Đồ án thiết kế và thi công mô hình hộp thuốc hỗ trợ người bệnh

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT Y SINH (ĐIỆN TỬ Y SINH) ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH HỘP THUỐC HỖ TRỢ NGƯỜI BỆNH GVHD: PGS.TS Nguyễn Thanh Hải SVTH: Lê Huy 19129020 Lương Thị Anh Thư Tp Hồ Chí Minh - 07/2023 19129001 TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH o0o -Tp HCM, ngày 02 tháng 07 năm 2023 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Lê Huy MSSV: 19129020 Lương Thị Anh Thư MSSV: 19129001 Chuyên ngành: Kỹ thuật Y sinh Mã ngành: 7520212D Hệ đào tạo: Đại học quy Mã hệ: Khóa: 2019 Lớp: 191290 I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH HỘP THUỐC HỖ TRỢ NGƯỜI BỆNH II NHIỆM VỤ Các số liệu ban đầu: Lê Hồ Quang - Nguyễn Quốc Khương, “Thiết kế thi công hộp thuốc thông minh cho người bệnh”, Đồ án tốt nghiệp, trường ĐHSPKT, Tp.HCM, 2018 Đặng Đức Mạnh - Nguyễn Hà Phương Thảo, “Thiết kế thi công hộp thuốc thông minh dành cho người già”, Đồ án tốt nghiệp, trường ĐHSPKT, Tp.HCM, 2020 Nội dung thực hiện: Kết nối Arduino Mega 2560 hình LCD-TFT với Module Wifi ESP8266 Kết nối NodeMCU ESP8266 với Internet để cập nhật liệu dùng cho việc hiển thị lên hình LCD-TFT Nghiên cứu xây dựng ứng dụng Android giao tiếp với mơ hình thơng qua Wifi Tiến hành kiểm tra độ ổn định xác cảm biến Kiểm tra kết nối cảm biến lại với vi xử lý để truyền liệu đầu vào Thiết kế mơ hình Thi cơng phần cứng, chạy thử nghiệm Đánh giá kết thực Viết báo cáo thực Bảo vệ luận văn III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 20/02/2023 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/07/2023 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS Nguyễn Thanh Hải CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH o0o -Tp HCM, ngày 02 tháng 07 năm 2023 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Lê Huy Lớp: 191290A MSSV: 19129020 Họ tên sinh viên 2: Lương Thị Anh Thư Lớp: 191290A MSSV: 19129001 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH HỘP THUỐC HỖ TRỢ NGƯỜI BỆNH Xác nhận Tuần/ngày Nội dung GVHD Tuần Gặp GVHD để nghe phổ biến yêu cầu làm đồ án (20/02 – 27/02) Tuần (27/02 – 06/03) tiến hành xét duyệt đề tài Tổng hợp tính tốn thiết kế linh kiện cần dùng đề tài Tuần Tìm hiểu cách hoạt động linh kiện ( 06/03 – 13/03) Tuần (13/03 – 20/03) Lập trình linh kiện Tuần (20/03 – 27/03) Lập trình hình cảm ứng LCD-TFT Tuần Lập trình hoạt động cho toàn mạnh (kết hợp tất linh (27/03 – 03/04) kiện) Tuần (03/04 – 10/04) Báo cáo tiến độ GVHD Tuần (10/04 – 17/04) Tìm hiểu lập trình Android Studio Tuần (17/04 – 24/04) Kết nối ứng dụng với phần cứng Tuần 10 (24/04 – 01/05) Thiết kế mơ hình tồn hệ thống Tuần 11 (01/05 – 10/05) Tuần 12 (10/05 – 25/05 Tuần 13 (25/05 – 01/06) Tuần 14 (01/06 – 10/06) Tuần 15 (10/06 – 30/06) Thi cơng mơ hình nhựa Thi cơng mơ hình nhựa Mơ thử nghiệm hệ thống khắc phục lỗi Báo cáo tiến độ GVHD Chỉnh sửa báo cáo hoàn thiện GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) ii LỜI CAM ĐOAN Đề tài tự thực dựa vào số tài liệu trước khơng chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Người thực đề tài Lê Huy Lương Thị Anh Thư LỜI CẢM ƠN Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Thanh Hải _ Giảng viên môn Điện Tử Y Sinh, trực tiếp hướng dẫn tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để nhóm hồn thành tốt đề tài Em chân thành cảm ơn thầy cô góp ý nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho nhóm hồn thành đề tài Nhóm em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến cha mẹ, gia đình bạn bè - người yêu thương, tạo động lực to lớn, động viên cho lời khuyên hữu ích suốt trình học tập hồn thành đồ án tốt nghiệp Em gửi lời đồng cảm ơn đến bạn, anh chị khoa chia sẻ trao đổi kiến thức kinh nghiệm quý báu thời gian thực đề tài Xin chân thành cảm ơn! Người thực đề tài Lê Huy Lương Thị Anh Thư MỤC LỤC TRANG BÌA NGỒI i TRANG BÌA TRONG ii NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .iii LỊCH TRÌNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv LỜI CAM ĐOAN v LỜI CẢM ƠN vi MỤC LỤC vii DANH MỤC HÌNH ẢNH viii DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT x TÓM TẮT .xi Chương TỔNG QUAN .1 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.4 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 1.5 BỐ CỤC Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 CÁC MƠ HÌNH SẢN PHẨM HỘP THUỐC HỖ TRỢ NGƯỜI BỆNH .4 2.1.1 Mơ hình hộp thuốc thơng minh dùng cho người già 2.1.2 Mô hình hộp thuốc thơng minh cho người bệnh 2.1.3 Mơ hình hộp thuốc thơng minh 2.2 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 2.2.1 Vi điều khiển 2.2.2 Vi điều khiển ESP8266: 2.2.3 Màn hình LCD TFT 2.2.4 Module cảm biến từ 2.2.5 Module Buzzer .8 2.2.6 Đồng hồ thời gian thực RTC DS1307 2.2.7 Module EEPROM AT24C256 2.3 CƠ SỞ DỮ LIỆU FIREBASE 2.4 Phần mềm lập trình cho ứng dụng điện thoại - Android studio .9 Chương TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 10 3.1 GIỚI THIỆU 10 3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 10 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 10 3.2.2 Tính tốn thiết kế sơ đồ mạch 11 3.3 THIẾT KẾ PHẦN MỀM 24 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG 34 4.1 GIỚI THIỆU 34 4.2 THI CÔNG PHẦN CỨNG 34 4.2.1 Thi công board mạch 34 4.2.2 Lắp ráp kiểm tra 36 4.2.3 Thi cơng mơ hình 38 4.3 THI CÔNG PHẦN MỀM 41 4.3.1 Thiết kế giao diện điều khiển điện thoại 41 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 47 5.1 KẾT QUẢ THỰC HIỆN MƠ HÌNH 47 5.1.1 Mơ hình phần cứng hệ thống 47 5.1.2 Giao diện điều khiển hệ thống 48 5.2 NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ 56 5.3 TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG 66 5.4 DỰ TỐN CHI PHÍ THI CƠNG 68 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 71 6.1 KẾT LUẬN 71 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHU LỤC .74 ii LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình Sản phẩm hồn thiện hộp thuốc dùng cho người già Hình 2 Tổng quan hệ "Hộp thuốc thơng minh" Hình Biểu tượng phần mên Android studio 10 Hình Sơ đồ khối hệ thống hộp thuốc hồ trợ người bệnh 11 Hình Vi điều khiên Arduino Mega 2560 .12 Hình 3 Sơ đồ kết nối khối xử lý trung tâm sử dụng Arduino Mega 2560 12 Hình Module Cảm Biến Từ A3144 13 Hình Sơ đồ kết nối khối cảm biến Từ A3144 .13 Hình Module đồng hồ thời gian thực DS1307 14 Hình Sơ đồ kết nối khối module RTC DS1307 14 Hình Màn hình LCD TFT cảm ứng màu 3.2 inch ILI9341 15 Hình Sơ đồ kết nối khối điều khiển hiển thị 15 Hình 10 Sơ đồ kết nối khối thông báo với khối xử lý trung tâm ON 16 Hình 11 Sơ đồ kết nối module wifi với khối xử lý trung tâm 17 Hình 12 Sơ đồ kết nối cúa khối EEPROM với Module WIFI ESP8266 18 Hình 12 Sơ đồ kết nối cúa khối EEPROM với Module WIFI ESP8266 19 Hình 14 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 20 Hình 15 Sơ đồ kết nối khối nguồn 21 Hình 16 Sơ đồ kết nối hệ thống điều khiển 22 Hình 17 Sơ đồ nguyên lý toàn hệ thống .23 Hình 18 Lưu đồ chương trình 24 Hình 19 Lưu đồ chương trình “Kiểm tra trang giao diện” 25 Hình 3.20 Lưu đồ chương trình “Kiểm tra thời gian uống thuốc .26 Hình 3.21 Lưu đồ chương trình cho ESP8266 .27 Hình 3.22 Lưu đồ chương trình xây dựng ứng dụng Android Studio 29 Hình 3.23 Lưu đồ chương trình Advanced 31 Hình 3.24 Lưu đồ chương trình Basic .32 Hình 3.25 Lưu đồ chương trình “Gửi liệu số hộp thuốc” 33 Hình Mạch in mạch điều khiển 35 Hình Mô 3D board điều khiển 35 Hình Mạch in mạch nguồn 36 Hình 4 Mặt trước board mạch điều khiển 37 Hình Mặt trước board mạch nguồn 37 Hình Bản vẽ tổng thể mơ hình hộp thuốc .38 Hình Kích thước tổng thể mơ hình 38 Hình Kích thước hộp thuốc 39 Hình Kích thước nắp cố định hình 39 Hình 10 Bố trí linh kiện bên phải khoảng trống mơ hình 39 Hình 11 Bố trí linh kiện bên trái khung trống mơ hình 40 Hình 12 Bố trí hình cảm ứng mơ hình .40 Hình 13 Bố trí hộp thuốc nhỏ led 41 Hình 14 Tạo project Android Android Studio 41 Hình 15 Chọn Templates Activity 42 Hình 16 Cài đặt cấu hình cho project 42 Hình 17 Giao diện app 43 Hình 18 Giao diện Menu app 43 Hình 19 Giao diện Basic app 44 Hình 20 Giao diện Advanced app 45 Hình 21 Giao diện Status app 45 Hình Mơ hình hộp thuốc app điện thoại 47 Hình Cơng tắc nguồn ổ cắm adapter 47 Hình Các hộp nhỏ đựng thuốc mơ hình 48 Hình Trang giao diện hệ thống 48 Hình 5 Giao diện chương trình trang chủ 49 Hình Giao diện chọn chế độ cài đặt 49 Hình Giao diện chọn hộp dấu tích BASIC .50 Hình Giao diện cài thời gian cho chế độ BASIC .50 Hình 10 Giao diện yêu cầu chọn hộp thuốc ADVANCED 51 Hình 11 Giao diện ứng dụng điện thoại Android 51 Hình 12 Giao diện app 52 ii