Thiết kế hệ thống điều khiển các thiết bị điện tự động trong nhà

MỤC LỤC Trang bìa i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv LỜI CAM ĐOAN vi LỜI CẢM ƠN vii MỤC LỤC viii LIỆT KÊ HÌNH VẼ x LIỆT KÊ BẢNG xiv TÓM TẮT xv Chương TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.4 GIỚI HẠN 1.5 BỐ CỤC Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 HOẠT ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG NHÀ 2.1.1 Quá trình điều khiển 2.1.2 Các thiết bị dùng để điều khiển 2.2 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 2.2.1 Vi điều khiển 2.2.2 Ethernet – ENC28J60 14 2.2.3 GSM/GPRS - SIM900A 25 2.2.4 Bluetooth – Module Bluetooth HC05 32 2.2.5 Màn hình GLCD TFT, touch – Giao tiếp SPI 34 2.2.6 OPTO MOC3020 39 2.2.7 TRIAC BTA12 41 Chương TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 44 3.1 GIỚI THIỆU 44 3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 45 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 45 3.2.2 Tính tốn thiết kế mạch 46 viii 3.2.3 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 57 Chương THI CÔNG HỆ THỐNG 62 4.1 GIỚI THIỆU 62 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 63 4.2.1 Thi công bo mạch 63 4.3 ĐÓNG GĨI VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH 71 4.3.1 Đóng gói điều khiển 71 4.3.2 Thi cơng mơ hình 73 4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 76 4.4.1 Lưu đồ giải thuật 76 4.4.2 Phần mềm lập trình cho vi điều khiển 102 4.4.3 Phần mềm lập trình cho điện thoại Android 114 4.4.4 Phần mềm lập trình Web 120 4.5 TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC 126 4.5.1 Tài liệu hướng dẫn sử dụng 126 4.5.2 Quy trình thao tác 128 Chương KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 130 5.1 KẾT QUẢ 130 5.1.1 Ứng dụng từ điện thoại Android 130 5.1.2 Bộ điều khiển 132 5.1.3 Giao diện điều khiển web 134 5.2 NHẬN XÉT 135 5.3 ĐÁNH GIÁ 135 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 137 6.1 KẾT LUẬN 137 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC ix LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình 1.1 Biểu đồ dự đốn số lượng người sử dụng điện thoại thơng minh tồn giới từ năm 2014 đến 2019 (www.statista.com - 2014) Hình 2.1 Bộ vi xử lí Cortex – M3 Hình 2.2 Bản đồ nhớ 11 Hình 2.3 Vi điều khiển STM32F103VET6 12 Hình 2.4 Sơ đồ chân STM32F103VET6 14 Hình 2.5 Giao thức xây dựng internet 16 Hình 2.6 Mơ hình CSMA/CD 19 Hình 2.7 Một Frame truyền liệu 20 Hình 2.8 Vi điều khiển ENC28J60 21 Hình 2.9 Sơ đồ chân ENC28J60 21 Hình 2.10 Sơ đồ ghép nối VĐK với ENC28J60 22 Hình 2.11 Sơ đồ khối ENC28J60 23 Hình 2.12 Sơ đồ kết nối Ethernet sử dụng ENC28J60 RJ45 23 Hình 2.13 Tập lệnh điều khiển ENC28J60 24 Hình 2.14 Đọc ghi điều khiển 25 Hình 2.15 Ghi vào ghi điều khiển 25 Hình 2.16 Ghi vào nhớ đệm 25 Hình 2.17 Cấu trúc mạng GSM 27 Hình 2.18 Thẻ SIM 28 Hình 2.19 Module SIM900A 29 Hình 2.20 Truyền liệu UART 30 Hình 2.21 Sơ đồ khối truyền UART 31 Hình 2.22 Chế độ truyền ghi 32 Hình 2.23 Module Bluetooth HC - 05 33 Hình 2.24 Màn hình GLCD TFT 3.2 inch 34 Hình 2.25 Giao tiếp SPI Master Slave 37 Hình 2.26 Bắt đầu giao tiếp SPI 37 Hình 2.27 Các chế độ giao tiếp SPI 38 Hình 2.28 Mơ hình truyền nhận Master Slave 39 Hình 2.29 Opto MOC3020 40 Hình 2.30 Cấu tạo Opto MOC3020 40 Hình 2.31 Đồ thị biểu diễn trạng thái hoạt động Opto 41 Hình 2.32 Cấu tạo Triac 41 Hình 2.33 Đặc tuyến Volt – Ampe Triac 42 Hình 2.34 Triac BTA12 42 Hình 2.35 Cấu tạo triac BTA12 43 Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống 45 Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển trung tâm 47 x Hình 3.3 Module Bluetooth HC05 48 Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý khối truyền nhận liệu qua Bluetooth 49 Hình 3.5 Module SIM900A 50 Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý khối truyền nhận liệu qua SMS 51 Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý kết nối IC ENC28J60 52 Hình 3.8 Sơ đồ nguyên lý khối cổng kết nối RJ45 52 Hình 3.9 Sơ đồ nguyên lý khối giao tiếp với thiết bị công suất 53 Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị điều khiển qua cảm ứng 54 Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn cấp 220VAC-5VDC 56 Hình 3.12 Sơ đồ nguyên lý khối ổn định nguồn 3.3V 56 Hình 3.13 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch (khối điều khiển trung tâm) 57 Hình 3.14 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch (khối hiển thị điều khiển qua cảm ứng) 58 Hình 3.15 Sơ đồ ngun lý tồn mạch (khối truyền nhận liệu qua Ethernet) 59 Hình 3.16 Sơ đồ ngun lý tồn mạch (khối nguồn) 60 Hình 3.17 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch (khối led báo trạng thái giao tiếp với mạch công suất) 61 Hình 4.1 PCB lớp mạch điều khiển 66 Hình 4.2 PCB lớp mạch điều khiển 66 Hình 4.3 Ảnh 3D mặt mạch điều khiển 67 Hình 4.4 Ảnh 3D mặt mạch điều khiển 67 Hình 4.5 PCB mạch giao tiếp với thiết bị công suất 68 Hình 4.6 Ảnh 3D mặt mạch giao tiếp với thiết bị công suất 68 Hình 4.7 Ảnh 3D mặt mạch giao tiếp với thiết bị công suất 68 Hình 4.8 Mạch giao tiếp với thiết bị công suất sau in 69 Hình 4.9 Mạch giao tiếp với thiết bị công suất sau hàn linh kiện 69 Hình 4.10 Mạch điều khiển sau in 70 Hình 4.11 Mạch điều khiển sau hàn linh kiện 71 Hình 4.12 Ảnh phác thảo mặt hộp hệ thống 72 Hình 4.13 Ảnh phác thảo mặt sau hộp hệ thống 72 Hình 4.14 Ảnh phác thảo mặt bên trái hộp hệ thống 73 Hình 4.15 Các khối lắp lại với gắn vào khung sườn 73 Hình 4.16 Lắp ghép mặt ốp xung quanh khung sườn 74 Hình 4.17 Sau ốp vỏ, chưa đóng nắp 74 Hình 4.18 Mặt trước hệ thống đóng hộp hồn chỉnh 75 Hình 4.19 Mặt sau hệ thống đóng hộp hồn chỉnh 75 Hình 4.20 Mặt bên trái hệ thống đóng hộp hồn chỉnh 75 Hình 4.21 Lưu đồ chương trình vi điều khiển STM32F103VET6 77 Hình 4.22 Lưu đồ chương trình Start 80 Hình 4.23 Lưu đồ chương trình XulyBluetooth 82 Hình 4.24 Lưu đồ chương trình xử lý Bluetooth 85 Hình 4.25 Lưu đồ chương trình XulyTouch 87 Hình 4.26 Lưu đồ chương trình XulyEthernet 88 Hình 4.27 Lưu đồ chương trình XulyMode 90 xi Hình 4.28 Lưu đồ chương trình Main Activity 100 Hình 4.29 Các thư mục file thư viện 103 Hình 4.30 Thư mục cha thư mục 103 Hình 4.31 Biểu tượng phần mềm Keil MDK-ARM Desktop 103 Hình 4.32 Giao diện phần mềm Keil MDK-ARM 104 Hình 4.33 Đặt tên, chọn đường dẫn lưu project 104 Hình 4.34 Chọn thơng số cho chip 105 Hình 4.35 Giao diện viết code 105 Hình 4.36 Chọn biểu tượng gán 106 Hình 4.37 Giao diện đổi tên đường dẫn 106 Hình 4.38 Sau thay đổi tên 107 Hình 4.39 Kết sau add cho group CMSIS 108 Hình 4.40 Kết sau add cho group CMSIS 108 Hình 4.41 Kết sau add cho group CMSIS 109 Hình 4.42 Kết sau add cho group LIBRARY 109 Hình 4.43 Kết sau add cho group SOURCE 110 Hình 4.44 Giao diện hình sau gán cho group 110 Hình 4.45 Vị trí “Target Option” 111 Hình 4.46 Tick vào ô xây dựng file hex 111 Hình 4.47 Thiết lập đường dẫn cho file để biên dịch 112 Hình 4.48 Chọn nạp loại “ST-Link Debugger” 112 Hình 4.49 Kết sau biên dịch 113 Hình 4.50 Biểu tượng để nạp 113 Hình 4.51 Giao diện trng web để tải Android Studio 115 Hình 4.52 Biểu tượng phần mềm Android Studio Desktop 115 Hình 4.53 Phần mềm Android Studio sau mở 116 Hình 4.54 Đặt tên cho project 116 Hình 4.55 Chọn thiết bị mà ứng dụng chạy 117 Hình 4.56 Chọn Activity 117 Hình 4.57 Đặt tên Activity 118 Hình 4.58 Giao diện lập trình phần mềm Android Studio 118 Hình 4.59 Giao diện lập trình cách kéo thả 119 Hình 4.60 Giao diện lập trình cách viết code 119 Hình 4.61 Giao diện lập trình điều khiển giao diện 120 Hình 4.62 Biểu tượng phần mềm Adobe Dreamweaver Desktop 123 Hình 4.63 Giao diện phần mềm Adobe Dreamweaver sau khởi động 123 Hình 4.64 Tiến hành tạo project 124 Hình 4.65 Đặt tên tiêu đề, chọn kiểu lập trình 124 Hình 4.66 Giao diện lập trình 124 Hình 4.67 Lưu project 125 Hình 4.68 Chọn đường dẫn để lưu 125 Hình 69 Quy trình thao tác hệ thống 129 Hình 5.1 Hộp thoại yêu cầu đăng nhập ứng dụng 130 Hình 5.2 Giao diện lựa chọn số điện thoại thiết bị bluetooth 131 xii Hình 5.3 Giao diện điều khiển qua Bluetooth 131 Hình Giao diện điều khiển qua SMS 132 Hình 5.5 Bộ điều khiển hồn thiện mặt phần cứng 132 Hình 5.6 Mặt điều khiển 133 Hình 5.7 Mặt sau với công tắc, cấp nguồn ngõ 133 Hình 5.8 Hệ thống hoạt hoạt động 133 Hình 5.9 Giao diện web máy tính 134 Hình 5.10 Giao diện web Ipad 134 xiii LIỆT KÊ BẢNG Bảng 1.1 Tỉ trọng hệ điều hành sử dụng smartphone từ năm 2012 đến năm 2015 (Nguồn www.idc.com - 2015) Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật STM32F103VET6 13 Bảng 2.2 Chức chân GLCD Touch 35 Bảng 4.1 Danh sách linh kiện khối nguồn 63 Bảng 4.2 Danh sách linh kiện mạch điều khiển trung tâm 63 Bảng 4.3 Danh sách linh kiện mạch giao tiếp với thiết bị công suất 65 xiv TÓM TẮT Cùng với phát triển kỹ thuật công nghệ ngày nay, việc điều khiển tự động từ xa ngày phát triển Điều khiển từ xa làm giảm nhẹ sức lao động cho người mà cịn góp phần lớn việc nâng cao tính tiện lợi, tự động điều khiển, điều khiển từ xa ngày khẳng định vị trí vai trị ngành cơng nghiệp phổ biến rộng rãi hệ thống công nghiệp giới nói chung Việt Nam nói riêng Khơng dừng lại đó, phát triển điều khiển từ xa ứng dụng vào thiết kế nhà thơng minh đem lại nhiều tiện ích phục vụ đời sống hàng ngày cho người Để phục vụ tốt đời sống người thời điểm xã hội ngày đại phát triển Thay dần người làm việc nơi nguy hiểm, độc hại, hay nơi người khơng thể tới Vì nhu cầu cần thiết người thực chọn đề tài “Thiết kế hệ thống điều khiển thiết bị điện tự động nhà” nhằm mục đích bước tiếp cận với việc điều khiển thiết bị từ xa, nhà thông minh quy mơ nhỏ tương lai phát triển thêm Sau thi công mạch kết mong muốn, áp dụng rộng rãi thực tế phát triển ứng dụng tương lai Nội dung cốt lõi đề tài việc thiết kế, thi công hệ thống điều khiển thiết bị thông qua Bluetooth, SMS, Ethernet, touch Sử dụng phương pháp nghiên cứu, kế thừa phát triển, nhóm tích lũy nhiều kinh nghiệm từ đề tài hồn thành từ đồ án mơn học Nhóm đạt kết ngồi mong đợi bên cạnh có khó khăn, kết không yêu cầu đặt Nhưng đến hệ thống hoạt động ổn định sát với yêu cầu ban đầu đề xv CHƯƠNG TỔNG QUAN Chương TỔNG QUAN ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Vào năm gần số lượng nhà thông minh phát triển mạnh mẽ, chứng tỏ sức hút thị trường Đầu năm 2014, Google bỏ tới 3,2 tỷ USD để mua lại Nest Labs - công ty sản xuất thiết bị ổn nhiệt chuông báo cháy có khả kết nối Internet Cịn CES 2014, Samsung trình làng tảng Samsung Smart Home cho phép người sử dụng quản lý thiết bị kết nối smartphone, tablet, đồng hồ thông minh, TV, tủ lạnh thông qua ứng dụng Và Apple thực dự án Smart Home (Nguồn: VnExpress 62014) Với phát triển cơng nghệ số lượng người sử dụng điện thoại thông minh ngày tăng Theo nghiên cứu cơng bố trang web www.statista.com đến năm 2016 số lượng người sử dụng điện thoại thông minh 2,08 tỉ người số tiếp tục tăng tương lai, số liệu trình bày hình 1.1 Hình 1.1 Biểu đồ dự đốn số lượng người sử dụng điện thoại thơng minh toàn giới từ năm 2014 đến 2019 (www.statista.com - 2014) Trong số điện thoại thông minh dược sử dụng giới điện thoại sử dụng hệ điều hành Android chiếm nhiều Một khảo sát cơng bố trang web www.idc.com số lượng điện thoại thông minh sử dụng hệ điều hành Android chiếm 82.8% Và chiếm tỉ trọng cao năm gần đây, số liệu trình bày bảng 1.1 BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP CHƯƠNG TỔNG QUAN Bảng 1.1 Tỉ trọng hệ điều hành sử dụng smartphone từ năm 2012 đến năm 2015 (Nguồn www.idc.com - 2015) Ngoài ra, theo Cục Viễn thông (Bộ Thông tin Truyền thông), tính đến hết năm 2015, tỷ lệ người dùng Internet Việt Nam đạt 52% dân số Internet băng rộng di động có 36,28 triệu thuê bao, với tỷ lệ 40,1 thuê bao/100 dân (Nguồn: báo Kinh tế dự báo – 2015) Từ số liệu cho thấy việc nghiên cứu đề tài liên quan đến điều khiển thiết bị thông minh nhà trực tiếp từ xa thông qua điện thoại sử dụng hệ điều hành Android qua Ethenet đề tài có tính ứng dụng phát triển tương lai cao Vì lý người thực chọn “Thiết kế hệ thống điều khiển thiết bị điện tự động nhà” làm đề tài đồ án tốt nghiệp Trước có nhiều đề tài đồ án tương tự điều khiển thiết bị qua Bluetooth, điều khiển thiết bị qua SMS điều khiển thiết bị qua Ethernet… Sự hạn chế đề tài điều khiển thơng qua kết nối nên xuất nhược điểm loại kết nối khoảng cách điều khiển ngắn điều khiển qua Bluetooth, tốc độ điều khiển chậm tốn chi phí SMS, chưa có khả điều khiển trực tiếp hiển thị trạng thái hình cảm ứng… Đề tài “Thiết kế hệ thống điều khiển thiết bị điện tự động nhà” tích hợp nhiều loại kết nối Bluetooth, SMS, Ethernet vào hệ thống có hình cảm ứng nên người sử dụng linh hoạt điều khiển trực tiếp thông qua hình cảm ứng từ xa thơng qua Bluetooth, SMS, Ethernet để phù hợp nhu cầu sử dụng Hệ thống có ngõ để người sử dụng tự kết nối với thiết bị điện muốn điều khiển Tất trạng thái điều khiển hiển thị hình cảm ứng, điện thoại Android có cài ứng dụng điều khiển giao diện web BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP CHƯƠNG THI CƠNG HỆ THỐNG - Sau đăng nhập thành cơng, ứng dụng xuất giao diện để người sử dụng lựa chọn thiết bị bluetooth số điện thoại để điều khiển thiết bị Giao diện có chức năng: cho phép người dùng lựa chọn thiết bị Bluetooth mới, lựa chọn thiết bị Bluetooth kết nối, nhập số điện thoại thoát ứng dụng - Sau nhập số điện thoại chọn thiết bị Bluetooth, ứng dụng chuyển sang giao điện điều khiển Ờ giao diện người sử dụng sử dụng swich hình để chuyển đổi việc điều khiển thông qua Bluetooth SMS, chuyển đổi có thơng báo xuất hiện, mặc định mở ứng dụng điều khiển thông qua Bluetooth Sau lựa chọn chế độ điều khiển, người sử dụng cần nhấn nút hình điều khiển thiết bị mong muốn Ngồi giao diện cịn hiển thị trạng thái cảu thiết bị có mục Setting để thay đổi tên mật đăng nhập  Điều khiển thiết bị Ethernet - Người sử dụng dùng trình duyệt web máy tính điện thoại (Edge, Internet Explorer, Chrome, Firefox, Safari…) để điều khiển Lưu ý máy tính điện thoại phải dùng lớp mạng với hệ thống Sau mở trình duyệt web người sử dụng truy cập vào địa http://192.168.1.252 để điều khiển thiết bị - Sau truy cập thành công, giao diện điều khiển thiết bị qua Ethernet xuất hiện, người sử dụng điều khiển thiết bị mong muốn cách nất vào nút giao diện web Lưu ý: Khi điều khiển mở thiết bị đèn cơng tắc ngõ (màu xanh lá) sáng, điều khiển tắt thiết bị đèn cơng tắc ngõ sáng tắt Nếu hình hiển thị trạng thái mở đèn cơng tắc ngõ sáng thiết bị không hoạt động người dùng kiểm lại kết nối ngõ hệ thống với thiết bị công tắc ngõ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 127 CHƯƠNG THI CƠNG HỆ THỐNG 4.5.2 Quy trình thao tác Quy trình thao tác hệ thống Kết nối ngõ hệ thống với thiết bị Nhấn nút chức tương ứng ứng dụng Android để điều khiển thiết bị mong muốn Có điều khiển qua ethernet Điều khiển được, có hiển thị trạng thái ngõ không hoạt động S S Đ Đ Kết nối dây mạng từ modem đến cổng RJ45 hệ thống Tắt nguồn, kiểm tra lại kết nối ngõ Cấp nguồn cho hệ thống mở công tắc nguồn 2 S Đèn nguồn sáng Tắt công tắc nguồn, tháo dây nguồn hệ thống Kiểm tra lại nguồn, dây nguồn, cầu chì Nếu hỏng thay Đ Mở công tắc ngõ cho ngõ cần điều khiển Tắt nguồn, kiểm tra lại kết nối ngõ S Điều khiển thiết bị qua Touch Đ Nhấn nút chức hình cảm ứng Đ Điều khiển được, có hiển thị trạng thái ngõ không hoạt đọng S Điều khiển thiết bị qua Bluetooth Đ Mở ứng dụng SmartHomeControlCenter điện thoại Android, đăng nhập, kết nối với hệ thống qua Bluetooth, Đăng nhập, kết nối S S BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Kiểm tra lại username, password SIM điện thoại, SIM hệ thống Nếu không kết nối nhấn nút Reset hệ thống 128 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG Kiểm tra lại username, password SIM điện thoại, SIM hệ thống Nếu khơng kết nối nhấn nút Reset hệ thống Đ Điều khiển thiết bị qua SMS Mở ứng dụng SmartHomeControlCenter điện thoại Android, đăng nhập, kết nối với hệ thống qua Bluetooth, Đăng nhập, kết nối S Đ Đ Điều khiển thiết bị qua Ethernet Sử dụng máy tính điện thoại lớp mạng với hệ thống truy cập vào địa 192.168.1.252 Nhấn nút chức tương ứng ứng dụng Android để điều khiển thiết bị mong muốn S Truy cập S Kiểm tra lại kết nối, đường truyền Nếu khơng truy cập nhấn nút Reset hệ thống Đ Nhấn nút giao diện web để điều khiển thiết bị mong muốn Điều khiển được, có hiển thị trạng thái ngõ không hoạt đọng Đ Tắt nguồn, kiểm tra lại kết nối ngõ S Đ Điều khiển được, có hiển thị trạng thái ngõ không hoạt đọng Tắt nguồn, kiểm tra lại kết nối ngõ S Hình 69 Quy trình thao tác hệ thống BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 129 CHƯƠNG KẾT QUẢ - NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ Chương KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 5.1 KẾT QUẢ Sau 16 tuần thực đồ án, vốn kiến thức dẫn dắt tận tình giáo viên hướng dẫn, nhóm đạt kết tích cực: - Nhóm nghiên cứu biết sử dụng vi điều khiển STM32 nói chung STM32F103VET6 riêng - Nghiên cứu biết sử dụng module Bluetooh HC05, module SIM 900A, hình cảm ứng điện trở - Biết thiết kế thi công mạch công suất sử dụng MOC3020 triac BTA12 - Biết thiết kế ứng dụng Android thông qua phần mềm Android Studio - Thiết kế đươc giao diện web HTML thông qua phần mềm Adobe Dreamweaver - Vẽ sơ đồ nguyên lý PCB phần mềm Altium Designer - Nghiên cứu sử dụng Kit STM32F103VET6 (Firebull) để thử nghiệm mạch - Thiết kế thi cơng đóng hộp thiết bị Biết làm để có sản phẩm hồn thiện có tính thẩm mĩ cao 5.1.1 Ứng dụng từ điện thoại Android Ảnh chụp hình sau ứng hồn thiện Hình 5.1 Hộp thoại u cầu đăng nhập ứng dụng BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 130 CHƯƠNG KẾT QUẢ - NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ Khi mở ứng dụng xuất hộp thoại yêu cầu đăng nhập để tiếp tục điều khiển để tăng tính bảo mật cho hệ thống Hình 5.2 Giao diện lựa chọn số điện thoại thiết bị bluetooth Sau đăng nhập, ta tiến hành lựa chọn số điện thoại module Bluetooth để điều khiển Ở số 01203560512 module bluetooth tên SmartHomeCC Hình 5.3 Giao diện điều khiển qua Bluetooth Ta cần ấn ON OFF để tắt, mở thiết bị tương ứng Giao diện điều khiển Bluetoot SMS chuyển đổi qua lại qua switch BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 131 CHƯƠNG KẾT QUẢ - NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ Hình Giao diện điều khiển qua SMS Giao diện điều khiển qua SMS tương tự Bluetooth Phần giao diện nhóm thiết kế tối giản thân thiện với người sử dụng, giúp dễ dàng thao tác, hiển thị trực quan 5.1.2 Bợ điều khiển Hình 5.5 Bộ điều khiển hồn thiện mặt phần cứng Bộ điều khiển gồm dây cấp nguồn thân Trên thân điều khiển có hình GLCD, đèn báo trạng thái Bluetooth, SMS, nguồn SMS, switch cho phép ngõ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 132 CHƯƠNG KẾT QUẢ - NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ Hình 5.6 Mặt điều khiển Hình 5.7 Mặt sau với cơng tắc, cấp nguồn ngõ Hình 5.8 Hệ thống hoạt hoạt động BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 133 CHƯƠNG KẾT QUẢ - NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ 5.1.3 Giao diện điều khiển web Hình 5.9 Giao diện web máy tính Hình 5.10 Giao diện web Ipad BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 134 CHƯƠNG KẾT QUẢ - NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ 5.2 NHẬN XÉT  Về phần cứng - Board mạch thi cơng cịn vướng phải nhiều vấn đề thời gian đặt mạch lâu (đặt cxt.vn Hà Nội), thi công hàn linh kiện chip bị chết nhiệt hàn lớn dẫn đến thi công mạch chậm trễ - Khi thi cơng vỏ hộp sai số kích thước dẫn đến mép nối mặt bị hụt làm giảm tính thẩm mĩ sản phẩm – Đã khắc phục decal đen - Thiết kế vị trí module khuất khó thay thay đổi SIM  Về phần chương trình - Chương trình hoạt động đúng, ổn định thời gian dài - Giao diện điều khiển thân thiện dễ sử dụng 5.3 ĐÁNH GIÁ Đánh giá chung nhóm thực 90% mục tiêu ban đầu đề Cụ thể: - Có thể điều khiển Touch hình - Điều khiển thông qua Bluetooth/SMS giao diện Android, thời gian trễ thấp - Đóng ngắt nguồn ngõ nhanh switch - Tốc độ truy cập điều khiển Ethernet nhanh, giao diện đẹp hạn chế số kí tự hiển thị trình duyệt - Hệ thống có tính bảo mật chưa cao điều khiển qua SMS khơng cần đăng nhập mà gửi tin nhắn điều khiển - Qua kiểm tra, hệ thống an tồn cho người dùng có vỏ bảo vệ mica tránh tình trạng rị điện, có cầu chì giúp ngắt mạch chập mạch tải BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 135 CHƯƠNG KẾT QUẢ - NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ  Đánh giá chi tiết  Ứng dụng Android: Thử nghiệm tuần, ứng dụng cho kết sau: - Số lần kết nối: 30 - Số lần kết nối thành công: 28 - Số lần kết nối không thành công: - Mức pin sử dụng: khoảng 3% ngày - Dung lượng phần mềm: 13MB - Ứng dụng chiếm nhớ RAM hoạt động: 16MB - Bảo mật: Ứng dụng bảo tốt yêu cầu mật pass để đăng nhập - Di chuyển qua lại activity mượt mà, khơng có tượng giật, lag - Tính thương mại: hồn tồn sản xuất để thương mại nâng cấp phần mềm hoàn thiện tốt phần cứng  Bộ điều khiển: Tiến hành cấp nguồn liên tục 24/24 tuần - Số lần yêu cầu kết nối: 30 - Số lần điều khiển Bluetooth: 30 - Số lần điều khiển SMS: 20 - Số lần điều khiển Touch: 30 - Số lần đóng – mở switch: 10 - Thời gian đáp ứng: - Khi gắn tải: tỏa nhiệt xảy chủ yếu triac BTA12, cần phải gắn thêm tản nhiệt để tránh tượng nhiệt BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 136 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN KẾT LUẬN 6.1 - Thiết kế thi công thiết bị điều khiển thiết bị điện nhà có ngõ chịu tải 220VAV/10A ngõ - Thiết kế giao diện điều khiển thiết bị bluetooth, sms điện thoại Android hình cảm ứng hệ thống - Điều khiển thiết bị qua mạng LAN - Hệ thống ứng dụng thực tế việc điều khiển thiết bị điện nhà HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.2 - Có thể mở rộng hệ thống để điều khiển nhiều thiết bị cách sử dụng chân chưa sử dụng để điều khiển ngõ thiết kế lại giao diện điều khiển - Hệ thống điều khiển thiết bị điện tự động nhà thêm cảm biến để đo nhiệt độ, độ ẩm, cảm biến khí gaz, cảm biến PIR, thời gian thực… để nâng cao chức - Có thể sử dụng thêm cơng nghệ RFID nhận dạng vân tay để tăng cường tính bảo mật cho việc điều khiển trực tiếp qua hình cảm ứng - Ứng dụng điện thoại Android thiết kế thêm mục Lịch sử để lưu lại lịch sử điều khiển trạng thái thiết bị cho người dùng quản lý… BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đình Phú, “Thực hành Vi điều khiển nâng cao”, Trường ĐH Sư phạm Kỹ Thuật Tp HCM, 2014 [2] Nguyễn Văn Hiệp – Đinh Quang Hiệp, “Giáo trình Lập trình Android bản”, NXB ĐH Quốc gia Tp.HCM, 2015 [3] Nguyễn Việt Hùng – Nguyễn Ngô Lâm – Nguyễn Văn Phúc – Đặng Phước Hải Trang, “Giáo trình Kỹ thuật truyền số liệu”, NXB ĐH Quốc gia Tp HCM, 2013 [4] Phan Vân Hoàn, “Bài giảng Vi xử lý nâng cao”, Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM, 2015 [5] Nguyễn Đình Phú - Trương Ngọc Anh, “Giáo trình Vi xử lý”, NXB ĐH Quốc gia Tp.HCM, 2013 [6] Hồng Ngọc Văn, “Giáo trình điện tử công suất”, Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM, 2007 [7] STMicroelectronics, “STM32F103VET6 Datasheet”, Aprill 2011 [8] Microchip, “ENC28J60 Datasheet”, 13 – 02 – 2008 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 143 PHỤ LỤC PHỤ LỤC AMS1117 3.3V AMS1117 3.3V IC ổn áp có nguồn vào 5V ngõ 3.3V Nhóm sử dụng IC để ổn định áp cấp cho vi xử lý hoạt động Hình ảnh AMS1117 3.3V 1: GND 2: Vout 3: Vin Thơng số in/out AMS1117 BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP 144 PHỤ LỤC PHỤ LỤC AMS1117 3.3V AMS1117 3.3V IC ổn áp có nguồn vào 5V ngõ 3.3V Nhóm sử dụng IC để ổn định áp cấp cho vi xử lý hoạt động Hình ảnh AMS1117 3.3V 1: GND 2: Vout 3: Vin Thông số in/out AMS1117 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đình Phú, “Thực hành Vi điều khiển nâng cao”, Trường ĐH Sư phạm Kỹ Thuật Tp HCM, 2014 [2] Nguyễn Văn Hiệp – Đinh Quang Hiệp, “Giáo trình Lập trình Android bản”, NXB ĐH Quốc gia Tp.HCM, 2015 [3] Nguyễn Việt Hùng – Nguyễn Ngô Lâm – Nguyễn Văn Phúc – Đặng Phước Hải Trang, “Giáo trình Kỹ thuật truyền số liệu”, NXB ĐH Quốc gia Tp HCM, 2013 [4] Phan Vân Hoàn, “Bài giảng Vi xử lý nâng cao”, Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM, 2015 [5] Nguyễn Đình Phú – Trương Ngọc Anh, “Giáo trình Vi xử lý”, NXB ĐH Quốc gia Tp.HCM, 2013 [6] Hoàng Ngọc Văn, “Giáo trình điện tử cơng suất”, Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM, 2007 [7] STMicroelectronics, “STM32F103VET6 Datasheet”, April 2011 [8] Microchip, “ENC28J60 Datasheet”, 13 – 02 – 2008 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP ... thể tới Vì nhu cầu cần thiết người thực chọn đề tài ? ?Thiết kế hệ thống điều khiển thiết bị điện tự động nhà? ?? nhằm mục đích bước tiếp cận với việc điều khiển thiết bị từ xa, nhà thông minh quy mô... tương tự điều khiển thiết bị qua Bluetooth, điều khiển thiết bị qua SMS điều khiển thiết bị qua Ethernet… Sự hạn chế đề tài điều khiển thông qua kết nối nên xuất nhược điểm loại kết nối khoảng cách... kết thực 1.4 GIỚI HẠN Đề tài ? ?Thiết kế hệ thống điều khiển thiết bị điện tự động nhà? ?? có giới hạn sau:  Có thể điều khiển trực tiếp hình cảm ứng hệ thống, điều khiển qua bluetooth, sms ứng dụng