Chuyên Đề 1 tên Đề tài mạch bật tắt thiết bị Điện từ xa

Có một số lợi ích chính mà mạch bật tắt thiết bị điện từ xa mang lại cho người dùng và thị trường: • Tiện lợi và dễ sử dụng: Mạch bật tắt thiết bị điện từ xa giúp người dùng điều khiển c

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM

KHOA : ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

CHUYÊN ĐỀ 1

TÊN ĐỀ TÀI:

MẠCH BẬT TẮT THIẾT BỊ ĐIỆN TỪ XA

KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

MÃ HỌC PHẦN: 011100072301

MÃ LỚP: 21ĐHĐT01 SVTH: NGUYỄN THÁI HOÀNG

MSSV: 2105120050

Thành Phố Hồ Chí Minh - Ngày Tháng Năm

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM

KHOA : ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

CHUYÊN ĐỀ 1

TÊN ĐỀ TÀI:

MẠCH BẬT TẮT THIẾT BỊ ĐIỆN TỪ XA

KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

MÃ HỌC PHẦN: 011100072301

MÃ LỚP: 21ĐHĐT01 SVTH: NGUYỄN THÁI HOÀNG

MSSV: 2105120050

Thành Phố Hồ Chí Minh - Ngày Tháng Năm

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM

Khoa Điện – Điện tử

-

PHIẾU ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC

Học phần: Chuyên đề 1 - 0111000723

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thái Hoàng

MSSV: 2105120050

Tên đề tài: Bật tắt thiết bị điện từ xa

TPHCM, ngày 20 tháng 5 năm 2024

Nguyễn Quỳnh Anh

(Ký và ghi rõ họ tên)

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH THỊ TRƯỜNG 1

1.1 Nhu cầu của thị trường 1

1.2 Những sản phẩm đã có trên thị trường 1

1.3 Mục tiêu của sản phẩm 2

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH HỆ THỐNG 3

2.1 Sơ đồ nguyên lý 3

2.2 Sơ đồ mạch in 3

2.3 Sơ đồ thuật toán của mạch 4

2.4 Cấu trúc chung của hệ thống 4

2.5 Kiến trúc của hệ thống 5

2.6 Phân tích giao thức IoT được sử dụng trong hệ thống 5

2.7 Đánh giá đề tài sau khi hoàn thành 6

2.7.1 So sánh với mục tiêu đã đề ra 6

2.7.2 So sánh với mục tiêu cá nhân 7

2.7.3 Hướng phát triển của đề tài 7

Trang 1

CHƯƠNG 1:

1.1 Nhu cầu của thị trường

- Trong thời đại công nghệ hiện đại, nhu cầu của thị trường mạch bật tắt thiết bị điện từ xa

đã tăng lên đáng kể Có một số lợi ích chính mà mạch bật tắt thiết bị điện từ xa mang lại cho người dùng và thị trường:

• Tiện lợi và dễ sử dụng: Mạch bật tắt thiết bị điện từ xa giúp người dùng điều khiển các thiết bị điện từ xa xa như đèn chiếu sáng, quạt, máy lạnh, máy giặt, hoặc các thiết

bị gia đình khác một cách dễ dàng Thay vì phải đến gần thiết bị để bật hoặc tắt, người dùng có thể sử dụng điều khiển từ xa để thực hiện các thao tác này

• Tiết kiệm năng lượng: Mạch bật tắt thiết bị điện từ xa cho phép người dùng tắt các thiết bị khi không sử dụng, giúp tiết kiệm năng lượng và giảm hóa đơn tiền điện Điều này đặc biệt hữu ích khi người dùng quên tắt các thiết bị khi rời khỏi nhà hoặc phòng

• Tăng tính an toàn: Mạch bật tắt thiết bị điện từ xa giúp ngăn ngừa nguy cơ cháy nổ hoặc tai nạn do việc bỏ quên tắt thiết bị Người dùng có thể tắt thiết bị điện từ xa mà không cần tiếp xúc trực tiếp với nó, giảm nguy cơ gây chấn thương hay bị điện giật

• Tích hợp với hệ thống tự động thông minh: Mạch bật tắt thiết bị điện từ xa có thể tích hợp với các hệ thống nhà thông minh hiện đại, cho phép người dùng điều khiển các thiết bị từ xa thông qua ứng dụng di động hoặc bằng giọng nói Điều này mang lại sự tiện lợi và linh hoạt cho người dùng khi có thể kiểm soát các thiết bị từ bất kỳ đâu có kết nối internet

1.2 Những sản phẩm đã có trên thị trường

Sản phẩm trong nước:

• Công tắc thông minh TP-Link: TP-Link là một thương hiệu nổi tiếng trong lĩnh vực mạng, và họ cung cấp các sản phẩm công tắc thông minh được tích hợp Wi-Fi để điều khiển từ xa các thiết bị điện

• Bộ điều khiển từ xa Broadlink: Broadlink là một thương hiệu công nghệ Trung Quốc, sản xuất các bộ điều khiển thông minh và ổ cắm điều khiển từ xa để kiểm soát các thiết

bị điện từ xa

Sản phẩm ngoài nước:

• Google Nest Hub: Google Nest Hub là một thiết bị thông minh kết hợp trợ lý ảo Google Assistant và màn hình cảm ứng Nó cho phép người dùng điều khiển các thiết bị điện

từ xa thông qua ứng dụng di động hoặc điều khiển bằng giọng nói

Trang 2

• Amazon Echo: Amazon Echo là một loạt loa thông minh được trang bị trợ lý ảo Alexa

Nó có khả năng kết nối Wi-Fi và điều khiển các thiết bị điện từ xa thông qua ứng dụng

di động hoặc bằng giọng nói

• Philips Hue: Philips Hue là hệ thống đèn LED thông minh, cho phép người dùng điều khiển đèn từ xa thông qua ứng dụng di động Hệ thống này tích hợp tốt với các trợ lý

ảo như Google Assistant và Amazon Alexa

1.3 Mục tiêu của sản phẩm

• Sản phẩm đáp ứng các nhu cầu sau của thị trường

- Tiện lợi linh hoạt

- Đa dạng về lợi ích

- Chính xác và đáng tin cậy

- Dễ sử dụng phù hợp cho nhiều đối tượng

- Tạo trải nghiệm tiện ích cho người dùng

• Tính năng

- Kết nối không dây

- Điều khiển từ xa

- Điều khiển thông qua trợ lí ảo

- Tích hợp với hệ sinh thái nhà thông minh

Trang 3

CHƯƠNG 2:

2.1 Sơ đồ nguyên lý

2.2 Sơ đồ mạch in

Trang 4

2.3 Sơ đồ thuật toán của mạch

Giải thích sơ đồ:

- Kết nối nguồn sau đó mở app blynk và sẽ nhận biết cách đã hoạt động chưa qua led

ảo trên app Sau đó khi nhấn nút nhấn app sẽ gửi dữ liệu ESP32, ESP32 sẽ xử lí dữ liệu sau đó truyền dữ liệu qua relay rồi bật đèn và quạt lên , khi nhấn nút thì nút nhấn trên app sẽ đảo trạng thái bật hoặc tắt

2.4 Cấu trúc chung của hệ thống

• Cấu trúc phần cứng:

- Module ESP32: Đây là module Wifi sử dụng kết nối hệ thống mạng Wifi và kết nối với Arduino IDE thông qua giao tiếp UART

Trang 5

- Relay 2 kênh 5V: Dùng để điều khiển các thiết bị điện

• Cấu trúc phần mềm:

- Thư viện Wifi.h: Trong Arduino là một thư viện mặc định được cung cấp bởi Arduino IDE để hỗ trợ việc kết nối và giao tiếp qua mạng Wi-Fi với các thiết bị ESP8266 hoặc ESP32

- WiFiClient: Lớp đại diện cho một kết nối TCP với máy chủ từ xa

- Thư viện BlynkSimpleEsp32.h: là một thư viện bổ sung cho Arduino IDE, được sử dụng để kết nối và giao tiếp với nền tảng IoT Blynk thông qua module ESP32

• Nguyên lý hoạt động:

- Hệ thống bắt đầu bằng việc khởi tạo thư viện và khai báo các biến, hằng số

- Hàm char khai biến thiết lập kết nối Wifi cung cấp thông tin đăng nhập (SSID và PASS) cho mạng Wifi

- Widget LED là một thành phần trực quan trên nền tảng Blynk, được sử dụng để hiển thị và điều khiển trạng thái của một đèn LED ảo Dùng để nhận biết mạch có hoạt động

- Trong hàm setup(), bắt đầu khởi tạo tốc độ truyền dữ liệu qua kết nối Serial Sau đó bắt đầu thiết lập và điều khiển các thiết bị điện qua app blynk

2.5 Kiến trúc của hệ thống

- Vi xử lý ESP32: Đây là vi xử lý trung tâm của hệ thống, có khả năng kết nối mạng wifi và nhận dữ liệu từ app Blynk

- Chức năng: Vi xử lý ESP32 điều khiển và quản lý các thành phần trong hệ thống thu thập dữ liệu từ app blynk và gửi dữ liệu cho relay để điều khiển thiết bị

- Kết nối: Vi xử lý ESP32 sử dụng giao thức Wifi để kết nối mạng để nhận và gửi dữ liệu giữa các thiết bị điện và được điều khiển từ xa thông qua giao thức MQTT

2.6 Phân tích giao thức IoT được sử dụng trong hệ thống

Giải thích:

Trang 6

- Client Device: là thiết bị mà người dùng sử dụng để truy cập vào app và điều khiển

- ESP32 MCU: là mạch điều khiển ESP32 được sử dụng để kết nối wifi và tiếp nhận các dữ liệu thông qua app Blynk và điều khiển thiết bị điện

- IoT device: thiết bị kết nối IoT được kết nối với ESP32 và cung cấp dữ liệu để hiện thị lên trên app

2.7 Đánh giá đề tài sau khi hoàn thành

2.7.1 So sánh với mục tiêu đã đề ra

• Mạch bật/tắt thiết bị điện từ xa được thực hiện sử dụng nền tảng Blynk và kết nối

Wi-Fi nhằm mục đích điều khiển các thiết bị điện từ xa thông qua ứng dụng di động Mạch này có những ưu điểm và hạn chế như sau:

Ưu điểm:

- Điều khiển từ xa: Mạch cho phép người dùng điều khiển các thiết bị điện từ xa thông qua ứng dụng di động Người dùng có thể bật hoặc tắt các thiết bị từ bất kỳ nơi nào, miễn là có kết nối mạng Wi-Fi và ứng dụng Blynk

- Tiện lợi và linh hoạt: Sử dụng mạch bật/tắt thiết bị điện từ xa giúp người dùng không cần phải tiếp xúc trực tiếp với công tắc hoặc thiết bị điện Thay vào đó, họ có thể điều khiển các thiết bị thông qua điện thoại di động, tiết kiệm thời gian và công sức

- Tùy chỉnh giao diện: Mạch này sử dụng nền tảng Blynk, cho phép người dùng tạo giao diện tùy chỉnh trên điện thoại di động để điều khiển thiết bị Người dùng có thể tạo các nút bật/tắt, hiển thị trạng thái và thực hiện các tác vụ khác trên giao diện ứng dụng Blynk

- Tích hợp dễ dàng: Sử dụng thư viện Blynk và các thư viện hỗ trợ Wi-Fi, việc thiết lập kết nối và gửi/nhận dữ liệu từ nền tảng Blynk trở nên đơn giản Người dùng có thể sử dụng các hàm và macro có sẵn để tương tác với Blynk một cách thuận tiện

Hạn chế và yêu cầu:

- Kết nối mạng: Để sử dụng mạch bật/tắt thiết bị điện từ xa, người dùng cần có một mạng Wi-Fi ổn định và có phạm vi đủ tại nơi triển khai mạch Nếu mạng Wi-Fi không

ổn định, việc điều khiển thiết bị từ xa có thể gặp vấn đề

- Bảo mật: Khi sử dụng kết nối Wi-Fi và ứng dụng Blynk, cần đảm bảo rằng các biện pháp bảo mật phù hợp được triển khai Điều này bao gồm việc sử dụng mật khẩu mạng Wi-Fi an toàn và xác thực token Blynk duy nhất

Trang 7

- Tính ổn định: Mạch điều khiển từ xa phụ thuộc vào kết nối mạng và nền tảng Blynk Đảm bảo rằng kết nối mạng ổn định và nền tảng Blynk hoạt động đúng cách là quan trọng để đảm bảo tính ổn định và đáng tin cậy của mạch

2.7.2 So sánh với mục tiêu cá nhân

- Phạm vi ứng dụng: Mạch bật tắt thiết bị điện từ xa sử dụng kết nối Wi-Fi và ứng dụng

di động, cho phép điều khiển các thiết bị từ xa thông qua mạng So với mục tiêu cá nhân của bạn, bạn có thể xem xét xem liệu bạn muốn điều khiển thiết bị từ xa thông qua mạng Wi-Fi hay có yêu cầu khác như sử dụng công nghệ Bluetooth hoặc mạng di động

- Độ phức tạp và sự linh hoạt: Mạch bật tắt thiết bị điện từ xa sử dụng nền tảng Blynk

và mã code để tạo giao diện điều khiển Nếu mục tiêu cá nhân của bạn là đơn giản và

dễ dùng, bạn có thể xem xét các giải pháp thân thiện với người dùng hơn như sử dụng ứng dụng di động có giao diện sẵn hoặc các hệ thống điều khiển tự động khác

- Bảo mật và quyền riêng tư: Khi sử dụng kết nối mạng và ứng dụng di động, mạch bật tắt thiết bị điện từ xa cần đảm bảo bảo mật và quyền riêng tư cho người dùng Nếu mục tiêu cá nhân của bạn là đảm bảo bảo mật cao và quyền riêng tư, bạn có thể xem xét các giải pháp có tích hợp mã hóa mạnh mẽ hoặc giải pháp địa phương không yêu cầu kết nối mạng

- Tính khả thi và tài nguyên: Mạch bật tắt thiết bị điện từ xa có thể yêu cầu sự cài đặt và cấu hình phức tạp, cũng như sử dụng các tài nguyên như vi điều khiển, cảm biến và mạng Wi-Fi

2.7.3 Hướng phát triển của đề tài

Đề tài về mạch bật tắt thiết bị điện từ xa có thể được phát triển theo nhiều hướng khác nhau, tùy thuộc vào mục tiêu và yêu cầu cụ thể của dự án Dưới đây là một số hướng phát triển tiềm năng:

• Mở rộng tính năng: Mạch bật tắt thiết bị điện từ xa có thể được mở rộng tính năng để điều khiển và giám sát nhiều thiết bị hơn Bằng cách tăng số lượng kênh điều khiển hoặc sử dụng các giao thức mạng khác nhau như Zigbee hoặc Z-Wave, bạn có thể mở rộng khả năng điều khiển đến nhiều hệ thống và thiết bị khác nhau trong nhà Tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI): Bằng cách sử dụng kỹ thuật học máy và trí tuệ nhân tạo, mạch bật tắt có thể học và tự động điều khiển thiết bị dựa trên các mô hình và quy tắc

Trang 8

học được từ dữ liệu Điều này cho phép hệ thống tự động phản hồi và thích ứng với các tình huống và ứng dụng khác nhau

• Tích hợp với các công nghệ mới: Mạch bật tắt có thể được tích hợp với các công nghệ mới mở ra nhiều cơ hội phát triển Ví dụ, tích hợp với Internet of Things (IoT) cho phép mạch kết nối với các hệ thống và thiết bị thông minh khác, tạo nên một hệ thống tổng thể thông minh và tự động

• Tăng cường bảo mật và quyền riêng tư: Với sự gia tăng của các thiết bị kết nối, bảo mật và quyền riêng tư trở thành một yếu tố quan trọng Phát triển mạch bật tắt để tích hợp các phương pháp mã hóa mạnh mẽ, chứng thực người dùng, và cơ chế kiểm soát truy cập có thể cải thiện mức độ bảo mật và quyền riêng tư của hệ thống