(Tiểu luận) báo cáo cuối ký môn iot cơ bản lắp mạch điện và viết chương trình điều khiển 3 đèn led

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÁO CÁO CUỐI KÝ MÔN IOT CƠ BẢN LẮP MẠCH ĐIỆN VÀ VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN LED Người hướng dẫn: TS HÀ DUY HƯNG Người thực hiện: HOÀNG TRUNG ĐỨC – 519H0284 MẠCH VĨNH HÀO – 520H0532 NGUYỄN THÀNH LONG – 519H0189 TRẦN DUY PHÚ – 520H0567 LÊ QUỐC HUY – 520H0536 Nhóm: THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022 0 Tieu luan BÁO CÁO CUỐI KÝ MÔN IOT CƠ BẢN LẮP MẠCH ĐIỆN VÀ VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN LED Người hướng dẫn: TS HÀ DUY HƯNG Người thực hiện: HOÀNG TRUNG ĐỨC – 519H0284 MẠCH VĨNH HÀO – 520H0532 NGUYỄN THÀNH LONG – 519H0189 TRẦN DUY PHÚ – 520H0567 LÊ QUỐC HUY – 520H0536 Nhóm: THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022 0 Tieu luan LỜI CẢM ƠN Chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy Hà Duy Hưng tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức để chúng em hồn thành báo cáo kỳ Song song với đó, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Khoa Công Nghệ Thông Tin, trường Đại học Tôn Đức Thắng tạo điều kiện cho chúng em học tập, nghiên cứu suốt q trình học tập mơn học nói riêng q trình học mơi trường Đại học nói chung Lời cuối cùng, em xin kính chúc tồn thể q thầy, tràn đầy sức khỏe, có nhiều lượng gặt hái nhiều thành công vang dội nghiệp cao quý mình! 0 Tieu luan ĐỒ ÁN ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG Tơi xin cam đoan sản phẩm đồ án hướng dẫn Thầy Hà Duy Hưng Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa công bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tác giả thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Ngồi ra, đồ án cịn sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung đồ án Trường đại học Tơn Đức Thắng không liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền tơi gây q trình thực (nếu có) TP Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 11 năm 2022 Tác giả (Ký tên ghi rõ họ tên) Hào Đức Mạch Vĩnh Hào Long Hoàng Trung Đức Phú Nguyễn Thành Long Huy Trần Duy Phú Lê Quốc Huy 0 Tieu luan PHẦN XÁC NHẬN VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN Phần xác nhận giảng viên hướng dẫn _ _ _ _ _ _ _ Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm (Ký tên ghi rõ họ tên) Phần đánh giá giảng viên chấm _ _ _ _ _ _ _ Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm (Ký tên ghi rõ họ tên) 0 Tieu luan MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ĐỒ ÁN ĐƯỢC HOÀN THÀNH PHẦN XÁC NHẬN VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH PHẦN - GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 1.2 1.3 1.4 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI LÝ DO CHỌN ĐÈ TÀI PHÂN CHIA CÔNG VIỆC YÊU CẦU VÀ NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI PHẦN - TÌM HIỂU LINH KIỆN 2.1 MODULE WIFI ESP8266 2.2 ĐÈN LED 2.3 ĐIỆN TRỞ 2.4 BREADBOARD MB-102 2.5 DÂY CẮM TESTBOARD PHẦN - THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH 3.1 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ LẮP MẠCH ĐIỆN ĐỀ TÀI 3.2 SƠ ĐỒ KHỐI 3.3 SƠ ĐỒ MẠCH NGUYÊN LÝ 3.4 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH 3.5 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 3.6 SƠ ĐỒ MẠCH LAYOUT 3.7 MẠCH THỰC TẾ 3.8 MƠ HÌNH THỰC TẾ 3.9 PHẦN MỀM HAY DRIVER ĐIỀU KHIỂN GIAO TIẾP PHẦN - KẾT LUẬN 4.1 KẾT LUẬN 4.2 ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM 4.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 0 Tieu luan 0 Tieu luan DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1.1: Minh họa phần mềm điều Hình 3.1.4 Cắm dây vào vị trí tương ứng khiển đèn từ xa Hình 3.1.5 Kết nối thiết bị với laptop Hình 1.1.2: Minh họa thiết bị điều Hình 3.1.6 Thiết lập Datastreams cho đèn Led khiển đèn từ xa Hình 2.1.1: Module wifi ESP8266 Hình 3.1.7 Thiết lập Web Dashboard cho đèn Led laptop Hình 2.1.2: Chức điều khiển thiết Hình 3.1.8 Thiết lập Web Dashboard cho đèn Led điện thoại bị từ xa qua website Hình 2.1.3: Chức cập nhật Hình 3.1.9 Thiết lập Datastreams tương ứng với đèn Led Firmware từ xa cho ESP8266 Hình 3.1.10 Mơ hình đề tài hồn thành Hình 2.1.4: Chức Điều khiển giọng nói sử dụng ESP8266 Hình 3.2.1 Sơ đồ khối Hình 2.1.5: Sơ đồ chân ESP8266-12E NodeMCU Kit Hình 3.3.1 Sơ đồ mạch nguyên lý Hình 3.5.1 Lưu đồ giải thuật Hình 2.1.6 Bảng thông số loại màu đèn LED 5mm Hình 3.6.1 Sơ đồ mạch Layout Hình 2.1.7 Ký hiệu cực Cathode, Anode hướng ánh sáng phát Hình 3.7.1 Mạch thực tế theo thủ cơng Hình 2.1.8 Hình mẫu điện trở Hình 3.8.1 Mơ hình thực tế Hình 2.1.9 Bảng màu tính giá trị điện trở Hình 3.9.1 Giao diện phần mềm lập trình Arduino Hình 2.1.10 Hình mẫu breadboard MB-102 Hình 3.9.2 Giao diện thư viện tích hợp Arduino Hình 2.1.11 Hình mẫu dây cắm testboard Hình 3.9.3 Giao diện phần mềm Blynk Hình 3.7.2 Mạch thực tế theo ứng dụng Hình 3.9.4 Giao diện cài đặt Driver CH341 Hình 3.1.1 Chuẩn bị đầy đủ linh kiện để lắp đặt mạch điện Hình 3.1.2 Lắp đèn Led Hình 3.9.5 Giao diện khởi động phần mềm mô Proteus Hình 3.1.3 Lắp điện trở 220 Ω Hình 4.1.1 Hướng phát triển để tài 0 Tieu luan PHẦN – GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Hình 1.1.1: Minh họa phần mềm điều khiển đèn từ xa Thời đại cách mạng công nghệ 4.0 ngày tiến phát triền kết hợp với đời công nghệ ioT làm cho lĩnh vực ioT cải tiến tất nhiên không kể đến lĩnh vực hệ thống nhà thông minh (Smart Home) với nhiều tính khác nhau: Bật tắt đèn điện, điều khiển hệ thống rèm cửa, hệ thống đảm bảo an ninh tuyệt đồi,… Và tính tiêu biểu bật tắt đèn điện tự động Bởi chúng khơng dễ sử dụng, q trình lắp đặt nhanh gọn, làm ảnh hưởng đến kiến trúc ngơi nhà mà cịn giúp kiểm soát mối nguy hiểm tiềm ẩn khác Ví dụ nguy cháy nổ chập mạch quên tắt đèn chẳng hạn Với hệ thống mang đến cho người sống tiện nghi, dễ dàng ứng dụng thực tế hơn, tiết kiệm thời gian, công sức, tiền bạc 1.2 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 0 Tieu luan Hình 1.1.2: Minh họa thiết bị điều khiển đèn từ xa Với phát triển nhanh chóng kinh tế bận rộn, áp lực công việc tăng cao làm cho tỷ lệ người làm có xu hướng mải mê, xô bồ vào công việc nhiều, dẫn đến việc nhiều lúc họ mải mê công việc mức quên bỏ qua công việc thường ngày tưởng chừng giản đơn bật tắt đèn điện, … Như lãng phí, làm hao hụt tiền nhiều tiện điện chưa kể đến nguy chập mạch thiết bị phải sử dụng lâu gây nóng thiết bị gây cháy nổ nguy hiểm Qua thực trạng đó, nhóm em muốn xây dựng mơ hình nhỏ giúp người dùng điều khiển đèn điện từ xa qua điện thoại laptop thông qua app blink Nó giúp người dùng biết đèn điện nhà cịn tắt hay khơng bật tắt theo ý muốn 1.3 PHÂN CHIA CÔNG VIỆC  Hoàng Trung Đức: Lắp ráp mạch điện, thiết kế Blynk, Các bước thiết kế lắp mạch điện đề tài, Phần giới thiệu đề tài, tổng kết viết báo cáo word  Mạch Vĩnh Hào: Phần kết luận, tìm hiểu linh kiện Module Wifi ESP8266, đèn Led tổng kết làm pptx thuyết trình  Nguyễn Thành Long: Sơ đồ mạch ngun lý, ngun lý hoạt động, mơ hình thực tế, tìm hiểu linh kiện điện trở  Trần Duy Phú: Sơ đồ mạch Layout, Phần mềm hay driver điều khiển giao tiếp, tìm hiểu linh kiện breadboard MB-102 0 Tieu luan - Ledgreen:V3 Hình 3.1.7 T o đèn Led laptop  Điện thoại: 0 Tieu luan Hình 3.1.8 Thiết lập Web Dashboard cho đèn Led điện thoại Led Bước 7: Xác sau điều ng thái “Online” 0 Tieu luan Hình 3.1.10 Mơ hình đề tài hồn thành 3.2 Sơ đồ khối 3.3 S 0 Tieu luan Hình 3.3.1 Sơ đồ mạch nguyên lý 3.4 Nguyên lý hoạt động mạch Lắp mạch điện viết chương trình điều khiển đèn LED (đăc- biêt-là Đỏ, xanh lam, xanh lục): Khi nhấn nút sử dụng ứng dụng Blynk App thơng qua điên- thoại có sử dụng Virtual Pin V1, V2 V3, điều khiển ON/OFF tương ứng LED kết nối với chân D1, D2 D3 NodeMCU ESP8266 Cuối mơt- hồn thành xong viêc- gửi tín hiêu- đến NodeMCU truyền liêu- qua wifi để gửi đến Blynk sau gủi tín hiêu- qua điên- thoại 3.5 Lưu 0 Tieu luan Hình 3.5.1 Lưu đồ giải thuật 3.6 Sơ đồ mạch layout 3.7 Mạ 0 Tieu luan Hình 3.7.1 Mạch thực tế theo thủ công 3.8 Mô h 0 Tieu luan Hình 3.8.1 Mơ hình thực tế 3.9 Phần mềm hay driver điều khiển giao tiếp  Phần mềm lập trình Arduino Hình 3.9.1 Giao diện phần mềm lập trình Arduino - Arduino IDE phần mềm mã nguồn mở chủ yếu sử dụng để viết biên dịch mã vào module Arduino Đây phần mềm Arduino thức, giúp cho việc biên dịch mã trở nên dễ dàng mà người bình thường khơng có kiến thức kỹ thuật làm 28 0 Tieu luan Nó có phiên cho hệ điều hành MAC, Windows, Linux chạy tảng Java kèm với chức lệnh có sẵn đóng vai trò quan trọng để gỡ lỗi, chỉnh sửa biên dịch mã môi trường Môi trường IDE chủ yếu chứa hai phần bản: Trình chỉnh sửa Trình biên dịch, phần đầu sử dụng để viết mã yêu cầu phần sau sử dụng để biên dịch tải mã lên module Arduino Môi trường hỗ trợ ngôn ngữ C C ++ - Arduino IDE tích hợp với 700 thư viện với nhiều chức khác cho người dùng lựa chọn Hình 3.9.2 Giao diện thư viện tích hợp Arduino  Phần mềm Blynk 29 0 Tieu luan Hình 3.9.3 Giao diện phần mềm Blynk - Blynk tảng với ứng dụng iOS Android để điều khiển Arduino, Raspberry Pi ứng dụng tương tự qua Internet Nó bảng điều khiển kỹ thuật số nhờ bạn xây dựng giao diện đồ họa cho dự án cách kéo thả widget Việc thiết lập thứ đơn giản bạn bắt đầu sau chưa đầy phút Blynk không bị ràng buộc với số bo shield cụ thể Thay vào đó, hỗ trợ phần cứng mà bạn lựa chọn Cho dù Arduino Raspberry Pi bạn liên kết với Internet qua Wi-Fi, Ethernet chip ESP8266, Blynk giúp bạn online sẵn sàng cho IoT  Driver CH341 CH341 chuyển đổi TTL (nối tiếp) sang USB ngược lại Chip sử dụng số bo bo Arduino (không phải Arduino gốc), ESP8266, Các bo sử dụng chip CH341, không cần programmer để truy cập xử lý lập trình 0 Tieu luan Hình 3.9.4 Giao diện cài đặt Driver CH341  Phần mềm mô Proteus Hình 3.9.5 Giao diện khởi động phần mềm mơ Proteus Proteus 8.0 phần mềm CAD Aided Design (CAD) mạnh mẽ thiết kế đặc biệt để giúp mô vẽ layout mạch in cho mạch điện tử Proteus 8.0 xem phần mềm mô mạnh điện tử ngồi Mutisim Kỹ thuật số, đồng thời sử dụng để lập trình mơ cho IC Vi điều khiển PHẦN 4: KẾT LUẬN 4.1 Kết Luận 31 0 Tieu luan Mạch hoạt động bình thường Hiển thị trạng thái hệ thống điều khiển ba đèn led điều khiển bóng đèn led (đỏ , xanh dương , xanh lá) thông qua App điện thoại ứng dụng Blynk dùng Blynk điều khiển bật tắt ba bóng đèn Led 4.2 Ưu điểm nhược điểm Ưu điểm:  Lắp đặt hệ thống dễ dàng với linh kiện phổ biến với giá thành thấp dễ tìm kiếm thị trường  Hệ thống đơn giản hữu dụng, thực với vài dòng code đơn giản  Ánh sáng đèn led đa dạng , thân thiện với môi trường phù hợp với nhu cầu cùa người dùng Nhược điểm:  Hệ thống phụ thuộc vào wifi tốc độ wifi ảnh hưởng đến thời gian đèn bắt đầu phát sáng Nếu wifi yếu phải 5-10s để đèn phát sáng  Tuổi thọ đèn Led liên quan đến nhiệt độ môi trường lắp đặt , Đèn Led dễ bị hỏng giảm hiệu suất làm việc môi trường nhiệt độ cao , việc bố trí lắp đặt đèn led vơ quan trọng để khơng làm ảnh hưởng đến độ bền bóng đèn  Việc tiến hành vẽ mạch cịn nhiều khó khăn phải thực nhiều lần để có vẽ tốt 4.3 Hướng phát triển 0 Tieu luan Hình 4.1.1 Hướng phát triển để tài Trên mặt trận công nghệ, cách mạng 4.0 công nghệ IoT cờ dẫn đầu Trong đó, nhà thơng minh ứng dụng cơng nghệ IoT cách toàn diện vào sống, tiêu chuẩn nhà đại Khi sống nhà trang bị thiết bị điện thông minh, bạn điều khiển quản lý tồn hệ thống điện nhà Và chiếu sáng thông minh chức phổ biến nhà thông minh Và nghiên cứu “Energy savings due to occupancy sensors and personal controls: a pilot field study” Galasiu cho thấy đèn led tiêu thụ lượng 40% so với đèn chiếu sáng thông thường Ở mức tối đa, đèn led chiếu sáng thơng minh tăng tiết kiệm lên đến 80% hộ gia đình, doanh nghiệp nơi công cộng Trên thực tế, đèn led xem giải pháp giảm ô nhiễm môi trường sử dụng thay loại đèn truyền thống Đã có dự đốn hệ thống chiếu sáng thơng minh mang tính cách mạng cung cấp phương tiện hoàn toàn để cảm nhận truyền phát thơng tin Vì chức chiếu sáng thơng minh đèn led xu hướng tương lai có nhiều hướng để phát triển sau là: Điều khiển đèn thông minh giọng nói, cài đặt thời gian cho đèn thơng minh ,… PHỤ LỤC // Code hệ thống #include #include #include #define BLYNK_PRINT Serial #define BLYNK_TEMPLATE_ID "TMPLvVa0lh3s" #define BLYNK_DEVICE_NAME "ControlLed" #define BLYNK_AUTH_TOKEN "qbrokMSCpjB_ehS96eRJXpFjRp22KKlz" 33 0 Tieu luan #include #include char auth[] = "qbrokMSCpjB_ehS96eRJXpFjRp22KKlz"; char ssid[] = "A92 Lau1"; char pass[] = "68686868"; #define ledred D1 #define ledblue D2 #define ledgreen D3 int button1, button2, button3; void setup() { Blynk.begin(auth, ssid, pass); pinMode(ledred, OUTPUT); pinMode(ledblue, OUTPUT); pinMode(ledgreen, OUTPUT); Serial.begin(9600); } BLYNK_WRITE(V1){ button1 = param.asInt(); if (button1 ==1) { digitalWrite(ledred, HIGH); } else { digitalWrite(ledred, LOW); } } BLYNK_WRITE(V2){ button2 = param.asInt(); if (button2 ==1) { digitalWrite(ledblue, HIGH); } else { digitalWrite(ledblue, LOW); 34 0 Tieu luan } } BLYNK_WRITE(V3){ button3 = param.asInt(); if (button3 ==1) { digitalWrite(ledgreen, HIGH); } else { digitalWrite(ledgreen, LOW); } } void loop() { Blynk.run(); } TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo từ nguồn internet https://hub-plus.net/blog/so-do-chan-esp8266/ https://www.hwlibre.com/vi/esp8266/ https://espitek.com/arduino/tong-hop-cac-ung-dung-cua-esp8266/ https://www.youtube.com/watch?v=nTnVd9I8cw8 https://www.potech.com.vn/chieu-sang-thong-minh-xu-huong-tuong-lai/ https://www.sensingthecity.com/working-with-multiple-leds-and-multiple-pushbuttons/ http://iottuonglai.com/blynk-la-gi.html 35 0 Tieu luan 36 0 Tieu luan ...BÁO CÁO CUỐI KÝ MÔN IOT CƠ BẢN LẮP MẠCH ĐIỆN VÀ VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN LED Người hướng dẫn: TS HÀ DUY HƯNG Người thực hiện: HOÀNG TRUNG ĐỨC – 519H0284 MẠCH VĨNH HÀO – 520H0 532 NGUYỄN... kiện đề lắp mạch điện h điện Bước 2: L 0 Tieu luan Hình 3. 1.2 Lắp đèn Led Bước 3: Lắp điện trở đề hạn chế, kiểm sốt cường độ dịng điện chảy mạch Hình 3. 1 .3 Lắp điện trở 220 Ω Hình 3. 1 .3 Lắp điện. .. THIẾT KẾ LẮP MẠCH ĐIỆN ĐỀ TÀI 3. 2 SƠ ĐỒ KHỐI 3. 3 SƠ ĐỒ MẠCH NGUYÊN LÝ 3. 4 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH 3. 5 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 3. 6 SƠ ĐỒ MẠCH LAYOUT 3. 7 MẠCH THỰC TẾ 3. 8 MÔ HÌNH THỰC TẾ 3. 9 PHẦN