(Đồ án) đồ án môn học nhập môn đtvt đề tài hệ thống đóng mở cửa rèm tự động (mô hình)

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHẬP MÔN ĐTVT Đề tài: HỆ THỐNG ĐĨNG MỞ CỬA /RÈM TỰ ĐỘNG (mơ hình) Sinh viên thực hiện: PHẠM HẢI ANH 20223754 CAO NGUYỄN DUY ĐỨC 20223692 NGUYỄN MINH QUÂN 20224190 NGUYỄN HOÀNG MINH 20224066 PHAN THANH AN Lớp: Giảng viên hướng dẫn: 20216032 ĐIỆN TỬ 02 – K61 PGS.TS NGUYỄN XUÂN QUYỀN PGS.TS TRẦN THỊ THANH HẢI h Hà Nội, 12-2022 h TRƯỜNG ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC NHẬP MƠN ĐTVT Đề tài: HỆ THỐNG ĐĨNG MỞ CỬA /RÈM TỰ ĐỘNG (mơ hình) Sinh viên thực hiện: PHẠM HẢI ANH 20223754 CAO NGUYỄN DUY ĐỨC 20223692 NGUYỄN MINH QUÂN 20224190 NGUYỄN HOÀNG MINH 20224066 PHAN THANH AN Lớp: Giảng viên hướng dẫn: 20216032 ĐIỆN TỬ 02 – K61 PGS.TS NGUYỄN XUÂN QUYỀN PGS.TS TRẦN THỊ THANH HẢI Hà Nội, 12-2022 h PHẦN MỞ ĐẦU Với đổi đại không ngừng phát triển Nhu cầu cải biến đời sống nâng cao lên tầm cao Việc ứng dụng công nghệ tự động vào đời sống phần ưa chuộng Với nhu cầu đó, khơng ngừng ý tưởng mơ hình ứng dụng vào thực tế số đó, cửa kính tự động xem cơng nghệ thành công Được ứng dụng rộng rãi phổ biến thị trường Mặc dù chúng em nỗ lực hết sức, khả chúng em bị hạn chế Hơn nữa, project lĩnh vực cho nhóm chúng em, chúng em không nên tránh lỗi thiết kế nội dung Do kinh phí hạn hẹp trình độ khí khơng có nên sản phẩm có thử nghiệm (mơ hình) khơng có sản phẩm thực tế Chúng em mong chờ người đọc đề xuất góp ý lỗi sai, tính cần bổ sung để hồn thiện sản phẩn nhóm chúng em Chúng em muốn gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Xuân Quyền cô Trần Thị Thanh Hải giúp đỡ chúng em nhiều việc tìm hiểu kiến thức hồn thiện dần kỹ mềm kỹ thuyết trình , làm việc nhóm , làm việc mơi trường chuyên nghiệp powerpoint, project,các phần mềm mô h CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung hệ thống đóng mở cửa , rèm tự động - thiết bị đóng,mở cửa sổ cửa tự động thiết bị mà đóng mở cửa sổ công tắc điều khiển gắn tường, điều khiển từ xa hay tự động đóng mở dựa vào cảm biến - thiết bị lắp đặt hầu hết loại cửa sổ thông thường : cửa nhôm, cửa kính, cửa gỗ, Tính ứng dụng rộng rãi: - Có thể sử dụng nhiều mơi trường, khơng gian khác bệnh viện, siêu thị, trung tâm thương mại, ngân hàng - Phù hợp với đời sống đại ngày nay, công nghệ phát triển thiết bị tự động ngày ứng dụng phổ biến - Có thể ứng dụng tốt mơi trường có người già, trẻ em người khuyết tật - cửa sổ tự động phù hợp lắp đặt cửa vị trí cửa thơng gió, cửa ban cơng, cửa sổ cơng trình - Hiện cửa sổ tự động có nhiều mẫu mã, thể loại chưa thực phổ biến , giá thành chưa phù hợp nhiều gia đình quen với cách mở cửa thơng thường Chủ yếu lắp đặt cơng trình chung cư đại số dịch vụ công công - cửa sổ tự động giải vấn đề : cửa sổ cao tầm với, cửa nặng cần nhiều sức để mở Cửa sổ tự động giúp bạn có sức khỏe tốt với sống có ích Cửa có hệ thống dựng giúp hộ tòa nhà chống lại hiệu ứng nhà kính, ngăn chặn bụi bặm, tiếng ồn -Ngồi ra, cửa cịn tích hợp số tính cảm biến mưa, cảm biến ánh sáng Hạn chế bất tiện phải mở cửa phương pháp thông thường Đây loại cửa làm tốt chức thơng gió nhất.  1.2 Mục tiêu đồ án     Thiết kế đẹp mắt gọn gàng Hệ thống tự động trơn chu lỗi Độ sai số mức cho phép Đầy đủ chức dự định ban đầu h     An toàn với người sử dụng Nắm rõ bước quy trình thiết kế Biết sử dụng linh kiện điện tử Biết sửa dụng số phần mềm phần mềm mô thiết kế mạch phần mềm tin học 1.3 Các nhiệm vụ cần thực 1.3.1 Các nhiệm vụ Đề xuất, thảo luận lựa chọn ý tưởng Đặc tả sản phẩm ,mô tả xác định chức sản phẩm Trưởng nhóm phân chia cơng việc người tìm hiểu cấu tạo cá linh kiện liên quan thiết kế mạch,viết nạp code để sản phẩm hoạt đông theo yêu cầu thiết kế mơ hình , kiểm lỗi , viết báo cáo Quay video, làm slide powerpoint thuyết trình giới thiệu nhóm sản phẩm 1.3.2 Bảng phân cơng cơng việc đánh giá mức độ hồn thành Thành viên nhóm MSSV Cơng việc phân chia Mức độ hồn thành Phạm Hải Anh 20223754 lập trình , sửa lỗi,thiết kế mạch làm mơ hình; 100% mua cơng cụ thí nghiệm mạch Phan Thanh An 20216032 Tìm hiểu cách hoạt động adruino,lập sơ đồ khối , mua vật liệu 100% Cao Nguyễn Duy Đức 20223692 Tìm hiểu nhu cầu người dùng , đặc tả sản phẩm thuyết trình 100% Nguyễn Hồng Minh 20224066 Tìm hiểu moldun cảm biến mưa, quang trở;tổng hợp viết báo cáo 100% Nguyễn Minh Qn 20224109 Cách hoạt động cơng tắc hành trình ,nút bấm tìm hiểu cơng cụ mơ 100% h CHƯƠNG PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ 2.1 Tìm hiểu nhu cầu người dùng Trước tiến hành dự án, nhóm chúng em tìm hiểu người tiêu dùng nhu cầu họ sử dụng cửa tự động xung quanh khu vực phố Lê Thanh Nghị, quận Hai Bà Trưng Sau tổng hợp, chúng em nhận thấy người sử dụng cửa tự động thường hộ kinh doanh lớn, gia đình có mức thu nhập cao, ổn định Và họ lựa chọn cửa tự động lý sau: - Sự tiện lợi cửa tự động Mức độ bảo mật cao Nhiều kiểu dáng đa dạng An toàn sử dụng Tiết kiệm lượng 2.2 Đặc tả 2.2.1 Chức Thiết bị đóng mở cửa tự động tự động đóng rèm / cửa Thiết bị đóng mở cửa tự động tự động mở rèm / cửa Thiết bị đóng mở cửa điều chỉnh đóng rèm / cửa Thiết bị đóng mở cửa điều chỉnh mở rèm / cửa Vd: Khi có thay đổi thời tiết Khi trời nắng, nhiều ánh sáng, quang điện trở gửi thông tin Arduino để Arduino lệnh điều khiển mở cửa 2.2.2 Phi chức Thiết bị sử dụng nguồn chiều 5V tối thiểu 1A cổng kết nối nguồn usb A Thiết bị sử dụng thiết bị đầu não arduino Sai số đóng mở cửa : Khoảng cách hai khe cửa 0.1 cm Tính linh động : Thời gian đóng mở nhanh ( 10 giây) h Tính hiệu : Cảm biến xác 100% ánh sáng 10 lux cảm biến mưa 0/1 Tính dễ sử dụng : Người dùng tự điều chỉnh trạng thái cửa/rèm thông qua nút bấm Phải biết điểm dừng đạt đến độ đóng mở định Vật liệu phải đủ cứng cáp ( vd nhựa fomex) Vải làm rèm phải đủ mềm ( vd khăn mùi xoa) 2.2.3 Mơ tả Kích thước mơ hình 40cm x 30cm x 10cm (± 0.1 cm) Kích thước cửa 10x10 cm (± 0.1 cm) Các khối điều khiển phải sau mơ hình Cơ cấu đóng mở theo dạng trượt 2.3 Lập kế hoạch xác định nhu cầu người dùng (tuần 1-2) xác định sản phẩm cần làm (tuần 3) đặc tả sản phẩm cần làm (tuần 4-5) thiết kế (tuần 6-8) thí nghiệm (tuần - 11) xây dựng mơ hình (tuần 12) báo cáo 2.4 bảng phân cơng kế hoạch h 2.5 chi tiết kế hoạch xác định nhu cầu ngời dùng (tuần 1-2) a vấn nhu cầu (tuần 1) i vấn cá nhân ii vấn theo nhóm b khảo sát (tuần 2) i khảo sát điền phiếu ii quan sát hành vi tiêu dùng từ khóa tìm kiếm gg xu hướng mua hàng xác định sản phẩm cần làm (tuần 3) a đề xuất ý tưởng b thảo luận chọn ý tưởng đặc tả sản phẩm cần làm (tuần 4-5) a mô tả sản phẩm (tuần 4) i mô tả sản phẩm ii xác định mục tiêu kết mong muốn b xác định chức sản phẩm (tuần 5) i chức ii phi chức thiết kế (tuần 6-8) a lập sơ đồ khối (tuần 6) i xác định khối cần có h ii lập sơ đồ khối b lập chi tiết mạch (tuần 7) i thiết kế mạch ii tìm hiểu linh kiện tốt c lên ý tưởng cho mơ hình (tuần 8) thí nghiệm (tuần - 11) a chọn linh kiện tốt b mua linh kiện c thí nghiệm giá trị xuất đầu linh kiện d thí nghiệm điện áp trạng thái làm việc mạch e thí nghiệm vận hành hệ thống f sửa lỗi xây dựng mơ hình (tuần 12) a mua vật lệu tốt b xây dựng mơ hình báo cáo a viết báo cáo ( tuần -13) i thu thập báo cáo thành viên nhóm lời đẫn Giới thiệu hệ thống Mục tiêu dự án Bảng phân công nghiệm vụ a Lập bảng phân công b Thiết kế bảng phân cơng Tìm hiểu nhu cầu người dùng Chức phi chức Công cụ mô (đang cập nhật tiếp) ii tổng hợp viết nội dung báo cáo b làm slide thuyết trình ( tuần -13) i làm slide pp thuyết trình giới thiệu nhóm giới thiệu sản phẩm dự định chức phi chức hệ thống (đang cập nhật thêm) c làm video thuyết trình (tuần 13) i lựa chọn thiết bị quay ii tiến hành quay video 10 h 2.6 bảng nhân 11 h 2.7 Thiết kế khối THIẾT KẾ NÀY ÁP DỤNG CHO CẢ CỬA VÀ RÈM 2.8 thiết kế chi tiết mạch 12 h CHƯƠNG MƠ PHỎNG VÀ TRIỂN KHAI 3.1 Cơng cụ mô kết đạt 3.1.1 Công cụ mơ Mơ hình cửa ARDUINO Cơng tắc hành trình V-153-1C25 (Omoron) Cấu tạo: - Dòngtiếpđiểm:15Atại250VAC - Tiếpđiểm:SPDT (1NO-1NC) - Kiểu tác động: Chốt đòn bẩy dài - Tần số hoạt động: + Cơ: 600 lần/Max + Điện: 60 lần/Max - Chống va đập: + Độ bền: 1000m/s2 + Sự cố: 3000m/s2 - Kiểu đấu nối: Thiết bị đầu cuối kết nối nhanh - Nhiệt độ môi trường: -25-80°C - Cấp bảo vệ: IEC IP40 Nguyên lý hoạt động: 13 h Chuyển đổi chuyển động thành tín hiệu điện để đóng cắt mạch điện lưới điện hạ áp Nút nhấn chân Kích thước: 12x12x7.3mm Nguyên lý hoạt động: Nhấn giữ để kích hoạt thiết bị Cảm biến mưa Cấu tạo: Module cảm biến mưa Lắp mạch: Cảm biến mưa Arduino Uno GND GND 14 h VCC 5V D0 Digital Nguyên lý hoạt động: Mạch cảm biến mưa hoạt động cách so sánh hiệu điện mạch cảm biến nằm trời với giá trị định trước (giá trị thay đổi thông qua biến trở màu xanh) từ phát tín hiệu đóng ngắt rơ le qua chân D0 Khi cảm biến khô (trời không mưa), chân D0 module cảm biến giữ mức cao (5V) Khi có nước bề mặt cảm biến (trời mưa), đèn LED màu đỏ sáng lên, chân D0 kéo xuống thấp (0V) Mạch cầu H ( Module L9110 ) Thông số kĩ thuật Điện áp hoạt động: 2.5 ~ 12VDC Số kênh điều khiển: kênh ( động cơ) Dòng cực đại kênh: 800mA Kích thước: 2.9 x 2.3 cm Nguyên lý hoạt động: Mạch điều khiển động DC L9110 sử dụng IC L9110S cho khả điều khiển động DC riêng biệt Quang trở (LDR) Cấu tạo: Nguyên hoạt động Dựa nguyên lý hiệu ứng quang điện khối vật chất Khi mà photon có lượng đủ lớn đập vào, khiến cho 15 h electron bật khỏi phân tử trở thành electron tự khối chất từ chất bán dẫn chuyển thành dẫn điện.  Mức độ dẫn điện quang trở tùy thuộc vào phần lớn photon hấp thụ 3.1.2 Kết mơ 3.1.2.1 Mơ máy tính Chúng em mô thử nghiệm thành công phần mềm proteus Trong trình thử nghiệm gặp lỗi nhiều rất nhiều thời gian đề nghiên cứu cách hành hệ thống cách mô proteus 16 h 3.2 Triển khai sản phẩm thực tế 3.2.1 lắp ráp mạch thử ngiệm Mạch hoạt động tốt 17 h 3.3 Kiểm thử đánh giá 3.3.1 xây dựng mơ hình 18 h 3.3.2 introduction 3.3.3 Ma trận thí nghiệm 19 h CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 4.1 Khó khăn -kinh phí khơng đủ để thực thực tế -cấu trúc đóng mở cửa phức tạp cần sử dụng đến linh kiện cnc nên thay hệ thống ổ đĩa cd -vì tư code khơng có nên tốn nhiều thời gian để viết code tìm giải pháp để giải bug -phần mềm mơ cịn hạn chế linh kiện bắt buộc phải tự tạo thêm thư viện linh kiện bên vào 4.2 Kết luận *sản phẩm đạt mong muốn *mạch cịn đơn giản chưa có nhiều tùy biến *thông việc thực tập lớn, chúng em tích lũy nhiều kiến thức thực tế chuyên ngành điện tư viễn thông ,thầy Nguyễn Xuân Quyền cô Trần Thị Thanh Hải giúp đỡ chúng em nhiều việc tìm hiểu kiến thức hoàn thiện dần 20 h kỹ mềm kỹ thuyết trình , làm việc nhóm , làm việc môi trường chuyên nghiệp powerpoint, project,các phần mềm mô 4.3 Hướng phát triển *sản phẩm tự động hồn tồn khơng cần tác động người *sản phẩm thích hợp cho ngơi nhà đại hay mơi trường có chủ yếu người già, trẻ em người khuyết tật v*do vốn kiến thức hạn hẹp nên việc thực ý tưởng cịn nhiều hạn chế Nếu cịn có sai sót ,chúng em mong thầy,cơ giúp đỡ tạo điều kiện để chúng em hồn thành cách tốt ý tưởng 21 h TÀI LIỆU THAM KHẢO http://arduino.vn/bai-viet/153-bai-8-dung-button-nut-bam-de-dieu-khien-mot-denled https://arduinokit.vn/cam-bien-anh-sang-quang-tro-arduino/ http://arduino.vn/bai-viet/157-bai-10-dem-so-lan-nhan-mot-buttonbuttonstatechange http://arduino.vn/bai-viet/893-cach-dung-module-dieu-khien-dong-co-l298n-cau-hde-dieu-khien-dong-co-dc http://giaotrinhspkt.blogspot.com/2017/11/gioi-thieu-cong-tac-hanh-trinh-lxw5.html http://arduino.vn/bai-viet/274-cam-bien-mua-voi-arduino https://www.youtube.com/watch?v=oid6r3fpOwU https://www.youtube.com/watch?v=JckGlmXxObI https://www.youtube.com/watch?v=EF1hPh-E-EU 22 h