BÁO cáo dự án hệ THỐNG điều KHIỂN tự ĐỘNG THIẾT bị điện lớp học HIỆU QUẢ TIẾT KIỆM

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TAM DƯƠNG TRƯỜNG THCS TAM DƯƠNG BÁO CÁO DỰ ÁN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG THIẾT BỊ ĐIỆN LỚP HỌC HIỆU QUẢ TIẾT KIỆM Lĩnh vực: Mã 10 – Hệ thống nhúng NHÓM THỰC HIỆN: ĐINH TIẾN MẠNH Nhóm trưởng NGUYỄN THỊ NGUYỆT MINH Thành viên NGƯỜI HƯỚNG DẪN: ĐỖ XUÂN CHIẾN – Giáo viên Tam Dương, tháng 12 năm 2019 PHỤ LỤC MỞ ĐẦU Lý chọn dự án/ đề tài 2.Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Mục tiêu nghiên cứu 4 Giới hạn phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu 6.1 Xác định rõ mục tiêu việc làm: 6.2 Tìm hiểu đặc điểm thời gian học nhà trường 7 Chế tạo sản phẩm 7.1 Thiết kế hệ thống 7.2 Cách sử dụng 15 7.3 Nguyên lí hoạt động sản phẩm : 15 7.4 Những điểm dự án 15 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 16 Kết thảo luận .16 Kết luận khoa học 17 3.Hướng phát triển tương lai .17 Tài liệu tham khảo/ trích dẫn khoa học 17 BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM MỞ ĐẦU Lý chọn dự án/ đề tài Ngày nay, xã hội đại, khoa học kỹ thuật phát triển sống người đầy đủ tiện nghi việc ứng dụng tự động hóa rộng rãi Trong nhà thơng minh, đồ dùng nhà từ phịng ngủ, phịng khách đến toilet gắn điều khiển điện tử kết nối với Internet điện thoại di động, cho phép chủ nhân điều khiển vật dụng từ xa lập trình cho thiết bị nhà hoạt động theo yêu cầu Thêm vào đó, đồ gia dụng hiểu ngơn ngữ có khả tương tác với Tuy nhiên, có điều nhận thấy giải pháp quản lý ngơi nhà thơng minh tịa nhà thơng minh tập đoàn lớn hay doanh nghiệp nhỏ cung cấp phụ thuộc nhiều vào chất lượng dịch vụ viễn thông, bao gồm mạng điện thoại mạng Internet tốc độ cao Đối với nhà thông minh ngày phát triển ứng dụng nhiều công nghệ để điều khiển nhằm mang lại hiệu tiện nghi, đại cho người, phịng học, phịng thí nghiệm, phịng thực hành học sinh, văn phòng … với thiết bị sử dụng không nhiều khác với thiệt bị sử dụng nhà cần có hệ thống quản lý điều khiển nhầm đem lại hiệu tiết kiệm tránh lãng phí Từ chúng em thiết kế “ Hệ thống điều khiển tự động thiết bị điện lớp học hiệu tiết kiệm” Nhằm mục đích sử dụng thiết bị điện hiệu tiết kiệm giải pháp chống lãng phí hiệu mà nhóm lựa chọn thiết bị điều khiển tự động tắt thiết khơng cịn sử dụng Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Sản phẩm đời áp dụng có ý nghĩa lớn thực tiễn như:  Hệ thống tối ưu cho tự động các thiết bị đồ dùng điện phòng học, cho phép điều khiển thiết bị đèn, quạt, máy lạnh… theo học có người trong phịng học cài đặt, thiết bị làm việc lúc phịng học có điện  Với thiết bị này, cần người bước vào phòng hệ thống điện tự động bật lên tự động tắt người ra hết khỏi phòng BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM  Thiết bị giúp người giảm tiếp xúc với nguồn điện, tránh tai nạn không đáng có, đồng thời tiết kiệm điện Thiết bị hoạt động nhạy tự động điều chỉnh ánh sáng theo cường độ sáng + Tự động bật tắt quạt theo thay đổi nhiệt độ môi trường + Khi thiết bị điện sử dụng cảm biến phát người khơng cịn phịng tự động tắt bớt thiết bị theo thời gian tắt hết + Thiết bị có hệ thống chống trộm vào ban đêm Mục tiêu nghiên cứu Trong trình thực nhóm tác giả ln bám sát mục tiêu đề tài mục đích nghiên cứu dự án để trả lời câu hỏi "Tại nghiên cứu? Nghiên cứu để làm gì? Mức độ nghiên cứu đến đâu?" Căn vào câu hỏi đặt vậy, nhóm tác giả hướng dẫn giáo viên tham khảo nhiều người có chun mơn lĩnh vực nghiên cứu nguồn internet đưa, mục tiêu nghiên cứu đề tài nhằm: 3.1 Mục tiêu tổng quát - Phác họa thiết kế ban đầu sản phẩm mơ hình khối - Thiết kế sản phẩm ban đầu thử nghiệm - Hoàn thiện sản phẩm cách gọn nhất, tối ưu Hoạt động ổn định hiệu - Khảo sát ý kiến số chuyên gia ý kiến số nhà trường 3.2 Mục tiêu cụ thể - Khảo sát ý kiến ý tưởng khoa học nhóm triển khai thiết kế sơ Chế tạo hệ thống điều khiển thiết bị điện tự động lớp học - Xây dựng sơ đồ khối nguyên lý hoạt động sản phẩm Sử dụng thiết bị: van từ, cảm biến nhiệt, nguồn 12V, công tắc từ, đồng hồ hiển thị, đèn thông báo, loa thông báo - Tìm kiếm thiết bị để làm sản phẩm dự trù kinh phí cho sản phẩm ưu tiên thiết bị sử dụng có sẵn phịng mơn, kinh phí hỗ trợ từ nhà trường ủng hộ từ gia đình - Lắp giáp sản phẩm thơ sơ ban đầu, chuẩn bị thử nghiệm Tìm lỗi phát sinh sản phẩm BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM - Tham khảo ý kiến chuyên gia giáo viên hướng dẫn khắc phục lỗi sản phẩm Hoàn thiện sản phẩm đưa thử nghiệm Giới hạn phạm vi nghiên cứu - Nhóm tác giả điều tra phạm vi giáo viên lớp học trường THCS Tam Dương, huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc Để nghiên cứu có hiệu quả, nhóm tác giả điều tra thực tế nhu cầu thái độ phản ứng đối tượng sử dụng hệ thống điều khiển thiết bị điện tự động - Nghiên cứu chế tạo thiết bị điều khiển tự động thiết bị điện với đầy đủ yêu cầu đặt lớp học phải hiệu quả, tiết kiệm điện Thời gian nghiên cứu: từ tháng đến tháng 11 năm 2019 Phương pháp nghiên cứu 5.1 Phương pháp quan sát, khảo sát thực tế Quan sát trực tiếp hệ thống tắm bình nước nóng để thu thập thơng tin, hình ảnh thực trạng hệ thống Để đưa ý tưởng ban đầu hệ thống điều khiển tự động thiết bị điện 5.2 Phương pháp điều tra khảo sát Nhóm tác giả khảo sát + Giáo viên, nhân viên, học sinh trường THCS Tam Dương Để biết nhu cầu sử dụng thiết bị điện lớp học hoạt động hàng ngày 5.3 Phương pháp thực nghiệm khoa học Dùng trình chế tạo sản phẩm để kiểm tra vận hành, đo đếm, tính tốn để thiết bị vận hành tốt trình chạy thử thiết bị Các kết thực nghiệm ghi chép đầy đủ Nếu có lỗi phát sinh q trình thực nghiệm chúng em phải tìm hiểu thêm để khắc phục 5.4 Phương pháp phân tích tổng kết kinh nghiệm Nghiên cứu xem xét lại thành thực tiễn khứ để rút kết luận bổ ích cho thực tiễn vấn đề nghiên cứu Các kinh nghiệm giúp chúng em vận hành hệ thống ngày xác 5.5 Phương pháp chuyên gia BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM Sử dụng trí tuệ đội ngũ chuyên gia, giáo viên Vật lý, Cơng nghệ có chun mơn sâu để xem xét nhận định chất đối tượng, tìm giải pháp tối ưu, an tồn, hiệu quả, tiết kiệm chi phí Nội dung nghiên cứu 6.1 Xác định rõ mục tiêu việc làm: Luôn đặt câu hỏi: Chế tạo nào, đâu? Việc yêu cầu phải chủ động tìm hiểu thơng tin từ tài liệu kĩ thuật, từ internet, từ thầy có chun mơn để tránh việc trùng lặp dự án với đơn vị nghiên cứu Sản phẩm chế tạo giúp nhà trường vận hành, quản lý hoạt động giáo dục tiện lợi hiệu Sản phẩm chế tạo phải có vỏ nhựa cách điện thẩm mĩ, module cảm biến nhiệt, cảm biến ánh sáng, cảm biến chuyển động hoạt động ổn định cao, có tính áp dụng thực tiễn cao dễ sử dụng Xuất phát từ việc xác định rõ mục tiêu vậy, nhóm tác giả tiến hành bắt tay vào cơng việc nghiên cứu thực tiễn chế tạo sản phẩm - Phác họa mơ hình hệ thống hình vẽ - Tìm thiết bị cần dùng sẵn có thiết bị cần mua cho cơng trình nghiên cứu, ưu tiên vật dụng tận dung sẵn có - Lắp giáp hệ thống sơ - Vận hành thử để tìm vấn đề cần khắc phục - Hoàn thiện hệ thống - Thử nghiệm lại - Khảo sát nhu cầu sử dụng gia đình với hệ thống hồn thiện 6.2 Tìm hiểu đặc điểm thời gian học nhà trường - Thời gian làm việc nhà trường lớp học sáng giờ, đến 11 30 nghỉ Chiều 12 30 đến 17 50 nghỉ Tuy nhiên dạy đội tuyển thi HSG cấp tỉnh dạy ban đêm thời gian kéo dài đến 21 30 nghỉ - Đèn hành lang dãy phòng mở từ 18 hôm trước đến sáng ngày hơm sau - Ban đêm cần có hệ thống báo chống trộm BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM Chế tạo sản phẩm 7.1 Thiết kế hệ thống Từ yêu cầu điều khiển phần thiết kế hệ thống tiến hành thiết kế điều khiển có chức đáp ứng yêu cầu Sơ đồ khối điều khiển Hình Hình Sơ đồ khối điều khiển Khối điều khiển trung tâm phải có khả điều khiển hết tất thiết bị tất dãy phòng với số lượng thiết bị khác nhau, thay đổi thiết kế số lượng thay đổi Khối công suất phức tạp số lượng thiết bị điều khiển phòng khác nên thiết kế chi tiết khó, số lượng thiết bị điều khiển dùng port vi điều khiển ít, số lượng nhiều phải dùng nhiều port dẫn đến vi điều khiển khơng có khả đáp ứng Để tiện lợi cho khả điều khiển khả đáp ứng hệ thống thiết kế dùng riêng vi điều khiển có 32 IO để điều khiển cho 32 ngõ Để điều khiển quản lý thiết bị theo thời gian hệ thống có đồng hồ thời gian thực Khối hiển thị có chức hiển thị thơng tin thời gian, nhiêt độ phòng, dòng điện tải dùng, trạng thái hoạt động thiết bị Khối bàn phím cho phép người sử dụng điều khiển tắt mở thiết bị, điều chỉnh thời gian Lựa chọn thiết bị cho khối a) Khối bàn phím BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM Khối bàn phím có chức dùng để điều khiển thiết bị với số lượng thiết bị lên đến 32 thiết bị nên phải dùng bàn phím ma trận Khi chọn bàn phím phải thoã yêu cầu: nhỏ gọn, đầy đủ, bền, nhiều phím làm rối người sử dụng, phím điều khiển trở nên phức tạp Để hài hồ tiêu chí nhóm nghiên cứu định chọn bàn phím ma trận 4x4 16 phím có sẵn thị trường Hình Hình Bàn phím Các phím cịn lại lập trình để có chức mong muốn nhấn nút mở hết tất thiết bị hay nhấn nút tắt hết tả thiết bị b) Lựa chọn khối hiển thị - Khối hiển thị có chức hiển thị nhiều thơng tin nêu đáp ứng yêu cầu kích thước, có nhiều loại kích thước LCD khác nhau, nhóm nghiên cứu định chọn LCD 20×4 hiển thị 80 ký tự, hình ảnh LCD sơ đồ chân hình 2-2.Hình Khối hiển thị LCD BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM Để giao tiếp với hình LCD có chuẩn giao tiếp: giao tiếp bit liệu giao tiếp bit liệu Giao tiếp bit nhanh gấp đơi giao tiếp bit c)Lựa chọn khối thời gian thực Khối hiển thời gian thực đóng vai trị quan trọng điều khiển quản lý thiết bị theo thời gian thực Trong hệ thống phải có khối thời gian thực để điều khiển cho phép mở thiết bị học hay làm việc tự động tắt thiết bị ngồi làm việc ngồi học Có nhiều IC thời gian thực phân loại theo phương thức giao tiếp: giao tiếp song song giao tiếp nối tiếp Giao tiếp song song nhanh giao tiếp nối tiếp sử dụng nhiều tín hiệu, giao tiếp nối tiếp chậm sử dụng đường tín hiệu Do u cầu tốc độ khơng cao nên nhóm nghiên cứu chọn IC thời gian thực Ds13B07 giao chuẩn nối tiếp I2C dùng tín hiệu Sơ đồ chân IC hình 2.4 sơ đồ tổ chức bên hình Hình 2.4 Sơ đồ chân DS1307 BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM Hình Tổ chức nhớ DS1307 BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM Hình Tổ chức ghi thời gian d)Lựa chọn khối cảm biến nhiệt cảm biến quang Trong hệ thống có khối cảm biến nhiệt cảm biến quang để nhận biết nhiệt độ ánh sáng nhầm mục đích điều tiết giảm bớt ánh sáng điều khiển ánh sáng đèn cho phòng học lớp lý thuyết Các phòng thực hành chủ yếu dùng ánh sáng đèn nên khơng cần Cảm biến ánh sáng chọn quang trở CDS cảm biến nhiệt chọn DS18B20 Cảm biến nhiệt DS18B20 giao tiếp tín hiệu số chuẩn dây trực tiếp với vi điều khiển Cảm biến quang trở kết hợp với điện trở để chuyển đổi thay đổi ánh sáng thành thay đổi điện trở chuyển thành thay đổi điện áp đưa đến khối ADC 10 bit tích hợp vi điều khiển để nhận biết cường độ ánh sáng mốc thời gian khác nhau, kết hợp với nhiệt độ để điều chỉnh tắt mở đèn cho phù hợp ánh sáng Nếu ánh sáng nhiều nhận biết từ cảm biến nhiệt độ cao nhận biết từ cảm biết nhiệt trời nóng sáng, kết hợp với thời gian thực từ tầm sáng đến 15 điều khiển tắt bớt dãy đèn phòng học lý thuyết Ngược lại trời tối, nhiều mây, nhiệt độ giảm ta mở thêm đèn, thấp mở hết đèn Cảm biến nhiệt DS18B20 có tầm đo từ 50 đến 120 độ Cảm biến nhiệt dùng để tắt quạt, máy lạnh nhận biết nhiệt độ thấp BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM 11 BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM e)Lựa chọn khối cảm biến PIR(Passive InfraRed sensor) Theo u cầu phịng làm việc khơng có người thiết bị mở tiến hành tắt bớt tiếp tục tắt hết Cảm biến PIR cảm biến thụ động dùng nguồn kích thích tia hồng ngoại Tia hồng ngoại (IR) tia nhiệt phát từ vật thể nóng Trong thể ln có thân nhiệt (thường 37 độ C), thể phát tia nhiệt, hay gọi tia hồng ngoại, người ta dùng tế bào điện để chuyển đổi tia nhiệt thành tín hiệu điện nhờ mà làm cảm biến phát vật thể nóng chuyển động Hình Cảm biến PIR f)Khối cơng suất cảm biến dịng Bộ điều khiển có chức đóng mở thiết bị nên có vai trị contact điều khiển tự động theo yêu cầu Các contact phải có khả chịu dịng tải dùng Theo số liệu khảo sát chương contact đèn điều khiển dãy đèn gồm bóng đèn, bóng đèn 1,2 m có công suất 40W, tổng công suất cho dãy 160W Các bóng đèn dùng nguồn điện 220V nên dòng điện cho contact 0,72A Mỗi contact điều khiển quạt có cơng suất nhỏ 100W nên dịng nhỏ, chưa tới 0,5 A Máy lạnh có cơng suất 1HP dịng làm việc 3,39A Máy lạnh có cơng suất 1,5HP dịng làm việc 5,08 A Có nhiều thiết bị sử dụng triac, relay solid relay.Dùng relay cách ly tốt nguồn, khơng áp nhiên đóng ngắt tải phát sinh hồ quang gây nhiễu cho điều khiển, mạch chống dội hồ quang phức tạp Dùng triac nhỏ BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM 12 BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM gọn, khơng phát sinh hồ quang nên khơng gây nhiễu nên nhóm nghiên cứu định chọn triac Có nhiều loại triac có thị trường, nhóm chọn loại triac BTA12 để điều khiển, khả chịu dòng 12A Loại triac thứ BTA24 có khả chịu dịng lên đến 24A Để biết tải có hoạt động hay khơng phải dùng cảm biến dòng mắc nối tiếp với tải Cảm biến dịng biến dịng cảm ứng qua mạch chỉnh lưu biến thành điện áp DC Khi tải mở dịng Khi tải mở có dịng điện áp DC tăng tương ứng tải Khi mở nhiều tải điện áp DC tăng tuyến tính theo dịng tải Khối cảm biến dịng dùng IC ACS712ELCTR – 30A có khả chịu dòng lên đến 30A g) Khối truyền liệu: Có chức truyền liệu trung tâm để điều khiển, nhiên vấn đề thuộc dạng mở rộng, làm sẵn để phát triển thực Chuẩn truyền liệu truyền xa nhóm chọn CAN Nhóm tác giảm dự định điều khiển tắt mở thiết bị từ xa dùng tin nhắn SMS mạng, nhiên yêu cầu chưa thật cần thiết nên khơng thiết kế k)Khối điều khiển trung tâm Có chức liên cách thành phần điều khiển hệ thống hoạt động theo yêu cầu Vi điều khiển chọn phải đáp ứng đầy đủ số port điều khiển, chuẩn truyền liệu Nhóm định chọn vi điều khiển PIC18F4680 có khả đáp ứng yêu cầu i) Khối nguồn cung cấp cho hệ thống hoạt động Hệ thống hoạt động với nguồn 5V DC công suất: Cơng suất LCD 6m5V + 1900mW(Backlight) = 1930mW = 1,9W Các vi điều khiển dịng tiêu thụ nhỏ nên nhóm chọn nguồn cung cấp 5W hay 5000mW cung cấp cho mạch hoạt động Trong hệ thống tiêu thụ nhiều công suất đèn Backlight LCD 1900mW, để giảm bớt nguồn khơng cần quan sát nhóm thiết kế dùng transistor để điều khiển ccho phép sáng cần tắt không BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM 13 BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM cần để giảm công suất tiêu thụ không cần thiết tăng tuổi thọ sử dụng cho LCD Sau thi công hệ thống, nhóm bắt đầu lập trình để hệ thống hoạt động theo yêu cầu đặt 7.2 Cách sử dụng Hệ thống có đèn led để báo thiết bị hoạt động Bước 1: Cách đặt thời gian chuẩn: Cài thời gian vào công tắc hẹn để làm thời gian chuẩn cho máy hoạt động Đặt giờ, phút, giây cho hệ thống Nhấn phím hiển thị menu, chọn tiếp phím để cài đặt thời gian nhấn số để chọn phút, giây,… nhấn số để tăng giờ, phút Nhấn số để giảm.Để lưu cài đặt chọn phím Đặt thứ (ngày tuần) Nhấn phím hiển thị Menu, chon tiếp phím để cài thời gian nhấn số chuyển sang chế độ thay đổi ngày chọn phím 2,3 để tăng giảm Để lưu cài đặt chọn phím Bước 2: Đặt thời điểm tắt/ mở cho thiết bị Chọn thời điểm bật/ tắt thiết bị: Chọn thời gian mùa hè nhấn phím hiển thị Menu, chọn phím chọn bật tắt Nhấn phím để lưu Chọn thời điểm mùa đơng chọn phím chọn bật tắt Nhấn phím để lưu Bước 3: Chọn chế độ bật tắt quạt theo nhiệt độ, ánh sáng 7.3 Nguyên lí hoạt động sản phẩm : Hệ thống dựa vào cảm biến PIR (cảm biến hồng ngoại thụ động), cảm biến nhiệt độ chip đếm thời gian thực để thực thiết lập chế độ hoạt động Các chế động hoạt động thiết lập dựa vào lịch làm việc lớp học ngày 7.4 Những điểm dự án - Thiết bị dễ sử dụng lắp đặt đơn giản - Thiết bị hoạt động tự động độc lập không phụ thuộc vào điện thoại di động mạng Internet cịn thiết bị nhà trơng minh bán thị trường phụ thuộc nhiều vào chất lượng dịch vụ viễn thông, bao gồm mạng điện thoại mạng Internet - Thiết bị gồm chế lập trình sẵn: Hệ thống thiết kế hoạt động theo lịch trình BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM 14 BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM định Như cho phép điều khiển thiết bị đèn, quạt, máy lạnh theo học  Cơ chế cảm ứng: Cơ chế cảm ứng chế linh hoạt ánh sáng, nhiệt độ, chuyển động hoạt động biến đổi trạng thái mà hệ thống cảm ứng ghi nhận để tự điều khiển phù hợp KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết thảo luận a) Ưu điểm: - Thiết bị dễ sử dụng, lắp đặt sử dụng hiệu - Thiết bị điều khiển tự động làm cho đồ dùng điện lớp học hiệu tiết kiệm làm cho đồ dùng điện bền - Thiết bị gồm hai chế hoạt động chế lập trình sẵn: Như cho phép điều khiển thiết bị đèn, quạt, máy lạnh theo học:  Giờ mùa hè cho phép mở từ 45 phút đến 11 20, từ 13 30 đến 17 50  Giờ học mùa đông đến 11 35 phút , từ 13 30 đến 17 30 Nếu khơng có người hệ thống tự tắt sau 30 giây  Người sử dụng mở thiết bị quên tắt hệ thống tự động tắt hết làm việc  Cho phép chọn chế độ mở thiết bị phòng cho lớp học ban đêm đến 21 30 tự động tắt hết  Có đồng hồ thời gian thực hiển thị LCD cho phép chỉnh thời gian sai  Từ 21 trở chuyển sang chế độ báo động phát người phịng (Chọn bật tắt)  Có chức điều khiển đèn hành lang từ 18 đến sáng ngày hơm sau, điều chỉnh Cơ chế cảm ứng: Cơ chế cảm ứng chế linh hoạt, hoạt động biến đổi trạng thái mà hệ thống cảm ứng ghi nhận để tự điều khiển phù hợp như: Như thiết bị điện sử dụng cảm biến phát người khơng cịn phịng tự động tắt bớt thiết bị theo thời gian tắt hết + Thiết bị tự động bật/tắt quạt, máy lạnh theo nhiệt độ 250C quạt tự động tắt BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM 15 BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM + Khi có ánh sáng phù hợp thiết bị tự động tắt bóng đèn b)Hạn chế sản phẩm: - Lắp đặt tốn nhiều công thời gian Kết luận khoa học Sau hoạt thử nghiệm nhóm tác giả thấy kết nghiên cứu: Bộ điều khiển hoạt động ổn định trải qua thời gian sử dụng lớp học thấy: Mạch tự động bât/tắt thiết bị hết dạy học thời gian đặt trước Tự động tắt mở đèn hành lang Khi phát có người mà tất thiết bị tắt mở đèn cho sáng, có thiết bị đèn mở khơng tự động mở Khả cấp dịng cho tải lớn 3.Hướng phát triển tương lai Sản phẩm lắp đặt văn phịng, phịng ban cơng sở Tài liệu tham khảo/ trích dẫn khoa học Sách giáo khoa Vật lý 9.Nhà xuất giáo dục Năm 2012 Trang Webhttp: google.com.vn Nguyễn Đình Phú, Vi Xử Lý, Đại Học SPKT, 2012 BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM 16 BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM BAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEMBAO.cao.du.an.he.THONG.dieu.KHIEN.tu.DONG.THIET.bi.dien.lop.hoc.HIEU.QUA.TIET.KIEM