tiểu luận báo cáo cuối kì kỹ năng chuyên nghiệp cho kỹ sư

Lời mở đầuTrong xã hội hiện nay, thế giới đang trên đà phát triển như vũ bão trên nhiều lĩnhvực như y tế, công nghệ thông tin, robot, … Đặc biệt trong thời đại công nghiệp 4.0,công nghiệ

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CƠ KHÍ

BÁO CÁO CUỐI KÌ

KỸ NĂNG CHUYÊN NGHIỆP CHO KỸ SƯ

LỚP: DHCT15ATTCác thành viên nhóm 2:

1 Bùi Đỗ Trọng Đức 180482512 Phạm Minh Duy 180388513 Nguyễn Chí Hiếu 180563214 Lộc Kiến Hoàng 19442171

6 Nguyễn Tấn Khải 180670417 Nguyễn Duy Khánh 18046911

Tp HCM, 20/05/2022

MỤC LỤC LÀM BÀI CỦA TỪNG THÀNH VIÊN

Bài cuối kì của Bùi Đỗ Trọng Đức 02

Hướng tiếp cận đề tài [1] 29

Sơ đồ grantt[1] 32

Bài cuối kì của Phạm Minh Duy 33

Hướng tiếp cận đề tài [2] 96

Sơ đồ grantt[2] 101

Bài cuối kì của Trần Đức Huy 102

Hướng tiếp cận đề tài [3] 124

Sơ đồ grantt[3] 128

Bài cuối kì của Nguyễn Tấn Khải 129

Hướng tiếp cận đề tài [4] 150

Sơ đồ grantt[4] 154

Bài cuối kì của Nguyễn Duy Khánh 155

Hướng tiếp cận đề tài [5] 202

Sơ đồ grantt[5] 207

Kết luận của nhóm 2 trong qua trình học tập 208

Đề nghị cộng điểm cho từng thành viên 209

Đề nghị cộng điểm cho thành viên lớp 209

1

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CƠ KHÍ

BÁO CÁO CUỐI KÌ

Nghiên cứu, ứng dụng IoT vào việc thi công cửa tự động chocác ngôi nhà thông minh tại thành phố Hồ Chí Minh

Sinh viên : Bùi Đỗ Trọng Đức

Lời mở đầu

Trong xã hội hiện nay, thế giới đang trên đà phát triển như vũ bão trên nhiều lĩnhvực như y tế, công nghệ thông tin, robot, … Đặc biệt trong thời đại công nghiệp 4.0,công nghiệp đồng nghĩa với việc đời sống con người ngày càng được cải thiện hơn.Trên thị trường ngày nay xuất hiện nhiều loại máy móc, thiết bị thông minh hỗ trợ đờisống con người, tuy nhiên cần để xây dựng một ngôi nhà thông minh cần một hệthống liên kết các thiết bị thông minh lại với nhau cùng hoạt động một cách đồng nhấtvì vậy việc thi công cửa tự động góp phần vào công cuộc ứng dụng công nghệ 4.0 vàocuộc sống con người đồng thời nâng cao chất lượng đời sống Ứng dụng IoT vào cửatự động làm tăng tính bảo mật của ngôi nhà cũng như tính tiện lợi mà nhà thông minhvốn có

Tuy nhiên trên thị trường nước ngoài hiện nay có vô vàn cửa tự động ứng dụngcông nghệ IoT với đa dạng những kiểu dáng như cửa kéo, cửa cuốn, cửa trượt,… vớimỗi loại như thế đều có kết cấu cơ khí khác nhau nhưng do giá thành cao khi về ViệtNam và hiệu quả không như mong muốn nên có rất ít gia đình sử dụng.

Nhưng đối với những hộ gia đình có thu nhập cao sống trong nhà thông minh cầntính tự động cũng như bảo mật và tính an toàn cho ngôi nhà Chính vì thế, tôi đã chọnứng dụng công nghệ IoT vào việc thi công cửa tự động nhằm cải tiến để có được tínhtự động và giải quyết được những vấn đề trên.

Tp.Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 5 năm 2022 Bùi Đỗ Trọng Đức

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 08

2.1/ Khái niệm lý thuyết liên quan đến đề tài 08

a) Khái niệm 08

b) Cấu tạo cơ bản của xe tự hành 10

c) Nguyên lý hoạt động 11

2.2/ Mô hình hoá hệ thống vấn đề nghiên cứu 11

2.3/ Phương pháp giải quyết vấn đề 12

a) Các phương pháp 12

b) Chọn phương pháp thực hiện 13

CHƯƠNG 3 :GIỚI THIỆU ĐỐI TƯỢNG CÓ VẤN ĐỀ CẦN GIẢI QUYẾT 14

3.1 Tổng quan về tập đoàn Novaland 14

3.2 Vấn đề cần giải quyết tại tập đoàn Novaland 17

3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến đề tài nghiên cứu 18

CHƯƠNG 4: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 18

4.1 Lựa chọn vật liệu chế tạo 18

4.2 Tính toán và thiết kế cơ khí 21

4.3 Code IoT arduino nhập cho chip esp8266 24

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 28

5.1 Kết luận 28

5.2 Kiến nghị 28

TÀI LIỆU THAM KHẢO 28

Hướng tiếp cận đề tài [1] 29

Sơ đồ grantt 32

4

Hình 15: nhựa làm pully, gối đỡ trục và kẹp ổ trượt 20

Hình 16: Bảng thống kê chi tiết máy 21

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU1.1/ Lí do thực hiện đề tài:

Trong xã hội văn minh hiện đại, cửa là bộ phận không thể thiếu được trongtừng công trình kiến trúc Nhưng hầu hết những loại cửa bình thường mà chúng ta haydùng hiện nay lại có những nhược điểm gây phiền toái cho người sử dụng đó là: cửathường chỉ đóng mở được khi có tác động của con người vào nó

Việc thiết kế ra một loại cửa tiện ích hơn, đa năng hơn, phục vụ tốt hơn cho đờisống con người là tất yếu và vô cùng cần thiết Do vậy, cần thiết kế ra một loại cửa tựđộng khắc phục tốt những nhược điểm của cửa thường Xuất phát từ yêu cầu đó, cửatự động được thiết kế là để tạo ra được loại cửa vừa được duy trì những yêu cầu trướcđây, vừa khắc phục những nhược điểm của cửa thông thường Vì khi sử dụng cửa tựđộng người dùng hoàn toàn không phải tác động trực tiếp lên cánh cửa mà cửa vẫn tựđộng mở theo ý muốn của mình

Với tính năng này, cửa tự động mang lại những thuận lợi lớn cho người sử dụngnhư: Nếu người dùng cửa đang bê vác vật gì đó thì cửa tự động không những chỉ tạocảm giác thoải mái mà thực sự đã giúp người dùng, tạo thuận lợi cho người hoànthành công việc mà không bị cản trở Sử dụng của tự động sẽ giúp người dùng nó đỡtốn thời gian để đóng mở cửa Cửa tự động rõ ràng sẽ đem lại cảm giác thoải mái chongười dùng, loại bỏ hoàn toàn cảm giác ngại, khó chịu như khi dùng cửa thường.

Hình 1: Cửa tự động Vũ Khánh

6

Đặc biệt, ở những nơi công cộng, công sở, cửa tự dộng ngày càng phát huy ưuđiểm Đó là vì cửa tự động sẽ giúp cho lưu thông qua cửa nhanh chóng dễ dàng, cũngnhư sẽ giảm đi những va chạm khi nhiều người cùng sự dụng chung một cánh cửa.Thêm vào đó, hiện nay hệ thống máy lạnh được sử 3 dụng khá rộng rãi ở những nơicông sở, công cộng Nếu ta dùng loại cửa bình thường thì phải đảm bảo cửa luôn đóngkhi không có người qua lại để tránh thất thoát hơi lạnh ra ngoài gây lãng phí Thếnhưng điều này trong thực tế lại rất khó vì ý thức của mỗi người ở nơi công cộng làrất khác nhau Do đó, cửa tự động, với tính chất là luôn đóng khi không có người qualại đã đáp ứng được tốt yêu cầu này.

Chính vì những ưu điểm nổi bật của cửa tự động mà nó không ngừng được cải thiện, và ứngdụng rộng rãi hơn, đồng thời nghiên cứu để cải tiến và nâng cao chất l ợng hoạt động củaƣcửa tự động để no ngày càng hiện đại hợn, tiện ích hơn nhưng không thể thiếu tính an toàncũng như bảo mật của cửa tự động.

Hình 2: cửa tự động ở một gia đình thu nhập cao

Để có thể nghiên cứu tính tự động, bảo mật của cửa tự động đồng thời ứng dụng côngnghệ 4.0 vào cuộc sống thường ngày vì thế việc ứng dụng IoT là cần thiết để đánh giáhiệu quả từ đó có thể thấy được ưu nhược điểm từ đó có thể đưa ra thêm phươnghướng giải cải thiện [1]

1.2/ Mục tiêu hoàn thành để tài:

7

Mục tiêu của tôi khi chọn đề tài này nhằm chế tạo thành công cửa tự động đồng thờiđáp ứng được những thông số kĩ thuật đề ra ban đầu đồng thời ứng dụng thêm phầnmềm IoT vào cửa tự động Sau đó so sánh tính thẩm mĩ, khả năng bắt tính hiệu cũngnhư âm thanh khi hoạt động.

Hình 3: Bảo mật IoT1.3/ Ý nghĩa thực tiễn:

Tăng tính thẩm mĩ cũng như tính tiện lợi cho ngôi nhà.Bảo đảm an toàn cho ngôi nhà đồng thời cho người sử dụng.Bước đầu trọng việc áp dụng công nghệ 4.0 vào cuộc sống.

1.4/ Phạm vi đề tài:

Do thời gian có hạn và là một sinh viên nên tôi chỉ thiết kế chế tạo mô hình ứngdụng công nghệ IoT vào việc thi công cửa tự động.

Thời gian thực hiện: 6 tháng

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT2.1/ Khái niệm, lý thuyết liên quan đến đề tài:

a) Khái niệm:IoT là gì là gì?

8

Internet Vạn Vật, hay cụ thể hơn là Mạng lưới vạn vật kết nối Internet hoặclà Mạng lưới thiết bị kết nối Internet (tiếng Anh: Internet of Things, viết tắt IoT) làmột liên mạng, trong đó các thiết bị, phương tiện vận tải (được gọi là "thiết bị kết nối"và "thiết bị thông minh"), phòng ốc và các trang thiết bị khác được nhúng với các bộphận điện tử, phần mềm, cảm biến, cơ cấu chấp hành cùng với khả năng kết nối mạngmáy tính giúp cho các thiết bị này có thể thu thập và truyền tải dữ liệu.

Hệ thống IoT cho phép vật được cảm nhận hoặc được điều khiển từ xa thông qua hạtầng mạng hiện hữu, tạo cơ hội cho thế giới thực được tích hợp trực tiếp hơn vào hệthống điện toán, hệ quả là hiệu năng, độ tin cậy và lợi ích kinh tế được tăng cườngbên cạnh việc giảm thiểu sự can dự của con người [2]

Hình 4: ảnh minh hoạ IoT

Cửa tự động là gì?

Cửa tự động là một loại cửa dùng để đóng mở được tích hợp thêm các thiết bị để nócó thể tự động đóng, cửa tự động mở khi các thiết bị cảm biến được kích hoạt thôngqua remote, máy vân tay thẻ từ hay các thiết bị điều khiển thông minh khác Cửa sẽ tựđộng mở ra hoặc đóng lại khi thiết bị điều khiển nhận được một tín hiệu kích hoạt bởi9

các cảm biến và điều khiển các bánh xe có động cơ hoạt động giúp cửa mở ra, khi bộphận cám biến không phát hiện ai trong khu vực hoạt động, cánh cửa bắt đầu đóngsau một khoảng thời gian.

Controller (Thiết bị điều khiển cửa)

10

Cảm biến an toàn

c) Nguyên lý hoạt động:

Bạn sẽ không cần phải dùng sức để đóng – mở cửa mà chỉ cần có sự di chuyển trongkhoảng bán kính cho phép thì hệ thống cảm biến sẽ được kích hoạt và từ đó cửa sẽ tựđộng mở ra Sau một khoảng thời gian nếu không có sự dịch chuyển thì cửa sẽ tựđộng đóng lại [4]

2.2/ Mô hình hóa và hệ thống hóa vấn đề ngiên cứu:

Mở cửa tự động:

Cửa tự động được trang bị thiết bị liên kết với modul Wifi Khi người nào đó tiếp cậnvà gửi yêu cầu từ điện thoại thông minh thông qua module sau đó module gửi tínhiệu tới thiết bị điều khiển Board mạch điều khiển nhận được tín hiệu sẽ điều khiểnđộng cơ quay theo hướng phù hợp Chuyển động của động cơ được truyền động quahộp số, dây đai đến cánh cửa, và cửa lập tức được mở ra.

Đóng cửa tự động:

Khi không có vật thể phù hợp trong phạm vi phát hiện của cảm biến, thiết bị điềukhiển sẽ điều khiển động cơ quay ngược chiều với lúc mở Thông qua hệ thống truyềnđộng, cửa sẽ được đóng lại với tốc độ phù hợp.

Cảm biến an toàn cửa tự động:

Khi những cánh cửa tự động không thể kiểm soát được người đi qua chúng hay chưa,chúng có thể hây thương tích cho con người, hoặc bị hỏng nếu các bộ cảm biến khôngphát hiện ra vật cản và cửa tự động đóng lại Để tránh điều này xảy ra, nhiều cảm biếnthường được cài đặt để phát hiện vật cản ở giữa cửa Những cảm biến này gọi là cảmbiến an toàn.

Nhờ cửa tự động, chúng ta có thể dễ dàng ra vào một toà nhà ngay cả khi chúng taphải mang vác vật nặng, cồng kềnh trên cả hai tay Ngoài ra, nhờ cảm biến an11

toàn được lắp đặt, chúng ta không phải lo lắng về việc đóng cửa Có cửa tự động làmột bước tiến xa hơn trong tương lai, nơi mọi thứ đang dần dần trở nên tự động [5]

Sơ đồ điều khiển:

Hình 7: Sơ đồ điều khiển

2.3/ Phương pháp giải quyết vấn đề:a) Các phương pháp:

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết là phân tích tổng hợp các tài liệu có liênquan đến đề tài nghiên cứu trong và ngoài nước để làm cơ sở lý luận cho đề tài.

+ Ưu điểm: Kế thừa thành tựu của người đi trước để củng cố tính chính xác để có cơsở khoa học vững chắc hơn và nhờ đó đưa ra phương hướng cải tiến bằng cách ápdụng tính mới của công nghệ 4.0 vào sản phẩm.

+ Nhược điểm: Một số dòng sản phẩm không có các tài liệu chuyên sâu do tính bảomật khiến việc tìm tài liệu và áp dụng vào thực tế trở nên khó khăn và tốn thời gianhơn.

12

Phương pháp thống kê và thu thập số liệu thông qua bảng đánh giá chất lượngcủa sản phẩm sau đó xác định được những bộ phận cần cải tiến

+ Ưu điểm: Xác định được bộ phần cần cải tiến của sản phẩm thông qua số liệu từbảng đánh giá trong các tài liệu tham khảo.

+ Nhược điểm: Tốn thời gian để tìm kiếm tài liệu có bảng đánh giá có số liệu phù hợpvì có ít thông tin liên quan đến sản phẩm.

Phương pháp so sánh sản phẩm là so sánh điểm chung và khác nhau cũng nhưnăng suất làm việc giữa các loại sản phẩm khác trên thị trường để tìm hướng đi ứngdụng vào sự cải tiến và áp dụng vào sản phẩm của mà mình đang thực hiện.

+ Ưu điểm: Nhanh chóng tìm được những bộ phận cần cải tiến từ các tài liệu, báo cáovà bài viết so sánh giữa các dòng sản phẩm khác nhau.

+ Nhược điểm: Tùy theo các dòng sản phẩm sẽ cho ra số liệu khác nhau và có ít bàiviết so sánh liên quan đến đề tài với các dòng sản phẩm khác

Phương pháp thiết kế và mô phỏng sản phẩm bằng cách thiết kế bản vẽ 2D và3D

+ Ưu điểm: Giúp định hình được hình dáng của sản phẩm, tăng khả năng sáng tạo làmcho thiết kế có phần đa dạng và độc đáo cho sản phẩm.

+ Nhược điểm: Tốn nhiều chi phí để gia công những bộ phận không có mặt trên thịtrường.

b) Chọn phương pháp thực hiện:

Để có thể nghiên cứu, thi công ứng dụng IoT vào cửa tự động cho các ngôi nhà thôngminh tại thành phố Hồ Chí Minh với nguồn tài chính còn hạn chế của mình, tôi chọncác phương pháp sau:

Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: Đọc các tài liệu và tham khảo các tài liệu cũngnhư các video trên mạng về các loại cửa tự động khác nhau, các loại điều khiểnkhác nhau, ưu điểm và nhược điểm của từng loại cửa cũng như cách điều khiển từđó đề xuất phương hướng cải tiến

13

Phương pháp so sánh sản phẩm: So sánh cửa tự động điều khiển bằng phần mềmIoT với các loại điều khiển khác để nhận ra các ưu nhược điểm giữa các sản phẩmtừ đó cải thiện đề tài của mình

Phương pháp thiết kế mô phỏng sản phẩm: Từ các phần mềm thiết kế nhưSolidwords, NX, Inverter, … để tạo dựng hình dáng đồng thời mô phỏng cáchchuyển động của cơ cấu cũng như tính an toàn của cơ cấu về khả năng chịu lực,sức bền.

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU ĐỐI TƯỢNG CÓ VẤN ĐỀ PHẢI GIẢI QUYẾT

3.1 Tổng quan về Tập đoàn Novaland

NovaGroup hướng đến Tầm nhìn: là Tập đoàn đầu tư và phát triển kinh tế hàng đầuViệt Nam Hoạt động trong các lĩnh vực: Dịch vụ - Công nghệ - Công nghiệp.Sứ mệnh: NovaGroup - điểm kết nối cộng đồng doanh nghiệp “NovaGroup bằngnguồn lực trong hệ sinh thái của Tập đoàn; kết nối, hỗ trợ Doanh nghiệp Việt tạo ranhững sản phẩm vượt trội, những dịch vụ trải nghiệm đẳng cấp để cùng hòa nhập vàoCộng đồng Quốc tế”.

Tập đoàn Novaland - nhân tố chính trong hệ sinh thái NovaGroup - là Thương hiệu uytín hàng đầu trong lĩnh vực đầu tư và phát triển BĐS tại Việt Nam.

Trên tổng quỹ đất khoảng 10.600 ha, Tập đoàn Novaland hiện phát triển 03 dòng sảnphẩm chủ lực, gồm: BĐS Đô thị, BĐS Du lịch, và BĐS Công nghiệp.

Trải qua hành trình 30 năm hình thành và phát triển, Novaland hiện sở hữu danh mụcgần 50 dự án BĐS; không chỉ dừng lại ở các dự án BĐS nhà ở tại Trung tâmTP.HCM, Tập đoàn còn đầu tư mạnh mẽ loạt dự án BĐS quy mô lớn, với những công14

trình và sản phẩm dẫn đầu xu hướng, tác động tích cực đến quá trình phát triển đô thịvà phát triển du lịch tại các tỉnh thành phía Nam.

Novaland là Công ty niêm yết trong nhóm VN30, và niêm yết trái phiếu trên Sở Giaodịch Chứng khoán Singapore.

Lĩnh vực hoạt động của tập đoàn đa dạng bao gồm: sản xuất kinh doanh thú y; thuốcthủy sản; xây dựng biệt thự cho thuê; nguyên liệu dược; hóa chất.

Tới năm 2007, công ty đã tái cấu trúc và hợp nhất thành hai tập đoàn bao gồm:+ Anova Corp: trong đó bao gồm có Thanh Nhơn Corp; Anova Feed; Anova Farm;Bio Pharmachemie; Anova Jv; Anova Pharm; Anova Trade.

Công ty này hiện nay đã trở thành đơn vị dẫn đầu trong lĩnh vực nông nghiệp, hoạtđộng với vai trò cung cấp các giải pháp tối ưu cho nông dân như: thuốc thú y;vaccine; thức ăn gia súc; con giống; thức ăn gia súc; Trại chăn nuôi; xác lập chuỗi giátrị cung cấp nguồn thực phẩm sạch và chất lượng cao, an toàn, giàu dinh dưỡng.+ Novaland Group: Lĩnh vực hoạt động chính là bất động sản

Novaland Group kể từ năm 2007 tới nay đã có những bước tiến lớn với các sản phẩmđộc đáo đã được nhiều khách hàng đón nhận.

Kể từ thời điểm ngày 28/12/2016, tập đoàn đã chính thức lên sàn chứng khoán TP HồChí Minh và trở thành doanh nghiệp BĐS lớn thứ 2 trên thị trường chứng khoán ViệtNam chỉ đứng sau Vingroup

Năm 2018: Novaland triển khai phát triển BĐS và du lịch với 3 dòng sản phẩm chínhbao gồm

+ Novaworld: Đại đô thị nghỉ dưỡng có quy mô hơn 100 ha, nổi bật như: NovaworldPhan Thiết; Novaworld Hồ Tràm.

+ Novabeach: Khu nghỉ dưỡng có quy mô vừa có vị trí tọa lạc ngay biển nhưNovabeach Cam Ranh.

15

+ Novahills: Khu biệt thự nghỉ dưỡng đồi, ví dụ như Novahills Mũi Né.

Tính tới thời điểm hiện nay, Novaland Group đã trở thành một trong những công ty uytín hàng đầu trong lĩnh vực đầu tư, phát triển BĐS với tổng số vốn điều lệ 9.695 tỷđồng (tính tới 31/12/2019).

TẦM NHÌN - SỨ MỆNH

Tầm Nhìn: Trở thành tập đoàn kinh tế tư nhân đẳng cấp quốc tế hàng đầu, phát triển

vững mạnh trong các lĩnh vực: Bất động sản; Tài chính; Kiến tạo điểm đến Du lịch;Phát triển hạ tầng giao thông Từ đó góp phần mang lại cuộc sống hạnh phúc, thịnhvượng cho cộng đồng.

Sứ Mệnh: Novaland Group phát triển dự án không chỉ là những m2 xây dựng mà còn

giúp kiến tạo nên cộng đồng cư dân nhân văn tiên tiến; phong cách sống hiện đại,được trang bị nhiều tiện ích dịch vụ Từ đó xây dựng một điểm đến, tạo giá trị sốnggia tăng bền vững, vui đắp niềm vui cho mình và cho xã hội.

Giá Trị Cốt Lõi: Hiệu Quả - Chính Trực - Chuyên Nghiệp

Đây chính là ba đức tính không thể thiếu của mỗi thành viên của tập đoàn NovalandGroup, trong đó:

+ Chính trực: chính là hành động theo lẽ phải, ngay thẳng

+ Hiệu quả: Thự hiện các giải pháp hợp lý nhưng đạt được kết quả cao nhất+ Chuyên nghiệp: sự chuyên môn hóa cao trong công việc [6]

Hình 8: Tập đoàn Novaland

16

3.2 Vấn đề cần giải quyết tại Tập đoàn Novaland:

Hiện tại Tập đoàn Novaland có rất nhiều dự án lớn về bất động sản về xây dựngkhu biệt thự trong đó dự án Trong đó căn hộ Botanica Premier là một trong những dựán Nova được ra đời đón đầu nhu cầu của các nhà đầu tư thông minh trên thị trườngbất động sản thành phố Hồ Chí Minh Botanica Premier quận Tân Bình sở hữu hệthống hạ tầng bài bản mà còn có một không gian sống cộng hưởng với nhiều tiện íchđộc đáo thuộc hàng bậc nhất khu Tây Sài Gòn Dự án ra đời tiếp nối sự thành côngcủa các dự án khác trong quần thể căn hộ cao cấp tại đường Hồng Hà, nằm ngay cạnhsân bay Tân Sơn Nhất Dự án đã hứa hẹn sẽ mang lại cuộc sống chất lượng, đẳng cấp,góp phần mang tới nhịp sống sôi động; sầm uất Vì để áp dụng công nghệ 4.0 vào khubiệt thự sang trong của dự án đồng thời nâng chất lượng cuộc sống của cư dân nơi nàytrở nên tốt hơn nên tôi đề ra giải pháp ứng dụng IoT vào cửa tự động Hy vọng nhữngý kiến này có thể thay đổi những định kiến trái chiều trong việc xây dựng nhà thôngminh tại Việt Nam [7]

Hình 9: Dự án căn hộ Botanica Premier

3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến đề tài nghiên cứu

17

- Tín hiệu truyển không ổn định giữa phần cứng và module wifi.- Dây cắm giữa các phần cứng còn hở.

- Cần sự chính xác khi lắp đặt cửa tự động.

CHƯƠNG 4: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ4.1 Lựa chọn vật liệu chế tạo:

Vật liệu làm khung cửa: Để đảm bảo đặc tính gọn nhẹ và dễ dàng lắp ráp, giá

thành rẻ kết cấu đơn giản nên ta chọn vật liệu nhựa in 3d PLA.

Hình 10: nhựa in 3D

Vật liệu cửa: Do 2 cánh cửa yêu cầu trọng lượng nhẹ, giảm chi phí tối thiểu nên

được làm bằng kính Mica.

Hình 11: Tấm mica làm cửa

Vật liệu làm con trượt tròn và bạc đạn: Do 2 bộ phận này được làm bằng

nhôm theo tiêu chuẩn và rất dễ dàng tìm mua ở các cửa hàng.

18

Hình 12: Con trượt làm bằng nhôm

Hình 13: Bạc đạn nhôm

Vật liệu làm trục dẫn động: Thanh trục tròn đường kính 8mm mạ crôm

330mm hạn chế rung lắc trong quá trình chuyển động.

Hình 14: trục dẫn động

Vật liệu làm pully, gối đỡ trục, kẹp ổ trượt: Nhựa in 3d PLA.

19

Hình 15: nhựa làm pully, gối đỡ trục và kẹp ổ trượt

Hình 16: Bảng thống kê chi tiết máy

4.2 Tính toán và thiết kế cơ khí:Khung cửa:

20

Hình 21: Dây đai răng

Phương pháp gia công và dung sai: Sử dụng phương pháp in 3D, với dung sai cho phép 0.02mm.

*Lựa chọn động cơ: Động cơ DC 5V nhắm tiết kiệm chi phí phù hợp với mô hình,

*Lựa chọn chip iOT: Dùng chip ESP8266 có kết nối Wi-Fi

Hình 24: Chip ESP 8266

4.3 Code IoT arduino nhập cho chip esp8266:

24

Hình 25: ảnh trang web

27

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ5.1 Bình luận về kết quả:

Sau khi tổng hợp các kết quả thu được và so sánh với yêu cầu, mục tiêu nghiêncứu cho thấy hệ thống đáp ứng đầy đủ và chính xác các yêu cầu với các kết quả sau:

Cửa hoạt động đúng theo yêu cầu mỗi khi nhận tín hiệu từ điện thoại thôngminh thông qua module mạng Bộ cảm biến an toàn hoạt động tốt khi cảm nhậnvẫn có người gần thì cửa không đóng và bánh răng xoay kéo theo cửa dichuyện hoạt động trơn tru.

Khi kết nối được với trang web để điểu khiển cửa tự động.

5.2 Kết luận

Cửa tự động hoạt động tốt so với những gì đã đề ra nhưng vẫn còn có một sốmặt hạn chế như:

Cần để chip gần modul wifi để bắt tín hiệu rõ ràng.

Dây kết nỗi giữa cầu H và chip còn lỏng khi di chuyển lắp đặt.

Phần trang web còn sơ sài và cách thức đóng mở cửa tự động còn rườm rà.

5.3 Kiến nghị

Trên cơ sở từ những mặt hạn chế hóm đã đề xuất hướng phát triển để hoàn thành đềtài:

Cần sử dụng module wifi mạnh để bắt tín hiệu tốt hơn.

Nâng cấp web lập trình để thân thiện và dễ sử dụng đối với người dùng.Hàn gắn dính các dây kết nối giữa những phần cứng với nhau.

Tài liệu tham khảo:

28

[5]: https://casca.vn/nguyen-ly-hoat-dong-cua-cua-tu-dong

[6]: oc-no-va.html

cao Trong đó chiếc cửa truyền thống cũng được nâng cấp và cải thiện hơn bằngnhững công nghệ tiên tiến ở hiện tại Nhắm nâng cao tính tiện lợi, thẩm mĩ cũng nhưtiết kiệm điện cho những căn phòng máy lạnh thì cửa tự động ngày càng được củngcố vị thế của mình trong trong ngôi nhà thông minh Đồng thời để xây dựng nhàthông minh cần có một phần mềm để quản lí cũng như theo dõi các thiết bị thôngminh đó Vì thế ứng dụng IoT trong việc thi công cửa tự động góp phần nâng cao hìnhảnh của doanh nghiệp cũng như hình ảnh của chủ ngôi nhà, đảm bảo an ninh và sự antoàn cho hơn so với cửa truyền thống

b) Vấn đề thực tiễnTình hình trong nước:

Trong nước ta hiện nay chỉ có một số ít doanh nghiệp kinh doanh cửa tự độngnhư Bkav, Lumi, Acis, … một phần vì định kiến đối với cửa tự động như giá cả cao,rào cản tâm lí và e ngại về sự phức tạp khi lắp đặt Vì những lí do trên nên việc xâydựng nhà thông minh tại Việt Nam vẫn chưa được phổ biến nhưng giới trẻ hiện naycũng ko còn rào cản tâm lĩ của thế hệ trước và việc ứng dụng công nghệ 4.0 vào cuộcsống cũng trở thành xu thế nên thời gian gần đây có nhiều bài nghiên cứu, luận án vềứng dụng 4.0 vào cuộc sống hằng ngày.

Tình hình ngoài nước:

Ở các nước phát triển trên thế giới, cửa tự động có rất nhiều loại và kiểu dáng khácnhau Nhà thông minh được coi là xu thế phát triển tất yếu của thị trường nhà ở trong tươnglai Theo báo cáo của Zion Market Research, năm 2016, thị trường nhà thông minh toàn cầuđã đạt giá trị khoảng 24,1 tỉ USD, năm 2022 dự kiến đạt 53,45 tỉ USD với mức tăng trưởngtrung bình hàng năm trên 14,5% Những số liệu trên cho thấy thị trường về xu hướng nhàtương lai trên toàn cầu là rất nhiều và cửa tự động là một phần không thể thiếu trong xâydụng nhà thông minh.

c) Vấn đề liên quan đến đề tàiSách:

30

Sách cơ sở thiết kế chi tiết máy: Nguyễn Hữu LộcSách nguyên lí máy: Đinh Gia Tưởng – Tạ Khánh LâmSách chế tạo máy: Phạm Minh Thanh – Hồ Viết Bình

Bài báo khoa học:

“Ứng dụng internet of things xây dựng ngôi nhà thông minh” (Application of internet of things to smarthome) Nguyễn Văn Thắng Phạm Trung Minh Nguyễn Cảnh Toàn Nguyễn , , , Trọng Đức Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 47 – 08/2016,

“NỀN TẢNG INTERNET KẾT NỐI VẠN VẬT (IOT), ỨNG DỤNG TRONG CÁC CƠ QUAN THÔNG TIN - THƯ VIỆN HIỆN ĐẠI” Hà Duyên Trung - Nguyễn Hữu Trung - Hà Thị Huệ

Các luận văn đề tài nghiên cứu khoa học:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỬA TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG HỆ VI ĐIỀU KHIỂNHỌ 80C51 của sinh viên Phạm Xuân Vượng, Trường Đại học dân lập Hải Phòng

Các phần mềm sử dụng: Solidwork, NX, Inventor, …d) Đáp ứng nhu cầu của khách hàng

Ngày nay có rất nhiều dự án nhà thông minh, biệt thự tại Việt Nam được xây dựng nhờ cáccông ty bất động sản như Discovery Complex 2, Times City và Royal City (Hà Nội), GreenValley, Botanica Premier (TP.HCM), F-Home (Đà Nẵng)

e) Hướng nghiên cứu cho những người đi sau

Thiết kế hệ thống ổn định hơn về tín hiệuTích hợp Python nhận diện khuôn mặt vào hệ thốngCải thiện tính bảo mật cũng như cảm biến an toànNâng cấp thuật toán của phần mềm

31

SƠ ĐỒ GRANTT[1]

32

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CƠ KHÍ

BÁO CÁO CUỐI KÌ

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CẢI TIẾN MÔ HÌNH CÁNHTAY MÁY 4 BẬC DO Ở CÁC XƯỞNG SẢN XUẤT TỰ

ĐỘNG HOÁ QUANH KHU VỰC TPHCM

Sinh viên : Phạm Minh Duy

GVHD : GVC ThS Trương Văn Chính

33

Tp HCM, 20/05/2022LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn Thầy Trương Văn Chính vì những chỉ dẫn,đánh giá và nhận xét cũng như chia sẻ những kinh nghiệm bổ ích của Thầy tới đề tài, tạođiều kiện cho em hoàn thành tốt đề tài này.

Bên cạnh đó phải nói đến sự chỉ dạy tận tình và đầy tâm huyết của các Thầy/Cô giảngdạy tại bộ môn Cơ Điện Tử nói chung cũng như Khoa Cơ khí, Trường Đại Học CôngNghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh nói riêng Nhờ các Thầy/ Cô nên em mới được tiếp cận vớicác kiến thức bổ ích và những ứng dụng thực tiễn thú vị Ngoài ra còn có bạn bè luôn sẵnsàng đồng hành giúp đỡ em khi gặp khó khăn về học tập và trong cuộc sống.Nhân đây emxin gửi đến Thầy/ Cô và các bạn lời cảm ơn chân thành nhất.

Cuối cùng, em xin cảm ơn Cha Mẹ cùng gia đình đã luôn đứng về phía em, truyềndạy, động viên và tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài vừaqua.

Tp.Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 5 năm 2022 PHẠM MINH DUY

34

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 39

1.1 Cơ sở, hoàn cảnh hoặc lí do hình thành đề tài 391.2 Mục tiêu của đề tài 401.3 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 401.4 Phạm vi giới hạn của đề tài 41

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 41

2.1 Khái niệm, vấn đề lý thuyết có liên quan đến đề tài 412.2 Mô hình hoá hệ thống 632.3 Phương pháp giải quyết vấn đề 69

CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU ĐỐI TƯỢNG CÓ VẤN ĐỀ CẦN GIẢI QUYẾT 72

3.1 Tổng quan về tiềm năng của ngành tự động hoá trong nền công nghiệp 4.0 723.1.1 Tình hình trong nước 733.1.2 Tình hình ngoài nước 743.2 Vấn đề cần giải quyết tại các nhà máy ứng dụng tự động hoá trong sản xuất và kinh doanh ở khu vực TPHCM 753.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến đề tài nghiên cứu 76

CHƯƠNG IV: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 76

4.1 Thiết kế cơ khí 764.1.1 Thiết kế bộ khung tay máy 764.1.2 Lựa chọn động cơ và lựa chọn linh kiện truyền động 794.2 Mạch điều khiển 804.2.1 Mạch giao tiếp máy 814.2.2 Mạch vi điều khiển và mạch nguồn 824.2.3 Mạch công suất điều khiển động cơ 824.3 Chương trình cho vi điều khiển 834.3.1 Nguyên tắc hoạt động của chương trình 8335

4.3.2 Phân tích từng khối chương trình 864.4 Khởi tạo các Port, khởi tạo hàm hỗ trợ giao tiếp RS232, khởi tạo PWM, các biến counter,xung cho motor 864.4.1 Khởi tạo port 864.4.2 Khởi tạo hàm hỗ trợ giao tiếp RS-232 864.4.3 Khởi tạo biến counter, xung cho các motor 874.4.4 Khởi tạo xung PWM 884.5 Sơ đồ khối chương trình nạp dữ liệu và chương trình giao tiếp với máy tính 884.6 Chương trình giao tiếp máy tính 904.6.1 Các đối tượng sử trong chương trình: 904.6.1.1 Đối tượng MSComm: 904.6.1.2 Các button điều khiển: 904.6.2 Viết chương trình cho chương trình điều khiển 91

CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94

5.1 Kết luận đề tài 945.1.1 Kết quả đạt được 945.1.2 Mặt hạn chế 955.2 Kiến nghị về hướng khắc phục 95

Tài liệu tham khảo 95Hướng tiếp cận đề tài [2] 96Sơ đồ grantt [2] 100

36

Danh mục hình ảnh

Hình 1: Cánh tay robot ứng dụng trong việc gắp hàng 40Hình 2:Kết cấu tay máy phổ biến 42Hình 3: Thiết lập bài toán động học 42Hình 4: Cấu tạo của động cơ 1 chiều 45Hình 5: Cấu tạo AC servo 47Hình 6: Servo drive DA180 47Hình 7: Cấu tạo encoder 48Hình 8: Số chân kết nối Pic 18F4431 51Hình 9: Bảng so sánh tính năng dòng PIC18F4431 so với các dòng PIC18F khác 51Hình 10: Bảng tóm tắt cổng serial trong máy tính, loại 9 chân và loại 25 chân 54Hình 11: Bảng trạng thái về mức logic 56Hình 12: Bảng chức năng giám sát và điều khiển của MSComm 62Hình 13: Mô hình hoạt động cánh tay máy ngày nay 63Hình 14: Kết nối giữa PLC S7-200 và máy tính thông qua cáp USB/PPI 64Hình 15: Kết nối máy tính với vi xử lí thông qua cổng truyền thông RS-232 64Hình 16: Cảm biến vị trí 65Hình 17: Động cơ DC đã được mã hoá encoder 66Hình 18: Bộ cảm biến hình ảnh 66Hình 19: Giao diện GT Designer 3 GOT2000 70Hình 20: Sơ đồ điều khiển robot ảo 3d qua Labview 71Hình 21: Tự động hóa đang được ứng dụng trong dây chuyền lắp ráp tự động 7337

Hình 22: Ứng dụng cánh tay Robot trong lĩnh vực vệ tinh hàng không 75Hình 23: Ứng dụng cánh tay Robot trong công đoạn cấp liệu và lắp ráp 75Hình 24: Tay gắp thiết kế theo cấu trục vít 79Hình 25: Dây đai răng 2GT-6mm 80Hình 26: Sơ đồ khối kết nối giữa máy tình và vi điều khiển để điều khiển động cơ DC 81Hình 27: Các port của cổng COM 81Hình 28: Mạch giao tiếp RS-232 82Hình 29: Sơ đồ đấu nối mạch nguồn và vi điều khiển 82Hình 30: Mạch FET – RELAY 83Hình 31: Bảng chương trình điều khiển 90

38

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU

1.1 Cơ sở, hoàn cảnh hoặc lí do hình thành đề tài:

Trong quá trình hội nhập công nghiệp 4.0 thì nhu cầu phát triển về tự động hoá, trí tuệnhân tạo vào sản xuất, kinh doanh đang được các nhà máy lớn chú trọng với mục đíchtăng năng suất lao động, giảm thời gian sản xuất và chi phí cho các sản phẩm gia côngbị lỗi ít hơn, nhờ đó việc ra đời các loại cánh tay Robot không chỉ giúp cho sức laođộng được giảm bớt, đồng thời đem lại hiểu quả công việc, tốc độ làm việc nhanhhơn, độ chính xác cao hơn nhiều lần so với con người Các trường đại học kỹ thuậtcũng đang nghiên cứu và giảng dạy mô hình cánh tay máy thực tế giúp cho sinh viên,những người có đam mê phát triễn tư duy, khả năng hiểu biết rộng về lĩnh vực này.Một phần nhờ có internet phổ biến như ngày nay nên việc tìm kiếm tài liệu không cònkhó khăn như ngày xưa, đã giúp trường học dễ dàng hơn trong việc giảng dạy, doanhnghiệp có nhiều hướng phát triễn cánh tay máy vào nhiều công việc đòi hỏi sức laođộng lớn, làm việc thường xuyên hay môi trường làm việc nguy hiểm với sức khoẻcon người

Đồng thời các nhà máy sản xuất lớn ở Việt Nam cũng đang chuyển dần sang xu thế tựđộng hoá trong dây chuyền sản xuất lớn đòi hỏi làm việc 24/24 với ít lao động taychân phổ thông, chính vì vậy việc cần các nhân viên kỹ thuật có chuyên môn, nhữngngười kĩ sư có đam mê về tự động hoá, AI, xử lí ảnh giúp cho chúng ta chủ động hơntrong việc tự sửa chữa và nâng cấp, bảo trì các linh kiện, bộ phận của robot, ngoài racòn giúp cho nước ta không còn bị động với công nghệ mới, những sáng tạo mới đếntừ các công ty kỹ thuật của các nước đang phát triễn mạnh như Mỹ, Đức, Nga, HànQuốc, Nhật Bản, Trung Quốc…

Các loại cánh tay robot công nghiệp phổ biến trên thị trường hiện nay như Scara,Kuka, Epson, Nachi, ABB…, ngoài ra cánh tay robot còn được ứng dụng rất nhiều39