Nghệ (HUTECH) [2] ThS Tr n Duy Cường - Lý thuy t thông tin - Trường Đ i họ Công Nghệ (HUTECH) [3] ThS Tr n Duy Cường - Hệ thống viễn thông - Trường Đ i họ Công Nghệ (HUTECH) [4] ThS Ph m Quố Phương - Vi điều khiển - Trường Đ i họ Công Nghệ (HUTECH) [5] https://hocarm.org/node-red-mqtt-va-esp8266/ [6] https://hshop.vn/ [7] https://nshopvn.com/product/cam-bien-luu-luong-nuoc/ [8] https://xuanthulab.net/su-dung-visual-studio-code-de-viet-ung-dung-java.html [9] https://vimentor.com/vi/lesson/3-su-dung-va-lam-viec-voi-mysql-workbench 42 Phụ lục  CODE ĐI U KHI N Kh i b o hân rel y #define bom1 22 #define bom2 24 #define bom3 26 #define bom4 28 Kh i b o hân ảm bi n lưu lượng int waterVolume1 = 0; int waterVolume2 = 0; int waterVolume3 = 0; int waterVolume4 = 0; int a=0; Cảm bi n lưu lượng void cb1(){ waterVolume1++; } void cb2(){ waterVolume2++; } void cb3(){ waterVolume3++; } void cb4(){ waterVolume4++; 43 } void setup() { Serial.begin(9600); Serial2.begin(115200); Hàm ngắt kí h ho t ảm bi n lưu lượng attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(21),cb1, RISING); attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(20),cb2, RISING); attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(19),cb3, RISING); attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(18),cb4, RISING); Kh i b o hân bơm pinMode(bom1, OUTPUT); pinMode(bom2, OUTPUT); pinMode(bom3, OUTPUT); pinMode(bom4, OUTPUT); } Chương trình điều khiển bơm theo ông thứ void loop() { if(Serial2.available()>0) { String chuoi = Serial2.readString(); Serial.println(chuoi); if(chuoi=="1") { congthuc(1000,0,0,200); delay(100); Serial2.print("okk"); } else if(chuoi=="2") 44 { congthuc(1000,0,0,100); delay(100); Serial2.print("okk"); } else if(chuoi=="3") { congthuc(1000,0,0,0); delay(100); Serial2.print("okk"); } else if(chuoi=="4") { congthuc(0,1000,0,200); delay(100); Serial2.print("okk"); } else if(chuoi=="5") { congthuc(0,1000,0,100); delay(100); Serial2.print("okk"); } else if(chuoi=="6") { congthuc(0,1000,0,0); delay(100); Serial2.print("okk"); 45 } else if(chuoi=="7") { congthuc(0,0,1000,200); delay(100); Serial2.print("okk"); } else if(chuoi=="8") { congthuc(0,0,1000,100); delay(100); Serial2.print("okk"); } else if(chuoi=="9") { congthuc(0,0,1000,0); delay(100); Serial2.print("okk"); } } } .Reset void reset(){ waterVolume1 = 0; waterVolume2 = 0; waterVolume3 = 0; waterVolume4 = 0; } 46 Chương trình ph h void congthuc(int tradau, int tratac, int chanhday, int nuocduong){ reset(); delay(100); if(tradau>0) { a=1; while (a==1) { digitalWrite(bom1, HIGH); Serial.print("Luong nuoc 1: "); Serial.println(waterVolume1); delay(10); if(waterVolume1>=tradau) { Serial.println("DA TAT BOM 1"); digitalWrite(bom1, LOW); a=0; } } } if(tratac>0) { a=2; while (a==2) { digitalWrite(bom2, HIGH); Serial.print("Luong nuoc 2: "); Serial.println(waterVolume2); 47 delay(10); if(waterVolume2>=tratac) { Serial.println("DA TAT BOM 2"); digitalWrite(bom2, LOW); a=0; } } } if(chanhday>0) { a=3; while (a==3) { digitalWrite(bom3, HIGH); Serial.print("Luong nuoc 3: "); Serial.println(waterVolume3); delay(10); if(waterVolume3>=chanhday) { Serial.println("DA TAT BOM 3"); digitalWrite(bom3, LOW); a=0; } } } if(nuocduong>0) { a=4; 48 while (a==4) { digitalWrite(bom4, HIGH); Serial.print("Luong nuoc 4: "); Serial.println(waterVolume4); delay(10); if(waterVolume4>=nuocduong) { Serial.println("DA TAT BOM 4"); digitalWrite(bom4, LOW); a=0; } } } }  CODE ESP32 #include #include const char* ssid = "144 huong"; const char* password = "0935988704"; const char* mqtt_server = "192.168.1.22"; const uint16_t mqtt_port = 1883; const char* thuc_uong_topic ="Chonmon"; const char* kiem_tra_topic ="Ktrly"; const char* hoan_thanh_topic ="Hoanthanh"; String chuoi; const char* luu="0"; WiFiClient espClient; 49 PubSubClient client(espClient); void setup() { pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); // Kh i t o LED digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // Tắt LED Serial.begin(115200); Serial2.begin(115200); setup_wifi(); client.setServer(mqtt_server, mqtt_port); client.setCallback(callback); } void setup_wifi() { // K t nối wifi delay(10); Serial.println(); Serial.print("Connecting to "); Serial.println(ssid); WiFi.begin(ssid, password); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) // K t nối l i k t nối { delay(500); Serial.print("."); } Serial.println(""); Serial.println("WiFi connected"); Serial.println("IP address: "); Serial.println(WiFi.localIP()); } 50 void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) { Serial.print("Message arrived ["); Serial.print(topic); Serial.print("] "); for (int i = 0; i < length; i++) { Serial.print((char)payload[i]); } Serial.println(); if ((char)payload[0]=='1'){ luu="1"; Serial2.print("1"); Serial.println("dang pha so 1"); } else if ((char)payload[0]=='2'){ luu="2"; Serial2.print("2"); Serial.println("dang pha so 2"); } else if ((char)payload[0]=='3'){ luu="3"; Serial2.print("3"); Serial.println("dang pha so 3"); } else if ((char)payload[0]=='4'){ luu="4"; Serial2.print("4"); Serial.println("dang pha so 4"); } 51 else if ((char)payload[0]=='5'){ luu="5"; Serial2.print("5"); Serial.println("dang pha so 5"); } else if ((char)payload[0]=='6'){ luu="6"; Serial2.print("6"); Serial.println("dang pha so 6"); } else if ((char)payload[0]=='7'){ luu="7"; Serial2.print("7"); Serial.println("dang pha so 7"); } else if ((char)payload[0]=='8'){ luu="8"; Serial2.print("8"); Serial.println("dang pha so 8"); } else if ((char)payload[0]=='9'){ luu="9"; Serial2.print("9"); Serial.println("dang pha so 9"); } // } void reconnect() { // Đợi tới k t nối 52 while (!client.connected()) { Serial.print("Attempting MQTT connection "); if (client.connect("ESP8266Client")) { Serial.println("connected"); //VD: -client.publish(kiem_tra_topic, "True"); // Khi k t nối thành ông kiểm tra cảm bi n đặt ly kh y để ly n u h i ok thi gửi chuỗi True ngược l i False lên topi "Ktrly" lient.subs ribe(thu _uong_topi ); // Đăng ký topi để nhận lệnh, nhận lệnh nướ nên đăng ký topi "Chonmon" // -} else { Serial.print("failed, rc="); Serial.print(client.state()); Serial.println(" try again in seconds"); delay(5000); } } } void loop() { if (!client.connected()) // N u hư k t nối đ n sever k t nối l i 53 t { reconnect(); } client.loop(); //VD: // lient.publish(ho n_th nh_topi , "OK"); // Khi hoàn thành ly nước gửi lệnh lên topi "Ho nth nh" // lient.publish(kiem_tr _topi , "True"); // Khi hoàn thành ly nước kiểm tra cảm bi n đặt ly kh y để ly n u h i ok thi gửi chuỗi True ngược l i F lse lên topic "Ktrly" // if(Serial2.available()>0) { chuoi=Serial2.readString(); Serial.println(chuoi); if(chuoi=="okk") { client.publish(hoan_thanh_topic,luu); luu="0"; } } } 54 ... 15 CHƯƠNG QU TR NH THI T K 4.1 S đồ khối 4.1.1 S đồ hệ thống Hình S đồ hệ thống 16 4.1.2 S đồ khối má pha chế tự động Hình S đồ khối má pha chế tự động  Chức khối • Khối nguồn: chuyển đổi điện... Trường Đ i họ Công Nghệ (HUTECH) [2] ThS Tr n Duy Cường - Lý thuy t thông tin - Trường Đ i họ Công Nghệ (HUTECH) [3] ThS Tr n Duy Cường - Hệ thống viễn thông - Trường Đ i họ Công Nghệ (HUTECH)... development Hình Giao diện visual studio  App quản lý MySQL hương trình dùng để quản lý hệ thống s dử liệu, s dử liệu hệ thống lưu trữ thông tin Được x p rõ ràng, phân lớp ngăn nắp thơng tin mà lưu trữ