1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

(TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH

35 72 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên cứu, thiết kế và mô phỏng hệ thống các thiết bị trong nhà thông minh
Tác giả Đàm Trung Nguyên, Nguyễn Nam Huy, Nguyễn Thanh Lâu, Từ Công Nam
Người hướng dẫn Bùi Thị Tuyết Đan
Trường học Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM
Chuyên ngành Công nghệ kĩ thuật điều khiển và tự động hóa
Thể loại Báo cáo cuối kì nghiên cứu
Năm xuất bản 2022
Thành phố Đăk Nông
Định dạng
Số trang 35
Dung lượng 717,64 KB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN (15)
    • 1.1 NỘI DUNG ĐỀ TÀI (15)
    • 1.2 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI (15)
    • 1.3 Ý NGHĨA THỰC TIỄN (15)
    • 1.4 KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG NGÔI NHÀ THÔNG MINH (15)
    • 1.5 CÁC TIÊU CHÍ KĨ THUẬT CỦA NGÔI NHÀ THÔNG MINH (16)
      • 1.5.1 Chỉ tiêu về nhiệt độ (0)
      • 1.5.2 Chỉ tiêu về độ ẩm (16)
      • 1.5.3 Chỉ tiêu về ánh sáng (0)
    • 1.6 CÁC THÀNH PHẦN CỦA MỘT HỆ THỐNG NHÀ THÔNG MINH (17)
    • 1.7 NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG (17)
  • CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ LUẬN (18)
    • 2.1 GIỚI THIỆU VỀ IoT (18)
      • 2.1.1 Khái niệm về Iot (18)
      • 2.1.2 Cơ sở kĩ thuật của Iot (18)
      • 2.1.4 Ứng dụng của Iot (20)
  • CHƯƠNG 3: CÁC PHẦN MỀM, LINH KIỆN SỬ DỤNG (20)
    • 3.1 RASPBERRY PI 3 (20)
      • 3.1.1 Tổng quan về Raspberry (20)
      • 3.1.2 Tổng quan về Raspberry pi 3 (21)
      • 3.1.3 Ứng dụng của Raspberry (21)
    • 3.2 PROTEUS (21)
      • 3.2.1 Tổng quan về Proteus (21)
      • 3.2.2 Ứng dụng của Proteus (0)
    • 3.3 CẢM BIẾN ÁNH SÁNG (23)
      • 3.3.1 Khái niệm và ứng dụng của cảm biến ánh sáng (23)
    • 3.4 CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ (23)
      • 3.4.1 Khái niệm và ứng dụng của cảm biến nhiệt độ (23)
    • 3.5 CẢM BIẾN ĐỘ ẨM (24)
      • 3.5.1 Khái niệm và ứng dụng của cảm biến độ ẩm (24)
  • CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MÔ HÌNH (26)
    • 4.1 YÊU CẦU THIẾT KẾ (26)
    • 4.2 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG (27)
      • 4.2.1 Khối cảm biến nhiệt độ và độ ẩm (27)
      • 4.2.2 Khối cảm biến ánh sáng (28)
      • 4.2.3 Khối xử lý trung tâm (30)
    • 4.3 THIẾT KẾ PHẦN MỀM (30)
      • 4.3.1 Giao diện điều khiển hệ thống, các chế độ điều khiển (30)
  • CHƯƠNG 5: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT (32)
    • 5.1 Lưu đồ giải thuật chương trình cảm biến nhiệt độ và độ ẩm (32)
    • 5.2 Lưu đồ giải thuật chương trình cảm biến ánh sáng (32)
    • 5.3 Kết quả thực hiện (33)
  • KẾT LUẬN (35)

Nội dung

TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN

NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Chương 1: Tổng quan về dự án

Chương 2: Cơ sở lí luận

Chương 3: Các phần mềm, linh kiện sử dụng

Chương 4: Thiết kế mô hình

Chương 5: Lưu đồ giải thuật

GIỚI HẠN ĐỀ TÀI

Trong phạm vi cho phép, nhóm chỉ thi công ngôi nhà thông minh trên mô phỏng Trong thời gian thực hiện đề tài là có hạn, nhóm thực hiện đề tài chỉ giải quyết những vấn đề sau:

- Thiết kế hệ thống bật tắt điều hòa và quạt gió tùy thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm.

Ý NGHĨA THỰC TIỄN

Thiết kế hệ thống trên giúp người nghiên cứu có cái nhìn trực quan hơn về những kiến thức đã tiếp thu, từ đó nâng cao hiệu quả nghiên cứu Hệ thống được thiết kế nhằm mục đích tạo sự thoải mái cũng như tăng sự hiện đại của ngôi nhà Hệ thống có thể điều khiển tự động hoặc bằng tay tùy thuộc vào ý muốn người sử dụng, giúp người sử dụng kiểm soát được tình trạng về nhiệt độ cũng như độ sáng của ngôi nhà.

KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG NGÔI NHÀ THÔNG MINH

Ngôi nhà thông minh là ngôi nhà có các điều kiện kỹ thuật đảm bảo cuộc sống tốt nhất của con người, được tự động đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật theo mong muốn của người sử dụng Ngôi nhà thông minh khác với ngôi nhà thông thường ở chỗ nó là một quá trình tích hợp của các hệ thống như hệ thống điều khiển và giám sát môi trường: hệ thống đảm bảo nhiệt độ, hệ thống đảm bảo ánh sáng,

Nhiệm vụ của ngôi nhà thông minh:

+ Tự động bật đèn khi không đủ ánh sáng.

+ Điều khiển nhiệt độ môi trường theo mức đã đặt của chủ nhà.

+ Tự động phát hiện đám cháy v.v

Khoa Điện - Điện tử - HCMUTE

Hình 1.4.1 Điều khiển hệ thống đèn bằng Smartphone

Hình 1.4.2 Quan sát ngôi nhà qua điện thoại

CÁC TIÊU CHÍ KĨ THUẬT CỦA NGÔI NHÀ THÔNG MINH

Nhiệt độ trong nhà cũng có thể thay đổi được tùy theo sở thích của mỗi người thông qua hệ thống điều khiển từ xa Phải có cảnh báo khi nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp.

1.5.2 Chỉ tiêu về độ ẩm Độ ẩm trong nhà luôn phải đảm bảo ở mức thoải mái cho người sử dụng, chỉ tiêu này bị ảnh hưởng tương đối lớn bởi nhiệt độ.

CÁC THÀNH PHẦN CỦA MỘT HỆ THỐNG NHÀ THÔNG MINH

Một hệ thống nhà thông minh tiêu biểu gồm 3 thành phần sau:

- Bộ xử lý trung tâm: Được thiết kế dạng tủ, bao gồm các thiết bị chính: một board Raspberry pi 3

- Thiết bị đầu vào: Cảm biến nhiệt, độ ẩm, ánh sáng

- Thiết bị đầu ra: Điều hòa, quạt, đèn, máy kéo rèm

NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG

- Bình thường hệ thống hoạt động một một cách tự động, ở chế độ này nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng sẽ được hệ thống điềuchỉnh tự động.

- Khi các thông số trên tăng hoặc giảm một cách không bình thường thì hệ thống sẽ gửi thông báo cho chủ nhà.

Hình 1.7.1 Sơ đồ khối của hệ thống

Khoa Điện - Điện tử - HCMUTE

CƠ SỞ LÍ LUẬN

GIỚI THIỆU VỀ IoT

Mạng lưới vạn vật kết nối Internet hoặc là Mạng lưới thiết bị kết nối Internet viết tắt là IoT là mạng kết nối các đồ vật và thiết bị thông qua cảm biến, phần mềm và các công nghệ khác, cho phép các đồ vật và thiết bị thu thập và trao đổi dữ liệu với nhau.

Internet vạn vật lan tỏa lợi ích của mạng internet tới mọi đồ vật được kết nối, chứ không chỉ dừng lại ở phạm vi một chiếc máy tính Khi một đồ vật được kết nối với internet, nó sẽ trở nên thông minh hơn nhờ khả năng gửi và/hoặc nhận thông tin và tự động hoạt động dựa trên các thông tin đó.

Các thiết bị IoT có thể là đồ vật được gắn thêm cảm biến để thu thập dữ liệu về môi trường xung quanh (giống như các giác quan), các máy tính/bộ điều khiển tiếp nhận dữ liệu và ra lệnh cho các thiết bị khác, hoặc cũng có thể là các đồ vật được tích hợp cả hai tính năng trên.

Tiềm năng ứng dụng của internet vạn vật (IoT) trải rộng trên mọi lĩnh vực Tuy nhiên, mọi hệ thống IoT hoàn chỉnh đều có đủ 4 bước: thu thập dữ liệu, chia sẻ dữ liệu, xử lý dữ liệu, và đưa ra quyết định.

2.1.2 Cơ sở kĩ thuật của Iot Điểm quan trọng của loT đó là các đối tượng phải có thể được nhận biết và định dạng (identifiable) Nếu mọi thứ được "đánh dấu" để phân biệt bản thân đối tượng đó với những thử xung quanh thì chúng ta có thể hoàn toàn quản lí được nó thông qua máy tính Việc đánh dấu (tagging) có thể được thực hiện thông qua nhiều công nghệ, chẳng hạn như RFID, NFC, mã vạch, mã QR, watermark kĩ thuật số Việc kết nối thì có thể thực hiện qua wifi, mạng viễn thông băng rộng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại

Ngoài những kĩ thuật nói trên, nếu nhìn từ thế giới web, chúng ta có thể sử dụng các địa chỉ độc nhất để xác định từng vật, chẳng hạn như địa chỉ IP Mỗi thiết bị sẽ có một IP riêng biệt không nhầm lẫn Sự xuất hiện của IPv6 với không gian địa chỉ cực kì rộng lớn sẽ giúp mọi thứ có thể dễ dàng kết nối vào Internet cũng như kết nối với nhau.

2.1.3 Xu thế phát triển của thế với với IoT

Mặc dù đã có từ lâu nhưng kỷ nguyên Internet of Things chỉ thực sự được chú ý và bùng nổ trong những năm gần đây, sau sự phát triển của smartphone, tablet và những kết nối không dây, Và ngay sau khi nhận được sự chú ý của cộng đồng, IoT đã cho thấy tiềm năng của mình với những số liệu đáng kinh ngạc.

Là “một trong những phát kiến quan trọng và quyền lực nhất của loài người", Cisco IBSG, nhà cung cấp giải pháp và thiết bị mạng hàng đầu hiện nay dự báo: Đến năm 2020, sẽ có khoảng 50 tỷ đồ vật kết nối vào Internet, bao gồm hàng tỷ thiết bị di động, tivi, máy giặt, Để thấy được sự phát triển của lĩnh vực này, họ cũng đưa ra số liệu vào năm 1984, khi mà Cisco mới thành lập mới chỉ có khoảng 1.000 thiết bị được kết nối mạng toàn cầu, đến năm 2010, con số này đã lên mức 10 tỷ.

Intel, đơn vị mới tham gia vào thị trường sản xuất chip cho các thiết bị thông minh phục vụ IoT cũng đã thu về hơn 2 tỷ USD trong năm 2014 từ lĩnh vực này, tăng trưởng 19% so với năm 2013 Những con số khẳng định IoT là xu hướng của tương l lai Internet of Things đến năm 2020 dự kiến sẽ đạt đến 4 tỷ người kết nối với nhau, 4 ngàn tỷ USD doanh thu, hơn 25 triệu ứng dụng hơn 25 tỷ hệ thống những thông minh và 50 ngàn tỷ Gigabytes dữ liệu.

Tác động của loT rất đa dạng, trên các lĩnh vực: quản lý hạ tầng, y tế, xây dựng và tự động hồn, giao thông

Cụ thể với lĩnh vực sản xuất - chế tạo, hiện theo thống kê của PwC, đã có 35% nhà sản xuất sử dụng cảm biến thông minh, 10% dự kiến sẽ sử dụng và 8% có kế hoạch sử dụng các thiết bị thông minh này trong 3 năm tới.

Trong lĩnh vực dầu khí, khai thác mỏ, dự kiến sẽ có 5,4 triệu thiết bị loT được triển khai tại các cơ sở khai thác tới năm 2020 Chủ yếu sẽ là các bộ cảm biến kết nối Internet giúp cung cấp thông tin về môi trường Dầu khí là một trong những ngành công nghiệp chủ chốt ứng dụng loT trên diện rộng tới năm 2020 Trong khi đó, xe hơi kết nối đang là xu hướng nổi bật của thiết bị loT hiện nay Dự tính tới năm 2020, sẽ có hơn 220 triệu xe kết nối lưu thông trên đường.

Về bảo hiểm, 74% lãnh đạo trong ngành bảo hiểm tin rằng loT sẽ thay đổi cơ bản chính sách bảo hiểm trong 5 năm tới, 74% có kế hoạch đầu tư phát triển và thực hiện các chiến lược về loT - theo một nghiên cứu của SMA Research.

Còn với quốc phòng, chỉ tiêu cho các thiết bị bay không người lái dự kiến sẽ đạt 8,7 tỉ USD vào năm 2020 Ngoài ra, theo dự báo của Frost & Sullivan, sẽ có khoảng 126.000 robot quân sự sẽ được triển khai vào năm 2020.

Lĩnh vực nông nghiệp cũng không nằm ngoài vòng xoáy loT Dự kiến sẽ có

75 triệu thiết bị IoT được triển khai trong lĩnh vực nảy vào năm 2020, với tỉ lệ tăng hàng năm đạt 20% Chủ yếu đó sẽ là những bộ cảm biến đặt trong lòng đất để theo dõi độ axit, nhiệt độ và các thông số giúp canh tác vụ mùa hiệu quả hơn.

Vì thế, Internet of Things đang là chìa khóa của thành công trong tương lai Bên cạnh đó, công nghệ không dây đáp ứng đa tiêu chuẩn đang giúp giảm giá

CÁC PHẦN MỀM, LINH KIỆN SỬ DỤNG

RASPBERRY PI 3

Raspberry là một máy vi tính rất nhỏ gọn, kích thước hai cạnh chỉ cỡ một cái thẻ ATM, trong đó đã tích hợp mọi thứ cần thiết để bạn sử dụng như một máy vi tính Bộ xử lý SoC Broadcom BCM2835 của nó bao gồm CPU, GPU, RAM, khe cắm thẻ microSD, WiFi, Bluetooth và 4 cổng USB 2.0.

3.1.2 Tổng quan về Raspberry Pi 3

Raspberry Pi 3 là một máy tính nhỏ gọn, kích thước hai cạnh cỡ bằng một chiếc thẻ ATM Nó được tích hợp mọi thứ cần thiết để bạn sử dụng như một cái máy vi tính Trên bo mạch của Raspberry Pi 3 có các thành phần: CPU, GPU, RAM, khe cắm thẻ microSD, Wifi, Bluetooth và 4 cổng USB.

Hình 3.1.1 Hình ảnh thực tế của Raspberry Pi 3 3.1.3 Ứng dụng của Raspberry

Ban đầu, tổ chức Raspberry Pi Foundation phát triển dự án Raspberry với mục tiêu chính là giảng dạy máy tính cho trẻ em và tạo ra một công cụ giá rẻ (chỉ vài chục USD) để sinh viên nghiên cứu học tập Tuy nhiên, sau khi xuất hiện, Raspberry Pi được cộng đồng đánh giá cao về tính ứng dụng với phần cứng được hỗ trợ tốt, Pi đã nhanh chóng phát triển một cách rộng rãi Pi phù hợp cho những ứng dụng cần khả năng xử lý mạnh mẽ, đa nhiệm hoặc giải trí và đặc biệt cần chi phí thấp Hiện nay đã có hàng ngàn ứng dụng đa dạng được cài đặt trên Rasberry Pi.

PROTEUS

Phần mềm Proteus cho phép mô phỏng hoạt động của mạch điện tử bao gồm phần thiết kế mạch và viết chương trình điều khiển cho các họ vi điều khiển như MCS-51, PIC AVR, Proteus là phần mềm mô phỏng mạch điện tử của Labcenter Electronics, mô phòng cho hầu hết các linh kiện điện tử thông dụng.

Khoa Điện - Điện tử - HCMUTE

Phần mềm bao gồm 2 chương trình: ISIS (Intelligent Schematic Input System) cho phép mô phong mạch và ARES (Advanced Routing and

Editing Software) dùng để về mạch in

3.2.2 Các ứng dụng của Proteus

- Vẽ sơ đồ nguyên lý

Bạn có thể dễ dàng vẽ được các sơ đồ mạch điện tử trên Proteus một cách dễ dàng và nhanh chóng Bạn lấy linh kiện mong muốn từ thư viện của Proteus, sau đó kết nối các linh kiện lại với nhau để tạo ra một mạch điện tử hoàn chỉnh.

Khả năng ứng dụng chính của Proteus là mô phòng, phân tích các kết quả từ các mạch nguyên lý Proteus giúp người sử dụng có thể thấy trước được mạch thiết kế chạy đúng hay sai trước khi thi công mạch.

Các công cụ phục vụ cho việc phân tích mạch có độ chính xác khá cao như vôn kế đo điện áp, ampe kế đo dòng điện, máy đao động ký. Đối với các bạn yêu thích điện tử thì đây là công cụ tuyệt vời Nó giúp cho các bạn tự học, tự nghiên cứu và thiết kế thứ các mạch điện tử và chạy mô phỏng để kiểm tra kết quả từ đó rút ra được những bài học hữu ích Điều này sẽ giúp bạn tiết kiệm được thời gian và tiền bạc khi bạn không có điều kiện mà lại ham học và nghiên cứu.

- Thiết kế mạch in PCB

Là tính năng dễ sử dụng trong Proteus Bạn có thể tự tạo bản thiết kế hoặc bắt Proteus làm hộ bạn Tự tạo bản thiết kể rất dễ dàng chỉ cần bạn đặt những chi tiết vào sơ đồ và vẽ đường mạch điện chạy qua Đừng lo lắng về việc vi phạm bất kỳ quy tắc thiết kế nào bởi vì nó sẽ tự động phát hiện ra lỗi Còn nếu muốn Proteus làm thay bạn thì chỉ cần đặt các chi tiết vào vị trí tương ứng rồi cho chạy tự động Nó sẽ về ra các cách đặt đường mạch và lựa bản tốt nhất Và hiện nay còn có một tùy chính nữa “Auto placer”, nó yêu cầu bạn xác lập kích thước bàng bằng cách vẽ hình dáng và kích cỡ bàn mạch Sau đó, nó tự động đặt các chi tiết vào trong khuôn Sau đó, tất cả việc bạn phải làm là lập sơ đồ mach.

Ngoài ra, trong quá trình thiết kế mạch in bạn cũng có thể xem hình 3D Tinh năng này rất hữu ích, nó cho phép bạn thiết ra những board mạch in đẹp theo mong muốn của mình.

CẢM BIẾN ÁNH SÁNG

3.3.1 Khái niệm và ứng dụng của cảm biến ánh sáng

- Cảm biến ánh sáng là các thiết bị quang điện chuyển đổi năng lượng ánh sáng (photon) cho dù ánh sáng nhìn thấy được hay tia hồng ngoại thành tín hiệu điện (electron).

- Ứng dụng trong các thiết bị chiếu sáng như đèn Điều này đem đến rất nhiều tiện lợi và an toàn khi sử dụng về đêm, đặc biệt với những gia đình có người cao tuổi và trẻ nhỏ…

- Cảm biến thay đổi ánh sáng màn hình trong điện thoại thông minh và máy tính bảng.

CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ

3.4.1 Khái niệm và ứng dụng của cảm biến nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ là thiết bị dùng để đo sự biến đổi về nhiệt độ của môi trường xung quanh hoặc của các đại lượng cần đo.

Khoa Điện - Điện tử - HCMUTE

Cảm biến nhiệt độ được sử dụng với nhiều chứng năng và nhiều ứng dụng khác nhau như: dùng đo nhiệt độ trong bồn đun nước, đun dầu, đo nhiệt độ lò nung, lò sấy,… Một số cảm biến nhiệt được sử dụng cho các lĩnh vực cụ thể như: Nhiêt kế điện tử, bán dẫn, can nhiệt loại T được sử dụng trong nghiên cứu về nông nghiệp.

CẢM BIẾN ĐỘ ẨM

3.5.1 khái niệm và ứng dụng của cảm biến độ ẩm

- Cảm biến độ ẩm là dòng cảm biến dùng để đo độ ẩm không khí hoặc đo độ ẩm đất Cảm biến đo độ ẩm được ứng dụng trong nhiều ngành và lắp đặt nhiều ứng dụng khác nhau.

- Cảm biến đo độ ẩm thường được tìm thấy ở nơi cần kiểm soát độ ẩm .

- Tương tự trong nhà kính, phòng tắm hơi, bảo tàng và máy ấp trứng cũng sử dụng máy đo độ ẩm để đảm bảo lượng ẩm không khí ở mức thích hợp cho cây, người…

Hình 3.5.1 Hình ảnh thực tế của cảm biến độ ẩm, nhiệt độ không khí HDC1080

Khoa Điện - Điện tử - HCMUTE

THIẾT KẾ MÔ HÌNH

YÊU CẦU THIẾT KẾ

Chúng ta đang sống trong một thời đại với rất nhiều công nghệ hiện đại khiến cho cuộc sống của chúng ta trở nên dễ dàng hơn Trong vài năm trở lại đây, các bước tiến lớn về công nghệ đã khiến cho ngôi nhà của chúng ta ngập tràn các thiết bị công nghệ cao Nói một cách đơn giản thì các giải pháp công nghệ này cho phép có thể điều hành căn nhà của mình thông qua các thiết bị điều khiển từ xa, thường là điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng Có thể kiểm soát các thiết bị điện chiếu sáng đến các thiết bị đảm bảo an ninh

Giới thiệu về bộ điều khiển: Cấu trúc đơn giản, dễ điều khiển

Mô hình nhà thông minh được thiết kế với các chức năng như sau:

- Tự động bật/tắt đèn, mở/đóng rèm khi ánh sáng đạt đến ngưỡng nhất định.

- Tự động bật tắt điều hòa, quạt khi nhiệt độ đạt các ngưỡng nhất định.

Với các chức năng thiết kế nêu trên, sơ đồ khối của hệ thống được thiết kế như hình

Hình 4.1.1: Sơ đồ khối hệ thống

- Khối nguồn là khối cung cấp nguồn cho bộ điều khiển hệ thống và các khối mạch khác hoạt động Yêu cầu đối với khối nguồn là tính ổn định và giá trị điện áp cung cấp phải phù hợp với các khối chức năng khác của bộ điều khiển Ở đây sử dụng nguồn 5V-2A

- Bộ điều khiển sử dụng Raspberry Pi 3 là khối xử lý trung tâm của hệ thống, thực hiện việc tiếp nhận, xử lý thông tin và giao tiếp với các thiết bị bên ngoài Các nhiệm vụ chính như nhận giá trị nhiệt độ, độ ẩm, cưởng độ ánh sáng từ các cảm biến, xử lý dữ liệu, thực hiện các phép toán logic tạo tín hiệu điều khiển tới Relay để điều khiển các thiết bị.

- Khối cám biến ánh sáng dùng cảm biến ánh sáng thực hiện việc đo giá trị cường độ ánh sáng và truyền kết quả trực tiếp tới relay điều khiển thiết bị.

- Khối cảm biến nhiệt độ độ ẩm ở đây sử dụng cảm biến HDC1080 là module tích hợp việc đo giá trị nhiệt độ và độ ẩm kết quả đo được được chuyển về bộ xử lý trung tâm.

- Với sơ đồ khối hệ thống ở trên bài toán đặt ra là nghiên cứu chế tạo ngôi nhà thông minh thực hiện được các chức năng như điều khiển bật tắt thiết bị bằng công tắc, đo nhiệt độ độ ẩm trong nhà từ đó đưa ra các giải pháp điều chỉnh nhiệt độ độ ẩm thích hợp cho ngôi nhà, hiển thị nhiệt độ, độ ẩm lên màn hình LCD và màn hình diện thoại tự bật bóng đèn khi độ sáng không đủ, tự động bật điều hòa, quạt khi nhiệt độ cao.

THIẾT KẾ PHẦN CỨNG

4.2.1 Khối cảm biến nhiệt độ và độ ẩm

Hấp thụ hơi nước thay đổi thanh phần trong cảm biến sẽ xuất tín hiệu về vi điều khiển Khi nhiệt độ tăng quá mức thì sẽ xuất tín hiệu về vi điều khiển.

Hình 4.2.1 Hình ảnh khối cảm biến nhiệt độ, độ ẩm

Khoa Điện - Điện tử - HCMUTE

Thông số cảm biến nhiệt độ, độ ẩm:

Bảng 4.2.1 Thông số của cảm biến nhiệt độ, độ ẩm

4.2.2 Khối cảm biến ánh sáng

Nhận biết ánh sáng và điều chỉnh độ sáng.

Hình 4.2.2 Hình ảnh khối cảm biến ánh sáng APDS 9002

Bảng 4.2.2 Thông số của cảm biến ánh sáng APDS 9002

Bảng 4.2.3 Kết nối module cảm biến ánh sáng

Bảng 4.2.4 Kết nối module hồng ngoại

Hình 4.2.3 Hình ảnh cảm biến ánh sáng ADS 1015

Bảng 4.2.5 Thông số của cảm biến ánh sáng ADS 1015

Khoa Điện - Điện tử - HCMUTE

4.2.3 Khối xử lý trung tâm

Kiểm soát toàn bộ hoạt động của của hệ thống.

THIẾT KẾ PHẦN MỀM

4.3.1 Giao diện điều khiển hệ thống, các chế độ điều khiển

Giao diện điều khiển hệ thống gọn gàng và có mĩ thuật.

Hình 4.3.1 Hình ảnh giao diện điều khiển hệ thống

Các chế độ điều khiển:

- Chế độ điều khiển thiết bị thông qua công tắc:

Khi ở nhà thì việc sử dụng các công tắc để điều khiển các thiết bị là không thể thiếu bởi tính tiện lợi của nó, khi bước vào một căn phòng có thể dùng điện thoại để bật-tắt bóng đèn nhưng cũng có một cách nhanh hơn đó là sử dụng công tắc đèn gắn trên tường của phòng đó Việc sử dụng công tắc để bật tắt đèn phù hợp khi đang ở trong nhà của mình Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại công tắc với mẫu mã đẹp và an toàn cao không những giúp điều khiển thiết bị mà còn giúp cho ngôi nhà trở nên hiện đại hơn.

Chế độ điều khiển này sẽ điều khiển được bật tắt thiết bị đồng thời nó cũng sẽ phản hồi lại để người dùng biết được thiết bị đang bật hay đang tắt, người sử dụng có thể bật-tắt thiết bị bằng hệ thống hoặc công tắc đều được.

- Chế độ điều khiển theo cảm biến ánh sáng:

Chế độ này sử dụng một khối cảm biến ánh sáng Ưu điểm của cảm biến ánh sáng là có thể chủ động hơn trong việc xác định độ sáng tối của môi trường Cảm biến ánh sáng sử dụng quang trở có khả năng thay đổi điện trở theo cường độ ánh sáng chiếu vào Tín hiệu xuất ra của cảm biến là digital HIGH (5V) và LOW (0) tượng trưng cho các trạng thái bật, tắt thiết bị điện tự động mà bạn không cần phải thao tác vào.

- Chế độ điều khiển theo nhiệt độ, độ ẩm:

Chế độ này sử dụng một khối cảm biến nhiệt độ, độ ẩm Ưu điểm của cảm biến nhiệt độ, độ ẩm là xác định được nhiệt độ, độ ẩm của môi trường xung quanh để thay đổi nhiệt độ cho dễ chịu với chủ nhà.

Khoa Điện - Điện tử - HCMUTE

LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT

Lưu đồ giải thuật chương trình cảm biến ánh sáng

Hình 5.2.1 Hình ảnh Lưu đồ giải thuật chương trình cảm biến ánh sáng

Kết quả thực hiện

Thi công hoàn tất mô phỏng hệ thống các thiết bị điện tử: đèn, quạt gió, điều hòa, rèm cửa Điều khiển các thiết bị qua trang Web:

Hình 5.3.1 Hệ thống đèn điều khiển qua web

Hình 5.3.2 Hệ thống rèm điều khiển qua web

Khoa Điện - Điện tử - HCMUTE

Hình 5.3.3 Hệ thống điều hòa điều khiển qua web

Hình 5.5.4 Hệ thống quạt điều khiển qua web

Ngày đăng: 02/12/2022, 08:34

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.4.2 Quan sát ngơi nhà qua điện thoại - (TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH
Hình 1.4.2 Quan sát ngơi nhà qua điện thoại (Trang 15)
Hình 1.4.1. Điều khiển hệ thống đèn bằng Smartphone - (TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH
Hình 1.4.1. Điều khiển hệ thống đèn bằng Smartphone (Trang 15)
Hình 1.7.1. Sơ đồ khối của hệ thống - (TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH
Hình 1.7.1. Sơ đồ khối của hệ thống (Trang 16)
Hình 3.1.1. Hình ảnh thực tế của Raspberry Pi 3 3.1.3 Ứng dụng của Raspberry - (TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH
Hình 3.1.1. Hình ảnh thực tế của Raspberry Pi 3 3.1.3 Ứng dụng của Raspberry (Trang 20)
- Cảm biến thay đổi ánh sáng màn hình trong điện thoại thơng minh và máy tính bảng. - (TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH
m biến thay đổi ánh sáng màn hình trong điện thoại thơng minh và máy tính bảng (Trang 22)
Hình 3.4.1 Hình ảnh thực tế của cảm biến nhiệt độ loại RTD 3.5 Cảm biến độ ẩm - (TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH
Hình 3.4.1 Hình ảnh thực tế của cảm biến nhiệt độ loại RTD 3.5 Cảm biến độ ẩm (Trang 23)
Hình 3.5.1 Hình ảnh thực tế của cảm biến độ ẩm, nhiệt độ khơng khí HDC1080 - (TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH
Hình 3.5.1 Hình ảnh thực tế của cảm biến độ ẩm, nhiệt độ khơng khí HDC1080 (Trang 24)
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MƠ HÌNH 4.1 U CẦU THIẾT KẾ - (TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH
4 THIẾT KẾ MƠ HÌNH 4.1 U CẦU THIẾT KẾ (Trang 25)
Hình 4.2.1 Hình ảnh khối cảm biến nhiệt độ, độ ẩm - (TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH
Hình 4.2.1 Hình ảnh khối cảm biến nhiệt độ, độ ẩm (Trang 26)
Bảng 4.2.1 Thông số của cảm biến nhiệt độ, độ ẩm 4.2.2 Khối cảm biến ánh sáng - (TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH
Bảng 4.2.1 Thông số của cảm biến nhiệt độ, độ ẩm 4.2.2 Khối cảm biến ánh sáng (Trang 27)
Hình 4.2.2 Hình ảnh khối cảm biến ánh sáng APDS 9002 - (TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH
Hình 4.2.2 Hình ảnh khối cảm biến ánh sáng APDS 9002 (Trang 27)
Bảng 4.2.4 Kết nối module hồng ngoại - (TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH
Bảng 4.2.4 Kết nối module hồng ngoại (Trang 28)
Bảng 4.2.3 Kết nối module cảm biến ánh sáng - (TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH
Bảng 4.2.3 Kết nối module cảm biến ánh sáng (Trang 28)
Hình 4.2.4 Hình ảnh bảng mạch khối xử lý trung tâm 4.3 THIẾT KẾ PHẦN MỀM - (TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH
Hình 4.2.4 Hình ảnh bảng mạch khối xử lý trung tâm 4.3 THIẾT KẾ PHẦN MỀM (Trang 29)
Hình 4.3.1 Hình ảnh giao diện điều khiển hệ thống - (TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH
Hình 4.3.1 Hình ảnh giao diện điều khiển hệ thống (Trang 29)
Hình 5.2.1 Hình ảnh Lưu đồ giải thuật chương trình cảm biến ánh sáng - (TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH
Hình 5.2.1 Hình ảnh Lưu đồ giải thuật chương trình cảm biến ánh sáng (Trang 31)
Hình 5.1.1 Hình ảnh lưu đồ giải thuật chương trình cảm biến nhiệt độ và độ ẩm 5.2 Lưu đồ giải thuật chương trình cảm biến ánh sáng - (TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH
Hình 5.1.1 Hình ảnh lưu đồ giải thuật chương trình cảm biến nhiệt độ và độ ẩm 5.2 Lưu đồ giải thuật chương trình cảm biến ánh sáng (Trang 31)
Hình 5.3.1 Hệ thống đèn điều khiển qua web - (TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH
Hình 5.3.1 Hệ thống đèn điều khiển qua web (Trang 32)
Hình 5.3.2 Hệ thống rèm điều khiển qua web - (TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH
Hình 5.3.2 Hệ thống rèm điều khiển qua web (Trang 32)
Hình 5.3.3 Hệ thống điều hịa điều khiển qua web - (TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH
Hình 5.3.3 Hệ thống điều hịa điều khiển qua web (Trang 33)
Hình 5.5.4 Hệ thống quạt điều khiển qua web - (TIỂU LUẬN) báo cáo CUỐI kì NGHIÊN cứu, THIẾT kế và mô PHỎNG hệ THỐNG các THIẾT bị TRONG NHÀ THÔNG MINH
Hình 5.5.4 Hệ thống quạt điều khiển qua web (Trang 33)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w