điều khiển nhà thông minh thông qua bluetooth và điện thoại

Dieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khie

Tìm hiểu arduino và các modult liên quan đến mô hình

Các ứng dụng từ arduino

Một cuộc cách mạng khác cũng đang âm thầm định hình nhờ vào Arduino, đó là sự phát triển máy in 3D nguồn mở Reprap Máy in 3D là công cụ giúp tạo ra các vật thể thực trực tiếp từ các file CAD 3D Công nghệ này hứa hẹn nhiều ứng dụng rất thú vị trong đó có cách mạng hóa việc sản xuất cá nhân

Hình 1.2 Máy in 3D điều khiển bằng arduino mega 2560

672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM

Dieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoai

Dieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoai Dieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoai

67Monday, June 10, 20242:08:53 PM2:08:53 PM67Monday, June 10, 20242:08:53 PM2:08:53 PM67Monday, June 10, 20242:08:53 PM2:08:53 PM

67Monday, June 10, 20242:08:53 PM2:08:53 PM67Monday, June 10, 20242:08:53 PM2:08:53 PM67Monday, June 10, 20242:08:53 PM2:08:53 PM Dieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoai

Dieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoai Dieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoai Dieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiDieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoai

67Dieu khien nha thong minh thong qua bluetooth va dien thoaiMonday, June 10, 2024

Do kích thước nhỏ gọn và khả năng xử lý mạnh mẽ, Arduino được chọn làm bộ xử lý trung tâm của rất nhiều loại robot, đặc biệt là robot di động

Hình 1.3 Robot cân bằng 2 bánh có giám sát bằng camera

1.1.3 Thiết bị không người lái

Do kích thước nhỏ gọn và khả năng xử lý mạnh mẽ, Arduino được chọn làm bộ xử lý trung tâm của rất nhiều loại robot, đặc biệt là robot di động

Hình 1.4 Thiết bị máy bay không người lái

672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM

Tìm hiểu Arduino và các Modult liên quan đến mô hình

Hình 1.11 Arduino Uno R3 Các thông số của bo:

672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM

- Arduino UNO có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ 8bit AVR là ATmega8, ATmega168, ATmega328 Bộ não này có thể xử lí những tác vụ đơn giản như điều khiển đèn LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, làm một trạm đo nhiệt độ - độ ẩm và hiển thị lên màn hình LCD,…

+ GND (Ground): cực âm của nguồn điện cấp cho Arduino UNO Khi bạn dùng các thiết bị sử dụng những nguồn điện riêng biệt thì những chân này phải được nối với nhau

+ 5V: cấp điện áp 5V đầu ra Dòng tối đa cho phép ở chân này là 500mA

+ 3.3V: cấp điện áp 3.3V đầu ra Dòng tối đa cho phép ở chân này là 50mA

+ Vin (Voltage Input): để cấp nguồn ngoài cho Arduino UNO, bạn nối cực dương của nguồn với chân này và cực âm của nguồn với chân GND

+ IOREF: điện áp hoạt động của vi điều khiển trên Arduino UNO có thể được đo ở chân này Và dĩ nhiên nó luôn là 5V Mặc dù vậy bạn không được lấy nguồn 5V từ chân này để sử dụng bởi chức năng của nó không phải là cấp nguồn

+ RESET: việc nhấn nút Reset trên board để reset vi điều khiển tương đương với việc chân RESET được nối với GND qua 1 điện trở 10KΩ

Bộ nhớ: 32KB bộ nhớ Flash: những đoạn lệnh bạn lập trình sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ Flash của vi điều khiển Thường thì sẽ có khoảng vài KB trong số này sẽ được dùng cho bootloader nhưng đừng lo, bạn hiếm khi nào cần quá 20KB bộ nhớ này đâu

- 2KB cho SRAM (Static Random Access Memory): giá trị các biến bạn khai báo khi lập trình sẽ lưu ở đây Bạn khai báo càng nhiều biến thì càng cần nhiều bộ nhớ RAM Tuy vậy, thực sự thì cũng hiếm khi nào bộ nhớ RAM lại trở thành thứ mà bạn phải bận tâm Khi mất điện, dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất 1KB cho

EEPROM (Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory): đây giống như một chiếc ổ cứng mini – nơi bạn có thể đọc và ghi dữ liệu của mình vào đây mà không phải lo bị mất khi cúp điện giống như dữ liệu trên SRAM

672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM

Các giao tiếp khác

- Đầu năm 1980 Phillips đã phát triển một chuẩn giao tiếp nối tiếp 2 dây được gọi là I2C I2C là tên viết tắt của cụm từ Inter-Intergrated Circuit Đây là đường Bus giao tiếp giữa các IC với nhau I2C mặc dù được phát triển bới Philips, nhưng nó đã được rất nhiều nhà sản xuất IC trên thế giới sử dụng I2C trở thành một chuẩn công nghiệp cho các giao tiếp điều khiển, có thể kể ra đây một vài tên tuổi ngoài Philips như: Texas Intrument(TI), MaximDallas, analog Device, National

Semiconductor Bus I2C được sử dụng làm bus giao tiếp ngoại vi cho rất nhiều loại IC khác nhau như các loại Vi điều khiển 8051, PIC, AVR, ARM chip nhớ như: RAM tĩnh (Static Ram), EEPROM, bộ chuyển đổi tương tự số (ADC), số tương tự(DAC), IC điểu khiển LCD, LED

- Ta thấy việc sử dụng giao tiếp i2c chỉ sử dụng 2 chân chung giữa các arduino để truyền dữ liệu, trong đó 1 arduino chủ (master) đóng vai trò tiếp nhận và tổng hợp thông tin từ các arduino con (slave)

672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM

- Có rất nhiều thiết bị có thể cùng được kết nối vào một bus I2C, tuy nhiên sẽ không xảy ra chuyện nhầm lẫn giữa các thiết bị, bởi mỗi thiết bị sẽ được nhận ra bởỉ một địa chỉ duy nhất với một quan hệ chủ/tớ tồn tại trong suốt thời gian kết nối Mỗi thiết bị có thể hoạt động như là thiết bị nhận hoặc truyền dữ liệu hay có thể vừa truyền vừa nhận Hoạt động truyền hay nhận còn tùy thuộc vào việc thiết bị đó là chủ (master) hãy tớ (slave)

- Mỗi arduino slave có thể quản lí được khoảng 127 arduino con slave nên ta dễ dàng tạo được 1 hệ thống lớn, không lo hiện tượng chia áp quá nhiều dẫn đến hoạt động không ổn định khi phải sử dụng 1 arduino đảm nhiệm hết tất cả các tác vụ điều khiển

Sơ đồ kết nối giao tiếp i2c giữa arduino uno và mega:

- Chú ý: 2 bo arduino phải sử dụng chung mức điện áp nếu không sẽ gây hỏng arduino

Trong mô hình Liên kết i2c sẽ truyền dữ liệu rò rỉ khí gas và thông tin chủ thẻ từ về arduino master là Uno để ghi dữ liệu vào excel

1.3.2 Xuất dữ liệu từ arduino sang excel Ứng dụng PLX thực hiện việc kết nối cổng com trực tiếp với arduino, vì vậy dữ liệu hiển thị trên serial của arduino sẽ được sử dụng ghi vào bảng excel nhờ giao tiếp rs-232

Hình 1.21 giao diện làm việc của ứng dụng trên máy tính

672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM

Lập trình ứng dụng giao diện trên android với Ai2 Mitapp Inventor

Giới thiệu về phần mềm lập trình app inventor

App Inventor thực chất là một ứng dụng web, chạy bởi trình duyệt trên máy tính cá nhân.Tuy nhiên, người dùng vẫn phải cài đặt một phần mềm Java mang tên App Inventor Extras, có nhiệm vụ điều khiển điện thoại Android (kết nối với máy tính thông qua cổng USB).Nhờ vậy, người dùng có thể nhanh chóng chuyển ứng dụng từ máy tính cá nhân qua điện thoại Android để chạy thử Nhóm dự án App Inventor tại Google dự định bổ sung những bộ mô phỏng điện thoại Android để có thể sử dụng App Inventor mà không cần có điện thoại Android thực sự gắn vào máy tính

Hình 2.1 Giao diện sử dụng của công cụ trên máy tính (trái) và trên điện thoại

Với giao diện lập trình trên máy tính, khi ta muốn kết nối đến điện thoại để hiển thị giao diện và thao tác trực tiếp mà không cần phải tạo ra file ứng dụng (.apk) thì trên điện thoại ta cần cài một ứng dụng có tên MIT AI2 Companion trên appstore, ứng dụng này có thể quét trực tiếp mã QR trên máy tính để hiển thị giao diện đang tạo trên máy tính hoặc quét mã QR để tạo ra file ứng dụng (.apk) trên điện thoại Sau

672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM

29 khi tạo ứng dụng, ta có thể đăng lên apstore và đăng kí bản quyền như các ứng dụng zalo, facebook… Để sử dụng được App Inventor, chúng ta truy cập vào địa chỉ ai2.appinventor.mit.edu Sau đó tiến hành đăng nhập bằng tài khoản Google của mình để mở trang quản lí các project

Hình 2.2 Tạo project mới trên ứng dụng

Màn hình thiết kế giao diện

Cũng giống như các chương trình lập trình ứng dụng khác, giao diện làm việc của inventor cũng gồm 2 phần:

+ Thiết kế giao diện cho ứng dụng + Code cho giao diện đã thiết kế

672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM

Hình 2.3 Màn hình thiết kế giao diện của App

Với phần giao diện của máy, giao diện chứa các tab chức năng khác nhau cho phép tạo các đối tượng và chỉnh sửa các thuộc tính của chúng

Palette: Chứa các thành phần có thể đặt lên trên Screen như: Button, Label, Image, Listview, Video player, … Đến các thanh phần chức năng không nhìn thấy trên Screen như: BLE extension, Notifier, các sensors, …

Hình 2.4 Thanh công cụ palette

Viewer: Hiển thị giao diện screen Kéo thả các thành phần từ khung Palette sang đây để thiết kế giao diện cho phần mềm của bạn

672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM

Giao diện trên smartphone

Hình 2.24 Khối lệnh phát cảnh báo khi có khí gas rò rỉ và hiển thị dữ liệu

2.2 Giao diện Smartphone 2.2.1 Giao diện ứng dụng liên kết Để biên dịch và thực thi chương trình viết trên MIT App Inventor 2 có hai cách:

 Cách 1: Sử dụng phần mềm MIT Companion Với cách này, bạn cần cài đặt phần mềm MIT Companion trên điện thoại của bạn Sau đó, kết nối với project của bạn để tự động download về và chạy bên trong phần mềm MIT Companion Điều này gây ra nhiều sự bất tiện và phụ thuộc

 Cách 2: Biên dịch ra file apk và cài đặt, bao gồm tùy chọn download file apk về máy tính sau đó sao chép sang điện thoại để cách đặt hoặc biên dịch và tải online thông qua mã QR code

Hình 2.25 Xây dựng file apk cho điện thoại

Sau khi biên dịch xong sẽ xuất hiện một mã QR code, bạn sử dụng phần mềm quét

QR code trên điện thoại để tải file apk về và cài đặt

672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM

Hình 2.26 Mã QR code sau khi xây dựng file apk

Hình 2.27 Giao diện ứng dụng liên kết Mit app inventor

672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM

Mô hình và tất cả các chương trình liên quan

Các hình ảnh về mô hình

Hình 3.1 Mô hình thực tế

672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM

Hình 3.3 Thẻ từ rfid rc-522

Hình 3.4 động cơ servo sg90 điều khiển mở cửa

Hình 3.5 Chuông báo mở cửa

672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM

Hoạt động của mô hình

Ban đầu, khi vô trong nhà, để mở được cửa của căn nhà ta cần sử dụng thẻ từ chính xác có ID khớp với ID đã cài đặt ban đầu Khi ta sử dụng đúng thẻ từ, đèn xanh trước nhà sẽ nháy 2 lần đồng thời phát ra âm thanh “bíp” Lúc này cửa nhà sẽ mở ra nhờ động cơ servo sg90 Cửa ngôi nhà sẽ mở trong vòng 3s và tự động đóng lại

Ngược lại nếu ta sử dụng sai thẻ từ, đèn báo đỏ trước ngôi nhà sẽ phát sáng và đồng thời cũng phát ra âm thanh “bíp” kéo dài

Trong những lần sử dụng thẻ, thông tin của chủ thẻ được cài đặt trước như họ tên, chức vụ, tuổi… cũng sẽ được ghi thông tin vào file excel nhờ phần mềm PLX-DAQ

Thông tin ghi vào được đếm số lần chẵn lẻ với số lần quẹt thẻ chẵn được ghi vào là “vào nhà” và số lần quẹt thẻ lẻ được ghi vào là “ra khỏi nhà”

672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM

Hình 3.16: Thẻ từ đúng, đèn xanh sáng

Hình 3.17 Cửa mở sau khi thẻ từ đúng

Hình 3.18 Đèn đỏ báo khi sử dụng sai thẻ từ

672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM672410062:08:53 PM2:08:53 PM

Tiêu đề	Điều Khiển Nhà Thông Minh Thông Qua Bluetooth Và Điện Thoại
Tác giả	Bùi Ngọc Tuyền
Người hướng dẫn	GVHD: Hà Chí Kiên
Trường học	Đại Học Công Nghiệp TP.HCM
Chuyên ngành	Khoa Công Nghệ Điện
Thể loại	Báo Cáo Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2018
Thành phố	TP. HCM

Định dạng
Số trang	67
Dung lượng	4,39 MB