HƯỚNG DẪN TRÌNH BÀY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆ.
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH GIÁM SÁT HỆ THỐNG MÁY LẠNH GVHD: GVC.ThS Nguyễn Đình Phú SVTH: Dương Đơng Nguyên MSSV: 18142347 SVTH: Nguyễn Thanh Tiến MSSV: 18142402 Tp Hồ Chí Minh - 07/2022 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MƠN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH GIÁM SÁT HỆ THỐNG MÁY LẠNH GVHD: GVC.ThS Nguyễn Đình Phú SVTH: Dương Đơng Ngun MSSV: 18142347 SVTH: Nguyễn Thanh Tiến MSSV: 18142402 Tp Hồ Chí Minh - 07/2022 TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MƠN ĐIỆN CƠNG NGHIỆP CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày tháng 07 năm 2022 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Dương Đông Nguyên Nguyễn Thanh Tiến MSSV: 18142347 MSSV: 18142402 CNKT Điện - Điện tử Chuyên ngành: Mã ngành: Hệ đào tạo: Đại học quy Mã hệ: Khóa: 2018 Lớp:181423B I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH GIÁM SÁT HỆ THỐNG MÁY LẠNH II NHIỆM VỤ Các số liệu ban đầu: • • • • • • Vi điều khiển PIC 18F4550 Module WiFi ESP8266 NodeMCU Module Relay 5V Cảm biến nhiệt độ DHT11 Cảm biến dòng ACS712 20A WebSever App điện thoại Nội dung thực hiện: • Sử dụng vi điều khiển PIC 18F4550 làm khối điều khiển trung tâm để thu thập xử lí thơng tin sensor nodes • Giao tiếp truyền liệu internet thơng qua Module WiFi ESP8266 NodeMCU • Cập nhật liệu theo thời gian thực WebSever Thingspeak, app điện thoại ThingView • Bật/tắt thiết bị thơng qua Wifi • Gửi cảnh báo thông qua Gmail, phát cảnh báo mạng xã hội thông qua mạng xã hội Twitter • Thi cơng mơ hình • Viết báo cáo III.NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 07/03/2022 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: GVC.ThS Nguyễn Đình Phú CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM ĐIỆN CƠNG NGHIỆP GVC.ThS Nguyễn Đình Phú TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT TPHCM Khoa Điện - Điện Tử Bộ Môn Điện Công Nghiệp CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Bản lịch trình đóng vào báo cáo) Họ tên sinh viên: Dương Đông Nguyên MSSV: 18142347 Họ tên sinh viên: Nguyễn Thanh Tiến MSSV: 18142402 Lớp: 181423B Tên đề tài: Thiết Kế Và Thi Công Mô Hình Giám Sát Hệ Thống Máy Lạnh Tuần/ngày Tuần (7/3 – 13/3) Nội dung Xác nhận GVHD Gặp GVHD nghe phổ biến yêu cầu làm đồ án, tiến hành chọn đề tài - GVHD xét duyệt đề tài Tuần (14/3 – 20/3) Tuần 3,4,5 - Viết tóm tắt yêu cầu đề tài chọn - Khảo sát thực tế - Tìm hiểu linh kiện sử dụng mạch (21/3 – 10/4) - Thiết kế sơ đồ ngun lí Tuần 6,7,8,9 Lập trình vi điều khiển điều khiển giao tiếp (11/4 – 8/5) với module mạch Lập trình ESP8266 Lập trình web bật/tắt Tuần 10,11 (9/5 – 22/5) Gửi liệu lên WebSever ThingSpeak, app điện thoại Thingview, tạo cảnh báo Gmail mạng xã hội Twitter thông qua module wifi ESP8266 NodeMCU, bật/tắt thiết bị từ xa thông qua wifi Tuần 12,13 - Tiến hành thi công kiểm tra mạch thi công (23/5 – 5/6) - Xây dựng mô hình, kiểm tra hoạt động hệ thống Tuần 14,15,16 (6/6 – 26/6) - Viết báo cáo hoàn chỉnh - Làm slide, báo cáo với GVHD GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập vừa qua, dẫn, giúp đỡ tận tình q thầy trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, thông qua đề tài KLTN này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Quý thầy cô Khoa Điện – Điện tử, đặc biệt thầy cô thuộc Bộ môn Điện Công Nghiệp tận tình bảo chúng em suốt trình học tập Q thầy khoa có liên quan cung cấp cho chúng em kiến thức cần thiết sinh viên, kinh nghiệm vốn sống hữu ích Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện cho em học tập, nghiên cứu môi trường chuyên nghiệp động sáng tạo suốt thời gian qua Đồng thời, nhóm xin cám ơn thành viên lớp 181423B có ý kiến đóng góp, bổ sung, giúp nhóm hồn thành tốt đề tài Ngồi ra, nhóm nhận bảo anh (chị) trước Các anh (chị) hướng dẫn giới thiệu tài liệu tham khảo phương pháp nghiên cứu bổ ích việc thực nghiên cứu Đặc biệt, nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy ThS NGUYỄN ĐÌNH PHÚ góp ý, hướng dẫn chia sẻ nhiều kinh nghiệm quý báu giúp cho chúng em hoàn thành thực tốt đề tài KLTN Chúng em xin chân thành cảm ơn! Trân trọng Nhóm thực đồ án Dương Đơng Ngun TĨM TẮT BỘ MƠN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP i Nguyễn Thanh Tiến Trong xu phát triển nay, với bùng nổ ngành cơng nghệ thơng tin, điện tử, tự động hóa, IoT (Internet of Things) … Đã làm cho đời sống người ngày hoàn thiện Các thiết bị tự động điều khiển, điện thoại thông minh hay cảm biến giám sát ngày xâm lấn vào đời sống chí ứng dụng nhiều vào việc kinh doanh sản xuất, sống sinh hoạt hàng ngày người Do điện thoại thơng minh giám sát từ xa hỗ trợ cho cơng việc quản lí số ngành dịch vụ chẳng hạn quan, trường học, khách sạn trở thành thực Là sinh viên khoa Điện - Điện tử trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh, kiến thức học mong muốn thiết kế mô hình hệ thống giám sát máy lạnh đáp ứng nhu cầu quản lí đại người dùng Chúng tơi định chọn “THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH GIÁM SÁT HỆ THỐNG MÁY LẠNH” làm đề tài cho đồ án tốt nghiệp BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN I TĨM TẮT I DANH MỤC HÌNH VI DANH MỤC BẢNG VII CÁC TỪ VIẾT TẮT VIII CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 1.3 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.5 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.6 BỐ CỤC QUYỂN BÁO CÁO CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 TỔNG QUAN VỀ IOT 2.2 TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY BẰNG WIFI[5] 11 2.3 MODULE WIFI ESP8266 NODEMCU 12 2.4 CHUẨN GIAO TIẾP UART 14 2.5 VI ĐIỀU KHIỂN PIC 17 BỘ MƠN ĐIỆN CƠNG NGHIỆP iii 2.6 CẢM BIẾN DỊNG ACS712 20A 21 2.7 CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ DHT11 23 2.8 HỆ THỐNG SERVER 24 2.9 THINGVIEW 28 2.10 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MÁY LẠNH[17] 32 CHƯƠNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 38 3.1 GIỚI THIỆU 38 3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 39 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG 49 4.1 GIỚI THIỆU 49 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 49 4.3 THI CƠNG MƠ HÌNH 52 4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 54 4.5 VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC 87 CHƯƠNG KẾT QUẢ - NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ 90 5.1 GIỚI THIỆU 90 5.2 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 90 5.3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 91 5.4 NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ 99 BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP iv CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 PHỤ LỤC 104 BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP v Chương 5: Kết quả_nhận xét_đánh giá Hình 5.11 Giao diện có số thiết bị bật Hình 5.12 Giao diện tất thiết bị bật 5.4 NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ 5.4.1 Nhận xét Sau thời gian 15 tuần nghiên cứu thực đề tài, mạch đáp ứng yêu cầu thiết kế ban đầu Dưới số nhận xét: Ưu điểm: - Thao tác giám sát điều khiển đơn giản, dễ sử dụng - Đo lường thơng số dịng điện, nhiệt độ xác - Hiển thị thơng số trực tiếp bo mạch giúp cho việc kiểm tra, phát lỗi sửa chữa dễ dàng - Ứng dụng giám sát điện thoại rõ ràng, dễ thao tác BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 99 Chương 5: Kết quả_nhận xét_đánh giá - Phát cảnh báo nhanh, xác - Bật/tắt thiết bị dễ dàng từ xa Khuyết điểm: - Để giám sát thiết bị điện từ xa cần phải có mạng Internet, tốc độ đáp ứng hệ thống chưa cao phải phụ thuộc nhiều vào mạng Internet server - Đôi lúc xảy số lỗi nhỏ server phản hồi chậm - Cảm biến dùng để đo thiết bị có cường độ dịng điện lớn điều kiện khơng cho phép nhóm test bóng đèn có cường độ dòng điện nhỏ nên xảy tượng đo dịng có sai số 5.4.2 Đánh giá Sau q trình vận hành thử hệ thống, nhóm có đánh giá sau đây: Hệ thống hoạt động đạt mục tiêu đề ban đầu ổn định Mơ hình có tính thẩm mỹ, an tồn dễ sử dụng Đáp ứng nhu cầu người sử dụng để giám sát từ xa máy lạnh Đặc biệt hệ thống sử dụng trả phí định kỳ cho việc lưu liệu Internet Có thể sử dụng tất hệ điều hành IOS Android BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 100 Chương 6: Kết luận hướng phát triển CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN Sau khoảng thời 15 tuần nghiên cứu tìm hiểu, nhóm hồn thành đồ án thi cơng mơ hình theo u cầu đặt ban đầu Trong q trình thực hiện, nhóm thu kết định - Sản phẩm đạt yêu cầu giám sát dòng điện, nhiệt độ đo được, trạng thái máy lạnh thông qua hình hiển thị Internet - Khả giao tiếp vi điều khiển PIC18F4550 Module ESP8266 gửi liệu tốc độ nhanh - Sản phẩm đạt yêu cầu giám sát bao gồm: + Giám sát qua app Thingview: trạng thái tất máy lạnh + Giám sát trực tiếp Thingspeak + Giám sát bo mạch từ LCD hiển thị + Gửi cảnh báo thông qua Gmail/Twitter + Bật/tắt thiết bị từ xa thông qua wifi 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN - Kết nối với server có tốc độ cập nhật nhanh - Có khả đồng với nhiều ứng dụng khác - Thêm chức xem trạng thái bảo trì bão dưỡng máy lạnh - Tính tốn thông số để lắp đặt cho thiết bị thực tế quan, trường học, khách sạn BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 101 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Văn Nam 01/03/2021 Chuyển đổi số https://www.vsmart.net/vi/internetvan-vat-iot-la-gi Truy cập 06/06/2022 [2] Internet of things gì? Các đặc tính Internet of things https://thietbikythuat.com.vn/internet-of-things-la-gi-cac-dac-tinh-co-bancua-internet-of-things/ Truy cập 06/06/2022 [3] Đỗ Trọng & Thùy Dương 26/09/2015 Nhìn Internet of Things qua chuỗi cung ứng https://khoahocphattrien.vn/cong-nghe/nhin-internet-of-thingsqua-chuoi-cung-ung/20150926124923149p1c859.htm Truy cập 06/06/2022 [4] Cơ hội thách thức iot http://iottuonglai.com/co-hoi-va-thach-thuccua-iot.html Truy cập 07/06/2022 [5] Wifi gì? Nguyên lý hoạt động wifi sao? https://internetvnpt.com.vn/wifi-la-gi/ Truy cập 07/06/2022 [6] Kit RF Thu Phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua CP2102 https://hshop.vn/products/kit-rf-thu-phat-wifi-esp8266-nodemcu Truy cập 08/06/2022 [7] Đỗ Hữu Toàn 03/09/2016 Tập lệnh AT với ESP8266 http://arduino.vn/bai-viet/1219-tap-lenh-voi-esp8266 Truy cập 08/06/2022 [8] Đỗ Hữu Quang 30/10/2020 Giao tiếp UART với máy tính https://mualinhkien.vn/lap-trinh-pic-bai-9-giao-tiep-uart-voi-may-tinh Truy cập 08/06/2022 [9] Kiến thức CNC 21/03/2020 Giao tiếp UART gì? Ứng dụng UART sống https://cmcdistribution.com.vn/kien-thuc-cnc/giao-tiepuart-la-gi-ung-dung-cua-uart-trong-cuoc-song/ Truy cập 08/06/2022 [10] Khái niệm truyền thông UART, sơ đồ khối, ứng dụng https://advancecad.edu.vn/khai-niem-co-ban-ve-truyen-thong-uart-so-dokhoi-ung-dung/ Truy cập 08/06/2022 [11] Nguyễn Đình Phú, “Giáo trình vi xử lý – Vi điều khiển pic”, NXB Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, 2016 BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 102 Tài liệu tham khảo [12] Huỳnh Nhật Tùng Giới thiệu cảm biến dòng điện ACS712 20A https://dientunhattung.com/product/cam-bien-dong-dien-acs712-20a/ Truy cập 09/06/2022 [13] Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 https://hshop.vn/products/cam-bien-doam-nhiet-do-dht11 Truy cập 10/06/2022 [14] https://thingspeak.com/pages/commercial_learn_more? EnvironmentalMonitoring Truy cập 10/06/2022 [15] Vũ Văn Cơ 30/03/2020 Gửi Dữ Liệu Lên ThingSpeak Server Sử Dụng ESP8266 https://epcb.vn/blogs/news/esp8266-thingspeakserver-gui-du- lieu-len-thingspeakserver-su-dung-esp8266 Truy cập 11/06/2022 [16] https://play.google.com/store/apps/details? id=com.cinetica_tech.thingview&hl=vi&gl=US Truy cập 11/06/2022 [17] Máy điều hồ gì? https://trandinh.vn/may-dieu-hoa-la-gi Truy cập 11/06/2022 [18] Nguyên nhân cường độ dòng điện điều hịa tăng cao https://homecare24h.com/dieu-hoa/cuong-do-dong-dien-dieu-hoa-tang-caoco-mot-so-nguyen-nhan-sau Truy cập 12/06/2022 [19] Trình biên dịch CCS https://sites.google.com/site/dongvidieukhienpic/trinh-bien-dich-ccs Truy cập 12/06/2022 [20] Phần mềm Adruino IDE https://vn.got-it.ai/blog/phan-mem-arduino-ide-lagi-chi-tiet-nhat Truy cập 13/06/2022 [21] Jasmine 01/06/2021 IFTTT gì? Hướng dẫn sử dụng dịch vụ IFTTT Android IOS https://fptshop.com.vn/tin-tuc/danh-gia/tong-quan-vedich-vu-ifttt-135553 Truy cập 13/06/2022 [22] Nguyễn Tường Vy 16/06/2021 Twitter https://www.thegioididong.com/hoi-dap/twitter-la-gi-huong-dan-cachdang-ky-su-dung-twitter-chi-1360532 Truy cập 13/06/2022 BỘ MÔN ĐIỆN CƠNG NGHIỆP 103 gì? Phụ lục PHỤ LỤC Một số tập lệnh AT Bảng 7.1: Các lệnh AT chung AT Kiểm tra lệnh, trả "OK" AT AT+RST Khởi động lại module AT+RST AT+GMR Truy vấn phiên Firmware AT+GMR Bảng 2: Các lệnh AT cấu hình Module Wifi AT+CWMODE Cài đặt chế độ = = Station 2= Access Point = Both Truy vấn chế độ cài đặt AT+CWMODE Truy vấn chế độ =? cài đặt AT+CWMODE? AT+CIPMUX = Cài đặt số lượng kênh kết nối AT+CWMODE=1 AT+CWMODE? AT+CWMODE=? 0=1 kênh kết nối 1= Nhiều kênh kết nối = transparent = Data AT+CIPMUX=1 AT+CIPMODE Cài đặt chế độ AT+CIPMODE=1 = liệu Truy vấn chế độ AT+CIPMODE? AT+CIPMODE? liệu cài đặt Bảng 3: Các lệnh AT Module Wifi cầu hình Station/ client ssid "SSID" AT+CWJAP = pass "MLAB", "1235678" "password" AT+CWJAP Kêt nối với =, mạng wifi AT+CWJAP? AT+CWLAP AT+CWQAP AT+CIFSR Truy vấn mạng wifi kết nối Truy vấn mạng wifi kết nối Đóng kết nối wifi với Access Point Xem địa IP module AT+CWJAP? AT+CWLAP AT+ CWQAP AT+CIFSR Bảng 7.2: Các lệnh AT với Module Wifi cấu hình Access Point BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 104 Phụ lục ssid "SSID" pass "password" AT+CWSAP chan "channel" Cài đặt =, enc "Encryption" thông số cho , (0 = Open 1=WEP Access Point , enc> 2= WPA_PSK 3= WPA2_PSK 4=WPA_WPA2_PSK) Xem cài đặt AT+CWSAP? Access Point Danh sách AT+CWLIF station kết nối AT+CWSAP="MLAB", "12345678",5,3 AT + CWSAP? AT + CWLIF Thư viện DHT11 #define dht11_pin_low() output_drive(PIN_b0);output_low(PIN_b0); #define dht11_pin_high() output_drive(PIN_b0);output_high(PIN_b0); #define dht11_pin_float() output_float(PIN_b0) #define dht11_pin_read() input_state(PIN_b0) unsigned int32 hum_bl,hum_bh,tem_bl,tem_bh,sum,sum_ss; unsigned int32 tem_bht=0; //unsigned int8 hum_bht=0; int1 presence; void dht11_start() { dht11_pin_low(); delay_ms(20); dht11_pin_high(); delay_us(40); dht11_pin_float(); } BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 105 Phụ lục int1 dht11_check_response() { unsigned int8 cnt=0; int1 tt=1,tt1=1; { if(dht11_pin_read()==0) cnt++; else tt=0; }while((cnt