Khi thẻ RFID nằm trong phạm vi của Môđun đầu đọc RFID (bộ thu phát), nó sẽ quét thẻ và đọc giá trị. Sau đó, bo mạch Arduino Nano đọc giá trị này từ đầu đọc RFID và khớp giá trị này với giá trị được xác định trước trong mã. Chúng ta đã lưu giá trị của thẻ trong mã. Nếu giá trị thẻ khớp, thì Arduino sẽ tạo ra đầu ra PWM từ Chân 6 để kích hoạt còi và đèn LED màu xanh lá cây bắt đầu nhấp nháy và còi phát ra âm thanh “Bíp bíp”. Nếu giá trị thẻ không khớp thì Arduino sẽ kích hoạt còi kêu đèn không sáng.
Mục Lục I PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết lí chọn đề tài: 2 Mục tiêu nghiên cứu Giả thiết khoa học: Câu hỏi nghiên cứu: Mục tiêu kĩ thuật: Tính mới, tính khoa học khả áp dụng đề tài: .3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu .4 II TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU Kế hoạch nghiên cứu .4 Trình tự thực Quy trình chế tạo sản phẩm .6 3.1 Thiết kế sơ đồ cấp nguồn điện đến thiết bị kiểm soát lượng xe vào trường THCS D’Ran .6 3.2 Nguyên lý hoạt động: .6 3.3 Tiến hành lắp ráp thiết bị Kết luận kiến nghị 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO 17 Page | I PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết lí chọn đề tài: Khi kinh tế phát triển bắt kịp thời đại 4.0 học sinh đến trường khơng xe đạp chúng thay xe đạp điện đắt tiền Tại trường THCS D’Ran, theo thống kê trường năm học 2023-2024 lượng xe đăng kí giữ trường phương tiện xe đạp xe đạp điện chiếm đến số lượng 200 tổng số 467 học sinh toàn trường Bên cạnh đó, thời gian đến trường học sinh quy định từ 6h30 đến 6h50 vào buổi sáng từ 11h00 buổi trưa Như có lượng lớn phương tiện vào khỏi trường khoản thời gian nói Khi có nhiều xe lúc di chuyển không gian hẹp tăng khả xảy va chạm gây nguy hiểm cho học sinh Không không gian đỗ xe trường cịn hạn chế, gây khó khăn việc tìm chỗ đỗ xe tạo tắc nghẽn Bên cạnh xe học sinh vào khơng nhận dạng nên khó khăn việc dõi thời gian học sinh đến trường, người vào trường làm tăng nguy xâm nhập trái phép bảo vệ an ninh học sinh nhân viên trường Với lý nhóm chúng em định chọn đề tài: “Thiết bị kiểm soát số lượng xe vào học sinh trường THCS D’Ran” Đây đề tài thực tiễn, thú vị thể tính khoa học sáng tạo Mặc dù đề tài không mới, với kiến thức chúng em tiếp nhận trường THCS D’Ran chúng em dừng lại việc tạo nên thiết bị đếm số lượng xe học sinh vào khu vực nhà trường; Bên cạnh cịn rèn luyện cho chúng em đức tính quý báu tinh thần tập thể, ý thức tự giác, hứng thú, khéo tay, khả tư duy,… Mục tiêu nghiên cứu Thực tế trường THCS D’Ran đa số bạn có ý thức tham gia giao thông để xe nơi quy định, nhiên thực tế xe lưu thơng trường khó kiểm sốt đến trường cịn xảy tình trạng mất, hư hỏng Mục tiêu hướng đến chúng em tạo thiết bị kiểm tra lượng xe vào vào ngày Khi biết xe vào xe chưa vào ngày hơm Và mục tiêu xa xác định xe qua check in cammera trường Mục tiêu nghiên cứu dừng lại mức cần có thẻ vào trường bãi giữ xe khác mà bảng danh sách học sinh đăng ký đầu năm với nhà trường gửi xe Giả thiết khoa học: Khi xe vào cổng, tới nơi chứa thiết bị nhận thẻ- học sinh đưa thẻ vào nhận thiết bị lúc thẻ chạm vào đèn sáng kèm âm thanh, đồng thời máy tính chủ lên tên học sinh đăng ký xe 3 Câu hỏi nghiên cứu: Thiết kế thiết bị nào? Thiết bị cần làm, mua đâu? Làm để hoạt động đạt hiệu tối ưu nhất? Dự án mở rộng nâng cấp hay không? Mục tiêu kĩ thuật: Ứng dụng công nghệ cao thời đại công nghệ 4.0 hệ thống tự động nhận diện thẻ xe tên học sinh đăng ký Cảm biến cho biết xe học sinh đưa vào khu vực trường, đồng thời thống kê số lượng xe vào tổng số xe mà học sinh đăng ký Tính mới, tính khoa học khả áp dụng đề tài: Mơ hình thiết bị kiểm sốt số lượng xe vào nhà xe mở rộng triển khai nhiều địa điểm khác Dưới số ví dụ địa điểm mà mơ hình áp dụng: Nhà xe cơng cộng: Mơ hình triển khai nhà xe cơng cộng, bãi đỗ xe công cộng khu vực đỗ xe công cộng trung tâm mua sắm, sân bay, ga tàu, bến xe, trung tâm thể thao giải trí Nhà xe tư nhân: Các hệ thống kiểm sốt số lượng xe vào nhà xe sử dụng nhà xe tư nhân, chẳng hạn tòa nhà văn phòng, cao ốc, khu hộ, khách sạn, trung tâm thương mại địa điểm có nhu cầu quản lý kiểm sốt số lượng xe Khu thị thơng minh: Trong khu thị thơng minh, mơ hình tích hợp vào hệ thống quản lý giao thông để giám sát điều khiển lưu lượng xe cộ khu vực, cung cấp thông tin tình trạng đỗ xe hỗ trợ quy hoạch giao thông hiệu Các khu du lịch điểm tham quan: Các địa điểm du lịch công viên, khu vui chơi, di tích lịch sử điểm tham quan triển khai mơ hình để quản lý số lượng xe cung cấp thông tin đỗ xe cho khách du lịch Các khu vực đô thị đông dân: Trong khu vực đô thị đông dân, mơ hình kiểm sốt số lượng xe vào nhà xe sử dụng để giảm tắc nghẽn giao thông, quản lý số lượng xe khu vực tối ưu hóa việc sử dụng khơng gian đỗ xe Ngồi ra, mơ hình mở rộng áp dụng địa điểm khác tùy thuộc vào nhu cầu yêu cầu cụ thể dự án Với kết hợp thêm thiết bị cảm biến xe camera giám sát ta cịn nhận dạng xác xe vào học sinh (nội dung nghiên cứu phiên tiếp theo) 4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Thiết bị kiểm soát lượng xe vào học sinh - Phạm vi nghiên cứu: khuôn viên trường nhà xe trường THCS D’Ran Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp định lượng - Phương pháp so sánh, đối chứng - Phương pháp thực nghiệm với mơ hình trường THCS D’Ran - Trực tiếp nghiên cứu thiết bị tương tự điểm giữ xe máy siêu thị; thiết bị chống trộm hàng thời trang II TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU Kế hoạch nghiên cứu Nhóm xây dựng ý tưởng vào tháng Stt Thời gian Công việc 15/8 – 25/8 - Hình thành ý tưởng 26/8 – 30/8 - Phác thảo đề cương nghiên cứu 1/9 – 20/9 - Tìm kiếm, tham khảo tài liệu Người thực Cả nhóm Cả nhóm Cả nhóm Nhóm trưởng Xây dựng dàn ý chi tiết báo cáo nghiên cứu 21/9– 10/10 - Tiếp tục tìm kiếm, tham khảo tài liệu - Thiết kế vẽ - Mua thiết bị lắp đặt theo thiết kế 10/10- 20/10 21/10- 23/10 Nhóm trưởng Cả nhóm - Thiết kế mơ hình - Mua thiết bị lắp đặt theo thiết kế Cả nhóm - Hồn thành bảng thiết kế - Nhận định, đánh giá nhằm bước hồn thiện báo Cả nhóm Cả nhóm Ghi cáo nghiên cứu 24/10 - 27/10 - Thực nghiệm trường Cả nhóm THCS D’Ran mơ hình hồn chỉnh 28/10 - 10/11 Xây dựng nội dung thuyết trình file Word PowerPoint Cả nhóm -Hồn thiện báo cáo nghiên cứu - Tham gia thi cấp trường 11/11 - 23/11 - Hoàn thành báo cáo nghiên cứu thủ tục tham gia thi KH- KT cấp Huyện Cả nhóm Trình tự thực - Tìm hiểu, phân tích để tìm thiết kế phù hợp cho mơ hình - Tìm hiểu thiết bị phù hợp để lắp vào mơ hình - Thiết kế tiến hành lắp ráp phận - Thử nghiệm thiết bị chế tạo - Thực nghiệm trường, lấy ý kiến đánh giá từ người dùng - Khắc phục hạn chế mà người dùng đưa - Hoàn thiện sản phẩm Quy trình chế tạo sản phẩm 3.1 Thiết kế sơ đồ cấp nguồn điện đến thiết bị kiểm soát lượng xe vào trường THCS D’Ran Thiết bị kiểm soát Hệ thống cấp nguồn điện 5v cấp nguồn cho điều khiển còi để cấp nguồn cho module RFID522 mạch Arduino Qui trình cấp nguồn mơ tả hình bên 3.2 Nguyên lý hoạt động: - Khi thẻ RFID nằm phạm vi Mô-đun đầu đọc RFID (bộ thu phát), quét thẻ đọc giá trị. Sau đó, bo mạch Arduino Nano đọc giá trị từ đầu đọc RFID khớp giá trị với giá trị xác định trước mã. Chúng ta lưu giá trị thẻ mã Nếu giá trị thẻ khớp, Arduino tạo đầu PWM từ Chân để kích hoạt cịi và đèn LED màu xanh bắt đầu nhấp nháy còi phát âm “Bíp bíp” Nếu giá trị thẻ khơng khớp Arduino kích hoạt cịi kêu đèn khơng sáng .3 Tiến hành lắp ráp thiết bị 2.3.1 Thiết bị Thiết bị Hình ảnh Thơng số Còi Arduino Nano V3.0 ATmega 328P giá tiền Điện áp sử dụng: 3-12VDC Dòng tiêu thụ: 80dB Nhiệt độ hoạt động: -20 đến 70 độ C 20.000 Màu sắc: Đen đồng Kích thước: 9.5x12mm cực: Cực âm, cực dương Chân dài: cực dương Chân ngắn: Cực âm Thiết kế theo chuẩn chân, kích thước Arduino Nano hãng IC chính: ATmega328P-AU IC nạp giao tiếp UART: CH340 Điện áp cấp: 5VDC cổng USB 6-9VDC chân Raw 180.000 Mức điện áp giao tiếp GPIO: TTL đồng 5VDC Dòng GPIO: 40mA Số chân Digital: 14 chân, có chân PWM Số chân Analog: chân (hơn Arduino Uno chân) Flash Memory: 32KB (2KB Bootloader) SRAM: 2KB EEPROM: 1KB Clock Speed: 16Mhz Tích hợp Led báo nguồn, led chân D13, LED RX, TX Tích hợp IC chuyển điện áp 5V LM1117 Kích thước: 18.542 x 43.18mm Nguồn sử dụng: 3.3VDC Dòng điện:13~26mA Tần số hoạt động: 13.56Mhz Khoảng cách hoạt động: 0~60mm（mifare1 card） Chuẩn giao tiếp: SPI Tốc độ truyền liệu: tối đa 10Mbit/s Các loại card RFID hỗ trợ: mifare1 S50, mifare1 S70, mifare UltraLight, mifare Pro, mifare Desfire Kích thước: 40mm × 60m Điện áp vào 220V Điện áp 5VDC Dòng ra: 1A Đầu cắm kết nối: đầu cắm to Thẻ Chất liệu : nhựa Số lượng : 10 10 150.000 đồng Mơ hình Chất liệu : gỗ công nghiệp , giấy dán 100.000 đồng Mạch RFID NFC 13.56M HZ RC522 Nguồn 5V - 1A, Tổng chi phí lắp đặt hệ thống thiết bị 100.000 đồng 80.000 đồng 3.3.2 Tiến hành lắp ráp Bước Hồn thành mơ hình cổng trường THCS D’Ran Bước Gắn nguồn điện vi mạch xử lý Bước Cố định mạch điện dây điện mơ hình MỘT SỐ HÌNH ẢNH HOẠT ĐỘNG Thiết bị điều khiển trung tâm hệ thống Hình 3: Bộ nguồn nối hệ thống Hình Bộ thẻ Hình Xây dựng mơ hình cổng trường THCS D'Ran Hình Lắp thiết bị vào mơ hình 10 Hình Thử nghiệm chạy code Hình Sản phẩm hoàn thiện 11 Lắp đặt thử nghiệm thiết bị kiểm tra lượng xe vào Sử dùng thẻ cho xe vào cổng trường Xin ý kiến thầy cô, người thân, bạn bè để phát triển thiết bị cho tối ưu Một số rủi ro trình lắp đặt sử dụng + Rủi ro: Hiện chưa có rủi ro, có rủi ro chủ yếu thao tác mắc điện thiết bị bị hư hỏng, cháy chất lượng nhà sản xuất Giải pháp: Các mối nối cần đảm bảo, mua thiết bị nơi uy tín + An tồn: Thiết bị an tồn đến Kết luận kiến nghị a Kết luận Qua trình hình thành ý tưởng, nghiên cứu thực tế, lên thiết kế, tiến hành chế tạo thiết bị Tuy gặp số khó khăn mặt kĩ thuật song say mê nghiên cứu tận tình giáo viên hướng dẫn, chúng em tìm giải pháp lắp đặt thành thiết bị bước đầu nhận kết mong đợi Ưu điểm thiết bị - Khi sử dụng thiết bị ghi nhận số lượng xe cách tự động nhanh chóng Điều giúp bác bảo vệ đỡ vất vã, tiết kiệm chi phí thời gian thủ công đếm số lượng xe vào hàng ngày - Tính minh bạch trách nhiệm đảm bảo liệu lượng xe vào ghi lại, giúp giải tranh chấp khiếu nại liên quan đến việc sử dụng xe, đăng ký bảo quản xe thời gian học - Tích hợp cơng nghệ: Nhiều thiết bị kiểm sốt lượng xe đại có khả tích hợp với công nghệ khác hệ thống điều khiển thông minh, hệ thống thông tin giao thông, ứng dụng di động Điều cung cấp tính linh hoạt tiện ích cho việc quản lý lượng xe giao thông b Kiến nghị - Hiện thời gian hình thành ý tưởng thời gian thực làm sản phẩm ngắn nên sản phẩm chưa hoàn thiện với ý tưởng ban đầu - Kinh phí thực hạn hẹp chưa thực số yêu cầu kĩ thuật vật liệu - Sản phẩm hoàn thiện phiên như: + Nhận diện xe thẻ đồng chip gắn lên xe + Lắp đặt thêm camera quan sát hình ảnh + Xuất bảng thống kê theo ngày, mong muốn 12 + Tạo hộp bảo vệ thiết bị kính suốt TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa công nghệ – Nhà xuất Giáo dục Sách giáo khoa vật lý - Nhà xuất Giáo dục Sách công nghệ điện - Nhà xuất Giáo dục Truy cập vào trang web http://arduino.cc/en/Main/Software