Báo cáo khoa học kĩ thuật đề tài mô hình nhà thông minh

CUỘC THI KHOA HỌC KỸ THUẬT CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2020 -2021  BÁO CÁO ĐỀ TÀI KĨ THUẬT TÊN ĐỀ TÀI: TẮT MỞ ĐÈN QUẠT BẰNG ĐIỆN THOẠI Lĩnh vực: Hệ thống nhúng Mã dự án: Tháng 11/2020 MỤC LỤC ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU A LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong trình học tập trường, em thường xuyên thấy bạn chơi khỏi lớp hay quên tắt thiết bị điện quạt, đèn,… gây lãng phí điện nên em nảy sinh ý tưởng sáng chế thiết bị tắt/ mở đèn, quạt lớp học từ xa cho thầy cô chủ nhiệm ban cán lớp Từ lí trên, em chọn đề tài “Tắt/ mở đèn quạt điện thoại” B CÂU HỎI NGHIÊN CỨU Câu Mục tiêu muốn hướng đến đề tài gì? - Tắt/ mở từ xa thiết bị điện quạt, đèn,… lớp học - Tiết kiệm tiền điện cho nhà trường Câu Điểm đề tài ? - Thiết bị hoàn toàn tự thiết kế, làm chủ phần cứng, điều khiển dùng arduino phần mềm điều khiển tin nhắn điện thoại - Tất linh kiện, vật tư hoàn toàn mua VN - Tính tiện lợi, thay sửa chữa dễ dàng Có thể sản xuất hàng loạt Câu Khả áp dụng thiết bị đâu ? - Áp dụng trường học, hộ gia đình Câu 4: Khả nhân rộng thiết bị ? - Thiết bị mở rộng sản xuất hàng loạt giá rẻ thích hợp với hộ gia đình, trường học linh kiện hoàn toàn mua Việt Nam C PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Tìm hiểu lý thuyết kiến thức liên quan đến đề tài - Tìm hiểu nguyên lý hoạt động linh kiện, arduino - Tìm hiểu phần mềm lập trình arduino - Viết chương trình kiểm tra thiết bị Lắp ráp thiết bị - Tiến hành thực nghiệm hiệu chỉnh D KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC - Chế tạo thành công thiết bị tắt/mở nguồn điện - Tắt mở nguồn điện lên đến 250V điện thoại - Thực nghiệm thành công khoảng cách xa E KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN - Ứng dụng nông nghiệp tưới tiêu, chiếu sáng, phun thuốc,… điều khiển điện thoại F TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Phạm Xuân Minh, Lý thuyết điều khiển tự động, NXB GD, năm 2008 Học viện hàng không Việt Nam khoa điện tử viễn thông “Giáo trình hướng dẫn sử dụng Arduino” - TP Hồ Chí Minh 2015 Trang web: arduino.com.vn Trang web: http://laptrinhc.edu.vn/ BÁO CÁO ĐỀ TÀI PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong trình học tập trường, em thường xuyên thấy bạn chơi khỏi lớp hay quên tắt thiết bị điện quạt, đèn,… gây lãng phí điện nên em nảy sinh ý tưởng sáng chế thiết bị tắt/ mở đèn, quạt lớp học từ xa cho thầy cô chủ nhiệm ban cán lớp Từ lí trên, em chọn đề tài “Tắt/ mở đèn quạt điện thoại” II MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Mục tiêu mà đề tài hướng tới tạo thiết bị: - Tắt mở thiết bị điện quạt, đèn,… lớp học điện thoại - Tiết kiệm tiền điện cho nhà trường III ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Đối tượng: Các loại thiết bị tắt mở nguồn điện - Phạm vi nghiên cứu: Trường THCS Đất Đỏ IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Tìm hiểu lý thuyết kiến thức liên quan đến đề tài - Tìm hiểu nguyên lý hoạt động linh kiện, arduino - Tìm hiểu phần mềm lập trình arduino - Viết chương trình kiểm tra thiết bị - Lắp ráp thiết bị - Tiến hành thực nghiệm hiệu chỉnh PHẦN II NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU I CƠ SỞ KHOA HỌC CÁC LINH KIỆN CẦN THIẾT Trung tâm điều khiển nhà thông minh BROADLINK RM PRO+ Trung tâm điều khiển nhà thông minh Broadlink RM-Pro+ có khả điều khiển thiết bị gia đình bạn, với khả học hỏi từ remote hồng ngoại TV, điều hòa, set-top box, HD player, quạt v.v đến remote sóng radio điều khiển cửa cuốn, rèm tự động Hơn nữa, bạn hoàn toàn thiết lập theo kịch bật-tắt thiết bị nhà như: 8h làm, tự động tắt hết đèn, đóng rèm, tắt thiết bị điện, 6h chiều làm về: 5h30 tự động bật bình nước nóng, tự động mở rèm vào 6h, tự động bật TV chuyển kênh yêu thích 8h giải trí: Tự động bật TV sang chế độ video, bật HD box đến phim xem dang dở, tự động tắt đèn để xem phim cho v.v Giờ việc tự động hóa ngơi nhà bạn trở nên dễ dàng hết Hình 2:BROADLINK RM PRO+ Trung tâm kiểm soát an ninh Broadlink SmartONE S1C Thiết bị Trung tâm kiểm soát an ninh Broadlink SmartONE S1C giúp bạn đơn giản hóa việc liên quan đến an ninh tưởng chừng phức tạp này.Broadlink SmartONE S1C đóng vai trị “bộ não”, quản lý tập trung tất cảm biến thông minh khơng dây liên quan tới an ninh an tồn như: Cảm biến PIR phát chuyển động, cảm biến mở cửa, cảm biến dò rỉ nước hay cảm biến phát khói, báo dị gas v.v…Khi cảm biến kích hoạt, điện thoại smartphone bạn nhận thông báo báo động dù bạn nơi đâu giới – miễn có internet - Giúp bạn biết trạng thái cơng tắc bật hay tắt app EControl, điều khiển bật tắt thông qua wifi, 3G/4G nơi có kết nối mạng internet - Bật tắt hệ thống cơng tắc bấm tay truyền thống nhà bạn, bật tắt trạng thái đèn cập nhật phản hồi app E-control - Ngồi phiên SC1PRO cịn có khả học remote RF để điều khiển từ xa (không cần đến smartphone), trường hợp bạn nhà nằm giường sofa để điều khiển bật tắt đèn Việc điều khiển phù hợp với gia đình có người già hay trẻ em khó sử dụng smartphone - Kết hợp với thiết bị Broadlink khác để bật tắt theo ngữ cảnh bạn định nghĩa app E-control Hình 2.1:Broadlink SmartONE S1C Công tắc cảm ứng, điều khiển từ xa Broadlink TC2 chuẩn US Cơng tắc thơng minh Broadlink cịn có khả điều khiển từ xa(wifi,3G) thông qua điều khiển trung tâm Broadlink RM-Pro, phối kết hợp với thiết bị thông minh khác Broadlink, thiết bị kiểm soát an ninh S1C Kit hay thiết bị kiểm soát môi trường A1 để tạo ngữ cảnh sống tùy chỉnh theo ý muốn bạn Với thiết kế hình chữ nhật, lắp vừa chuẩn đế âm tường chữ nhật thông dụng Việt Nam, công tắc cảm ứng Broadlink TC2 chuẩn US thay công tắc truyền thống mặt chữ nhật phổ biến Việt Nam mà không cần lại đường dây điện nhà, cơng tắc phù hợp với cơng trình cải tạo lại xây từ đầu không yêu cầu đặc biệt thi cơng Hình 2.2:Broadlink SmartONE S1C II THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN Kết nối Broadlink RM PRO+với cơng tắc cảm ứngBroadlink TC2 Hình 2.3:Broadlink RM PRO+, TC2 Để điều khiển qua Smartphone bạn cần kết nối thiết bị vào trung tâm Broadlink thông qua ứng dụng IHC (Intelligent Home Center) tải CH Play hoặcAppstore Sử dụng ứng dụng IHC để kết nối hai thiết bị lại với Kết nối Broadlink SmartONE S1C với cảm biến Broadlink SmartONE S1C với cảm biến Để điều khiển Broadlink SmartONE S1C qua Smartphone bạn cần kết nối thiết bịthơng qua ứng dụng E-control tải CH Play App store Hình 2.7:E-control Kết nối thiết bị lại với Smartphone: 10 Giao diện kết nối cảm ứng điện thoại Phương thức hoạt động • Cảm biến cửa: lắp đặt vị trí cửa vào, cửa sổ Cảm biến phát có xuất người vị trí cửa vào/cửa sổ kết hợp với cảm biến khác thực kịch lập trình sẵn Trong trường hợp vắng, cảm biến có nhiệm vụ phát đột nhập trái phép vào nhà phát tín hiệu xử lý trung tâm, hệ thống gửi thông báo điện thoại • Cảm biến thân nhiệt: người qua góc quét cảm biến chuyển động thân nhiệt phát từ thể người làm kích tần số sóng lên gửi tín hiệu điều khiển trung tâm, kết hợp với loa báo động công tắt điều khiển từ xa để bật đèn dọa trộm đột nhập vào nhà đồng thời 11 biết có điều khiển trung tâm gửi cảnh báo điện thoại cho phép bạn đột nhập CHƯƠNG PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG I ĐẶC ĐIỂM TRƯỜNG HỌC Trong phạm vi nghiên cứu đề tài, em giới hạn nghiên cứu trường THCS Đất Đỏ Phân tích: Trường THCS Đất Đỏ có 24 lớp học, lớp trang bị đầy đủ quạt trần, bóng đèn chiếu sáng II THỰC TRẠNG LÃNG PHÍ ĐIỆN Theo khảo sát, bạn thường xuyên lãng phí điện nhà trường mở đèn vào ban ngày, không tắt đèn quạt khỏi lớp Trong đó, phổ biến tình trạng khơng tắt đèn, quạt III ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP TRƯỚC ĐÂY Việc tuyên truyền bạn có thói quen tắt thiết bị điện di chuyển sang phòng nhạc, tin học cần thiết Tuy nhiên, để nâng cao nhận thức bạn cần phải tuyên truyền sâu rộng cần thời gian Nhà trường có 02 bảo vệ thường xuyên kiểm tra tình hình bảo quản sở vật chất lớp, tiết kiệm điện lớp sau Tuy nhiên, thời gian cơng sức Do đó, theo em cần thiết phải có thiết bị riêng cho bảo vệ thầy chủ nhiệm can thiệp, tắt thiết bị điện khoảng cách xa tốn cơng sức 12 Sản phẩm hồn thiện CHƯƠNG Q TRÌNH NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ I QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU Thời gian 15/8/2020 đến 20/8/2020 21/8/2020 đến 30/8/2020 31/8/2020 đến 20/9/2020 21/9/2020 đến 15/10/2020 16/10/2020 đến 15/11/2020 16/11/2020 đến 20/11/2020 Nội dung công việc Lên ý tưởng, làm đề cương nghiên cứu Nghiên cứu tài liệu liên quan Tìm hiểu linh kiện cần thiết Đặt mua linh kiện Lắp ráp linh kiện Vận hành thử, điều chỉnh sai sót (nếu có) Hồn thành báo cáo II KẾT QUẢ Sau trình nghiên cứu chế tạo thiết bị đạt kế sau: - Chế tạo thành công thiết bị tắt/mở nguồn điện, mơ hình nhà thơng minh - Tắt mở thiết bị điện đèn, quạt điện thoại 13 PHẦN III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I KẾT LUẬN Sau trình nghiên cứu chế tạo thiết bị đạt kế sau: - Chế tạo thành công thiết bị tắt/mở nguồn điện, mơ hình nhà thơng minh - Tắt mở thiết bị điện đèn, quạt điện thoại II KIẾN NGHỊ Chúng em mong muốn đề tài đưa vào ứng dụng thực tiễn cho hộ gia đình, quan làm việc III HƯỚNG PHÁT TRIỂN - Ứng dụng rộng rãi trường học, ứng dụng nông nghiệp tưới tiêu, chiếu sáng điều khiển điện thoại 14 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Phạm Xuân Minh, Lý thuyết điều khiển tự động, NXB GD, năm 2008 Học viện hàng không Việt Nam khoa điện tử viễn thơng “Giáo trình hướng dẫn sử dụng Arduino” - TP Hồ Chí Minh 2015 Trang web: arduino.com.vn Trang web: http://laptrinhc.edu.vn/ 15 MỤC LỤC 16 ... CỨU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU I CƠ SỞ KHOA HỌC CÁC LINH KIỆN CẦN THIẾT Trung tâm điều khiển nhà thông minh BROADLINK RM PRO+ Trung tâm điều khiển nhà thông minh Broadlink RM-Pro+ có... 2015 Trang web: arduino.com.vn Trang web: http://laptrinhc.edu.vn/ BÁO CÁO ĐỀ TÀI PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong trình học tập trường, em thường xuyên thấy bạn chơi khỏi lớp hay quên... tắt/ mở đèn, quạt lớp học từ xa cho thầy cô chủ nhiệm ban cán lớp Từ lí trên, em chọn đề tài “Tắt/ mở đèn quạt điện thoại” B CÂU HỎI NGHIÊN CỨU Câu Mục tiêu muốn hướng đến đề tài gì? - Tắt/ mở từ