Đồ án ứng dụng iot theo dõi nhiệt Độ và Điều khiển thiết bị trong phòng bằng iot

Hệ thống sử dụng các cảm biến nhiệt độ đề đo đạc và cập nhật dữ liệu theo thời ø1an thực, đồng thời cho phép người dùng điều khiến thiết bị từ xa thông qua ứng dụng di động hoặc trình đu

-_ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG DAI HQC NGUYEN TAT THÀNH

KHOA KY THUAT — CÔNG NGHỆ

NGUYEN TAT THANH

DO AN UNG DUNG IoT

THEO DOI NHIET DQ VA DIEU KHIEN THIET BI

TRONG PHONG BANG IoT

Giảng viên hướng dẫn: TS TRÂN QUANG HUY Sinh viên thực hiện: NGUYÊN V Õ ANH KIỆT - 2200011710

LỮ HOÀNG PHÚC - 2200001366 Khoá: 2022 - 2026

TRƯỜNG ĐẠI HOC NGUYEN TAT THANH CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM KHOA KY THUAT — CONG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Bộ môn Cơ điện tử

NHIỆM VỤ ĐỎ ÁN MÔN HỌC

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Võ Anh Kiệt MSSV: 2200011710

Lữ Hoàng Phúc MSSV:2200001366

Ngành: Công nghệ kỹ thuật cơ điện tử c cà con ke kho 1 Tên đề tài khoá luận: Theo dõi nhiệt độ và điều khiến thiết bị trong phòng bằng IoT

2 Nội dung chính của khoá luận: Viết báo cáo tiêu luận và thực hiện mô hình đồ án: Theo dõi nhiệt độ và điều khiến bị phòng bằng IoT ¬— ne ene Ee cen een bend ee EE tae ted been eE tae tae tee een es Nhiệm vụ : Thiết kế mô hình và viết tiêu luận đề tai giám sát và điều khién thiét bi trong phòng c cọc cọc 201 221 TT ng nnn ng TT kh nh ng sc Kế TT The vn va 3 Kết quả đạt được Hoàn thành báo cáo tiểu luận và mô hình đồ án: Theo dõi nhiệt độ và điều khiển thiết bị trong phòng bằng IoT ° tha becca - Theo déi nhiét d6 va diéu khién thiét bi trong 1g phone ti từ xa a thong q qua Smart Phone

- Nhin va nhiét d6 d6 4m bang màn hình Màn Hình OLED 0.91 inch 0.91

- Đặt nhiệt độ nếu hơn 36 độ C thì quạt thông gió hoạt động

4 Ngày glao: Ngày nộp:

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký, ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên với tình cảm sâu sắc và chân thành nhất, cho phép em được bày tỏ lòng biết ơn đến tất cả các cá nhân và tô chức đã tạo điều kiện hỗ trợ, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập vả nghiên cứu đề tài này Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập tại trường đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của Thây Với lòng biết

ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô ở Khoa Kỹ thuật - Công nghệ đã truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường Nhờ có những lời hướng dẫn, dạy bảo của các thầy cô nên đề tài nghiên cứu của em mới có thể hoàn thiện tốt đẹp Bước đầu đi vào thực tế của em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ nên không tránh khỏi những thiếu sót , em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý Thầy Cô đề kiến thức của em trong lĩnh vực này được hoàn thiện hơn đồng thời có điều kiện bô sung, nâng cao ý thức của mình

(Sinh viên thực hiện)

=x h9

cu VỀ

TÓM TẮT ĐỎ ÁN

THEO DÕI NHIỆT DO VA DIEU KHIEN THIET BI TRONG PHONG

Đồ án này tập trung vảo việc thiết kế và phát triển một hệ thống IoT để theo dõi nhiệt độ và điều khiến các thiết bị trong phòng một cách tự động Hệ thống sử dụng các cảm biến nhiệt độ đề đo đạc và cập nhật dữ liệu theo thời ø1an thực, đồng thời cho phép người dùng điều khiến thiết bị từ xa thông qua ứng dụng di động hoặc trình đuyệt web Mục tiêu của dự án là cung cấp giải pháp thông minh, tiết kiệm năng lượng và nâng cao tiện ích cho người dùng trong việc quản lý nhiệt độ và các thiết bị điện trong nhà Đồ án cũng tìm hiểu về các công nghệ IoT, mạng không dây và các giao thức truyền thông để

tích hợp hiệu quả giữa các thiết bị và hệ thông điều khiến trung tâm Kết quả của dự án

cho thấy hệ thông hoạt động ôn định, đáp ứng tốt các yêu cầu đặt ra về theo dõi và điều khiến từ xa, với khả năng mở rộng để tích hợp thêm nhiều tính năng trong tương lai

2 Tính cấp thiết của đề tài c n Tn HnTn tt 11121 1 121 1 21g re 9

3 Mục tiêu nghiên cứu 8 10

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tải 0 Sàn 2E H221 2 gu 11

5 Phương pháp nghiên cứu của đề tải - 5à c2 1 1121122112121 1 1 re 12

6 Cấu trúc để tài - -scc 22 122211102211 0211111121112 1H 112.110 H01 gu ru 12

CHƯƠNG 2 tHerờh C12110 21 1n HH HH HH HH HH HH 0H HH rời 14

CO SG LY THUYET VE CAU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ VẬN HÀNH - :52cicc 14

2.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các thiết bị chính - s22 S1 5131155511555 xse2 14

a Cảm biến DHTTI, -2252:2221111221111222111122211112211112 T111 11.0101 rre 14

b Bộ vi điều khiên ESP8266 - 51 222112222111021111112 1112201112 re 14

c Màn hình OLED 0.9 1 Ineh - c1 11 112111112111 111181 1111011811111 0 1111 11g 1x 1 tre 15

2.2 Mô hình hóa các hoạt động thực t†ê 2 21121121211 1911 110111211111 012111 11g 16 2.3 Tinh toan và phân tích các thông số kỹ thuật - L2 11211 12 221 re, 17 0:i019)ic6mmiẶ 19 PHƯƠNG HƯƠNG VÀ GIẢI PHÁP THỰC HIỆN ĐE TÀI ị 2 2c 222222 rrse 19 3.1 Phương pháp nghiên cỨU 0 20121121 1211211 1101111111111 112111111111 211 011111 1111 1c Hryệt 19 3.2 Các phương án thiết kề bồ trí G000) MMMMMMMMMMMMMMWNNNNWggIAMH 19 Phuong an 1: Hé thong diéu khién co Dam ces eessecsessesesessessessesesesseseesasesessesess 19 Phuong an 2: Hé thống điều khiên nâng cao s-s- sc n TE2221 12112811111 re 20 Phương án 3: Hệ thống điều khiển thông minh dựa trên AI 2 sec 20 3.3 Phân tích và lựa chọn phương áH L1 1211 1211111011911 1111111011111 12111 11 1x1 reo 20 3.4 Kế hoạch thực hiện và phân bồ thời gian - - s TT n2 HH HH2 ng na 21

Giai doan thiét ké (2 10 21 Giai đoạn báo cdo va hoan thién (1 tuan): 00.ccccccccccccssccssessessessessessessessseseseeseesesseseesees 22 I9i51019))6E HiiiiẳiaẳẳầẳầiaiẳiẳđiđảaaẳẳẢ 23

CÔNG NGHỆ - THIẾT KẺ VÀ TÍNH TOÁN 2222:22222122122211112222111 211 1 1e 23

4.1 Đề xuất công 0 2 23

a Cảm biến nhiệt độ và độ âm DHTT l Ì: s2: + 2t E1 55152187112112112110112211 101 1 na 23

b Vi điều khiển ESP8266: SG ST THỰ 211 121 1 12 11 21 1211 reo 23

c Relay điều khiên thiết bị đầu ra: 5 SE E1 E172 21 21121 22121 111 e re 23

a Thiết kế cảm biến nhiệt độ, độ âm 2-52 St E1 E12212111211211212110 11a 27

b Thiết kế điều khiển thiết bị trong phòng - 25s E2 181222122 c1 tren 27

e Sơ đỗ khối sc c 2112112T0 12112 1 1122121 1211 1 11 12 e ra 27 5.2 Quy Trình Thử Nghiệm Hệ Thống Điều Khiên Nhiệt Độ Tự Động 28

a Mục Tiêu Thử Nghiệm 11 1211 1212 1911111021111 1101181101111 1111115111115 11x d6 28

b Thiết Bị và Linh Kiện Sử Dụng - G5 St SE t2 122222101 2110 xen re 28

c Thiết Lập Môi Trường Thử Nghiệm 2 5S S St E2 1 1121121121122 1e 28

d Quy Trình Thực Hiện Thử Nghiệm 2 5 120220121121 321 1213 13811111 1181181158111 1 x2 28

6.3 Triển Mon öh s50 33

CODE DO ÁN LH HH 1n tt” 1 2t 1 H211 1e 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 5s 5 1211221122112 1 T11 11 112121121211 37

DANH MỤC BẢNG BIÊU

Bảng 5.2.e: Bảng số mô hình chạy thử

Bảng 5.2.e: Dữ liệu công suất tiêu thụ

29

29

DANH MỤC SƠ ĐỎ, HÌNH VẾ

Sơ đồ 5.2.c: Sơ đồ khối thiết kế đồ án

Hình 2.1.a: Cảm biến DHTII

Hinh 2.1.b: Module thu phat WiFI ESP8266

Hình 2.1.c: Man hinh OLED 0.91

Hinh 2.1.d: Relay 5V

Hinh 4.1.e: Logo Blynk

Hình 4.2.c: Thiết kế bằng app Blynk IoT

Hình 5.2.f: Mô hình chạy thử

Hình 6.1: Sản phẩm đồ án

DANH MỤC TỪ VIẾT TAT

loT Internet of Things

GPIO General Purpose Input/Output

OLED Organic Light Emitting Diode

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU ĐẺ TÀI

Đề tài "Theo đối nhiệt độ và điều khiến thiết bị trong phòng" hướng đến việc phát triển một hệ thống thông minh có khả năng giám sát nhiệt độ trong không gian sống và tự động điều khiển các thiết bị điện như quạt, máy điều hòa, hoặc đèn nhằm tối ưu hóa sự thoải mái và tiết kiệm năng lượng Hệ thống sử dụng cảm biến nhiệt độ đề thu thập dữ liệu, sau đó xử lý và đưa ra quyết định điều khiến thông qua bộ vi điều khiến như Arduino hoac Raspberry Pi Đặc biệt, việc tích hợp công nghệ loT' cho phép người dùng theo dõi và điều khiển hệ thống từ xa qua ứng dụng di động Đề tài không chỉ mang lại giải pháp tiện ích cho người sử dụng mà còn đóng góp vào xu hướng phát triển nhà thông minh, từ đó nâng cao chất lượng cuộc sống và tôi ưu hóa hiệu suất sử dụng năng lượng

trong các không gian sống và làm việc

1 Tổng quát:

Đề tài "Theo dõi nhiệt độ và điều khiến thiết bị trong phòng" hướng đến việc phát triển một hệ thống thông minh có khả năng giám sát và điều chỉnh nhiệt độ trong không gian sống, nhằm nâng cao sự thoải mái và tiết kiệm năng lượng Hệ thông sử đụng cảm biến nhiệt độ để thu thập đữ liệu, từ đó tự động điều khiến các thiết bị điện như quạt, mây điều hòa, và đèn, giúp duy trì một môi trường lý tưởng cho người sử dụng

Trong nước, nghiên cứu về hệ thông tự động hóa và nhà thông minh đang gia tăng, nhưng vẫn còn nhiều tiềm năng đề phát triển, đặc biệt trong việc ứng dụng công nghệ loT vào piám sat va điều khiển nhiệt độ Nhiều dự án nghiên cứu đã được thực hiện nhưng vẫn chưa khai thác triệt để các ứng dụng trong các không gian sống cụ thê

Trên thế giới, nhiều nghiên cứu và sản phẩm liên quan đến hệ thống điều khiến nhiệt độ

đã được phát triển Cac céng trinh nhu "Smart Home Automation Using IoT" va "Design

and Implementation of an Intelligent Temperature Control System" d4 ching minh higu quả trong việc tôi ưu hóa quản lý môi trường sống, tiết kiệm năng lượng và tăng cường trải nehiệm cho người sử dụng

Tóm lại, đề tài không chỉ có ý nghĩa thực tiễn mả còn góp phần vào xu hướng nghiên

cứu về tự động hóa và công nghệ thông minh, hướng tới việc cải thiện chất lượng cuộc sông trong các không gian sống và làm việc

2 Tính cấp thiết của đề tài

Trong bối cảnh hiện đại, việc duy tri môi trường sống và làm việc thoải mái là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sức khỏe và năng suất làm việc của con người Nhiệt độ không phù hợp có thể gây ra sự khó chịu, ảnh hưởng đến tâm trạng và khả năng tập

trung Hệ thông theo dõi nhiệt độ và điều khiển thiết bị trong phòng không chỉ giúp người

dùng duy trì nhiệt độ ở mức lý tưởng mà còn tự động hóa quy trình điều chỉnh, từ đó nâng cao chất lượng cuộc sống Điều này ngày càng trở nên cần thiết trong các không

gian như văn phòng, nhà ở vả cơ sở giáo dục, nơi mà sự thoải mái và hiệu quả là ưu tiên

hàng đầu

Bên cạnh việc tạo ra môi trường thoải mái, hệ thống còn đóng vai trò quan trọng trong việc tiết kiệm năng lượng Trong bối cảnh tài nguyên thiên nhiên đang ngày càng

khan hiếm và biến đổi khí hậu trở thành một thách thức toàn cầu, việc giảm thiểu mức

tiêu thụ năng lượng là vô cùng cân thiết Hệ thống điều khiến tự động có khả năng chỉ kích hoạt thiết bị khi nhiệt độ vượt ngưỡng cần thiết, giúp tiết kiệm điện năng và giảm

chí phí cho người sử dụng Điều này không chỉ có lợi cho cá nhân mả còn có ý nghĩa tích

cực đối với môi trường, góp phần vảo sự phát triển bền vững

Đề tài này cũng có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn, góp phần vảo sự phát triển của công nghệ tự động hóa và loT Hệ thông không chỉ hỗ trợ người dùng trong việc quản lý môi trường mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới cho các nhà khoa học và kỹ sư trong lĩnh vực công nghệ thông minh Bên cạnh đó, hệ thông còn có thể được áp dụng trong các cơ sở giáo dục và nghiên cứu, hỗ trợ việc giảng dạy và học tập về công nghệ tự động hóa Việc phát triển và triển khai hệ thống này không chỉ mang lại lợi ích cho người dùng

mà còn thúc đây sự đôi mới và sáng tạo trong lĩnh vực công nghệ

3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài

Phát triển hệ thống theo dõi nhiệt độ: Thiết kế và xây dựng một hệ thống có khả năng giám sát nhiệt độ trong phòng bằng cách sử dụng cảm biến nhiệt độ Hệ thống sẽ cung cấp dữ liệu nhiệt độ chính xác và liên tục, từ đó người dùng có thê theo dõi điều

kiện môi trường một cách dễ dàng

Tự động hóa điều khiến thiết bị: Xây dựng chức năng tự động điều khiến các thiết

bị điện (như quạt, mây điều hòa, đèn) dựa trên các thông số nhiệt độ đã đo được Hệ thống sẽ tự động kích hoạt hoặc tắt thiết bị nhằm duy trì mức nhiệt độ tối ưu, giup tiết kiệm năng lượng và tăng cường sự thoải mái cho người sử dụng

10

Tích hợp công nghệ IoT: Thiết lập giao điện người dùng cho phép theo dõi và điều khiến hệ thống từ xa qua ứng dụng di động hoặc nền tảng web Điều này sẽ giúp người

ding dé dang quan lý nhiệt độ và thiết bi từ bất kỳ đâu, nâng cao tính tiện ích của hệ

thống

Đánh giá hiệu quả hoạt động: Tiến hành thử nghiệm và đánh giá hiệu quả của hệ thống trong các điều kiện thực tế, từ đó xác định độ chính xác của cảm biến, khả năng tự động điều khiển và mức độ tiết kiệm năng lượng so với phương pháp điều khiến thủ công

Sản phẩm nghiên cứu: Đến cuối quá trình nghiên cứu, mục tiêu là tạo ra một sản phẩm hoàn chỉnh, bao gồm phan mềm và phần cứng, có khả năng giám sát nhiệt độ và điều khiến thiết bị một cách thông minh và hiệu quả, đáp ứng nhu cầu thực tế của người

sử dụng trong các không gian sống và làm việc

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

Đối tượng nghiên cứu của đề tài chủ yếu bao gồm các thành phần quan trọng của hệ thống theo dõi và điều khiển nhiệt độ Cụ thể, cảm biến nhiệt độ sẽ là phần chính dé thu

thap dé ligu méi truong Cac loai cam bién nhu DS18B20, DHT11 va DHT22 sé duoc

nghiên cứu và đánh gia để lựa chọn loại phủ hợp nhất về độ chính xác, độ ôn định và khả năng tương thích với bộ vi điều khiển Bên cạnh đó, bộ vi điều khiến như Arđuino hoặc Raspberry Pi cũng sẽ là một đối tượng trọng tâm Hệ thống cần được lập trình dé xử lý

dữ liệu từ cảm biến và thực hiện các lệnh điều khiến cho các thiết bị điện, Củng với việc nghiên cứu thiết bị điều khiến như quạt, máy điều hòa và đèn để xây dựng các giao thức

điều khiến hiệu quả

Phạm vi nghiên cứu của đề tài sẽ được giới hạn trong một số nội dung cụ thể Đầu tiên, sẽ tiến hành khảo sát và đánh gia các loại cam biến nhiệt độ để xác định những ưu nhược điểm của từng loại, đồng thời nghiên cứu các tiêu chí lựa chọn cảm biến phù hợp cho hệ thông Phần nảy sẽ bao gồm việc tìm hiểu về độ chính xác, tốc độ phản hồi và khả năng chịu nhiệt độ cao Tiếp theo, xây dựng hệ thông phần mềm và phân cứng sẽ là một phần quan trọng của nghiên cứu Đề tài sẽ tập trung vào việc thiết kế và lập trình phần mềm cho bộ vi điều khiển nhằm thu thập, xử lý dữ liệu từ cảm biến và điều khiển thiết bị điện, đảm bảo tính khả thi và độ bền của các linh kiện

Một phần quan trọng của đề tài là tích hợp công nghệ IoT để nâng cao tính tiện ích của hệ thống Nghiên cứu sẽ tìm hiểu các giao thức và nền tảng IoT phù hợp đề xây đựng

11

giao diện người dùng cho ứng dụng di động hoặc nền tảng web Hệ thống sẽ cho phép người dùng theo dõi và điều khiến thiết bị từ xa, tăng cường khả năng quản lý và cải thiện trải nphiệm sử dụng Việc tích hợp này cũng mở ra cơ hội cho các tính nang bỗ sung như thông báo nhiệt độ và lịch sử hoạt động của hệ thống, giúp người sử dụng có cái nhìn tông quát và chủ động hơn trong việc quản lý môi trường sống của mình

5 Phương pháp nghiên cứu của đề tài

Đề tiếp cận vấn đề và xây dựng hệ thống một cách hiệu quả, phương pháp lý thuyết

sẽ được áp dụng để cung cấp nền tảng khoa học và kỹ thuật cho đề tài Nghiên cứu lý thuyết sẽ tập trung vào nguyên ly hoạt động của các cảm biến nhiệt độ, cách điều khiển thiết bị điện qua bộ vi điều khiển như Arduino hoặc Raspberry Pi, va cac khái nệm về công nghệ IoT Qua đó, người nghiên cứu sẽ hiểu rõ cơ chế hoạt động của các thiết bị và các giao thức kết nối giữa chúng, từ đó có thê đưa ra giải pháp thiết kế hợp lý cho hệ thống

Tiếp theo, phương pháp thực nghiệm sẽ được lựa chọn làm phương pháp chính Các hoạt động thực nghiệm sẽ bao gồm việc lắp ráp hệ thống phân cứng, lập trình cho vi điều

khiến, thử nghiệm cảm biến nhiệt độ và hệ thống điều khiến trong các điều kiện thực tế Việc thử nghiệm này không chỉ giúp kiểm tra hiệu quả của hệ thống trong việc tự động

điều khiến các thiết bị điện dựa trên đữ liệu nhiệt độ mà còn đánh giá độ chính xác, tốc

độ phản hồi và tính ốn định của hệ thông trong môi trường thực tế, qua đó đảm bảo tính khả thi và hiệu quả của giải pháp

Cuối cùng, phương pháp khảo sát và phân tích sẽ được sử dụng đề thu thập phản hồi

từ người dùng sau khi thử nghiệm hệ thông trong thực tế Những ý kiến và đánh giá từ người sử dụng sẽ giúp phân tích mức độ hải lòng và tính tiện ích của hệ thống Dựa trên

phan héi này, nhóm nghiên cứu có thể điều chỉnh và cải tiến sản phẩm, nâng cao trải

nghiệm sử dụng cho người tiêu dùng, từ đó đảm bảo rằng hệ thông không chỉ hoạt động tốt về mặt kỹ thuật mà còn đáp ứng nhu cầu thực tiễn của người dùng

6 Cau trúc đề tài

Chương 1: Giới thiệu đề tài nghiên cứu

- Chương này cung cấp cái nhìn tông quan về đề tài, bao gồm các nội dung chính như

sau: Tổng quát về đề tài: Giới thiệu ý tưởng nghiên cứu, khái quát tình hình nghiên cứu

trong và ngoài nước liên quan, đồng thời nêu rõ các tài liệu và công trình đã có

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

12

- Chương này trình bảy các nguyên lý vận hành của các cơ cầu, máy móc và thiết bị trong

mô hình nghiên cứu Ngoài ra, sẽ dé cập đến cơ sở về mô hình hóa các hoạt động thực tế

lên mô hình Đồng thời, chương sẽ liệt kê các bài tập thực hành có thể mô phỏng hoạt động của máy móc, cung cấp một cái nhìn sâu sắc về cách thức hoạt động của hệ thống Chương 3: Phương hướng và giải pháp thực hiện

- Chương này sẽ đề xuất các phương pháp nghiên cứu hợp lý và khả thi dé tiến hành đề tài Người thực hiện sẽ đưa ra ba phương ân tối ưu nhất dựa trên điều kiện đầu vào và yêu cầu đầu ra Sau khi phân tích và so sánh các phương án dựa trên nhiều tiêu chí, một phương án tốt nhất sẽ được lựa chọn cho đề tài Chương cũng sẽ bao gồm kế hoạch thực hiện và trình tự công việc, phân bố thời gian hợp lý cho từng giai đoạn

Chương 4: Công nghệ và thiết kế chỉ tiết

- Chương này đề xuất các công nghệ liên quan đến đề tài, cùng với tính toán và thiết kế chi tiết dựa trên bố trí chung từ Chương 3 Các công nghệ sẽ được lựa chọn dựa trên yêu cầu về tính năng, thông số kỹ thuật, và yếu tô kinh tế Thiết kế chỉ tiết sẽ đảm bảo tính đồng bộ với các yêu cầu và thông số đã đề ra, tạo nên tảng vững chắc cho quá trình phát

triển sản phâm

Chương 5: Chế tạo sản phẩm và thử nghiệm

- Chương này mô tả quá trình chế tạo sản phẩm và các thử nghiệm để thu thập kết quả đánh giá Các kết quả sẽ được so sánh với yêu cầu về thông số kỹ thuật như sai số, công suất, tính thâm mỹ và độ ổn định của sản phẩm Điều nay sé giup xác định khả năng hoạt động và hiệu quả của hệ thống trong thực tế

Chương 6: Kết luận và kiến nghị

- Chương cuỗi cùng sẽ tóm tắt các kết luận chính của đề tài, nhắn mạnh các kết quả đạt được và đề xuất các kiến nghị nhằm cải thiện và phát triển thêm sản phẩm trong tương lai Phần này cũng sẽ mở ra hướng nghiên cứu tiếp theo dựa trên những vấn đề đã được phát hiện trong quá trình thực hiện dé án

13

CHƯƠNG 2

CO SO LY THUYET VE CAU TAO VA NGUYEN LY VAN HANH

2.1 Cau tao va nguyén lý hoạt động của các thiết bị chính

a, Cam biến DHT1I

Cấu tạo: DHTI1 là một cảm biến chuyên dụng có khả năng đo cả nhiệt độ và độ âm không khí, được thiết kế nhỏ gọn và đễ dàng lắp đặt Nó bao gồm một bộ vi xử lý, cảm biến điện trở cho độ 4m và một cảm biến nhiệt độ Module cảm biến nảy có ba chân:

VCC (cung cấp nguồn), GND (đất), và DATA (đầu ra dữ liệu) Với kích thước nhỏ,

DHT11 rat thích hợp cho các ứng dụng nhúng và IoT, nơi mà không gian là yếu tố quan trọng

Hình ảnh 2.1.a: Cảm bién DHT11

Nguyên lý hoạt dộng: DHTI1 hoạt động bằng cách sử dụng một điện trở nhạy cảm với độ âm và một cảm biến nhiệt độ Khi được cấp nguồn, cảm biến nảy sẽ bắt đầu thu thập thông tin về nhiệt độ và độ âm trong không khí Sau khi đữ liệu được thu thập,

DHTI1 chuyên đổi thông tin thành tín hiệu số và gửi về bộ vi điều khiển ESP8266 thông

qua giao thức One-Wire Sự kết hợp giữa khả năng đo đạc chính xác và phương thức giao tiếp đơn giản làm cho DHT11 trở thành một lựa chon phổ biến trong các hệ thống tự động hóa

b Bộ vi điều khiển ESP8266

Cấu tạo: ESP§266 là một bộ vi điều khiển mạnh mẽ tích hợp Wi-Fi, cho phép kết

nối với Internet và các thiết bị khác Chip này có nhiều chân GPIO, cho phép người dùng kết nối và điều khiển nhiều cảm biến và thiết bị ngoại vi Kích thước nhỏ gọn và hiệu suất cao của nó đã giúp ESP§266 trở thành một lựa chọn hang đầu cho các dự án loT

14

Hình ảnh 2.1.b: Module thu phat WiFi ESP8266 ; Nguyên lý hoạt động: ESPS266 được lập trình đê thu thập dữ liệu từ cảm biên

DHTII và truyền tải thông tin này lên các ứng dụng điều khiển như Blynk Khi nhận

duoc dir ligu tr DHT11, ESP8266 sé xu ly va gửi thông tin này qua WI-FI, cho phép người dùng theo đối nhiệt độ và độ âm từ xa Ngoài ra, ESP§266 còn có khả năng nhận lệnh từ Blynk dé điều khiến các thiết bị như quạt và đèn thông qua các chân GPIO Việc tích hợp Wi-Fi trong bộ vi điều khiến giúp đơn giản hóa quá trình phát triển các ứng dụng loT, đồng thời mở rộng khả năng điều khiến từ xa cho người dùng

c Man hinh OLED 0.91 inch

Màn hình OLED 0.91 ¡inch là loại màn hình hiển thị nhỏ sọn nhưng hiệu suất cao, được sử dụng để hiển thị thông tin nhiệt độ và độ 4m do duoc từ cảm biến DHTI11 Với

độ phân giải 128x32 pixel, màn hình này có khả năng hiển thị các thông tin cơ bản một

cách rõ ràng và chi tiết, ngay cả trong không gian nhỏ OLED sử dụng công nghệ diode phát sáng hữu cơ, cho phép màn hình tiêu thụ ít nắng lượng hơn so với các loại màn hình LCD thông thường, đồng thời hiến thị màu sắc sắc nét và góc nhìn rộng Màn hình

OLED giao tiếp với vi điều khiến ESP8266 thông qua giao thức I2C, giúp giảm số lượng

chân cần thiết dé kết nỗi, và giúp việc tích hợp màn hình vào hệ thống trở nên đơn giản

hơn Trong hệ thông này, màn hình OLED hiến thị thông tin nhiệt độ, độ âm hiện tại,

cùng trạng thái của các thiết bị điều khiển như quạt và đèn

15

là relay thường mở (NO - Normally Open) và relay thường đóng (NC - Normally Closed), mỗi loại có chức năng khác nhau trong việc điều khiến thiết bị

Hình anh 2.1.d: Relay 5V Nguyên lý hoạt động: Khi ESP§266 gửi tín hiệu điều khiển tới relay, cuộn dây của relay sẽ được kích hoạt, tạo ra một từ trường Từ trường này làm cho bộ tiếp điểm đóng hoặc mở, từ đó điều khiến việc bật hoặc tắt thiết bị như quạt và đèn Điều này không chỉ

giúp bảo vệ các linh kiện nhạy cảm trong mạch điều khiển mà còn cho phép điều khiến

các thiết bị có công suất lớn mà không làm hỏng các mạch điện nhỏ Relay cũng giúp tách biệt các mạch điều khiển va tai, đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệ thông

2.2 Mô hình hóa các hoạt động thực tế

Mô hình hóa là một phần quan trọng trong quá trình phát triển hệ thống, giúp chuyển đổi các hoạt động thực tế vào trong môi trường mô phỏng hoặc thực hiện trên các mô

16

hình vật lý Đối với đề tài này, việc mô hình hóa sẽ được thực hiện thông qua các bước

sau:

Mô phỏng dữ liệu: Dữ liệu từ cam bién DHT11 sẽ được thu thập và hiển thị trên

giao diện Blynk Ứng dụng Blynk cho phép người dùng theo dõi nhiệt độ và độ âm trong

thời gian thực, giúp đưa ra các quyết định điều khiến thiết bị một cách chính xác Việc

hiển thị đữ liệu này trên giao điện người dùng còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân tích và tối ưu hóa môi trường trong phòng

Điều khiến thiết bị: Với ứng dụng Blynk, người dùng có thê điều khiển quạt và đèn

từ xa chỉ bằng một cú chạm trên điện thoại Hệ thống phản hỗi ngay lập tức các lệnh nay, tạo nên sự thuận tiện và linh hoạt trone việc quan lý các thiết bị trong phòng Việc này không chỉ nâng cao trải nghiệm người dùng mả còn thúc đây sự phát triển của công nghệ nhà thông minh, nơi mà mọi thứ đều có thể được điều khiển một cách dễ đàng và hiệu quả

Mô hình hóa quy trình: Bằng cách xây dựng các quy trình mô phỏng cho các hoạt động thực tế, người thực hiện dự án có thể hiểu rõ hơn về cách các thiết bị tương tác với nhau Điều này bao gồm việc lập kế hoạch cho cách mà DHTI1I sẽ cung cấp dữ liệu cho ESPS266, cũng như cách mà ESP8266 sẽ điều khiển relay dé bat hoặc tắt quạt và đèn Sự hiểu biết này sẽ giúp tối ưu hóa hệ thống, từ đó nâng cao hiệu suất hoạt động và giảm

thiểu lỗi phát sinh

2.3 Tính toán và phân tích các thông số kỹ thuật

Việc tính toán và phân tích các thông số kỹ thuật là rất quan trọng trong quá trình thiết kế hệ thống để đảm bảo rằng các thiết bị hoạt động hiệu quả và an toàn Một số yếu

tố cần xem xét bao gồm:

Công suất của thiết bị: Đối với quạt và đèn, cần xác định công suất tiêu thụ đề chọn relay phù hợp Các relay cần có khả năng chịu tải lớn hơn công suất tiêu thụ của thiết bị

dé tránh hiện tượng quá tai và hư hỏng Việc này không chỉ đảm bảo an toàn mà còn kéo

dài tuôi thọ của các thiết bị trong hệ thống

Thời gian phản hồi: Đo lường thời gian từ khi người dùng gửi lệnh qua Blynk đến khi thiết bị thực sự phản hồi Điều này sẽ giúp đánh giá hiệu suất của hệ thông và điều

chỉnh nếu cần thiết Thời gian phản hồi nhanh không chỉ cải thiện trải nghiệm người dùng

mà còn cho thấy tính hiệu quả của hệ thống trong việc xử lý dữ liệu và điều khiến thiết

bị

17

Độ chính xác của cảm biến: DHTII1 có độ chính xác nhất định trong việc đo nhiệt

độ và độ âm, với sai số khoảng +2°C cho nhiệt độ và +5% cho độ âm Việc hiểu rõ về các thông số kỹ thuật của cảm biến sẽ øIúp người thực hiện có thể đánh gia và cải thiện hệ thống nếu cần thiết Nếu cần độ chính xác cao hơn, có thể xem xét việc sử dụng các cảm biến khác như DHT22, cung cấp độ chính xác tốt hơn trong các ứng dụng yêu cầu khắt khe hơn

Khả năng mở rộng của hệ thống: Việc thiết kế hệ thống cũng nên tính đến khả năng mở rộng trong tương lai Điều này bao gồm việc thêm các cảm biến khác, thiết bị điều khiến hoặc chức năng mới vào hệ thống mà không làm ảnh hưởng đến hoạt động của các thành phần hiện tại Sự linh hoạt trong thiết kế sẽ cho phép hệ thống thích ứng voi nhu cầu neày cảng tang của người dùng và các công nghệ mới trong tương lai

18