hằm đáp ứng nhu cầu thiết yếu của cuộc sống hiện đại, văn minh nên các loại giàn phơi thông minh được ra đời như một giải pháp hữu hiệu cho cuộc sống. Em cũng muốn được góp phần xây dựng cuộc sống hiện đại đó nên với những kiến thức cơ sở, chuyên ngành được học trên trường, em đã quyết định thực hiện đề tài “ Thiết kế mô hình giàn phơi thông minh sử dụng vi điều khiển ESP8266”.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THƠNG THIẾT KẾ MƠ HÌNH GIÀN PHƠI THÔNG MINH SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN ESP8266 CBHD : Sinh viên : Mã số sinh viên: Hà Nội – Năm 2022 MỤC LỤC MỤC LỤC II DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT I DANH MỤC HÌNH ẢNH III DANH MỤC BẢNG BIỂU V LỜI CẢM ƠN VI LỜI CAM ĐOAN VII LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MƠ HÌNH GIÀN PHƠI THƠNG MINH SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN ESP8266 1.1 Một số giàn phơi thông minh nước 1.1.1 Giàn phơi thông minh Korea K- 262 1.1.2 Giàn phơi thông minh Nhật Bản Hotata LX-BM1301LED 1.2 Một số giàn phơi thông minh nước 1.2.1 Giàn phơi thơng minh Hịa Phát 999B 1.2.2 Giàn phơi quần áo xếp tường thông minh GZ34 IZIHOME CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10 2.1 Cảm biến mưa 10 2.1.1 Giới thiệu 10 2.1.2 Nguyên lý hoạt động.[6] 10 2.1.3 Thông số kỹ thuật.[6] 11 2.2 Module ESP8266 NodeMCU 11 2.2.1 Giới thiệu.[7] 11 2.2.2 Sơ đồ chân 12 2.2.3 Thông số kĩ thuật.[8] 12 2.3 Cảm biến ánh sáng quang trở 13 2.3.1 Giới thiệu 13 2.3.2 Thông số kỹ thuật.[9] 14 2.4 Cơng tắc hành trình 14 2.4.1 Giới thiệu 14 2.4.2 Cấu tạo cơng tắc hành trình.[10] 15 2.4.3 Nguyên lý hoạt động 15 2.4.4 Phạm vi ứng dụng cơng tắc hành trình.[10] 16 2.5 Một số linh kiện khác 16 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MƠ HÌNH GIÀN PHƠI THƠNG MINH SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN ESP8266 18 3.1 Yêu cầu đặt 18 3.2 Thiết kế mạch 19 3.2.1 Sơ đồ khối mạch 19 3.2.2 Sơ đồ nguyên lý 20 3.2.3 Sơ đồ mạch in 25 3.2.4 Lưu đồ thuật toán 26 3.3 Phần mềm điều khiển 27 3.3.1 Phần mềm lập trình Arduino IDE.[1] 27 3.3.2 Phần mềm ứng dụng app Blynk 29 3.4 Sản phẩm thực tế 31 3.4.1 Mạch sau lắp ráp 31 3.4.2 Mơ hình sản phẩm 31 3.5 Thực nghiệm 32 3.5.1 Thực nghiệm 32 3.5.1 Thực nghiệm 33 3.6 Phân tích, giải thích kết thực nghiệm 34 3.7 Phân tích tính năng, hiệu sử dụng sản phẩm 35 3.8 Phân tích tính ứng dụng, mức độ an tồn tác động sản phẩm thiết kế tới môi trường, kinh tế xã hội 35 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 PHỤ LỤC 39 I DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT THUẬT NGỮ LED TIẾNG ANH Light Emiting Diode TIẾNG VIỆT Diode phát quang Lớp mạch kỹ thuật số TTL Ransistor-Transistor xây dựng từ transistor Logic lưỡng cực số điện trở phụ DC Direct Current Dòng điện chiều AC Alternating Current Dòng điện xoay chiều V Volt Vôn GND Ground Điểm nối đất VCC Common colector Điểm nối nguồn UV Ultraviolet Tia tử ngoại KG Kilogam Đơn vị đo khối lượng 10 GHz Gigahertz Đơn vị đo tần số dao động 11 AO Anlog Tín hiệu tương tự 12 DO Digital Tín hiệu số 13 CH_PD Chip power-down Chip tắt nguồn 14 GPIO General Purpose Bộ mở rộng cổng Input Output 15 USB Universal serial Bus Giao thưc nối tiếp đa 16 NC Normally Closed Chân thường đóng 17 NO Normally Open Chân thường mở II 18 COM Commom Chân chung 19 mW Megawatt Đơn vị đo công suất 20 PCB Printed Circuit Board Bảng mạch in 21 ctht Cơng tắc hành trình 22 cbm Cảm biến mưa III DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Giàn phơi thơng minh Korea K - 262 Hình 2: Giàn phơi điện tử điều khiển từ xa Hình 3: Giàn phơi thơng minh Hịa Phát 999B Hình 4: Giàn phơi quần áo xếp tường thông minh GZ34 Hình 1: Hình ảnh thực tế cảm biến mưa 10 Hình 2: Hình ảnh thực tế vi điều khiển ESP8266 11 Hình 3: Sơ đồ chân vi điều khiển ESP8266 12 Hình 4: Hình ảnh thực tế cảm biến ánh sáng quang trở 13 Hình 5: Cơng tắc hành trình dạng bánh gạt 14 Hình 6: Cấu tạo cơng tắc hành trình 15 Hình 7: Hình ảnh thực tế Relay 5V 17 Hình 1: Sơ đồ khối mạch 19 Hình 2: Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 20 Hình 3: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 21 Hình 4: Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến 21 Hình 5: Sơ đồ nguyên lý khối vi điều khiển 22 Hình 6: Sơ đồ nguyên lý khối chấp hành 23 Hình 7: Khối hiển thị app Blynk 24 Hình 8: Sơ đồ mạch in 2D 25 Hình 9: Sơ đồ mạch in 3D 25 Hình 10: Lưu đồ thuật tốn 26 Hình 11: Giao diện Arduino IDE 27 Hình 12: APP Blynk điện thoại thông minh 29 Hình 13: Sản phẩm sau lắp ráp 31 Hình 14: Mơ hình sản phầm 31 Hình 15: Chế độ phơi điều khiển tay 32 Hình 16: Chế độ thu điều khiển tay 32 Hình 17: Chế độ phơi hoạt động có ánh sáng chiếu vào 33 Hình 18: Chế độ thu hoạt động trời tối 33 IV Hình 19: Chế độ thu đồ trời sáng có mưa 34 V DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Bảng cổng kết nối chân ESP8266 với cảm biến ánh sáng 14 Bảng 1: Bảng phím chức Arduino IDE 28 VI LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Nhà trường, thầy cô giảng dạy môn trường Đại học Công nghiệp Hà Nội giảng dạy truyền đạt cho em kiến thức kĩ để thân em trở nên hoàn thiện Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô khoa Điện tử không ngừng trau dồi kiến thức chuyên ngành thực hữu ích để em thực hoàn thiện đồ án tốt nghiệp Cùng với em xin chân thành cảm ơn thầy ThS quan tâm, tận tình hướng dẫn bảo em suốt trình thực đồ án vừa qua Trong q trình hồn thành đồ án mình, em cố gắng để thực đề tài hoàn chỉnh nhất, với khả cịn hạn chế em khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em hi vọng nhận ý kiến nhận xét, góp ý thầy vấn đề cịn tồn đọng đề tài để em hồn thiện đồ án tốt Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 19 tháng 05 năm 2022 Sinh viên VII LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án kết em tự tìm hiểu, thiết kế nghiên cứu hướng dẫn thầy ThS Nội dung báo cáo không chép vi phạm quyền cơng trình nghiên cứu Các nguồn tài liệu tham khảo liệt kê trích dẫn theo quy định Nếu có vi phạm nào, em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm chịu kỉ luật Khoa Nhà trường Hà Nội, ngày 19 tháng 05 năm 2022 Sinh viên 40 Phần 1: Cảnh báo an toàn Bạn phải đọc cảnh báo Việc lơ cảnh báo gây thương vong cho bạn người thân Nguy điện giật! • Khơng sử dụng ổ cắm nhiều lỗ dây nối dài • Khơng cắm vào ổ cắm bị hỏng ổ cắm có dây bị hở • Khơng cắm rút phích cắm khỏi ổ cắm điện tay ướt để ngăn điện giật • Tuyệt đối không chạm vào mạch sản phẩm tay chân ướt ẩm • Tuyệt đối khơng kéo dây rút phích cắm, nắm phích cắm rút phích cắm 41 Phần 2: Tổng quan thiết bị ➢ Hướng dẫn sử dụng app Blynk Bước 1: Cài đặt app Blynk điện thoại di động - Mở AppStore CH Play - Download Blynk vào thiết bị di động - Sau Download Blynk điện thoại, dùng địa Mail Facebook đăng ký 01 tài khoản để sử dụng Giao diện app Blynk điện thoại Bước 2: Tạo nút nhấn đèn báo, chế độ phơi, chế độ thu, đo mức độ ánh sáng Bước 2.1: Click vào LED để tạo đèn báo trời có mưa Giao diện đèn báo Widget Box Khi giao diện LED xuất Kích vào biểu tượng LED thấy giao diện thơng số đèn báo hiển thị 42 Giao diện cài đặt thông số đèn báo có mưa Mục 1,2 cách cài đặt tên, màu chế độ hoạt động đèn báo có mưa Bước 2.2: Click vào Button để tạo nút nhấn có chế độ phơi Giao diện nút Widget Box 43 Giao diện nút nhấn xuất Giao diện nút nhấn background Kích vào biểu tượng nút nhấn để cài đặt thông số nút nhấn Giao diện cài đặt thông số nút nhấn Mục 1,2,3 cài đặt tên, chế độ hoạt động chọn chế độ nhấn Với giao diện thu làm bước 2.2 Bước 2.3: Click vào Gauge để tạo giao diện mức độ đo ánh sáng 44 Giao diện Gauge Widget Box Giao diện đo mức độ ánh sáng Background Giao diện đo mức độ ánh sáng Background Kích vào biểu tượng để cài đặt thông số đo mức độ ánh sáng Giao diện cài đặt thông số đo mức độ ánh sáng 45 Mục 1,2 cài đặt tên, chế độ hoạt động mức độ đo ánh sáng Thực hết bước cài đặt giao diện app Blynk thành công ➢ Hướng dẫn sử dụng sản phẩm Bước 1: Cấp nguồn từ - 12VDC 1A Bước 2: Kết nối Wifi điện thoại cho app Blynk Để kiểm tra vi điều khiển ESP8266 kết nối wifi với điện thoại: Mở app Blynk sau cài đặt điện thoại sau ấn nút run để chạy app mạch báo đèn sáng module ESP8266 NodeMCU kết nối với wifi 46 Bước 3: Cách vận hành sản phẩm Bước 3.1: Vận hành sản phẩm chế độ thủ công Đầu tiên với chế độ phơi đồ: Nhấn nút phơi đồ có app Blynk để hoạt động Động hoạt động đưa quần áo phơi Chế độ thu đồ: Vào app Blynk sau nhấn nút thu để bật chế độ thu đồ Động hoạt động thu đồ vào khoang chứa 47 Bước 3.2: Vận hành sản phẩm chế độ tự động Vào app Blynk chuyển từ chế độ manual sang chế độ auto Để sản phẩm môi trường ngồi trời để cảm biến thu nhận tín hiệu vi điều khiển để điều khiển mơ hình sản phẩm hoạt động tự động với chế độ: - Chế độ phơi trời sáng không mưa - Chế độ thu trời tối có mưa - Chế độ thu trời sáng có mưa Bước 3.3: Ngắt kết nối Có thể ngắt kết nối điều khiển điện thoại sản phẩm cách sau: - Ngắt kết nối wifi cách tắt wifi - Ngắt nguồn sản phẩm Bước 3.4: Tái thiết lập kết nối - Bật lại wifi - Cấp nguồn lại cho sản phẩm 48 Lưu ý: - Khơng cho nước, dung dịch ăn mịn dây vào mạch - Cấp nguồn cho mạch (9 – 12VDC 1A) Phần 3: Thông tin liên hệ, hỗ trợ Khi người dùng có thắc mắc gặp vấn đề sản phẩm, liên hệ qua số điện thoại email để hướng dẫn, hỗ trợ sản phẩm Nguyễn Thị Nguyệt Di Động: 0356401553 Email: ntnguyet2510bn@gmail.com 49 PHỤ LỤC #include "DHT.h" #include #include #include #include #include #define BLYNK_PRINT Serial #define CAYENNE_PRINT Serial LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); #define rain D0 //D0 #define light A0 #define congtacin D3 //D3 #define congtacout D4 //D4 #define A D5 //D5 #define B D6 //D6 #define DHTTYPE DHT11 #define DHTPIN D7 // D7 DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); unsigned long lastMillis = 0; int mua,analogvalue; int lightvalue; int den; int h,t; int phoi,thu,chedo; int bien; WidgetLED led1(V2); char auth[] = "yzjPpd15aUMXmd6HycvJBvoJp09repCr"; char ssid[] = "nguyệt nguyệt"; char wifiPassword[] = "25102000"; 50 //char username[] = "ad7d9960-6683-11ea-a38a-d57172a4b4d4"; //char password[] = "d69661e4f9417a1c6b1519d3919c6b02db4f0e46"; //char clientID[] = "032ba690-6684-11ea-ba7c-716e7f5ba423"; BlynkTimer timer; BLYNK_WRITE(V4) { chedo = param.asInt(); } BLYNK_WRITE(V5) { phoi = param.asInt(); } BLYNK_WRITE(V6) { thu = param.asInt(); } void rainSensor() { mua= digitalRead(rain); //Blynk.virtualWrite(V2, rainvalue); if(mua==1){ WidgetLED led1(V2); led1.off();} else if(mua==0); { WidgetLED led1(V2); led1.on(); //if(rainvalue==0){analogvalue=85; } void lightSensor() 51 { int value = analogRead(light); Serial.println(value); den = map(value, 0, 1024, 0, 100); lightvalue=100 - den; Blynk.virtualWrite(V3,lightvalue); lcd.setCursor(12, 1); lcd.print(lightvalue); } void setup() { Serial.begin(9600); Blynk.begin(auth, ssid, wifiPassword); //Cayenne.begin(username, password, clientID, ssid, wifiPassword); dht.begin(); pinMode(light,INPUT); pinMode(rain,INPUT); pinMode(congtacin,INPUT_PULLUP); pinMode(congtacout,INPUT_PULLUP); pinMode(A,OUTPUT); pinMode(B,OUTPUT); lcd.init(); lcd.backlight(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Do An Tot Nghiep"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Nguyen Thi Nguyet"); delay(2500); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("*-*- De Tai -*-*"); 52 lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Gian phoi smart "); delay(2500); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("STATUS: IN "); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("T: H: L: %"); if(digitalRead(chedo)== ){ lcd.setCursor(12, 0); lcd.print("MANU");} if(digitalRead(chedo)== ){ lcd.setCursor(12, 0); lcd.print("AUTO");} timer.setInterval(100L, rainSensor); timer.setInterval(100L, lightSensor); timer.setInterval(100L, dhtSensor); } void tudong(){ if(mua ==1 && lightvalue>40){ lcd.setCursor(8, 0); lcd.print("OUT"); if( digitalRead(congtacout)==1){ chayra();} else if( digitalRead(congtacout)==0){ ngung();} } else if(mua ==0 || lightvalue