Báo cáo bài tập lớn môn thiết bị điện thông minh đề tài thiết kế ổ cắm điện thông minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN ====o0o==== BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ ĐIỆN THÔNG MINH Tên đề tài: Thiết kế ổ cắm điện thông minh Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Việt Anh Nhóm : Sinh viên : Lớp: EE6050.2 Trần Văn Trương 2020608194 Nguyễn Văn Quảng 2020605327 Bùi Công Tuấn 2020605184 Nguyễn Thành Vũ 2020605388 Nguyễn Việt Hưng 2021606826 Năm 2022 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ ĐIỆN THÔNG MINH Nhóm STT Họ tên MSV Lớp-Khóa Trần Văn Trương 2020608194 Điện 4-K15 Nguyễn Văn Quảng 2019600218 Điện 6-K15 Bùi Công Tuấn 2019600129 Điện 6-K15 Nguyễn Thành Vũ 2019600462 Điện 6-K15 Nguyễn Việt Hưng 2019601017 Điện 8-K16 Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Việt Anh NỘI DUNG Đề tài: Thiết kế ổ cắm điện thông minh Mục Lục CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ Ổ CẮM ĐIỆN THÔNG MINH 1.1 : Khái niệm thiết bị thông minh 1.2 : Ổ cắm điện thông minh 1.3 : IoT 1.3.1 Khái niệm IoT 1.3.2 Cấu trúc IoT 1.4 : Giao tiếp giới thực 1.4.1 Khái niệm WIFI 1.4.2 Khái niệm Internet 1.5 Độ an tồn tính bảo mật ổ cắm điện thơng minh 1.5.1 Độ an tồn 1.5.2 Tính bảo mật CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ Ổ CẮM THÔNG MINH ĐIỀU KHIỂN BÓNG ĐÈN 2.1 Ứng dụng Blynk 2.2 Sơ đồ khối mơ hình 2.3 Ngun lí hoạt động mơ hình 2.4 Tính tốn thiết kế hệ thống điều khiển 2.4.1 Lựa chọn thiết bị có mơ hình 2.4.2 Lưu đồ thuật tốn 2.4.3 Chương trình nạp vào nodeMCU 2.4.4 Cài đặt tạo giao diện app Blynk CHƯƠNG 3 : MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM 3.1 Giới thiệu mơ hình 3.2 Vận hành mơ hình 3.2.1 Khi mơ hình chưa hoạt động 3.2.2 Khi mơ hình hoạt động KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN THUYẾT MINH Tổng quan chung thiết bị điện thông minh Thiết kế ổ cắm điện thông minh - Điều khiển thông qua Wifi – không giới hạn khoảng cách - Điều khiển thông qua nút ấn Xây dựng mô hình thực nghiệm Đánh giá kết Ngày giao đề tài: 03/10/2022 Ngày hoàn thành: 29/11/2022 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Việt Anh Lời nói đầu Trong năm gần đây, IoT khái niệm quen thuộc, câu "cửa miệng" hội thảo khoa học công nghệ Việc ứng dụng IoT vào mặt đời sống trở nên vô cấp bách cần thiết Theo xu hướng nhóm em định chọn Đề tài: Thiết kế ổ cắm điện thơng minh Với mục đích có kiến thức tảng môn học, làm cho dự án lớn sau nhà thông minh, hay điều khiển cơng nghiệp sử dụng IOTs, Ngồi việc hồn thành báo cáo với cơng việc cịn có ý nghĩa sâu sắc sinh viên thực Một lần sinh viên thực hành kiến thức học từ ghế nhà trường giúp hình thành sản phẩm cơng nghiệp, sử dụng, cầm tay lắp cảm biến mà từ trước nằm trang giấy Trong trình tiến hành khơng thể khơng gặp khó khăn vấp phải, Tuy nhiên hạn chế kinh nghiệm thực tế thời gian thực nên việc giải đề tài khơng thể tránh khỏi thiếu sót Do mong bảo thêm thầy Chương 1: Tổng quan ổ cắm điện thông minh 1.1 Khái niệm thiết bị thông minh Thiết bị điện thông minh cho phép kết nối thiết bị nhà với để tạo thành mạng lưới thuận tiện cho việc giám sát, điều khiển từ xa có khả tự động xử lý thơng báo đến cho người dùng Đem lại an toàn, tiện nghi tiết kiệm 1.2 Ổ cắm điện thông minh Ổ cắm thông minh loại công tắc giúp người dùng đóng/mở thiết bị điện như: Bóng đèn, quạt, thơng qua thao tác đơn giản chạm vào phím cảm ứng điều khiển từ xa điện thoại hay máy tính bảng Ổ cắm điện thơng minh thiết bị điện thơng minh cho phép người sử dụng điều khiển, giám sát hoạt động đối tượng cần điều khiển cách trực tiếp gián tiếp thông qua wifi, bluetooth,… Hình Hình 1.1 1:Cơng Ổ cắm tắc thơng thơng minh minh Ngun lí hoạt động Ổ cắm điện có nguyên lý hoạt động tương đối đơn giản: Bên ổ cắm điện thơng minh tích hợp cơng tắc ( relay, triac, …) để đóng cắt thông minh cho tải đầu ổ cắm Khi đóng cơng tắc: cực động tiếp xúc với cực tĩnh làm kín mạch cho dịng điện chạy qua thiết bị hoạt động, gửi tín hiệu điến vi điều khiển Khi cắt công tắc: cực động tách khỏi cực tĩnh làm hở mạch làm ngắt điện khỏi thiết bị, gửi tín hiệu đến vi điều khiển Thiết lập nút ấn online app để điều khiển thiết bị thơng qua việc giao tiếp đồng liệu vi điều khiển Ngoài ra, bạn khỏi nhà điều khiển thiết bị nhà được, đặc điểm mà nhiều người yêu thích tin dùng Ưu điểm: - An tồn, chống rị rỉ điện Ổ cắm thơng minh hồn tồn cách điện giúp hạn chế tối đa trường hợp chập cháy, rò rỉ điện, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người sử dụng Trong trường hợp có cố điện, bạn hồn tồn dùng điều khiển từ xa để ngắt điện mà không cần dùng tay bấm/ gạt/ tút dây khỏi ổ trực tiếp Ổ cắm truyền thống - Điều khiển lúc, nơi Với tính điều khiển từ xa, bạn không cần di chuyển đến tận nơi có ổ cắm nhiều lần để bật/ tắt/ kết nối thiết bị Đặc biệt với hay qn Ổ cắm thơng minh giải pháp tối ưu Những lúc xa nhà, bạn cần chạm vào hình điện thoại máy tính bảng dễ dàng tắt thiết bị khơng cần thiết Nhờ mà tiết kiệm điện đồng thời nâng cao tuổi thọ cho thiết bị điện tử nhà Ngồi bạn chia sẻ thiết bị kết nối nhà thành viên gia đình mà khơng cần kết nối thiết bị nhiều lần - Dễ lắp đặt, cài đặt, cấu hình thiết bị, thợ điện người dùng hiểu điện lắp đặt - Không cần phát sinh thêm điều khiển trung tâm để chuyển ngôn ngữ truyền thông sang router wifi - Không bị phụ thuộc vào điều khiển trung tâm Khi điều khiển trung tâm hỏng kết nối, công tắc hoạt động độc lập - Không bị tượng thắt nút cổ chai phát sinh lỗi Nhược điểm: Giá thành cao Ứng dụng: Ổ cắm thông minh ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực, ngành nghề, sử dụng theo mục đích khác Ứng dụng Ổ cắm thông minh biệt thự, nhà ở, khu dân cư: Dùng làm công tắc cho hệ thống đèn chiếu sáng cổng nhà, sân vườn, ban công, nơi bạn không tiện dùng tay để bật/tắt điện, hay thao tác số trường hợp xác định khác Ứng dụng nhà hàng, quán rượu, khách sạn: Dùng làm công tắc cho hệ thống chiếu sáng, hệ thống máy điều hịa, máy nóng lạnh Cho phép bạn kiểm tra giám sát hoạt động thiết bị cách dễ dàng Có thể ngắt hoạt động thiết bị phòng trống hay khu vực cần thiết khác nhờ cảm biến tự động hay điều khiển từ xa Ứng dụng Ổ cắm thông minh nông nghiệp: Dùng để bật tắt máy tưới, máy sục khí hồ cá, soi sáng vườn tược, máy ấp,… cách tự động 1.3 IoT 1.3.1 Khái niệm IoT IoT viết tắt Internet of Things mạng lưới thiết bị kết nối Internet hay Internet kết nối vạn vật Trong tồn vật dụng tích hợp phận điện tử, phần mềm, cảm biến để trở nên thông minh [1] Hình 2: IoTs Ứng dụng IoT đời sống : thiết bị nhà thông minh, thiết bị theo dõi sức khỏe, thành phố thông minh trang trại thông minh,… IoT giúp việc theo dõi, điều khiển, truy cập, thu thập số liệu cách xác nhanh chóng lúc nơi xu hướng phát triển giới 1.3.2 Cấu trúc IoT Cấu trúc IoT gồm có giai đoạn là: lớp cảm biến, lớp mạng, lớp xử lí liệu lớp thực thi thơng minh Hình Hình1.1.3 3:Cấu Cấutrúc trúccủa củaIoT IoT Lớp cảm biến: Là cảm biến nhận diện thay đổi thơng số vật lí mơi trường nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng,…và gửi liệu thu thập qua mạng Lớp mạng: Là mạng lưới mạng internet, mạng nội có chức tổng hợp, chuyển đổi liệu analog cảm biến sang digital truyền dẫn liệu Lớp xử lí liệu: Đây nơi xử lí liệu IoT Tại đây, liệu tiếp nhận sau phân tích xử lí trước gửi liệu đến trung tâm liệu, nơi liệu theo dõi quản lí Lớp thực thi thơng minh: Đây lớp cuối IoT, nơi liệu xử lí ứng dụng vào mục đích chăm sóc sức khỏe, nơng nghiệp, chăn nuôi, nhà ở,… 10