Đang tải... (xem toàn văn)
thông qua thao tác cực kì đơn giảnlà chạm vào phím cảm ứng hoặc có thể điều khiển từ xa bằng điệnthoại hay máy tính bảng.Thiết bị thông minh này sẽ kết nối với các thiết bị bằng sóng tín
lOMoARcPSD|39211872 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN ===oOo=== Báo cáo bài tập lớn môn thiết bị điện thông mình Đề tài: Thiết kế mô hình điều khiển quạt bằng công tắc thông minh Giáo viên hướng dẫn: TS Đoàn Đức Thắng Nhóm 11: Dương Thế Hiển MSV: 2021601710 Lương Xuân Tiến MSV: 2021602035 Đoàn Văn Trường MSV: 2021601531 Phạm Xuân Trường MSV: 2021601911 Lớp : EE6050.3 Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2023 Downloaded by mon hon (monmon1@gmail.com) lOMoARcPSD|39211872 BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHĨA VIỆT NAM NGHIỆP HÀ NỘI Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ ĐIỆN THÔNG MINH Nhóm 11 STT Họ và tên MSV Lớp 1 Dương Thế Hiển 2021601710 Điện 2 – K16 2 Lương Xuân Tiến 2021602035 Điện 2 – K16 3 Đoàn Văn Trường 2021601531 Điện 2 – K16 4 Phạm Xuân Trường 2021601911 Điện 2 – K16 Giáo viên hướng dẫn:TS Đoàn Đức Thắng Nội dung Đề tài: Thiết kế mô hình điều khiển quạt bằng công tắc thông minh Downloaded by mon hon (monmon1@gmail.com) lOMoARcPSD|39211872 MỤC LỤC Lời nói đầu .1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TẮC THÔNG MINH 2 1.1 Khái niệm về thiết bị điện thông minh 2 1.2 Công tắc thông minh 2 1.3 IoT .2 1.3.1 Khái niệm về IoT 2 1.3.2 Cấu trúc của IoT 3 1.4 Giao tiếp với thế giới thực .4 1.4.1 Khái niệm về WiFi 4 1.4.2 Khái niệm về Internet 4 1.5 Lợi ích của công tắc điều khiển quạt thông minh 4 1.6 Mục đích đề tài 5 1.7 Kết luận .6 CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN QUẠT BẰNG CÔNG TẮC THÔNG MINH .6 2.1 Tổng quan về Blynk IOT 6 2.1.1 Giới thiệu về Blynk IOT .6 2.1.2 Cách thức hoạt động 7 2.2 Tổng quan về vi điều khiển .8 2.2.1 Giới thiệu về vi điều khiển 8 2.2.2 Cấu tạo của vi điều khiển 8 2.2.3 Chức năng của vi điều khiển .9 Downloaded by mon hon (monmon1@gmail.com) lOMoARcPSD|39211872 2.3 Sơ đồ khối của mô hình 11 2.3.1 Chức năng các khối 11 2.4 Nguyên lý hoạt động 14 2.5 Tính toán thiết kế hệ thống điều khiển 14 2.5.1 Nút bấm .14 2.5.2 Vi điều khiển ESP32 15 2.5.3 Mạch công suất L298 16 2.6 Kết nối phần cứng 18 2.6.1 Kết nối nút nhấn với vi điều khiển 18 2.6.2 Kết nối L298 với vi điều khiển 18 2.7 Thiết kế thuật toán điều khiển 19 2.7.1 Thuật toán chương trình 19 2.7.2 Thuật toán điều khiển động cơ quạt 20 2.7.3 Code của chương trình 20 CHƯƠNG 3 MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM 26 3.1.1 Giới thiệu mô hình 26 3.1.2 Vận hành mô hình .26 CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH HÌNH 2.1 Vi điều khiển 8 HÌNH 2.2 Cấu tạo vi điều khiển 8 HÌNH 2.3 Sơ đồ khối của mô hình .11 HÌNH 2.4 Vi điều khiển ESP32 15 BẢNG 2.1 Thông số kĩ thuật ESP32 15 Downloaded by mon hon (monmon1@gmail.com) lOMoARcPSD|39211872 HÌNH 2.5 Sơ đồ chân vi điều khiển ESP32 16 HÌNH 2.6 Mạch công suất L298 17 HÌNH 2.7 Kết nối nhút nhấn với vi điều khiển 18 HÌNH 2.8 Kết nối L298 với vi điều khiển 18 HÌNH 2.9 Thuật toán chương trình 19 HÌNH 2.10 Thuật toán điều khiển động cơ quạt .20 PHỤ LỤC BẢNG BIỂU BẢNG 2.1 Thông số kĩ thuật ESP32 16 Downloaded by mon hon (monmon1@gmail.com) lOMoARcPSD|39211872 Lời nói đầu Trong những năm gần đây, IoT đang là một khái niệm quen thuộc, là câu “cửa miệng” trong các hội thảo về khoa học công nghệ Việc ứng dụng IoT vào mọi mặt của đời sống đang trở nên vô cùng cấp bách và cần thiết Theo xu hương đó, nhóm em làm Đề tài: Thiết kế mô hình điều khiển quạt bằng công tắc thông minh Với mục đích có được kiến thức nền tảng của môn học, làm nền cho các dự án lớn sau này như ngôi nhà thông minh hay điều khiển trong công nghiệp sử dụng IoTs,… Ngoài việc hoàn thành báo cáo với những công việc trên thì nó còn có ý nghĩa sâu sắc đối với sinh viên thực hiện Một lần nữa sinh viên được thực hành những kiến thức học được từ trên ghế nhà trường sẽ giúp hình thành sản phẩm công nghiệp, được sử dụng, cầm tay lắp ráp những cảm biến mà từ trước chỉ nằm trên trang giấy Trong quá trình tiến hành không thể gặp những khó khăn vấp phải Tuy nhiên do hạn chế về kinh nghiệm và thời gian thực hiện nên việc giải quyết đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót Do đó rất mong có sự chỉ bảo thêm của thầy 1 Downloaded by mon hon (monmon1@gmail.com) lOMoARcPSD|39211872 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TẮC THÔNG MINH 1.1 Khái niệm về thiết bị điện thông minh Thiết bị điện thông minh là các thiết bị điện tử được sản xuất dựa trên trí tuệ nhân tạo kết nối với các thiết bị điện không dây khác như: 4G, WiFi, … Tạo nên một mạng lưới giúp bạn dễ dàng điều khiển Những thiết bị này sẽ giúp đời sống của bạn được nâng cao, tiện ích, tiết kiệm thời gian hơn, … Thiết bị điện thông minh là bước tiến vượt bậc giúp cuộc sống của mỗi người chúng ta ngày càng hiện đại Các thiết bị không những có thể điều khiển qua công tắc mà còn qua giọng nói, điện thoại, … 1.2 Công tắc thông minh Công tắc thông minh là loại công tắc giúp người dùng có thể đóng/mở các thiết bị điện như: Bóng đèn, quạt, thông qua thao tác cực kì đơn giản là chạm vào phím cảm ứng hoặc có thể điều khiển từ xa bằng điện thoại hay máy tính bảng Thiết bị thông minh này sẽ kết nối với các thiết bị bằng sóng tín hiệu truyền nên sẽ có độ an toàn cao hơn so với những loại công tắc thông thường Ngoài ra, khi bạn ra khỏi nhà vẫn có thể điều khiển các thiết bị trong nhà được, đây là đặc điểm mà rất nhiều người yêu thích và tin dùng 1.3 IoT 1.3.1 Khái niệm về IoT Thuật ngữ IoT ngày nay đang được nhiều người sử dụng để nói về việc mở rộng sức mạnh của internet vượt ra ngoài khỏi phạm vi máy tính và điện thoại thông minh, kết nối tới vạn vật, các quy trình và môi trường khác 2 Downloaded by mon hon (monmon1@gmail.com) lOMoARcPSD|39211872 IoT là gì? IoT là viết tắt của “Internet of Things”, đề cập đến hàng tỷ thiết bị vật lý trên khắp thế giới hiện được kết nối với internet, tất cả đều thu thập và chia sẻ dữ liệu Các thiết bị vật lý này được thêm các cảm biến, được lập trình hoặc sử dụng bất kỳ một công nghệ nào đó, cho phép chúng giao tiếp dữ liệu thời gian thực mà không cần đến con người Nhờ sự xuất hiện của chip máy tính siêu rẻ và sự phổ biến của mạng không dây, có thể biến mọi thứ, từ nhỏ như viên thuốc đến lớn như máy bay, thành một phần của IoT 1.3.2 Cấu trúc của IoT Hệ thống IoT gồm những gì? Kiến trúc IoT không được thống nhất trên toàn cầu Thế nhưng định dạng cơ bản và phổ biến rộng rãi nhất là cấu trúc IoT ba lớp Mô hình được giới thiệu lần đầu tiên ở các nghiên cứu sớm nhất về cấu trúc hệ thống IoT gồm ba tầng: Perception, Network, và Application Application: Lớp ứng dụng chịu trách nhiệm cung cấp các dịch vụ, ứng dụng cụ thể cho người dùng tương tác Ví dụ khi triển khai nhà thông minh, trong đó người dùng nhấn vào một nút trong ứng dụng để bật máy pha cà phê Network: dữ liệu được thu thập cần được truyền và xử lý Lớp mạng kết nối các thiết bị ở trên với các đối tượng thông minh, máy chủ và thiết bị mạng khác Perception: Chính là lớp vật lý của kiến trúc, nơi tồn tại các cảm biến và các thiết bị được kết nối thu thập nhiều lượng dữ liệu khác nhau theo nhu cầu của dự án Tầng này bao gồm các thiết bị biên (edge), cảm biến và thiết bị truyền động tương tác với môi trường 3 Downloaded by mon hon (monmon1@gmail.com) lOMoARcPSD|39211872 1.4 Giao tiếp với thế giới thực 1.4.1 Khái niệm về WiFi Wifi là viết tắt của Wireless Fidelity là hệ thống truy cập internet không dây Loại sóng vô tuyến này tương tự như sóng điện thoại, truyền hình và radio Wifi là công cụ kết nối không thể thiếu trên điện thoại, laptop, máy tính bảng và một số thiết bị thông minh khác như smartwatch 1.4.2 Khái niệm về Internet Internet hay Mạng (phiên âm tiếng Việt: in-tơ-nét) là một hệ thống thông tin toàn cầu có thể được truy nhập công cộng gồm các mạng máy tính được liên kết với nhau Hệ thống này truyền thông tin theo kiểu nối chuyển gói dữ liệu (packet switching) dựa trên một giao thức liên mạng đã được chuẩn hóa (giao thức IP) Hệ thống này bao gồm hàng ngàn mạng máy tính nhỏ hơn của các doanh nghiệp, của các viện nghiên cứu và các trường đại học, của người dùng cá nhân và các chính phủ trên toàn cầu, được liên kết bởi một loạt các công nghệ mạng điện tử, không dây và mạng quang.[3] Internet mang theo một loạt các tài nguyên và dịch vụ thông tin, chẳng hạn như các tài liệu và ứng dụng siêu văn bản được liên kết với nhau của World Wide Web (WWW), thư điện tử, điện thoại và chia sẻ file 1.5 Lợi ích của công tắc điều khiển quạt thông minh Tiện lợi: Còn gì tiện lợi hơn việc người dùng không cần phải di chuyển nhiều nhưng vẫn quản lý và điều khiển các thiết bị trong ngôi nhà của mình từ xa thông qua app quản lý hoặc giọng nói 4 Downloaded by mon hon (monmon1@gmail.com) lOMoARcPSD|39211872 An toàn: Với thiết kế dây điện được lắp ngầm bên trong ổ điện và có mặt kính cách điện giúp hạn chế tối đa các rủi ro về điện như chập cháy hay rò rỉ điện so với công tắc thông thường Kết hợp với các thiết bị thông minh khác: Công tắc còn có thể kết hợp với đèn trong nhà và tạo ra các thay đổi tùy theo ngữ cảnh đã được thiết lập, ví dụ như mở đèn vào 6h sáng để đánh thức cả nhà dậy, tắt đèn lúc 8h sáng khi ra khỏi nhà đi làm, mở đèn trong nhà và đèn ngoài sân vào lúc 6h tối, Do được thiết lập thời gian hoạt động và hoàn toàn có thể điều khiển bật/tắt từ xa, tính năng này giúp bạn dù đang đi công tác xa nhà vẫn có thể quản lý được các thiết bị điện trong nhà Bạn hoàn toàn có thể bật các thiết bị chiếu sáng vào các khoảng thời gian trời tối để giúp tạo không khí như đang có người ở nhà, tránh trộm cắp Tiết kiệm hóa đơn tiền điện: Với khả năng hoạt động trong khung giờ đã thiết lập cũng như khả năng tắt các thiết bị từ xa trên smartphone, giúp gia chủ tránh được mọi trường hợp ra ngoài quên tắt điện, từ đó giảm bớt điện năng tiêu thụ mỗi tháng Giá thành hợp lý: Nhìn chung, các loại công tắc thông minh đã được ứng dụng khá rộng rãi nên giá thành của sản phẩm đang được bày bán ở mức hợp lý Dễ dàng vệ sinh: Một số sản phẩm công tắc thông minh có bề mặt làm từ kính cường lực với chuẩn IP riêng nên có khả năng chống trầy xước, chống bám bụi hay vân tay, giúp gia chủ thuận tiện hơn trong quá trình vệ sinh, lau chùi thiết bị 1.6 Mục đích đề tài Việc thiết kế ra sản phẩm công tắc điều khiển quạt thông minh có những 5 Downloaded by mon hon (monmon1@gmail.com)