Báo Cáo Nhập Môn Kt Điện Tử Viễn Thông Đề Tài Mạch Led Hình Trái Tim.pdf

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘITRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

LÊ ĐÌNH HIẾU 20213755LÊ THANH HIỀN MAI

TRẦN VŨ NHÂN 20207576

CHƯƠNG 2: MÔ TẢ YÊU CẦU KỸ THUẬT 8

2.1 Yêu cầu chức năng 8

2.2 Yêu cầu phi chức năng 8

CHƯƠNG 3: LẬP KẾ HOẠCH 9

3.1 Kế hoạch công việc 9

3.2 Phân tích nhân lực 12

3.3 Phân công công việc 12

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 14

4

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời đại công nghệ hiện đại phát triển như ngày nay, ngành điện tử - viễnthông đang càng ngày càng có vai trò quan trọng với việc tạo ra rất nhiều sản phẩm,linh kiện, thiết bịvới các đă Uc điểm nVi bâ Ut như sX chYnh xác cao, t[c đô U nhanh, gọn nh\là nh]ng yếu t[ rất c^n thiết góp ph^n cho hoạt đô Ung c_a con người đạt hiê Uu quả cao.

Các bô U điều khiển sử dcng vi điều khiển tuy đơn giản nhưng để vâ Un hành và sửdcng đưec lại là mô Ut điều rất phfc tạp Các bô U vi điều khiển theo thời gian chng vớisX phát triển c_a công nghê U bán din đj tiến triển rất nhanh, tk các bô U vi điều khiểnđơn giản 4 bit cho đến các bô U vi điều khiển 32 bit và sau này là 64 bit Điê Un tử đangtrl thành mô Ut ngành khoa học đa nhiê Um vc Điê Un tử đáp fng đưec nh]ng đòi hmikhông ngkng tk các lnnh vXc công – nông – lâm – ngư nghiê Up cho đến các nhu c^u c^nthiết trong hoạt đô Ung đời s[ng hpng ngày.

Một trong nh]ng nhu c^u thiết thXc đó chYnh là tạo ra máy đo các sX khác biệttrong nhiệt độ và độ ẩm đ[i với sX thoải mái c_a con người Với môn học này, chúngem quyết định thiết kế sản phẩm: ”Máy đo và so sánh sX khác biệt chất lưeng c_akhông khY ”.

Chúng em rất cảm ơn th^y Hàn Huy Dũng đj giúp chúng em hoàn thành đề tàinày và nh]ng điều kiê Un thuâ Un lei th^y đj tạo cho chúng em.

Mă Uc dh đj hết sfc c[ gvng, nhưng do năng lXc có hạn Hơn n]a, đây là mô Ut đềtài khá mới với chúng em, vw vâ Uy chúng em không thể tránh đưec các lxi trong thiếtkế, nô Ui dung và cách trwnh bày Nhóm em rất mong đưec sX chy bảo, góp z và đánh giác_a th^y để phát triển hơn n]a đề tài này.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

SX c^n thiết, quan trọng cũng như fng dcng c_a mạch LED đưec sử dcng rô Ungrji trong cuô Uc s[ng hpng ngày, đă Uc biê Ut là trong lnnh vXc trang trY đường xá nhà cửa,các tòa nhà, cao [c, nhu c^u giải trY với ánh sáng trong các chương trwnh, nhạc hội.

Cho nên, mcc tiêu trong đề tài này là thiết kế hoàn chynh “Máy đo và so sánh sựkhác biệt chất lượng của không khí ”

6

CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH Ý TƯỞNG, ĐỀ TÀI

Tk nh]ng hwnh ảnh quan sát thXc tế và cuộc s[ng, chúng em đj chọn ra đưec đềtài “ Máy đo và so sánh sX khác biệt chất lưeng c_a không khY ” làm đề tài cho nhóm, đềtài này có tYnh thiết thXc cao và rất khả thi đ[i với đ[i tưeng là nh]ng sinh viên mớibvt đ^u.

CHƯƠNG 2: MÔ TẢ YÊU CẦU KỸ THUẬT

Mô tả yêu c^u kỹ thuật giúp chúng ta xác định đưec yêu c^u chfc năng và phichfc năng c_a sản phẩm một cách rõ ràng Với máy đo này, yêu c^u chfc năng giúp tabiết cách vận hành c_a máy đo hoạt động ra sao Về yêu c^u phi chfc năng sẽ nêunh]ng khYa cạnh khác ngoài công nghệ như kh[i lưeng, nguồn điện,

2.1 Yêu cầu chức năng

Gồm 2 thành ph^n chYnh đó là hiển thị cảnh báo (LED) và bộ cảm biến (DHT11)- Hiển thị cảnh báo

Led c^n phải đưec lập trwnh dXa trên điều kiện “HIGH” “LOW” Nếu đúngtrong khoảng đj cho ( Nhiệt độ: 20°C →26°C; Độ ẩm: 30% 50%), còn nếu ngoài→khoảng đj cho sẵn Thông tin nhiệt độ và độ ẩm l ph^n ghi chúi

- Bộ cảm biến

Bộ cảm biến thể hiện đưec đúng với thông s[ kn thuật nhiệt độ không quá caoii

khiến cho màng bảo vệ bị chảy.

2.2 Yêu cầu phi chức năng

Kh[i lưeng: 500gNguồn điện: 5VS[ lưeng LED: 2

TuVi thọ c_a LED: 100.000 giờTuVi thọ c_a LCD: 75.000 giờKYch thước: 70x80 mmGiá thành: 200.000 VND

Với các yêu c^u phi chf năng trên với yêu c^n chfc năng trong ph^n 2.1, ta đjhwnh dung đưec sản phẩm đo hoàn chynh sẽ c^n đạt đưec nh]ng công năng gw.

8

CHƯƠNG 3: LẬP KẾ HOẠCH

Kế hoạch thXc hiện đưec xây dXng gồm bảng công việc, bảng phân tYch nhân lXcvà bảng phân công công việc Bảng công việc se khái quát chung về các bước, quátrwnh hoàn thành công việc DXa trên bảng nhân lXc sẽ bàn giao tkng công việc chomxi thành viên trong nhóm sao cho phh hep với yêu c^u và nguyện vọng Các côngviệc có thời gian và các yêu c^u, điều kiện cc thể khác nhau.

3.1 Kế hoạch công việc

Bảng kế hoạch công việc là bảng nêu hệ th[ng các công việc trong kế hoạchkèm theo thời gian, thời điểm thXc hiện công việc, các nguồn lXc thXc hiện công việcvà sản phẩm đ^u ra sau khi hoàn thành mxi công việc Các công việc trong kế hoạchc_a nhóm đưec thể hiện rõ bli Bảng 1 dưới đây:

Bảng 1: Bảng công việc

STTTên công việcMô tả công việcThời gianthực hiện

Thời gianbắt đầu

bên ngoai.

Hwnh m

Xác định yêu c^ukỹ thuật

1 Phân tYch yêu c^u chfc năng c_a sản phẩm2 Phân tYch yêu c^u phi chfc năng c_a sản phẩm

5 ngày 31/12/22 5/1/23 MS Word

1 Bản mchfc nă2 Bản mphi chfphẩm3

Lập kế hoạch

1 Xây dXng bảng nhân lXc2 Xây dXng bảng công việc3 Xây dXng bảng phân công công việc

1 bảng 2 Bảng3 Bảngcông vi4

Thiết kế sơ đồkh[i

1 Thiết kế kh[i nguồn2 Thiết kế kh[i điều khiển3 Thiết kế kh[i hiển thị

8 ngày 9/1/23 17/1/23 MS Word Sơ đồ csản phẩ

5 Thiết kế tkng

1 Thiết kế kh[i điều khiển

2 Thiết kế kh[i hiển thị 1 tu^n 17/1/23 24/1/23 Draw.io

Bản vẽ ckh[i

6 Kiểm tra 1 Kiểm tra thXc tế

2 Làm mạch miu 2 tu^n 25/1/23 5/2/23

1 Chọnt[i ưu2 Bản vc_a mạc

7 Chế tạo sản xuất 1 Hàn linh kiện2 Thử mạch

3 tu^n 6/2/23 20/2/23 1 Dcng cc, linhkiện

3.2 Phân tích nhân lực

Nội dung phân tYch nhân lXc đưec thể hiện rõ qua bảng phân tYch nhân lXc Bảng cónêu rõ vị trY, vai trò c_a tkng thành viên, phân tYch tkng điểm mạnh, điểm yếu c_atkng thành viên trong nhóm

Bảng 2: Bảng nhân lực

Lê Đwnh Hiếu Leader cẩn thận, nhiệt twnh khả năng svp xếp thờigian còn yếu

Lê Thanh Hiền Mai note taker nhiệt twnh, biết sử dcngpower point

Hơi láo

Tr^n Vũ Nhân timekeeper

Năng nV, nhiệt twnh Hơi chậm

Trương Ngọc Phúc member Có nhiều z tưlng hay Lười Huỳnh Minh ChYnh member Khéo tay Tạng hwnh gimi

3.3 Phân công công việc

Tk nội dung c_a 2 bảng kế hoạch công việc và phân tYch nhân lXc, ta đj rút rabảng phân công công việc sao cho phh hep nhất và đạt hiệu quả t[t nhất đưec thể hiệnbli Bảng 3 dưới đây:

12

Bảng 3: Bảng phân công công việc

STT Tên công việcMô tả công việcNgười thực hiện

1 Chọn đề tài twm hiểu ,xác định sản phẩm Cả nhóm

2 Xác định yêu c^u kn thuật

1.Phân tYch yêu c^u chfc năng c_a sản phẩm2.Phân tYch yêu c^u phi chfcnăng

Trương Ngọc PhúcLê Thanh Hiền Mai

3 Lập kế hoạch

1.Xây đXng bản nhân lXc2.Xây dXng bản công việc3.Xây dXng bản phân công công việc

Lê Thanh Hiền Mai

4 Thiết kế sơ đồ Kh[i Lập sơ đồ các kh[i c_a sản phẩm Tr^n Vũ Nhân

5 Thiết kế tkng kh[i

1.thiết kế kh[i nguồn2.thiết kế kh[i điều khiển3.thiết kế kh[i hiển thị

Lê Đwnh HiếuTrương Ngọc Phúc

6 Kiểm tra 1.Dhng mô tả2.Làm mạch miu Lê Đwnh HiếuTr^n Vũ Nhân

7 Chế tạo sản xuất 1.Hàn linh kiện2.Thử mạch

Lê Đwnh HiếuLê Thanh Hiền Mai

8 Bàn giao sản phẩm 1.Báo cáo sản phẩm

2.clip sản phẩm Cả nhóm

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁNTỐI ƯU

Máy đo gồm các thiết bị khác nhau, mxi thiết bị làm một công việc khác nhaunên để kết hep tạo ra một thiết bị theo đúng z tưlng đề ra c^n đưec nh]ng yêu c^u c^nvà đ_ để hoàn thành dX án

Nguyên lý hoạt động dựa trên sơ đồ khối trên Hình 1:

1 Sau khi đưec cấp nguồn, cung cấp điện áp cho các ph^n

2 Ph^n đo sẽ đo các tYnh chất trong không khY như độ ẩm và nhiệt độ3 D] liệu đo sẽ đưec xử lz để hiển thị lên ph^n thông báo hiển thị

4.2 Thiết kế từng khối

Ta c^n thiết kế 3 ph^n chYnh c_a mạch gồm nh]ng công việc lXa chọn nhưỡnglinh kiện cho tkng ph^n, so sánh để có đưec phương án t[i ưu và phân tYch nội dung,nguyên lz tkng ph^n

Giá thành và đặc điểm c_a các loại sensor, đánh giá các phương án cho tkng loạisnessor đưec phân tYch bli bảng dưới đây:

4.2.2 Phần thông báo hiển thị

Ở ph^n này ta có 2 LED và 1 màn hwnh LCD mvc song song và có công dcng khácnhau.

Lấy tYn hiệu tk vi điều khiển, thXc hiện giao tiếp với vi điều khiển.- Trước hết ta twm hiểu LED về công dcng c_a nó

Hình 2: Một số loại LED

Giá thành và đặc điểm c_a các loại LED, đánh giá các phương án cho tkng loạiLED đưec phân tYch bli Bảng 5 dưới đây:

Bảng 5: Bảng lựa chọn phương án tối ưu cho LED

Hệ s[ Chi tiết Điểm Chi tiết Điểm

Tk Bảng 5, ta thấy LED siêu sáng đúng theo yêu c^u c_a nhóm giá không phải làt[t nhất nhưng dễ tiếp cận Vw đây là sản phẩm về cảnh báo nên c^n hiệu quả cho cảkhi không gian t[i Vw vậy, nhóm quyết định chọn LED siêu sáng cho kh[i hiển thị

Một số thông số của LED siêu sáng:

- Tiếp theo chúng ta twm hiểu đến 1 s[ màn hwnh h]u dcng.

Bảng 6: bảng lựa chọn phương án tối ưu cho màn hình

Với giá thành rẻ dễ tiếp cận, phh hep với nhu c^u c_a nhóm nên chúng em lXachọn kiểu màn hwnh LCD Dưới đâu là 1 s[ thông tin kn thuật c_a LCD:

Điện áp hoạt động: 5 V

Giá thành phh hep, tiết kiệm

Để phh hep với mạch và phh hep với yêu c^u phi chfc năng c_a mạch thw ta cóthể chọn đưec 2 loại IC sau Để t[i đa hóa công dcng phcc vc cho dX án này, dưới đâylà bảng đánh giá 2 loại IC đó:

Bảng 7: Bảng lựa chọn phương án tối ưu cho IC

Tk bảng trên, ta có thể thấy ESP 32 giá thành hơi nhynh so với ESP 8266 nhưnglại dễ kng dcng, dễ dàng lvp đặt Vw vậy, nhóm chúng em quyết định sử dcng ESP 32để hoàn thiện z định c_a nhóm em

4.2.4 Phần nguồn

Kh[i nguồn là kh[i rất quan trọng, nó là điều kiện c^n để mạch hoạt động Ngoàira còn quyết định tYnh cơ động c_a mạch, có một s[ loại nguồn quen thuộc với sinhviên như acquy, pin đồng tiền, dây nguồn 5V(Hwnh 3):

18

Hình 3: Một số loại nguồn

(tk trái sang phải: acquy, dây nguồn 5V, pin đồng tiền)

Giá thành và đặc điểm c_a các loại nguồn, đánh giá các phương án cho tkng loạinguồn đưec phân tYch bli Bảng 7 dưới đây:

Bảng 4: Bảng lựa chọn phương án tối ưu cho phần nguồn

1.Pin đồng tiền2.Ác quy3.Nguồn 5V

Hệ s[ Chi tiết Điểm Chi tiết Điểm Chi tiết Điểm

Giáthành

CHƯƠNG 5: LẮP MẠCH, LẬP TRÌNH VÀ SẢN XUẤT

Ở ph^n này, ta sẽ dhng mô phmng mạch bpng ph^n mềm Altium Designer, saukhi hoàn thành mô phmng sẽ tiến hành thiết kế mạch in, hàn mạch hoàn chynh, songsong với đó là quy trwnh kiểm tra mạch in trước và sau khi hàn.

5.2 Công cụ lập trình

Thông qua twm hiểu, trò chuyện học hmi các anh trên lab, có một s[ fng dcng đểlập trwnh cho arduino như Visual Stusio Code, Arduino.IDE,

Thông qua twm hiểu trên mạng, em cũng twm đưec nguồn code h]u dcng và phhiii

hep với sản phẩm c_a chúng em Dưới đây là code hoàn chynh cho bài l^n này:

o Lấy chai nước lạnh dY sát vào cảm fng

Dưới đây là hwnh sản phẩm hoàn thiện

CHƯƠNG 6: BÀN GIAO, BẢO HÀNH

Đây là bước cu[i chng trong quy trwnh thiết kế và sản xuất mạch trái tim, liênquan trXc tiếp đến việc kiểm định mô tả yêu c^u kỹ thuật c_a sản phẩm thông quangười sử dcng, qua đó ta có thể phát hiện, sửa ch]a lxi, nhưec điểm trong sản phẩmvà phát triển sản phẩm theo hướng thXc tế nhất Bước này gồm 2 công đoạn là bàngiao và bảo hành.

22

cho cho khách hàng trong thời gian 1 tu^n Sau 6 tháng chế độ bảo hành sẽ không cònhiệu lXc, để gia hạn thời gian bảo hành khách hàng có thể mua thêm gói bảo hành 6tháng tiếp theo.

Vậy sau bước bàn giao bảo hành thw quy trwnh thiết kế mạch LED trái tim đjhoàn thành, ta có đưec sản phẩm hoàn chynh và đem bàn giao sản phẩm.

Hình 1: Sản phẩm hoàn thiện

KẾT LUẬN

Sau quá trwnh làm dài ngày chng nhau làm việc c_a tất cả các thành viên trongnhóm thw sản phẩm đj hoàn thành và đj hoạt động như mong mu[n Tuy nhiên, đâyvin còn là một mạch khá đơn giản, chưa có nhiều thy biến, vw vậy chúng em đanghướng tới nh]ng hướng phát triển khác cho sản phong phú hơn, đa dạng hơn, có nhiềuchfc năng hơn như:

Sản phẩm cso thể kết n[i với wifi để gửi cho điện thoại

Có khả năng báo động trong trường hep nhiệt độ ảnh hưlng đế tYnh mạng

ngoại ng], và hướng din chúng em trong môi trường làm việc chuyên nghiệppowerpoint, orcad, MS project, Altium,

Do v[n kiến thfc có hạn nên việc thXc hiện z tưlng còn nhiều hạn chế Nếu cóđiều gw sai sót, chúng em mong th^y giúp đỡ và tạo điều kiện để chúng em có thể hoànthành z tưlng này một cách t[t nhất.

24

TÀI LIỆU THAM KHẢO

iiCảm biến độ ẩm và nhiệt độ DHT11 Temperature Humidity Sensor – Hshop.vn