Khử trùng tia cực tiếm bằng điều khiển điện thoại

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHỬ TRÙNG TIA CỰC TIẾM BẰNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN THOẠI GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS.LÊ QUANG ĐỨC NGÀNH:ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Nguyễn Xuân Thành 1711020049 17DTDA1 Trần Nguyễn Phương Thảo 1711050088 17DTDA1 Tp Hồ Chí Minh, tháng 8/2021 BM01/QT05/ĐT-KT VIỆN KỸ THUẬT HUTECH PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hệ: Đại Học Chính Quy… (CQ, LT, B2, VLVH) Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên đăng ký đề tài (sĩ số nhóm…2…): (1) Nguyễn Xuân Thành………………… MSSV: 1711020049……Lớp: 17DTDA1 Điện thoại: 0904488503…………………Email:nguyenxuanthanh0511@gmail.com (2) Trần Nguyễn Phương Thảo…………… MSSV: 1711050088 … Lớp: 17DTDA1 Điện thoại: 0981425292…………………Email: mixken00@gmail.com (3)………………………………………… MSSV: ………………… Lớp: Điện thoại: ……………………………….Email: Ngành : Điều Khiển Và Tự Động Hóa Chuyên ngành : Điều Khiển Và Tự Động Hóa Tên đề tài đăng ký : Khử trùng tia cực tiếm điều khiển điện thoại Sinh viên hiểu rõ yêu cầu đề tài cam kết thực đề tài theo tiến độ hoàn thành thời hạn TP HCM, ngày 14 tháng năm 2021 Giảng viên hướng dẫn Sinh viên đăng ký (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) TS.Lê Quang Đức Nguyễn Xuân Thành Trần Nguyễn Phương Thảo Mã Đề Tài: 197 Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực đề tài Họ tên : Nguyễn Xuân Thành MSSV: 1711020049 Lớp: 17DTDA1 Điện thoại : 0904488503 Ngành : Điều khiển tự động hóa Email : nguyenxuanthanh0511@gmail.com Tên đề tài: Khử trùng tia cực tiếm điều khiển điện thoại Nhiệm vụ thực đề tài: 197 a) Tìm hiểu thực tế ▪ Tóm tắt vấn đề sử dụng nơi khách sạn, phòng khám bệnh viện ▪ Tóm tắt giải pháp không sử dụng thiết bị với giải pháp sử dụng thiết bị để khử trùng tia cực tím ▪ So sánh đánh giá ưu điểm, nhược điểm khả khử trùng tia cực tím giải pháp b) Đề xuất giải pháp sử dụng đồ án tốt nghiệp: ▪ Mơ tả cấu hình giải pháp chọn thiết bị giải pháp lựa chọn ▪ Mô tả chức điều khiển,hẹn giờ, khử trùng tia cực tím c) Thiết kế thi cơng mơ hình khử trùng tia cực tím sử dụng: ▪ Cấu hình tối thiểu: ✓ Mơ hình phần cứng thiết bị cần có gồm mạch Arduino, driver cho động cơ, sử dụng nguồn điện trực tiếp ✓ Điều khiển Arduino thông qua Bluetooth điện thoại ✓ Đèn khử trùng dải LED tia cực tím phù hợp ▪ Tính hoạt động ✓ Tắt mở hẹn điện thoại thông qua bluetooth Tần suất 50hz,công suất định mức 35w,điện áp sử dụng 220v ✓ Cơng nghệ khử trùng khơng khí tia UV, môi trường làm việc từ đến 50oC TP HCM, ngày 20 tháng năm 2020 Sinh viên thực Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Xuân Thành TS Lê Quang Đức Mã Đề Tài: 197 Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực đề tài Họ tên : Trần Nguyễn Phương Thảo MSSV: 1711050088 Lớp: 17DTDA1 Điện thoại : 0981425292 Ngành : Điều khiển tự động hóa Email : mixken00@gmail.com Tên đề tài: Khử trùng tia cực tiếm điều khiển điện thoại Nhiệm vụ thực đề tài: 197 a) Tìm hiểu thực tế ▪ Tóm tắt vấn đề sử dụng nơi khách sạn, phòng khám bệnh viện ▪ Tóm tắt giải pháp khơng sử dụng thiết bị với giải pháp sử dụng thiết bị để khử trùng tia cực tím ▪ So sánh đánh giá ưu điểm, nhược điểm khả khử trùng tia cực tím giải pháp b) Đề xuất giải pháp sử dụng đồ án tốt nghiệp: ▪ Mơ tả cấu hình giải pháp chọn thiết bị giải pháp lựa chọn ▪ Mô tả chức điều khiển,hẹn giờ, khử trùng tia cực tím c) Thiết kế thi cơng mơ hình khử trùng tia cực tím sử dụng: ▪ Cấu hình tối thiểu: ✓ Mơ hình phần cứng thiết bị cần có gồm mạch Arduino, driver cho động cơ, sử dụng nguồn điện trực tiếp ✓ Điều khiển Arduino thông qua Bluetooth điện thoại ✓ Đèn khử trùng dải LED tia cực tím phù hợp ▪ Tính hoạt động ✓ Tắt mở hẹn điện thoại thông qua bluetooth Tần suất 50hz,công suất định mức 35w,điện áp sử dụng 220v ✓ Cơng nghệ khử trùng khơng khí tia UV, mơi trường làm việc từ đến 50oC TP HCM, ngày 20 tháng năm 2020 Sinh viên thực Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Trần Nguyễn Phương Thảo TS Lê Quang Đức LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, kết nghiên cứu trình bày đồ án trung thực, khách quan chưa dùng để bảo vệ cho đồ án môn học Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực đồ án cám ơn, thơng tin trích dẫn đồ án rõ nguồn gốc TP Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng năm 2021 Tác giả đồ án Trần Nguyễn Phương Thảo i Nguyễn Xuân Thành LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới trường Đại học Cơng nghệ Thành phố Hồ Chí Minh, viện Kỹ thuật Hutech ngành Điều khiển tự động hóa tồn thể thầy, giáo tận tình dạy dỗ, giúp đỡ chúng em thời suốt trình học tập trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh Xin cảm ơn thầy trực tiếp giảng dạy em thầy cô gián tiếp giúp đỡ em trình tìm kiếm tài liệu cho việc thực đồ án tốt nghiệp Đặc biệt em xin trân trọng cảm ơn thầy Lê Quang Đức – Người tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu truyền đạt nhiều ý kiến thiết thực suốt trình thực đồ án Những kinh nghiệm quý báu mà thầy truyền đạt hành trang vững giúp chúng em tự tin nghề nghiệp sau Xin cảm ơn gia đình bạn bè ủng hộ, động viên, giúp đỡ em vượt qua khó khăn suốt thời gian vừa qua để em hồn thành nhiệm vụ học tập đồ án tốt nghiệp cách tốt Mặc dù có nhiều cố gắng với kiến thức hạn hẹp thời gian tiếp xúc với thực tế chưa nhiều, báo cáo đồ án em tránh khỏi nhiều thiếu sót Em mong có ý kiến đóng góp chân thành thầy bạn kiến thức báo cáo hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! TP Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng năm 2021 Tác giả Trần Nguyễn Phương Thảo ii Nguyễn Xuân Thành MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II MỤC LỤC…… III DANH MỤC HÌNH ẢNH VI LỜI MỞ ĐẦU VIII CHƯƠNG GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI .1 1.1 Tính cần thiết ứng dụng đề tài 1.2 Nhiệm vụ cần thực 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Nội dung phương pháp nghiên cứu .2 1.4.1 Nội dung .2 1.4.2 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Giới hạn đề tài 1.6 Thời gian địa điểm thực CHƯƠNG TỔNG QUAN GIẢI PHÁP .3 2.1 Tổng quan phương pháp khử trùng tia cực tím 2.1.1 Khử trùng 2.1.2 Một số phương pháp khử trùng iii 2.2 Khử trùng tia cực tím 2.2.1 Giới thiệu 2.2.2 Lịch sử hình thành .9 2.2.3 Các loại nguồn ánh sáng khử trùng tia cực tím .10 2.2.4 Cơ chế làm việc 13 2.3 Ứng dụng khử trùng tia cực tím thực tế 14 2.3.1 Trong lĩnh vực y tế 14 2.3.2 Trong khách sạn, trường học, tịa nhà, nơi cơng cộng 15 2.3.3 Khử trùng khu vực, phương tiện vận tải công cộng 16 2.4 Đèn khử trùng tia cực tím điều khiển từ xa thực tế 16 2.4.1 YSXD001YS Five .16 2.4.2 UV Robot 18 2.5 So sánh giải pháp 20 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 22 3.1 Đề xuất giải pháp thực 22 3.2 Lựa chọn phương án thiết kế 22 3.3 Xác định yêu cầu thiết kế hệ thống 23 CHƯƠNG THIẾT KẾ MƠ HÌNH 24 4.1 Quy trình thực 24 4.2 Lựa chọn thiết bị .24 4.2.1 Đèn tia UV .24 4.2.2 ESP8266 26 4.2.3 Module Buck DC-DC dùng XL4016 28 4.2.4 Module relay 5VDC 28 iv Hình 16 Chọn đối tượng sử dụng Sau chọn xong đối tượng, nhấp vào để cấu hình chân, mức logic… Các cấu hình tác động đến board phần cứng Ví dụ nhấn nút chân gp16 chuyển từ trạng thái logic sang logic 0: Hình 17 Thiết lập điều khiển phần cứng Blynk Sau cài đặt xong điện thoại ta lập trình cho board phần cứng Thư viện Blynk Arduino IDE hỗ trợ nhiều 45 Hình 18 Lập trình cho board phần cứng 4.4.2 Arduino IDE Thiết kế bo mạch nhỏ gọn, trang bị nhiều tính thơng dụng mang lại nhiều lợi cho Arduino, nhiên sức mạnh thực Arduino nằm phần mềm Mơi trường lập trình đơn giản dễ sử dụng, ngơn ngữ lập trình dễ sử dụng dựa tảng C/C++ quen thuộc Bênh cạnh cịn có thư viện phong phú như: EEPROM, Firmata, GSM, servo, TFT, Wifi, …Và mảng thư viện có sẵn đa dạng nhờ đóng góp cộng đồng Arduino tồn giới Arduino IDE phần mềm dùng để lập trình cho Arduino Mơi trường lập trình Arduino IDE chạy ba tẳng phổ biến Windows, Linux MAC OS Do có tính chất nguồn mở nên mơi trường lập trình hồn tồn miễn phí mở rộng thêm người dùng có kinh nghiệm 46 Hình 19 Phần mềm Arduino IDE Ngơn ngữ lập trình mở rộng thơng qua thư viện C++ Và ngôn ngữ dựa tảng ngôn ngữ C AVR nên người dùng hồn tồn nhúng thêm code viết AVR vào chương trình muốn 4.4.3 Chương trình điều khiển Lưu đồ thuật tốn phần khơng thể thiếu hệ thống giúp ta xác định nguyên lý hoạt động hệ thống Thông qua đưa phương án tối ưu hoạt động hệ thống Dưới lưu đồ thuật toán sử dụng cho hệ thống Trước tiên sơ đồ thuật toán sử dụng cho ứng dụng blynk, trạng thái nút nhấn giá trị xuất tương ứng với thao tác sau: • Đọc trạng thái nút nhấn xuất giá trị V1: thực thao tác bật đèn UV1 • Đọc trạng thái nút nhấn xuất giá trị V2: thực thao tác tắt đèn UV1 • Đọc trạng thái nút nhấn xuất giá trị V3: thực thao tác bật đèn UV2 • Đọc trạng thái nút nhấn xuất giá trị V4: thực thao tác tắt đèn UV2 47 Hình 20 Sơ đồ thuật tốn thiết lập trạng thái blynk Hình 21 Sơ đồ thuật toán thiết lập trạng thái arduino 48 Tương ứng với giá trị xuất ứng dụng blynk điều khiển ngõ arduino 49 CHƯƠNG THI CƠNG MƠ HÌNH 5.1 Phần khí Phần cứng hệ thống khử trùng tia cực tím điều khiển qua điện thoại gồm ba cụm thành phần chính: • Hệ hai đèn LED tia cực tím: phận thực nhiệm vụ khử trùng tia cực tím phát sáng • Bộ điều khiển Arduino: Kết nối trung gian đèn ứng dụng blynk điều khiển điện thoại, với ngõ điều khiển trạng thái bật/tắt đèn • Điện thoại: điện thoại có cài đặt ứng dụng Blynk, thực kết nối với điều khiển ardunio thông qua bluetooth thao tác điều khiển trạng thái tắt/bật đèn hẹn giờ, điều chỉnh hoạt động hệ thống từ xa Quy trình thực hiện: Kết nối hệ thống với nguồn điện, sau mở ứng dụng Blynk, bật kết nối bluetooth qt dị tìm thiết bị Ở đặt tên thiết bị Control UV nên tìm ta tiến hành kết nối với thiết bị Sau kết nối với thiết bị, quay lại ứng dụng chọn vào UV1 để điều khiển bật/tắt đèn tương tự sử dụng với UV2 điểu khiển đèn Đồng thời tùy chỉnh thời lượng bật, tắt đèn qua chế độ hẹn ứng dụng Hình Phần cứng hệ thống khử trùng tia cực tím điều khiển qua điện thoại 50 5.2 Phần điện, điều khiển Sau chi tiết cách sử dụng hệ thống khử trùng tia cực tím điều khiển thơng qua điện thoại: Bước 1: Kết nối hệ thống với nguồn điện, sử dụng nguồn điện phổ thông 220V Bước 2: Mở ứng dụng Blynk, bật bluetooth kết nối với thiết bị hệ thống Control UV Hình Kết nối thiết bị Blynk Hoàn thiện xong hai bước kết nối thiết bị ta tùy chọn điều khiển hệ thống bật, tắt hẹn 51 Hình Hệ thống bật hai đèn 5.2.1 Điều khiển trạng thái bật/tắt đèn Sau thiết bị kết nối với điện thoại qua ứng dụng, ta tiến hành điều khiển trạng thái hệ thống qua điện thoại Điều khiển trạng thái đèn UV1: Vào ứng dụng Blynk kết nối điện thoại chọn UV1 kí hiệu đèn 1, chọn ON muộn bật đèn, OFF muốn tắt đèn Hình Điều khiển bật tắt đèn UV1 qua ứng dụng Đối với đèn UV2, ta làm tương tự để điều khiển trạng thái đèn 52 Điều khiển bật tắt đèn UV2 qua ứng dụng 5.2.2 Cài đặt chế độ hẹn cho hệ thống Ngoài điển khiển bật, tắt đèn trực tiếp chế độ hẹn ưu điểm hệ thống, cho phép ta cài đặt sẵn thời gian hoạt động hệ thống Vào Timer Blynk điều chỉnh thời gian bật, tắt đèn theo mong muốn Chỉ với thao tác đơn giản sử dụng hệ thống khử trùng tia cực tím từ xa Hệ thống đơn giản, thân thiện dễ sử dụng 5.3 Chạy thử hoàn thiện 53 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 6.1 Kết đạt - Thiết kế hoàn thiện hệ thống khử trùng tia cực tím điều khiển qua điện thoại đảm bảo yêu cầu đề - Có thêm kiến thức phương pháp khử trùng, kỹ thuật điều khiển ứng dụng blynk giúp điều khiển hệ thống từ xa - Tạo ứng dụng mang tính thiết thực cao, đặc biệt cần thiết thời điểm tương lai - Học hỏi thêm nhiều kỹ tự học, tự tìm kiếm xây dựng báo cáo khoa học hoàn chỉnh - Rèn luyện kỹ nói, trình bày diễn giải vấn đề 6.2 Kết chưa đạt - Hệ thống cịn thơ sơ, cần thêm chi tiết bao bọc cho hệ thống điều khiển gọn gàng - Tính thẩm mĩ chưa cao 6.3 Đánh giá - Hệ thống hoạt động xác từ chế độ bật, tắt hẹn - Hệ thống sử dụng mơi trường từ đến 50 độ C 6.4 Hướng phát triển đề tài - Hoàn thiện phần cứng chỉnh chu - Hệ thống có thêm cảm biến, tự động tắt phát có xuất người ánh sáng tia cực tím gây hại tiếp xúc trực tiếp - Hệ thống ứng dụng phổ thơng 54 KẾT LUẬN Thiết kế hệ thống khử trùng tia cực tím điều khiển điện thoại đề tài thú vị mang tính thực tiễn cao thời điểm dịch Covid-19 diễn vô vùng nguy hiểm Hiện chưa tìm thuốc đặc trị hay vắcxin đảm bảo tuyệt đối ngừa dịch bệnh mà biến chủng covid không liên tục thay đổi mà ngày nặng hơn, lây lan nhanh biện pháp phòng bệnh khử trùng, vệ sinh phương án hoàn hảo để đảm bảo an toàn cho người Hơn việc khử trùng tiêu diệt vi khuẩn nên không covid mà loại vi khuẩn nhiễm bệnh, bệnh dịch khác phòng chống đảm bảo vệ sinh an toàn tuyệt đối Mặc dù có số sản phẩm khử trùng tia cực tím tương tự nhiên chưa thực ứng dụng rộng rãi, em hi vọng với sản phẩm khử trùng tia cực tím điều khiển qua điện thoại đơn giản, giá rẻ mà đảm bảo hiệu nghiên cứu sớm ứng dụng vào thực tế cách phổ biến hơn, để giúp đỡ nhiều người hơn, hỗ trợ công tác phịng dịch mang lại an tồn sức khỏe cho người, để sớm trở lại sống bình thường khơng cịn dịch bệnh, khơng cịn lây nhiễm khơng cịn giãn cách xã hội Trong q trình thực đồ án em gặp khơng khó khăn việc lựa chọn, cài đặt thiết bị, lên ý tưởng thực hiện…nhưng với nhiệt tình giúp đỡ sinh viên thầy …, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy thầy cô ban hội đồng hướng dẫn tạo điều kiện cho em hoàn thiện đồ án cách tốt 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Thị Thanh Huyền – Nguyễn Ngọc Anh – Nguyễn Thị Minh Tâm (2016), "Giáo trình Linh kiện điện tử", Đại học Sư Phạm, Hà Nội WEBSITE tham khảo: https://dientutuonglai.com/nodemcu-la-gi.html 5.http://arduino.vn/bai-viet/333-dieu-khien-arduino-thong-qua-bluetooth-bang-dienthoai-android http://arduino.vn/bai-viet/1172-lap-trinh-esp8266-bang-arduino-ide 56 PHỤ LỤC // Khai báo thư viện blynk #define BLYNK_PRINT Serial #include #include #include // key liên kết với app blynk char auth[] = "CK8J4xptWOvynM1u_DCX81vg_5INGGin"; // tên wifi nơi kết nối char ssid[] = "HobahomeCN11F0A"; // password char pass[] = "hobahomecn11"; BlynkTimer timer; void setup() { // Thiết lập tốc độ cổng serial Serial.begin(115200); // thiết lập ngỏ pin 27 output pinMode(27,OUTPUT); // thiết lập ngỏ pin 26 output pinMode(26,OUTPUT); 57 // thiết lập ngỏ pin 25 output pinMode(25,OUTPUT); // thiết lập ngỏ pin 33 output pinMode(33,OUTPUT); // thiết lập mức thấp 0V ngỏ 27 digitalWrite(27,LOW); // thiết lập mức thấp 0V ngỏ 26 digitalWrite(26,LOW); // thiết lập mức thấp 0V ngỏ 25 digitalWrite(25,LOW); // thiết lập mức thấp 0V ngỏ 33 digitalWrite(33,LOW); // Thiết lập kết nối với blynk Blynk.begin(auth, ssid, pass); } BLYNK_WRITE(V1) // lấy giá trị V1 điều khiển ngỏ 33 { int pinValue1 = param.asInt(); digitalWrite(33,pinValue1); } BLYNK_WRITE(V2) // lấy giá trị V2 điều khiển ngỏ 25 { 58 int pinValue2 = param.asInt(); digitalWrite(25,pinValue2); } BLYNK_WRITE(V3)// lấy giá trị V3 điều khiển ngỏ 26 { int pinValue3 = param.asInt(); digitalWrite(26,pinValue3); } BLYNK_WRITE(V4)// lấy giá trị V4 điều khiển ngỏ 27 { int pinValue4 = param.asInt(); digitalWrite(27,pinValue4); } void loop()// vịng lập vơ hạn { Blynk.run(); // chạy chương trình blynk timer.run(); // chạy chương trình thời gian } 59