BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO QUÊN TRẺ EM TRÊN Ô TÔ NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Giảng viên hướng dẫn TS Nguyễn Văn Nhanh Sinh viên thực hiện MSSV Lớp Trương Đình Rin 1711251962 17DOTB5 Bùi Văn Trọng 1711251554 17DOTB5 TP Hồ Chí Minh, Tháng 9 Năm 2021 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO QUÊN TRẺ EM TRÊN Ô TÔ NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Giảng viên hướng dẫn TS Nguyễn Văn Nhanh Sinh viên.
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Trong thời đại công nghiệp 4.0, con người phải đối mặt với nhiều áp lực và sự phân tâm từ các thiết bị công nghệ, điều này ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn giao thông Nhiều tài xế đôi khi quên rằng có trẻ em trên xe, dẫn đến việc tắt máy và đóng cửa mà không kiểm tra, gây ra nguy cơ trẻ em bị bỏ quên trong xe Trẻ em có thể gặp nguy hiểm như ngất xỉu do kiệt sức, sốc nhiệt hoặc hạ thân nhiệt tùy thuộc vào điều kiện môi trường Theo thống kê từ công ty luật The Carlson Law Firm, số lượng trẻ em tử vong do bị bỏ quên trong xe ô tô tại Mỹ đang là một vấn đề đáng báo động.
Hình 1 1: Thống kê trẻ em đã chết vì bị bỏ quên trên ô tô ở Mĩ (Nguồn internet)
Mục tiêu của đề tài "Hệ thống cảnh báo quên trẻ em trên ô tô" là phát triển một giải pháp giúp người lái xe tránh những sai lầm đáng tiếc và bảo vệ trẻ em khỏi sự tắc trách của người lớn Hệ thống này hướng đến việc nâng cao an toàn cho mọi người, đặc biệt là trẻ em, ngay cả sau khi tham gia giao thông.
TỔNG QUAN GIẢI PHÁP
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI TRONG NƯỚC
Tại Việt Nam, thiết bị cảnh báo quên trẻ em trên xe ô tô mang tên Aviso đang được sử dụng rộng rãi Thiết bị này kết nối ghế ngồi trẻ em với hệ thống điều khiển của xe, giúp các bậc phụ huynh dễ dàng lắp đặt Khi ô tô tắt máy mà trẻ em vẫn còn trên ghế, Aviso sẽ phát ra tiếng “bíp” trong 8 phút để nhắc nhở, trước khi kích hoạt còi xe để cảnh báo mọi người, nhằm đảm bảo an toàn cho trẻ.
Tại các trường học, học sinh và sinh viên đã tiến hành nghiên cứu về việc phát triển các thiết bị rời nhằm hỗ trợ nhắc nhở trẻ em trên xe Những nghiên cứu này tập trung vào việc tạo ra giải pháp hiệu quả để đảm bảo an toàn cho trẻ em khi di chuyển bằng phương tiện.
Mô hình "Cảnh báo quên trẻ em trong xe ô tô qua tin nhắn SMS và cuộc gọi" được phát triển bởi hai học sinh Nguyễn Thành Đạt, lớp 12A1 và Nguyễn Hồng Hà, lớp 11A8 từ Trường THPT Bãi Cháy, TP Hạ Long, Quảng Ninh Mô hình này nhằm nâng cao nhận thức và bảo vệ an toàn cho trẻ em khi di chuyển bằng ô tô.
Thiết bị được mô tả bởi Nguyễn Hồng Hà bao gồm hai bộ phận kết nối qua dây điện: một bộ cảm biến đặt tại vị trí người lái xe và một bộ cảm biến chuyển động lắp trên trần xe ô tô.
Sau khi người lái xe rời khỏi ghế, nếu cảm biến siêu âm đo khoảng cách lớn hơn 25cm trong 10 phút mà không phát hiện chuyển động, hệ thống sẽ tự động bật còi chíp trong xe để đánh thức trẻ Sau 2 phút, nếu vẫn không có chuyển động, hệ thống sẽ kiểm tra lần 2; nếu phát hiện có chuyển động, còi báo động ngoài xe sẽ được kích hoạt và tin nhắn cảnh báo “Có thể bạn đã để quên trẻ trong xe, vui lòng kiểm tra!” sẽ được gửi đến số điện thoại của tài xế hoặc phụ huynh đã cài đặt Nếu an toàn, tài xế có thể nhắn lại “stop” để dừng cảnh báo và chờ phiên tiếp theo.
Hệ thống cảnh báo quên trẻ em trên ô tô sẽ hoạt động khi lái xe vào và ra khỏi xe Nếu không nhận được tin nhắn “stop”, hệ thống sẽ tự động gọi điện đến số điện thoại của tài xế cho đến khi không còn phát hiện chuyển động hoặc nhận được tin nhắn “stop”, lúc đó mới dừng cảnh báo và chờ phiên làm việc tiếp theo Thiết bị này sử dụng tin nhắn SMS, đèn chiếu sáng và còi ô tô để cảnh báo Đặc biệt, nó còn có tính năng tự động hạ cửa kính khi tắt máy xe, giúp ngăn ngừa tình trạng trẻ em bị ngộp thở hoặc sốc nhiệt bên trong ô tô.
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Ở NƯỚC NGOÀI
Để giảm thiểu tình trạng quên trẻ nhỏ trong xe, nhiều nhà sản xuất đã phát triển ứng dụng cảnh báo và thiết bị hỗ trợ lái xe Một trong những ứng dụng phổ biến nhất là Waze, ứng dụng chỉ đường của Google, với tính năng "Child Reminder" giúp người dùng nhớ đến trẻ em ngồi ở ghế sau khi tắt máy hoặc rời khỏi xe Để kích hoạt chức năng này, người dùng chỉ cần truy cập tài khoản và chọn Settings > Reminders > Child Reminder.
Ứng dụng Kars4Kids Safety sử dụng công nghệ Bluetooth để kết nối với xe hơi, giúp phát ra âm thanh cảnh báo khi người dùng rời xe mà không mang theo trẻ Sau khi cài đặt, ứng dụng sẽ đồng bộ với Bluetooth trên xe và cho phép người dùng cá nhân hóa bằng hình ảnh và nhạc chuông riêng Ngoài Kars4Kids Safety, các bậc phụ huynh cũng có thể tham khảo các ứng dụng khác như Kars 4 Kids, The Backseat, Cybex và Amazon.
Nissan là một trong những hãng ô tô chú trọng phát triển hệ thống cảnh báo trên xe, với hệ thống Cảnh báo cửa sau (Rear Door Alert - RDA) giúp nhắc nhở tài xế kiểm tra hàng ghế sau sau khi dừng đỗ Hệ thống này hiện đang được trang bị cho nhiều mẫu xe của Nissan, bao gồm Altima, Armada, LEAF, Murano, Maxima, Pathfinder, Rogue, Rogue Sport và Titan (cả phiên bản King Cab và Crew Cab).
Từ phiên bản 2020, mẫu Versa thế hệ mới sẽ được trang bị hệ thống an toàn tiêu chuẩn trên các phiên bản SV và SR, nhằm đảm bảo an toàn cho người lái Nếu tài xế không chú ý, hệ thống sẽ không nhận được phản hồi nào.
Hệ thống cảnh báo cửa sau của Nissan sẽ tự động kích hoạt còi xe nếu người dùng rời khỏi xe mà cửa sau không được mở, nhằm thu hút sự chú ý Dự kiến, công nghệ này sẽ được trang bị trên tất cả các mẫu sedan, SUV và bán tải của Nissan từ năm 2022 Hệ thống sẽ giám sát các công tắc ở cửa sau trước và sau mỗi chuyến đi.
Nissan sẽ triển khai hệ thống cảnh báo cửa sau trên tất cả các mẫu xe bốn cánh vào năm 2022, nhằm nhắc nhở tài xế kiểm tra ghế sau sau khi đã đặt trẻ em vào xe Nếu tài xế rời khỏi xe mà không thực hiện kiểm tra, họ sẽ nhận được cảnh báo liên tục từ hệ thống.
Hãng General Motors (GM) đã giới thiệu mẫu xe GMC Acadia 2017 với tính năng nhắc nhở thắt dây an toàn, cùng âm thanh cảnh báo để nhắc nhở tài xế "Nhìn vào hàng ghế sau", hiển thị trên màn hình đo tốc độ của xe.
Tesla đang phát triển một cảm biến nhận dạng chuyển động mới có khả năng phát hiện trẻ em bị bỏ lại trong xe hơi ở nhiệt độ cao Hãng xe điện này đang nỗ lực đạt được chứng nhận từ Ủy ban Truyền thông Liên bang (FCC) để đưa công nghệ này ra thị trường Cảm biến radar mm-Wave mà họ đang phát triển được thiết kế hoạt động với công suất cao hơn mức quy định hiện tại.
Tesla đã phát triển một thiết bị mới nhằm giảm thiểu nguy cơ sốc nhiệt cho trẻ em trong xe hơi và bảo vệ hành khách khỏi chấn thương thông qua các tính năng tiên tiến như túi khí và hệ thống nhắc nhở cài dây an toàn Hệ thống này sử dụng công nghệ radar để nhận diện kích thước cơ thể, phân biệt giữa người lớn và trẻ em, từ đó tối ưu hóa cơ chế bung túi khí trong trường hợp va chạm, mang lại hiệu quả cao hơn so với các cảm biến truyền thống dựa trên trọng lượng.
Hyundai đã thông báo rằng họ sẽ trang bị hệ thống cảnh báo có người ngồi ở hàng ghế sau cho hầu hết các mẫu xe mới của hãng vào năm 2022.
9 hãng hiện đã có các tính năng an toàn chủ động nhắc nhở về sự hiện diện của trẻ nhỏ trong xe
Hệ thống siêu âm của hãng sẽ bật còi cảnh báo nếu có sự cử động ở hàng ghế sau
Cứ 25 giây hệ thống lại còi một lần và làm 8 lần như vậy, cho đến khi tài xế chủ động ngắt báo động Hệ thống này hoạt động dựa trên một nguyên lý đơn giản là giám sát việc đóng - mở cửa sau cả trước và sau khi xe lăn bánh Nếu ai đó dùng cửa sau trước khi xe khởi hành và hệ thống phát hiện không có hành động mở cửa sau khi xe đỗ thì sẽ phát tín hiệu cảnh báo trên cụm điều khiển để nhắc tài xế kiểm tra hàng ghế sau Ngoài ra còn có các hệ thống khác như:
Hệ thống Sensorsafe của Evenflo là một công nghệ hiện đại được phát triển với nhiều cảm biến gắn trên xe, giúp cảnh báo lái xe nếu có trẻ em ở trong xe khi động cơ đã tắt.
Hình 2 1: Hệ thống Sensorsafe cảnh báo cho lái xe biết nếu có trẻ em ở trong xe khi xe đã tắt máy (Nguồn internet)
Hệ thống nhắc nhở ghế sau là một tính năng quan trọng được tích hợp trên một số dòng xe ô tô nhập khẩu của GM Tính năng này sử dụng cảm biến gắn ở cửa sau, kích hoạt khi cửa được mở hoặc đóng Khi xe dừng lại, hệ thống sẽ gửi thông báo nhắc nhở người lái qua màn hình hoặc âm thanh Đặc biệt, tính năng này chỉ hoạt động nếu một trong hai cửa sau được mở và đóng trong vòng 10 phút trước khi xe bắt đầu di chuyển.
Hình 2 2: Hệ thống nhắc nhở ghế sau của GM được gắn ở cửa sau xe ô tô giúp kích hoạt khi cửa sau mở ra hoặc đóng lại (Nguồn internet)
ƯU ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG
Giảm thiểm được tình trạng bỏ quên trẻ em trên xe
Nâng cao tính an toàn cho chiếc ô tô
Cải tiến công nghệ cho những chiếc ô tô tương lai.
NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG
Đối với các đề tài nghiên cứu trong nước: hệ thống được cài đặt riêng trên xe làm cho thẩm mỹ của chiếc xe giảm xuống
Đối với các nghiên cứu nước ngoài: chưa được phổ biến, chỉ vài hãng xe mới sử dụng hệ thống
PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1.1 PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MÔ PHỎNG
Với đề tài trên nhóm chọn cách mô phỏng đề tài phần điện trên phần mềm Proteus
Hình 3 1: Phần mềm Proteus (Nguồn internet)
Proteus là phần mềm mô phỏng mạch điện tử, cung cấp khả năng thiết kế mạch và lập trình cho các vi điều khiển như MCS-51, PIC, AVR, và nhiều loại khác.
Proteus là phần mềm mô phỏng mạch điện tử nổi bật của Lancenter Electronics, cung cấp khả năng mô phỏng cho hầu hết các linh kiện điện tử phổ biến Phần mềm này đặc biệt hỗ trợ cho các vi điều khiển (MCU) như PIC, 8051, AVR và Motorola, giúp người dùng dễ dàng thiết kế và kiểm tra mạch điện tử.
Phần mềm Proteus bao gồm hai chương trình chính: ISIS cho phép mô phỏng mạch và ARES dùng để thiết kế mạch in Đây là công cụ mô phỏng vi điều khiển hiệu quả, hỗ trợ nhiều dòng vi điều khiển như PIC, 8051, dsPIC, AVR, HC11, MSP430, và ARM7/LPC2000 Proteus cũng cung cấp khả năng mô phỏng các giao tiếp như I2C, SPI, CAN, USB, Ethernet, cùng với việc mô phỏng các mạch số và mạch tương tự một cách hiệu quả, giúp người dùng dễ dàng thiết kế và kiểm tra mạch điện tử.
Dựa trên các thiết bị có sẵn trong phần mềm và thư viện tải thêm, nhóm đã lựa chọn những linh kiện cần thiết để mô phỏng hoàn chỉnh hệ thống.
Nhóm đã thực hiện mô phỏng trên phần mềm để tối ưu hóa việc sắp xếp và thiết kế mạch điện cho hệ thống.
12 hành viết chương trình điều khiển cho mạch và cho chương trình chạy thử trên điều kiện tối ưu của phần mềm
3.1.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN LỰA CHỌN LINH KIỆN
Phương pháp tính toán lựa chọn linh kiện bắt đầu từ việc nghiên cứu đề tài nhóm, từ đó xác định hướng triển khai thông qua các linh kiện cụ thể Việc tính toán cho từng linh kiện được thực hiện nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thực hành.
Nhóm đã tiến hành tính toán công suất và điện áp cho hệ thống linh kiện điện tử dựa trên các thông số kỹ thuật Việc này nhằm đảm bảo từng linh kiện hoạt động bình thường và ổn định nhất Các công thức tính toán điện áp được áp dụng dựa trên kiến thức đã học và tài liệu tham khảo.
Nhóm đã tiến hành lắp ráp mạch sau khi chọn lựa các linh kiện phù hợp cho hệ thống Đầu tiên, họ sử dụng mạch có sẵn để sắp xếp các linh kiện trên bo mạch một cách hợp lý Sau đó, nhóm lắp đặt các thiết bị lên bo mạch và kết nối chúng bằng các dây điện.
Sau khi hoàn tất lắp ráp sản phẩm, nhóm đã tiến hành chạy thử hệ thống Chúng tôi đã lựa chọn dòng điện và điện áp phù hợp, đã được tính toán kỹ lưỡng trước đó, để cấp cho hệ thống Quá trình này cho phép kiểm tra hoạt động của từng thiết bị trên hệ thống và thu thập kết quả cho các thí nghiệm tiếp theo.
Thực nghiệm được tiến hành nhiều lần nhằm đánh giá khả năng hoạt động và hiệu quả của hệ thống, từ đó rút ra kết quả và kết luận cho đề tài nghiên cứu.
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu qua tài liệu ô tô, giáo trình được học trên lớp, tạp chí qua thông tin internet,…
Phương pháp tìm kiếm và lựa chọn thông tin là quá trình thu thập dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau, sau đó phân tích và chọn lọc những thông tin quan trọng nhất liên quan đến đề tài nghiên cứu của nhóm.
Phương pháp tổng hợp, so sánh và phân tích là quá trình mà nhóm thực hiện để thu thập và tổng hợp các thông tin cần thiết Sau đó, nhóm sẽ so sánh kết quả từ các nguồn khác nhau và phân tích để xác định thông tin nào là tốt nhất, dễ tiếp cận nhất cho đề tài nghiên cứu.
Phương pháp đo đạc: sử dụng các thiết bị đo đạc điện như đồng hồ VOM, Ampe kế,… để đo đạc
Phương pháp lập trình hệ thống bằng phần mềm Arudino IDE
QUY TRÌNH THIẾT KẾ
GIỚI THIỆU VỀ MÔ HÌNH HỆ THỐNG
Trong đề tài này, vi điều khiển trung tâm đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập dữ liệu từ các cảm biến, bao gồm cảm biến lực để xác định vị trí của tài xế và cảm biến hồng ngoại cùng cảm biến sóng siêu âm để phát hiện trẻ em có bị bỏ quên trong ô tô hay không Bên cạnh đó, vi điều khiển còn đảm nhiệm việc điều khiển các cơ cấu cảnh báo cho hệ thống.
Sử dụng hệ thống còi và hệ thống chiếu sáng là phương pháp hiệu quả để thu hút sự chú ý của tài xế và những người xung quanh, nhằm nhanh chóng giải cứu trẻ em trong tình huống khẩn cấp.
Hệ thống sử dụng Module SIM để gửi tin nhắn và thực hiện cuộc gọi đến số điện thoại của những người có trách nhiệm khi phát hiện có người bị mắc kẹt trong xe.
Để ngăn ngừa tình trạng thiếu oxy và sốc nhiệt ở trẻ em, hệ thống sẽ tự động kích hoạt các động cơ để hạ cửa kính xuống.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG
Hình 4 1: Sơ đồ khối hệ thống cảnh báo quên trẻ em trên ô tô
Cảm biến cảm ứng lực điện trở
Cảm biến sóng siêu âm
Cảm biến thân nhiệt chuyển động Đèn Hazard
Chức năng từng bộ phận:
Khối nguồn: Cung cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống cảnh báo quên trẻ em trên ô tô
Cảm biến cảm ứng lực điện trở: Phát hiện được vị trí tài xế có người ngồi, nhận thông tin và thông báo đến bộ xử lý
Cảm biến sóng siêu âm: Phát hiện vật cản hàng ghế phía sau (trẻ em còn trên xe), thông tin đến bộ xử lý Arduino
Cảm biến thân nhiệt chuyển động có khả năng phát hiện sự thay đổi nhiệt độ ở hàng ghế phía sau khi có trẻ em trên xe, sau đó chuyển thông tin này đến bộ xử lý.
Bộ xử lý Arduino là trung tâm tiếp nhận và xử lý thông tin từ các cảm biến, sau đó chuyển giao dữ liệu đến các cơ cấu chấp hành để thực hiện các tác vụ cần thiết.
Đèn Hazard: Nhận tín hiệu của bộ xử lý và hoạt động nhằm thông báo đến người bên ngoài ô tô qua thị giác
Còi: Nhận tín hiệu của bộ xử lý và phát ra tín hiệu còi liên tục tác động đến thính giác của người xung quanh
Hạ kính là quá trình mà sau khi nhận tín hiệu từ bộ xử lý, relay công tắc tại vị trí tài xế sẽ hoạt động, cho phép toàn bộ cửa kính hạ xuống, giúp không khí lưu thông trong xe hiệu quả.
Module Sim có chức năng gọi điện và gửi tin nhắn tự động đến chủ xe khi nhận thông tin từ bộ xử lý, nhằm thông báo về sự hiện diện của trẻ em trên xe.
4.2.1 THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG
Hình 4 2: Lưu đồ thuật toán hệ thống cảnh báo quên trẻ em trên ô tô
Tiếp điểm khóa ở vị trí OFF
Khi cảm biến lực FSR402 phát hiện tài xế vẫn còn trong xe, cảm biến hồng ngoại PIR và cảm biến sóng âm HC-SR501 sẽ không được cấp nguồn Điều này dẫn đến việc thành phần cảnh báo của hệ thống không hoạt động do không đủ điều kiện.
Cảm biến lực FSR402 không có lực tác động do không có tài xế bên trong xe, nên cảm biến PIR được cấp nguồn
Nếu cảm biến PIR không phát hiện thân nhiệt và cảm biến sóng siêu âm không nhận thấy sự thay đổi khoảng cách, hệ thống cảnh báo sẽ tự động ngừng hoạt động.
Cảm biến hồng ngoại PIR phát hiện thân nhiệt, tín hiệu từ chân Signal truyền đến Arduino
Cảm biến sóng siêu âm HC-SR04 nhận biết có sự thay đổi khoảng cách từ trần xuống ghế ngồi (nhỏ hơn 1,3 m)
Hai cảm biến này kích hoạt các hệ thống cảnh báo như còi ô tô, đèn chiếu sáng, hạ mô tơ kính ô tô, và gửi tin nhắn cũng như gọi điện thoại đến tài xế.
Đưa trẻ em ra ngoài ô tô sẽ khiến hệ thống ngừng hoạt động
Người dùng có thể nhắn tin “OFF” đến hệ thống khi muốn hệ thống cảnh báo quên trẻ em trên ô tô dừng hoạt động.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO TRẺ EM TRÊN Ô TÔ BẰNG PHẦN MỀM PROTEUS
4.3.1 CUNG CẤP NGUỒN CHO HỆ THỐNG
Hình 4 3: Sơ đồ cấp nguồn cho hệ thống bằng phần mềm Proteus
Hệ thống cảnh báo quên trẻ em trên ô tô hoạt động dựa vào nguồn điện từ ắc quy Điểm OFF của khóa ô tô được kết nối với relay 12 V của hệ thống, đảm bảo rằng khi ô tô đã dừng hoàn toàn, hệ thống vẫn được cung cấp nguồn điện để hoạt động.
Nguồn từ relay được hạ xuống 5 V, 1 A bởi module LM2596, đảm bảo an toàn cho hệ thống Các bộ phận chấp hành vẫn được cấp nguồn theo mặc định của nhà sản xuất và được điều khiển thông qua các công tắc Transistor nhận tín hiệu từ bộ xử lý Arduino.
4.3.2 MÔ PHỎNG CÁC CẢM BIẾN VÀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ARDUINO BẰNG PHẦN MỀM PROTEUS
Hình 4 4: Sơ đồ điều khiển hệ thống mô phỏng bằng phần mềm Proteus
1: Arduino Uno; 2: Cảm biến FSR402; 3: Cảm biến hồng ngoại PIR; 4: Module Sim; 5: Virtual Terminal; 6: Cảm biến sóng siêu âm HC-SR04; 7: Còi; 8: Biến trở Pot- HG; 9: Hệ thống nâng hạ kính; 10: Hệ thống chiếu sáng
Arduino Uno mạch xử lý trung tâm điều khiển tất cả chức năng của hệ thống cảnh báo quên trẻ em trên ô tô
Cảm biến lực FSR402 được lắp đặt dưới ghế người lái để xác định xem tài xế có còn trong xe hay không Tín hiệu analog từ cảm biến được kết nối với chân A0 của Arduino, trong khi tín hiệu đầu ra được lấy từ chân D11.
Cảm biến hồng ngoại PIR được mô phỏng cho cảm biến HC-SR501, hoạt động với nguồn cấp từ relay thông qua điều khiển của cảm biến FSR402 Chân tín hiệu đầu vào của PIR được kết nối với chân D10 của Arduino, trong khi output của cảm biến được lấy từ chân D9.
Cảm biến sóng siêu âm HC-SR04 có chân echo đặt ở chân D5, chân trigger đặt ở D6, và output tại chân D7
Các tín hiệu từ cảm biến PIR và HC-SR04 được mô phỏng trên phần mềm Proteus thông qua các cổng SimPin và TestPin Những cổng này được kết nối với biến trở Pot-HG, cho phép thực hiện các chức năng của các cảm biến một cách hiệu quả.
Hệ thống cảnh báo bằng còi được điều khiển bởi chân D9 và D7 của 2 cảm biến PIR và cảm biến sóng siêu âm
Bộ phận cảnh báo Sim900D Proteus được sử dụng để mô phỏng chức năng thông báo của module Sim800L Chân TXD được kết nối với D3 và chân RXD nối với D4 của Arduino, cho phép mô phỏng khả năng gửi tin nhắn và thực hiện cuộc gọi của module Sim800L.
Hệ thống nâng hạ kính, hệ thống chiếu sáng là những cơ cấu chấp hành của mạch Arduino, được điều khiển bằng các transistor NPN
Virtual Terminal được mô phỏng chức năng Serial Monitor của Arduino IDE để hiển thị các giá trị cảm biến input và output
Hình 4 5: Virtual Terminal hiển thị các giá trị của hệ thống cảnh báo quên trẻ em trên ô tô
4.3.3 MÔ PHỎNG CƠ CẤU CHẤP HÀNH BẰNG PHẦN MỀM PROTEUS 4.3.3.1 HỆ THỐNG NÂNG HẠ KÍNH
Hình 4 6: Sơ đồ hệ thống nâng hạ kính bằng phần mềm Proteus
Sau khi nhận tín hiệu từ Arduino:
Dòng tín hiệu từ chân D13 của Arduino được truyền đến chân B của transistor Q4, sau đó đi qua cuộn dây RL3 và nối với mass, nhằm kích hoạt công tắc RL3 để đóng công tắc chính, điều khiển quá trình nâng hạ cửa kính tại vị trí của tài xế.
Nguồn đi từ Ắc quy cuộn dây RL4 mass: làm cho công tắc RL4 đóng
Open ( công tắc mô tơ hạ kính) Mô tơ hạ kính mass : làm cho các cửa kính hạ xuống
Hình 4 7: Sơ đồ của hệ thống nâng hạ kính thông thường (Nguồn internet)
Hệ thống motor nâng hạ kính trên ô tô được thiết kế để cảnh báo khi trẻ em bị bỏ quên trong xe, nhằm ngăn ngừa tình trạng ngạt thở do không khí lưu thông kém trong các điều kiện thời tiết khác nhau Hệ thống này không chỉ nâng cao khả năng nhận biết của mọi người xung quanh mà còn cho phép các mô tơ hoạt động ngay cả khi khóa xe đã tắt, thông qua relay kết nối với công tắc Auto trên ghế tài xế Relay này được điều khiển bởi công tắc transistor NPN, hoạt động dựa trên tín hiệu từ chân D13 của Arduino khi nhận được thông tin từ các cảm biến.
Trong hệ thống nâng hạ kính, các relay được kết nối với diode theo cấu hình song song với cuộn dây Cực cathode của diode được nối với tiếp điểm dương của cuộn dây relay, trong khi anode của diode kết nối với mass và tiếp điểm còn lại của relay Cách làm này nhằm bảo vệ relay khỏi tác động của dòng điện xoay chiều.
Hình 4 8: Hệ thống chiếu sáng mô phỏng bằng Proteus
Sau khi nhận tín hiệu từ Arduino:
Dòng điện đi từ D12 của Arduino chân B transistor Q5 kích chân B
Dòng điện từ ắc quy đi qua cầu chì và cuộn dây RL5, RL6, sau đó tới chân C của transistor Q5 Khi chân B của Q5 được kích, dòng điện sẽ đi từ chân C qua chân E của Q5 tới mass, làm cho công tắc của RL5 và RL6 đóng lại Dòng điện tiếp tục đi qua đèn, khiến đèn cảnh báo sáng.
Hệ thống chiếu sáng trên ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc cảnh báo việc quên trẻ em trên xe Hệ thống này giúp thông báo cho mọi người xung quanh thông qua tín hiệu ánh sáng Khi tắt khóa xe, hệ thống được điều khiển bởi công tắc NPN thông qua chân D12 của Arduino.
Hệ thống còi dùng để thông báo với mọi người xung quanh qua thị giác:
Cuộn dây của relay còi được cấp nguồn transistor PNP Dòng VCE của PNP được tiếp mass bởi tín hiệu của cảm biến PIR
Điểm mass của còi được điều khiển thông qua transistor PNP, với chân B của transistor này được kết nối với chân D7 của Arduino, nhận tín hiệu từ cảm biến sóng siêu âm HC-SR04.
Hình 4 9: Sơ đồ hệ thống còi bằng phần mềm Proteus
Sau khi nhận tín hiệu từ Arduino:
Dòng đi từ D10 của Arduino chân B transistor Q2 ( chân B được kích)
Dòng đi từ D7 của Arduino chân B transistor Q1 ( chân B được kích)
Dòng điện từ ắc quy đi qua chân C của transistor Q2, do chân B đã được kích, sau đó tiếp tục xuống chân E và đi qua cuộn dây của RL1, dẫn đến việc công tắc của RL1 đóng lại.
buzzer chân C transistor Q1,tại đây chân B của Q1 đã được kích nên dòng tiếp tục xuống chân E mass: buzzer hoạt động
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG CẢNH BÁO QUÊN TRẺ
Hình 4 10: Mô phỏng hoạt động của hệ thống bằng Proteus
Nguyên lý hoạt động của hệ thống:
Tiếp điểm khóa ở vị trí OFF, hệ thống được cấp nguồn
Cảm biến lực nhận được tín hiệu có lực tác động, vì tài xế vẫn còn trong xe
Hệ thống cảnh báo không hoạt động
Tiếp điểm khóa ở vị trí OFF, hệ thống được cấp nguồn
Cảm biến lực không nhận được tín hiệu do không còn tài xế ngồi tại vị trí Tín hiệu analog được truyền đến chân A0 của Arduino Uno
Dòng từ chân D11 của Arduino chân B transistor Q3, kích chân B Đồng thời nguồn đi từ Ắc quy đến chân C transistor Q3, vì chân B đã được kích
26 nên dòng tiếp tục qua chân E transistor Q3 cuộn dây RL2 mass: làm cho công tắc của RL2 đóng cấp nguồn cho PIR
Dòng đi từ D6 Arduino chân Trigger HC-SR04 chân Echo HC-SR04
Nếu không có trẻ em trên xe thì hệ thống sẽ không không hoạt động
Nếu trên xe vẫn còn trẻ em thì:
Signal của cảm biến PIR HC-SR501 D10 của Arduino
Chân Echo của cảm biến HC-SR04 D5 của Arduino
Hệ thống nâng hạ kính sẽ hoạt động:
Dòng điện từ D13 của Arduino chân B transistor Q4 cuộn dây RL3 mass: công tắc RL3 đóng công tắc tổng nâng hạ kính (tại vị trí tài xế)
Nguồn điện được cung cấp từ ắc quy, đi qua cuộn dây RL4 và nối với mass Khi công tắc RL4 đóng và công tắc Open (công tắc mô tơ hạ kính) được kích hoạt, mô tơ hạ kính sẽ hoạt động, giúp hạ các cửa kính xuống.
Hệ thống cảnh báo còi Buzzer hoạt động:
Dòng đi từ D10 Arduino chân B transistor Q2
Dòng đi từ D7 của Arduino chân B của transistor Q1 ( chân B được kích),
Dòng đi từ Ắc quy ICE thông cuộn dây RL1 mass: công tác RL1 đóng
Buzzer ICE của transistor Q1 thông mass: buzzer hoạt động
Hệ thống đèn cảnh báo hoạt động:
Dòng từ D12 Arduino chân B transistor Q5
Dòng điện từ ắc quy đi qua cầu chì và cuộn dây RL5, RL6, sau đó đến chân C của transistor Q5 và chân E của transistor Q5, khi công tắc của RL5 và RL6 đóng lại Hệ thống đèn hoạt động và dẫn đến việc hệ thống đèn cảnh báo sáng lên.
Dòng từ D3 và D4 Arduino chân TXD và RXD của Sim800L gọi điện thoại đến số điện thoại của chủ xe thông qua việc cài đặt trước số điện thoại
chủ xe gửi tin nhắn “OFF” hệ thống ngưng hoạt động
Hệ thống cảnh báo sẽ ngưng hoạt động nếu:
Chủ xe đến và mở cửa đưa em bé ra ngoài
Chủ xe gửi tin nhắn “OFF” đến hệ thống.
THIẾT KẾ MÔ HÌNH
4.5.1 CÁC THÀNH PHẦN LINH KIỆN SỬ DỤNG CHO HỆ THỐNG
Bảng 4 1: Danh sách các linh kiện module, cảm biến sử dụng trong mạch điều khiển hệ thống quên trẻ em ô tô
STT Tên linh kiện Số lượng Loại
4.5.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH
4.5.2.1 THIẾT KẾ KHỐI NGUỒN Để đảm bảo khả năng hoạt động ổn định, an toàn của hệ thống, thì cuồn điện cung cấp phải đi qua Module hạ áp LM2596 để cung cấp nguồn ổn định ở mức 5VDC 1A
Hình 4 11: Module LM2596 (Nguồn Internet)
Module nguồn không sử dụng cách ly
Kích thước mạch: 53 mm x 26 mm
Hình 4 12: Sơ đồ chân Module LM2596 (Nguồn Internet)
Chỉ cần cấp nguồn đúng vào chân INPUT+, INPUT-, rồi nhận nguồn ra từ chân OUTPUT+, OUTPUT-
Để chỉnh điện áp đầu ra của module, bạn cần vặn biến trở và sử dụng đồng hồ đo điện áp để kiểm tra Nếu sau khi vặn mà điện áp không thay đổi, hãy tiếp tục vặn thêm 10 vòng nữa hoặc thử vặn ngược lại, vì biến trở này có thể vặn tối đa 14 vòng.
4.5.2.2 THIẾT KẾ KHỐI CẢM BIẾN
4.5.2.2.1 CẢM BIẾN ỨNG LỰC ĐIỆN TRỞ
Hình 4 13: Cảm biến cảm ứng lực điện trở (Nguồn Internet)
Fsr402 là một cảm biến lực cảm ứng điện trở, có khả năng thay đổi điện trở tùy thuộc vào áp lực tác động lên bề mặt cảm ứng Với thiết kế siêu nhẹ và nhỏ gọn, cảm biến này mang lại độ nhạy cao, phù hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau.
Cảm biến chuyển đổi áp suất sử dụng màng cảm biến FSR để biến đổi áp suất thành giá trị điện trở, từ đó cung cấp thông tin chính xác về áp suất.
Áp suất càng cao, điện trở càng thấp, có thể cảm biến áp suất từ 0 -100 N
Hình 4 14: Cấu tạo của cảm biến FSR402 (Nguồn Internet)
Cấu tạo của cảm biến lực FSR402 gồm 3 phần:
Phần đáy: có các chất bán dẫn linh hoạt
Phần giữa: kết nối giữa phần tác động với phần đáy
Phần tác động: gồm có các điện cực xen kẽ với nhau, và 2 chân để kết nối với nguồn và mass và tín hiệu analog
Hình 4 15: Đồ thị qua hệ điện trở và lực tác động (Nguồn Internet)
Giá trị của kháng trở dao động từ 100 Ω đến 100 KΩ, tùy thuộc vào áp suất tác động lên bề mặt cảm biến Sự thay đổi này làm thay đổi khoảng cách giữa các phần tử dẫn điện, ảnh hưởng đến hiệu suất của cảm biến.
Giá trị bão hòa của cảm biến FSR là 10 kg, với giá trị bão hòa áp suất từ
100 psi đến 200 psi Khi lực tác động cao hơn sao với giá trị bão hòa, giá trị sẽ giữ nguyên ở mức bão hòa
Hình 4 16: Đồ thị quan hệ V OUT và lực tác động (Nguồn Internet)
Dòng ra của cảm biến được xác định bằng công thức:
Vout: Giá trị nguồn điện ra của cảm biến FSR
V+: Nguồn cấp cho cảm biến điện vào của cảm biến FSR
RFSR: Giá trị biến trở của FSR
RM: Resistor measurement gía trị điện trở
Theo công thức Vout sẽ có giá trị tỉ lệ thuận với lực tác động vào cảm biến
Nếu RFSR và RRM đổi vị trí cho nhau, thì nguồn ra của cảm biến sẽ có giá trị tỉ lệ nghịch với lực
4.5.2.2.2 CẢM BIẾN SÓNG SIÊU ÂM
Siêu âm là âm thanh có tần số vượt quá khả năng nghe của tai người, với tần số tối đa thường dao động tùy theo từng cá nhân nhưng thường khoảng 20 kHz.
Siêu âm có khả năng lan truyền qua nhiều môi trường khác nhau, tương tự như âm thanh, bao gồm không khí, chất lỏng và chất rắn, với tốc độ truyền đạt tương đương.
Âm thanh có tốc độ lan truyền là 32 độ, với tần số cao hơn và bước sóng ngắn hơn so với âm thanh thông thường Điều này khiến sóng siêu âm trở thành công cụ hữu ích trong y học và các ứng dụng quan trắc để đo khoảng cách và vận tốc.
Hình 4 17: Cảm biến sóng siêu âm HC-SR04 (Nguồn Internet)
Cảm biến khoảng cách HC-SR04 là thiết bị đo khoảng cách bằng sóng âm, nổi bật với độ chính xác cao và sự ổn định trong quá trình sử dụng Nó dễ dàng kết nối với các vi điều khiển như Arduino, DSP và AVR, làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng.
Tín hiệu đầu ra: tín hiệu tần số điện, mức cao 5 V, mức thấp 0 V
Góc cảm biến: Không quá 15 o
Khoảng cách phát hiện: 2 cm ~ 450 cm
Độ chính xác cao: Lên đến 3 mm
Chế độ kết nối: VCC / trig (T) / echo (R) / GND
Cảm biến HC-SR04 có 4 chân là: Vcc, Trig, Echo, GND
Bảng 4 2: Chân của cảm biến HC-SR04
Trig Một chân Digital output
Echo Một chân Digital input
Hình 4 18: Nguyên lý hoạt động của HC-SR04 (Nguồn Internet)
Loa truyền tín hiệu đi transmitter (trig Pin) phát siêu âm tần số cao
Khi tín hiệu gặp vật cản, siêu âm sẽ bị truyền ngược lại
Loa nhận tín hiệu receiver (echo Pin) sẽ nhận một phần tín hiệu bị dội ngược lại
Dựa vào thời gian và vận tốc âm thanh truyền trong không khí chúng ta sẽ tính được khoảng cách
Công thức tính khoảng cách được sử dụng trong code arduino:
V: Vận tốc âm thanh truyền trong không khí 340 m/s
T: Thời gian khi sóng âm gặp vật cản và quay lại
Giá trị cần được chia đôi vì quãng đường sóng âm đã đi 2 lần từ lúc bắt đầu cho đến khi gặp vật cản và bị dội ngược lại
4.5.2.2.3 CẢM BIẾN THÂN NHIỆT CHUYỂN ĐỘNG HC-SR501
Cảm biến hồng ngoại thụ động (PIR sensor) là thiết bị sử dụng tia hồng ngoại để phát hiện sự chuyển động của các vật thể nóng Tia hồng ngoại, hay tia nhiệt, phát ra từ các vật thể có nhiệt độ, bao gồm cả cơ thể sống với nhiệt độ trung bình khoảng 37°C Cảm biến này hoạt động bằng cách sử dụng tế bào điện để chuyển đổi nhiệt độ thành tín hiệu điện, cho phép phát hiện các vật thể nóng đang di chuyển Đặc điểm nổi bật của cảm biến PIR là tính thụ động, nghĩa là nó không tạo ra nguồn nhiệt mà chỉ phản ứng với nhiệt độ từ các thực thể xung quanh như con người và động vật.
Hình 4 19: Cảm biến nhiệt lượng – PIR (Nguồn internet)
Điện áp sử dụng: 3,3 - 5 VDC
Các nguồn nhiệt, bao gồm cả con người và động vật, phát ra tia hồng ngoại Qua kính Fresnel, tia hồng ngoại được lọc và tiêu tụ trên hai cảm biến hồng ngoại trong đầu dò Khi có vật nóng di chuyển qua, hai cảm biến này sẽ tạo ra điện áp, được khuếch đại bằng transistor FET.
Hai tín hiệu sẽ được khuếch đại để đạt biên độ đủ cao, sau đó được đưa vào mạch so áp nhằm điều khiển hoặc kích hoạt thiết bị báo động.
Hình vẽ minh họa hai vùng cảm ứng nhạy cảm tương ứng với hai cảm biến trong đầu dò Khi một con vật di chuyển qua, thân nhiệt của nó phát ra tia nhiệt, được tập trung mạnh mẽ bởi kính Fresnel và chiếu lên cảm biến hồng ngoại Kết quả là, khi con vật đi ngang qua, đầu dò sẽ phát hiện và tạo ra một tín hiệu Tín hiệu này sau đó được đưa vào mạch xử lý để thực hiện chức năng điều khiển hoặc báo động.
Hình 4 20: Nguyên lý hoạt động của cảm biến PIR- khi chưa có người
Hình 4 21: Nguyên lý hoạt động của cảm biến PIR- khi có người
Arduino là một board mạch vi xử lý được thiết kế để xây dựng các ứng dụng tương tác hiệu quả hơn Hiện tại, nó được trang bị 1 cổng USB, 6 chân đầu vào analog và 14 chân I/O kỹ thuật số, tương thích với nhiều board mở rộng Ra mắt vào năm 2005, Arduino đã mang đến một giải pháp dễ dàng và tiết kiệm cho những người đam mê công nghệ và sinh viên.
… để tạo ra những thiết bị có khả năng tương tác với môi trường thông quá các cảm biến và cơ cấu chấp hành
Hình 4 22: Mạch Arduino (Nguồn internet)
Hình 4 23: Các linh kiện trên mạch Arduino Uno (Nguồn internet)
Chip điều khiển chính: ATmgea328P
Chip nạp và giao tiếp UART: ATmega16U2
Nguồn nuôi mạch: 5 VDC từ cổng USB hoặc nguồn ngoài cắm vào giắc tròn
Số chân Digital I/O: 14 (trong đó có 6 chân có khả năng xuất xung PWM)
Dòng điện DC current trên mỗi chân I/O: 20 mA
Dòng điện DC current chân 3,3 V: 50 mA
Flash memory: 32 KB (ATmega328P), 0,5 KB dùng cho bootloader
Môi trường phát triển tích hợp (IDE) của Arduino là một ứng dụng đa nền tảng được viết bằng Java, hỗ trợ ngôn ngữ lập trình xử lý IDE này bao gồm một trình biên soạn mã với các tính năng như đánh dấu cú pháp, tự động khớp dấu ngoặc và canh lề tự động Nó cho phép biên dịch và tải chương trình lên board chỉ với một cú nhấp chuột Chương trình hoặc mã viết cho Arduino được gọi là sketch.
MÔ PHỎNG,THI CÔNG, LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CẢNH BÁO QUÊN TRẺ EM TRÊN Ô TÔ
HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG MÔ PHỎNG BẰNG PHẦN MỀM
5.1.1 CHƯƠNG TRÌNH ARDUINO CHO MÔ PHỎNG PROTEUS Để hệ thống mô phỏng trên phần mềm Proteus không chỉ cần thiết lập các linh kiện hoạt động đúng với mục đích, chức năng, thông số của các linh kiện module, cảm biến, mà còn cần phải nạp code Arduino được suất dưới dạng file HEX
Hình 5 1: Lấy file hex của chương trình Arduino
File hex, viết tắt của hệ thập lục phân, được tạo ra từ mã và trình biên dịch Sau khi lấy file hex từ Arduino IDE, nó sẽ được nạp vào Proteus 8 Quá trình này tương tự như việc kết nối dây thực tế trên Arduino với mã code trên máy tính Khi nhấn nút "Verify", Arduino IDE sẽ tạo ra file hex và nạp vào mạch.
Hình 5 2: Nạp chương trình Arduino cho phần mềm Proteus
5.1.2 HOẠT ĐỘNG CỦA MÔ HÌNH MÔ PHỎNG
Sau khi code đã được nạp, ấn nút “Run the simulation” để hệ thống trên Proteus sẽ bắt đầu hoạt động:
Cảm biến lực sẽ phản ứng khi có tài xế ngồi trong xe, trong khi cảm biến PIR không được cấp nguồn nên không hoạt động Do đó, các hệ thống cảnh báo cũng sẽ không được kích hoạt.
Hình 5 3: Mô hình mô phỏng bằng Proteus hoạt động theo TH1
Cảm biến PIR hoạt động bằng cách phát hiện thân nhiệt mà không chịu lực tác động Khi có sự hiện diện của thân nhiệt, cảm biến PIR sẽ kích hoạt và cung cấp nguồn cho cuộn dây của relay 1.
Cảm biến sóng siêu âm khi phát hiện có sự thay đổi khoảng cách giữa trần ô tô và ghế ngồi sẽ tiếp mass cho còi ô tô
Cả 2 tín hiệu của cảm biến PIR và HC-SR04 đồng thời sẽ cho Module sim gửi tin nhắn và gọi đến số điện thoại đã cài đặt, hệ thống motor hạ kính và hệ thống chiếu sáng hoạt động
Hình 5 4: Toàn bộ hệ thống mô phỏng bằng Proteus hoạt động
MÔ HÌNH VẬT LÝ
5.2.1 CODE ARDUINO CHO MÔ HÌNH VẬT LÝ
Giống như chương trình mô phỏng trên phần mềm Proteus, để mô hình vật lý hoạt động, cần phải tải mã code Arduino vào board Arduino Uno thông qua Arduino IDE.
Hình 5 5: Nạp chương trình Arduino cho mô hình
Sau khi kết nối board Arduino Uno với máy tính bằng cáp USB, ấn vào nút
“Upload” trên phần mềm Arduino IDE “Done uploading” là phần mềm đã được cập nhật cho hệ thống xong
Hình 5 6: Kết nối board Arduino Uno với máy tính
Hình 5 7: Không có trẻ em bên trong xe
Khi công tắc ở vị trí OFF, tài xế vẫn ngồi trong vị trí của mình, cảm biến FSR402 gửi giá trị analog đến Arduino, dẫn đến việc hệ thống cảnh báo không hoạt động.
Hình 5 8: Giá trị analog của cảm biến FSR402
Hình 5 9: Trường hợp trẻ em bị bỏ lại trong xe
Khi cảm biến FSR402 không nhận lực tác động, cảm biến PIR phát hiện thân nhiệt và cảm biến sóng siêu âm HC-SR04 nhận diện sự thay đổi khoảng cách, hệ thống cảnh báo sẽ tự động kích hoạt.
Hình 5 10: Hệ thống hoạt động
Module Sim800L hoạt động và gửi tin nhắn để số điện thoại đã được cài đặt trong phần code
Hình 5 11: Tin nhắn thông báo đã được gửi đến
Còi báo động của hệ thống cũng hoạt động cho đến khi tài xế quay trở lại và tắt hệ thống
Hình 5 12: Hệ thống tắt sau khi nhận được lệnh hủy
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ KẾT LUẬN
KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA ĐỒ ÁN
6.1.1 KẾT QUẢ CỦA ĐỒ ÁN THỰC HIỆN
Mặc dù mô hình vật lý chưa hoàn thành theo kế hoạch do những lý do khách quan, thiết bị vẫn hoạt động đúng theo nguyên lý đã thiết lập Các tín hiệu từ cảm biến và module hoạt động phù hợp với mã code đã lập trình, đảm bảo tính chính xác trong quá trình vận hành.
Kết quả thu được khi tiến hành nạp code vào mạch và khảo sát hoạt động thực tế của thiết bị:
Cảm biến lực FSR402 hoạt động ổn định và nhạy, không bị lỗi, bật tắt relay đúng theo quy định
Cảm biến siêu âm HC-SR04 và cảm biến PIR HC-SR501 hoạt động đúng tín hiệu, hoạt động đúng như điều kiện “and” trong code được lập trình
Cơ cấu cảnh báo: gửi tin nhắn bằng Module sim, âm thanh phát ra từ còi buzzer hoạt động tốt, liên tục khi nhận được thông tin phù hợp
Sau quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài, chúng tôi đã tích lũy được nhiều kiến thức mới và hiểu biết sâu sắc hơn về các lĩnh vực đa dạng.
Biết cách lập trình Arduino giúp bạn tổng hợp chương trình phức tạp từ những chương trình đơn giản và tài liệu đa dạng từ nhiều ngôn ngữ khác nhau Bạn cũng sẽ học cách giao tiếp giữa Arduino và máy tính một cách nhanh chóng, cũng như sử dụng hầu hết các chức năng của Arduino IDE.
Nắm vững và áp dụng các linh kiện quan trọng trong lĩnh vực tự động như transistor NPN, PNP, diode và relay Hiểu nguyên lý hoạt động của các loại cảm biến với các tín hiệu khác nhau, bao gồm hồng ngoại, sóng siêu âm và lực.
Làm quen với các ứng dụng của IoT vào đời sống, các cách thức nhận và truyền dữ liệu không dây thông qua Module sim
Nâng cao các kỹ năng mềm: làm việc nhóm, phân chia nhiệm vụ, xây dựng kế hoạch, tìm kiếm tài liệu…
KẾT LUẬN
Đề tài đã thành công trong việc lập trình điều khiển bộ phận của "Hệ thống cảnh báo quên trẻ em trên ô tô", đáp ứng các yêu cầu đã đề ra Hệ thống sẽ cảnh báo khi có trẻ em bị bỏ lại trên xe thông qua các phương tiện như hệ thống chiếu sáng, còi, tin nhắn SMS và hạ kính ô tô Nhờ đó, khả năng trẻ bị ngộp hay sốc nhiệt đã giảm xuống mức 0%.
Giải quyết được yêu cầu đặt ra của đề tài
Phần cứng được thiết kế đơn giản, dễ sử dụng
Các thông số đo đạc được sát với thực tế
Chi phí của thiết bị khá hợp lý và đáp ứng được đầy đủ các tính năng
Dù nhóm nghiên cứu đã rất cố gắng hoàn thành đề tài một cách tốt nhất có thể tuy nhiên hệ thống vẫn còn một vài khuyết điểm sau:
Vì đây là đề tài nguyên cứu nên các hoạt động của các cảm biến chưa phải là tốt nhất
Thiết bị thực tế chưa thực sự gọn gàn, chưa thuận tiện cho việc áp dụng trên ô tô
Vì kiến thức, thời gian cũng như kinh phí hạn chế nên mô hình không được tối ưu 100%.
HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
Nhằm tối ưu hóa ứng dụng của hệ thống nghiên cứu, nhóm đã đề xuất một số hướng phát triển dựa trên những khuyết điểm hiện tại Dưới đây là các hướng phát triển tiềm năng cho dự án.
Sử dụng các cảm biến công nghiệp có độ chính xác cao để cải thiện tính chính xác của hệ thống
Sử dụng các phương thức giao tiếp tiên tiến để giao thực hiện việc giao tiếp giữa bộ xử lý Arduino với xe ô tô và module sim
Cải tiến mô hình thành các module tích hợp giúp giảm kích thước hệ thống, đơn giản hóa quá trình lắp đặt và nâng cao tính thẩm mỹ cho toàn bộ hệ thống.
