Báo cáo Đồ Án môn học học phần vi xử lý Đề tài mô hình nhà thông minh mở cửa khi có người và Điều hoà nhiệt Độ phòng

Trong tương lai gần,việc biến ngôi nhà của chúng ta trở thành những không gianthông minh, tương tác và linh hoạt không chỉ là một xu hướng mà còn là một hành trình hấp dẫn đối với sự tiệ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

Nhóm thực hiện:Nhóm IV

1 Nguyễn Khắc Trường 21H1050071 TD21CLCA

2 Nguyễn Thắng 21H1050064 TD21CLCA

3 Nguyễn Quang Đạt 21H1050033 TD21CLCA

4 Trần Hồ Hoàng Phúc 21H1050061 TD21CLCA

TP.Hồ Chí Minh,Ngày 25,Tháng 12,Năm 2024

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

LỜI MỞ ĐẦU 3

ĐỀ TÀI CHI TIẾT 4

BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ 4

PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5

1.1 STM32F103C8T6 5

1.2 CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ DHT11 7

1.3 MÀN HÌNH LCD 8

1.4 CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI 8

1.5 SERVO 9

1.6 BẾN TRỞ 10

1.7 RELAY 10

1.8 MÁY QUẠT 11

PHẦN II: SƠ ĐỒ KHỐI 12

PHẦN III: SƠ ĐỒ NỐI DÂY 13

3.1 SƠ ĐỒ NỐI DÂY THỰC TẾ 13

3.2 SƠ ĐỒ NỐI DÂY TRÊN PROTEUS 13

PHẦN IV: SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT 14

PHẦN V: CODE TRÊN STM32 14

5.1 CẤU HÌNH CHIP 14

5.2 CODE 15

PHẦN VI: SẢN PHẨM THỰC TẾ 19

PHẦN VII: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 20

PHẦN VIII: TÀI LIỆU THAM KHẢO 21

MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1 CHIP STM32F103C8T6 6

Hình 1.2 STM32C8T6 6

Hình 1.3 CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ DHT11 7

Hình 1.4 MÀN HÌNH LCD 8

Hình 1.5 CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI 9

Hình 1.6 SERVO 9

Hình 1.7 BIẾN TRỞ 10

Hình1.8 RELAY 4 KÊNH 11

Hình 1.9 QUẠT 5V 11

Hình 2.1 SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG 12

Hình 3.1 SƠ ĐỒ NỐI DÂY THỰC TẾ 13

Hình 3.2 SƠ ĐỒ NỐI DÂY TRÊN PROTEUS 13

Hình 4.1 SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT 14

Hình 5.1 CẤU HÌNH CHIP STM32C8T6 TRÊN STM32CUBE 14

Hình 6.1 SẢN PHẨM 19

Hình 6.2 SẢN PHẨM 19

2

LỜI MỞ ĐẦU

Những năm gần đây, sự tiến bộ trong lĩnh vực công nghệ đã mở

ra trước mắt chúng ta những khả năng mới mẻ, biến những điềutưởng chừng như khó tin thành hiện thực Trong tương lai gần,việc biến ngôi nhà của chúng ta trở thành những không gianthông minh, tương tác và linh hoạt không chỉ là một xu hướng

mà còn là một hành trình hấp dẫn đối với sự tiện lợi và an toàn.Trong hành trình không ngừng khám phá này, chúng ta khôngthể bỏ qua sự xuất hiện của cảm biến hồng ngoại và cảm biếnDHT11, hai công nghệ đột phá đang làm thay đổi diện mạo củangôi nhà thông minh

Đó cũng là hai loại cảm biến mà nhóm 4 chúng em chọn để tìmhiểu và phát triển đề tài chính là ngôi nhà thông minh Nhóm 4chúng em muốn hướng đến nhà thông minh, nơi mà sự kết hợpgiữa cảm biến hồng ngoại và cảm biến DHT11 Bằng cách sửdụng cảm biến hồng ngoại, hệ thống này giúp nhận diện chínhxác sự hiện diện của người trong khu vực xác định, từ đó tựđộng mở cửa mà không cần phải sử dụng khóa truyền thống.Điều này không chỉ mang lại sự thuận tiện cho người dùng màcòn tăng cường tính bảo mật, đặc biệt là khi bạn có tay đầy đồhoặc khi không muốn sử dụng chìa khóa truyền thống

Đồng thời, cảm biến DHT11 tích hợp trong hệ thống nhà thôngminh này không chỉ giúp đo lường chính xác nhiệt độ môi trường

mà còn đo lường độ ẩm Thông qua ứng dụng điều khiển thôngminh, người dùng có thể theo dõi và điều chỉnh môi trường sốngcủa mình theo cách tối ưu nhất Điều này không chỉ tạo ra mộtkhông gian sống thoải mái mà còn giúp kiểm soát độ ẩm, quantrọng cho sức khỏe và bảo quản đồ đạc trong nhà

Cuối cũng nhóm 4 chúng em muốn gửi đến lời cảm ơn và bày tỏlòng biết ơn chân thành đối với sự hướng dẫn và hỗ trợ quý báu

từ GV Hoàng Đức Quý trong quá trình thực hiện dự án này Sự hỗtrợ của thầy đã giúp em và các bạn vượt qua những thách thức,

từ việc cài đặt môi trường đến việc lập trình lập trình vi xử lýtrên STM32F103C8T6 bằng M32CubeiDE Nhóm 4 chúng em xinchân thành cảm ơn vì tình cảm và kiến thức mà Thầy đã chia sẻ,tạo điều kiện cho sự thành công của dự án này

3

ĐỀ TÀI CHI TIẾT

Thiết kế mô hình nha thông minh kết hợp cảm biến hồng ngoại

và cảm biến DHT11

MỤC TIÊU:

 Khi có người đến tự động mở cửa, bật đèn

 Đo nhiệt độ bằng cảm biến DHT11, hiển thị ra LCD

 Khi nhiệt độ quá cao tự động bật quạt, sau khi làm mát nhiệt độ hạ tự động tắt quạt

BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

thành

Nguyễn Quang Đạt Lập trình phần mềm 100%Nguyễn Thắng Xây dựng mô hình, mua

dụng cụ, làm báo cáoWord, Nghiên cứu code

100%

Nguyễn Khắc Trường Xây dựng mô hình, mua

dụng cụ, làmpowerpoint, Word,nghiên cứu code

Nguyễn Quang Đạt

PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1 STM32F103C8T6

Giới thiệu tổng quan:

 STM32F103C8T6 là vi điều khiển 32bit, thuộc họ F1 củadòng chip STM32 hãng ST

- Lõi ARM COTEX M3

 Cấp nguồn ở chân Vbat bằng pin ngoài để dùng bộ RTC và

sử dụng dữ liệu được lưu trữ khi mất nguồn cấp chính.•

- 2 bộ ADC 12 bit với 9 kênh cho mỗi bộ••••••••

 Khoảng giá trị chuyển đổi từ 0 – 3.6 V

 Có chế độ lấy mẫu 1 kênh hoặc nhiều kênh.••••

 2 Watchdog Timer để bảo vệ và kiểm tra lỗi

 1 Systick Timer 24 bit đếm xuống cho hàm Delay,…

- Có hỗ trợ 9 kênh giao tiếp:

 2 bộ I2C

 3 bộ USART

5

 2 SPI

 1 CAN

 USB 2.0 full-speed interface

- Kiểm tra lỗi CRC và 96-bit ID

Hình 1.1 CHIP STM32F103C8T6

Giới thiệu về kit STM32F103C8T6:

Hình 1.2 STM32C8T6

6

Thông số kĩ thuật:

thành 3.3VDC qua IC nguồn và cấp cho Vi điều khiển chính

DHT11 là một cảm biến nhiệt độ và độ ẩm thường được sử dụng

đi kèm với một NTC chuyên dụng để đo nhiệt độ và một bộ viđiều khiển 8 bit để xuất ra các giá trị nhiệt độ và độ ẩm dưới

dạng dữ liệu nốitiếp

Định dạng sơ đồ chân DHT11 và cấu hình:

2 Data Đầu ra cả nhiệt độ và độ ẩm thông qua dữliệu nối tiếp

3 NC Không có kết nối và do đó không sử dụng

 Phạm vi cảm biến nhiệt độ:•0°C ~ 50°C, sai số ±2°C

 Tần số lấy mẫu tối đa: 1Hz•(1•giây 1 lần)

 Kích thước: 23 * 12 * 5 mm

1.3 MÀN HÌNH LCD

Màn hình text•LCD 1602 kèm module I2C•sử dụng driver

HD44780, có khả năng hiển thị 2 dòng với mỗi dòng 16 ký tự, màn hình có độ bền cao, rất phổ biến

cản•(mặt phản xạ), phản xạ vào đèn thu•hồng ngoại, sau khi so sánh, đèn•màu xanh sẽ sáng lên, đồng thời•đầu•cho tín hiệu số đầu ra (một tín hiệu bậc•thấp).

Khoảng cách làm việc hiệu quả 2 ~ 5cm, điện áp làm việc là 3.3

V đến 5V Độ nhạy sáng của•cảm biến vật cản hồng ngoại•được điều chỉnh bằng chiết áp, cảm biến dễ lắp ráp, dễ sử dụng,….•

1.5 SERVO

Động cơ servo•có kích thước nhỏ, là loại được sử dụng nhiều nhất để làm các mô hình nhỏ hoặc các cơ cấu kéo không cần đến lực nặng

9

vị trí thanh quét Tính năng sản phẩm:

- Triết áp là linh kiênh điện tử có 3 cực , bên trong có bộ phân trượt / xoay sẽ làm giá trị trở thay

- Được sử dụng trong các mạch điều chỉnh điện trở trên mạch

 Loại: Đơn, 3 chân

 Loại điều chỉnh: tuyến tính

1.7 RELAY

Module•Relay 4 kênh 5V•gồm• 4 relay , điện áp hoạt động 5 v điều khiển đầu ra tối đa 220VAC/10A và 30VDC/10A Đầu vào IN1, IN2, IN3 IN4 nhận tín hiệu cực thấp

10

Hình 1.6 SERVO

Hình 1.7 BIẾN TRỞ

Module relay 4 kênh nhỏ thiết kế gọn chuyên nghiệp , khả năng chống nhiễu tốt và khả năng cách điện tốt An toàn đáng tin cậy

Có sẵn header rất tiện dụng khi kết nối với vi điều khiển Trong module đã có sẵn mạch kích relay sử dụng IC cách ly quang và transistor giúp cách ly hoàn toàn mạch vi điều khiển với rơ le bảo đảm vi điều khiển hoạt động ổn định

Mạch điều khiển relay 4 kênh này sử dụng chân kích mức Thấp (0V): khi có tín hiệu 0V vào chân IN thì relay sẽ nhảy qua thường

9 IN1…IN4: tín hiệu đầu vào, hoạt động mức thấp

10 NO1…NO4: Công tắc thường mở

PHẦN II: SƠ ĐỒ KHỐI

12

Hình 2.10 SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG

PHẦN III: SƠ ĐỒ NỐI DÂY

3.1 SƠ ĐỒ NỐI DÂY THỰC TẾ

3 2 SƠ ĐỒ NỐI DÂY TRÊN PROTEUS

13

Hình 3.11 SƠ ĐỒ NỐI DÂY THỰC TẾ

Hình 3.12 SƠ ĐỒ NỐI DÂY TRÊN PROTEUS

PHẦN IV: SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT

Hình 4.13 SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT

5.2 CODE

15

PHẦN VII: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Qua quá trình nghiên cứu và làm đồ án đề tài nhà tông minhcùng với sự hỗ trợ rất tận tâm của GV Hoàng Đức Qúy đã chonhóm 4 chúng em rất nhiều kinh nghiệm và trải nghiệm

Qua đề tài nhóm 4 chúng em nhận thấy rằng:

Sự Kết Hợp Linh Hoạt: Cảm biến hồng ngoại và cảm biến DHT11

đã chứng tỏ sự kết hợp linh hoạt và hiệu quả trong việc tối ưuhóa tính an toàn và sự thoải mái trong ngôi nhà thông minh.Việc đóng mở cửa tự động không chỉ mang lại thuận tiện mà còntăng cường tính bảo mật, trong khi đo nhiệt độ và độ ẩm giúpduy trì một môi trường sống lý tưởng

Tính Thông Minh và Tương Tác: Cảm biến thông minh mở racánh cửa cho việc tích hợp trí tuệ nhân tạo và khả năng họcmáy Sự phát triển trong lĩnh vực này có thể tạo ra những hệthống nhà thông minh ngày càng thông minh, có khả năng dựđoán và thích nghi với nhu cầu và thói quen của cư dân

Hướng Phát Triển:

Kết Hợp Công Nghệ Mới: ta có thể nghiên cứu về cách tích hợpcảm biến thông minh với các công nghệ mới như 5G, IoT(Internet of Things) để tạo ra một hệ thống nhà thông minh liênkết mạnh mẽ và đồng bộ

Tích Hợp Năng Lượng Thông Minh: Phát triển các giải pháp nhàthông minh thân thiện với môi trường hơn bằng cách tích hợpcông nghệ tiết kiệm năng lượng, như việc sử dụng nguồn nănglượng tái tạo và quản lý năng lượng hiệu quả

Nghiên Cứu Về An Ninh :Với sự gia tăng về an ninh thông tin vàquyền riêng tư, việc nghiên cứu và phát triển các biện pháp bảomật hiệu quả trở thành yếu tố quan trọng trong việc thúc đẩy sựtin tưởng của người dùng

Qua đề tài dã cho nhóm 4 chúng em rất nhiều kiến thức bổ ích,qua đó sẽ giúp chúng em phát triển đề tài nhà thông minh thêmnhiều tiện ích hơn trong tương lai

20

PHẦN VIII: TÀI LIỆU THAM KHẢO