Bài tập lớn Đề tài nghiên cứu, thiết kế và chế tạo khóa két sắt Điện tử sử dụng keypad 4x4 arduino

CHUONG I: TONG QUAN 1.1.Ly do chon dé tai Tăng độ an toàn cho gia đình hoặc doanh nghiệp: Két sắt điện tử được thiết kế để bảo vệ tài sản quan trọng và giữ an ninh an toàn của gia đình

BO CONG THUONG TRUONG DAI HOC KINH TE - KY THUAT CONG NGHIEP

Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Khánh Huyền

Hà Nội — 2023

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRUONG DAI HOC KINH TE - KYTHUAT CONG NGHIEP

Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Khánh Huyền

Hà Nội — 2023

NHAN XET CUA GIẢNG VIÊN

P.07 5 12

2.2.2 Mô hình hóa 5s s91 1121111111 11111 111 11 12111101 1211212121 13 CHƯƠNG 3 :THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG HỆ THÓNG ĐIÊU KHIÉN 14 kinh 6á nh 1 14

DANH MUC HINH ANH

CHUONG I: TONG QUAN

1.1.Ly do chon dé tai

Tăng độ an toàn cho gia đình hoặc doanh nghiệp: Két sắt điện tử được thiết kế

để bảo vệ tài sản quan trọng và giữ an ninh an toàn của gia đình hoặc doanh nghiệp Tính tiện lợi và nhanh chóng: So với két sắt thông thường sử đụng khóa cơ truyền thống, két sắt điện tử cho phép người dùng mở khóa nhanh chóng chỉ với một vài thao tác don gian

Độ chính xác cao: Các loại két sắt điện tử sử dụng vi điều khiển và các công nghệ cảm biến tiên tiến cho phép chúng xác định mật khấu chính xác và chống lại các phương pháp tấn công từ chối dịch vụ (DoS) hay phá hủy vật lý

Có thê được tùy chỉnh để phù hợp với nhu cầu sử dụng của mỗi gia đình hoặc doanh nghiệp: Thiết kế két sắt điện tử có thể được tủy chỉnh theo yêu cầu của khách hàng, ví dụ như khoảng cách kích thước, độ dày, màu sắc và chức năng

Là đề tài hấp dẫn cho các bạn sinh viên hoặc các nhà phát triển: đề tài về két sắt điện tử có tính ứng dụng cao, phát triển trên nền tảng Arduino và các linh kiện điện tử phổ biến, sẽ là một lựa chọn tuyệt vời cho các sinh viên hoặc các nhà phát triển mới bắt đầu tìm hiểu về vi điều khiển và các ứng dụng điện tử

Đã có nhiều tiềm năng ứng dụng trong thực tế: Két sắt điện tử hiện nay đã được

sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như ngân hàng, trường học, khu công nghiệp, quân đội và hỗ trợ an ninh trong nhà ở Băng cách phát triển đề tài này, người ta có thê áp dụng các kết quả đạt được cho các sản phâm đang được sử dụng trong thực tế

Có tính độc đáo và thú vị: Két sắt điện tử là một sản phẩm đây tính sáng tạo,

cung cấp những thử thách thiết kế như giao tiếp với bàn phím và LCD, độ chính xác của động cơ và việc quản ly tai nguyên Đây là một đề tài hấp dẫn và thú vị cho các nhà phát triên có đam mê trong lĩnh vực công nghệ

Mang lại lợi ích và giá trị cho cộng đồng: Két sắt điện tử giúp cải thiện đáng kế việc bảo vệ tài san va dam bảo an ninh cá nhân của mỗi người Đây là một sản phẩm

có tính chất hữu ích và có thể góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống của cộng đồng nói chung

1.2.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Màn hình hiển thị LCD 16x2: Màn hình LCD hiển thị thông tin liên quan đến

trạng thái của két sắt điện tử và thông báo lỗi cho người dùng

Hình 1.2.Miàn hình LC) tích hợp 12C Nguồn: Két sắt điện tử sử dụng nguồn điện 5-9VDC, tùy thuộc vào mô hình và đặc điểm kỹ thuật

lễ, khóa và phụ kiện bô sung để tăng tính an toàn và độ bền Các loại khác nhau của két sắt điện tử có thế có kích thước và thiết kế khác nhau để đáp ứng các nhu cầu sử dụng khác nhau

Hìnhl.5 Tủ sắt 1.2.2.Nguyén lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động chính của két sắt điện tử là sử dụng bộ khóa điện tử để kiêm soát việc mở và đóng khóa Khi người dùng muốn mở khóa, họ phải nhập mã bảo mật đúng vào bản phím số Bộ khóa điện tử sẽ tiếp nhận mã và xác thực tính hợp

lệ của nó trước khi cho phép cơ cầu khóa hoạt động đề mở khóa

Trong quá trình này, bộ khóa điện tử sử dụng một số thành phần khác nhau để thực hiện nhiệm vụ của mình, bao gồm ca vi điều khiển và phần mềm chạy trên vi điều khiến Động cơ servo được sử dụng để điều khiển cơ cấu khóa và mở khóa khi mã bảo mật được xác thực Khi đó, trạng thái hiện tại của két sẽ hiển thị trên màn hình hiển thị LCD

Mã bảo mật có thê được thiết lập và chỉnh sửa bởi người quản trị, hoặc được tạo

tự động bởi chính két sắt điện tử dựa trên một số yếu tố khác nhau, chẳng hạn như thời gian, s6 lan nhập sai mã bảo mật hoặc sự kích hoạt của còi báo hiệu

- Néu mã bảo mật nhập sai, Arduino sé hién thi thông bao "That bai!" lén màn hình LCD và chờ cho người dùng nhập lại mã

- Thông tin mật khẩu sẽ được hiện thị thành dấu ““*” ngay sau khi nhập

nham dam bao tinh bao mat

- Nhập “#” để đóng cửa

- Đổi mật khấu: nhập “B” nhập lại mật khâu cũ, sau đó nhập mật khâu

mới muốn đôi

- Nhân phím”A” đề liên hệ trong trường hợp khân cấp hoặc gắp sự có

10

CHUONG 2 : THIET KE HE THONG CO KHI

2.1 Ban vẽ 2D két sắt điện tử :

-Két sắt có kích thước 250x180x100mm hình hộp chữ nhật với cấu tạo bằng tôn tắm ,

sơn tĩnh điện màu kem

| oi i ah)

ocoo EEGD Oooo 2 || z

2.2.M6 hinh héa 3D

2.2.1 Autodesk Inventor

Autodesk Inventor la phan mém xây dựng mô hình 3D, thiết kế, hình mẫu và kiểm tra ý tướng các sản phầm Inventor tạo ra các nguyên mẫu mô phỏng chuẩn xác khối lượng, áp lực, độ ma sát, tải trọng, của các đối tượng sản phẩm trong môi trường 3D Các công cụ mô phỏng, phân tích được tích hợp trong Inventor cho phép người dùng thiết kế từ khuôn đúc cơ bản đến nâng cao như thiết kế chi tiết máy, trực quan hóa sản phẩm Inventor còn được tích hợp CAD và các công cụ giao tiếp thiết kế nhằm nâng cao năng suất làm việc của CAD vả giảm thiếu phát sinh lỗi, tiết kiệm thời gian

f\ AUTODESK

` +” —

12

Hinh 2.7.Giao dién Inventor 2.2.2 Mô hình hóa

Mamee' |Appeses _ vị

ve ÔCeslGsay oy Shee Soin a =: d

2 Bgeeee Matsetenvon = UE Stems «Gander + Ss re tppenne

Hinh2.8.M6 hinh hoa 3D

13

CHUONG 3 : THIET KE VA MO PHONG HE THONG DIEU KHIEN

3.1.Lưu đồ thuật toán

const byte rows = 4;

const byte columns = 4;

char hexaKeys[rows][columns] = {

14

Initial password|[j] =EEPROM.read(j);

if (!(strnemp(password, initial_ password, 4))) {

digital Write(coibao, HIGH);

delay(200);

digitalWnite(led2, HIGH);

16

3.3 Mô phỏng hoạt động trên Proteus

3.3.1.Giới thiệu phần mềm Proteus

Proteus được sử dụng để mô phỏng, thiết kế và vẽ các mạch điện tử Nó được phát minh bởi Labcenter Electronics

Bằng cách sử dụng proteus, bạn có thé thiết kế mạch hai chiều

Với việc sử dụng phần mềm kỹ thuật này, bạn có thê xây dựng và mô phỏng các mạch điện và điện tử khác nhau trên máy tính cá nhân hoặc máy tính xách tay

Có rất nhiều ưu điểm khi mô phỏng các mạch trên proteus trước khi thực hiện chúng trong thực tế

Thiết kế mạch trên proteus tốn ít thời gian hơn so với việc xây dựng mạch trên thực tế

Khả năng xảy ra lỗi ít hơn trong mô phỏng phần mềm chắng hạn như kết nối lỏng léo, mắt nhiều thời gian để tìm ra các vấn dé kết nỗi trong một mạch thực tế

Mô phỏng mạch cung cấp tính năng chính mà một số linh kiện của mạch không thực tế thì bạn có thể xây dựng mạch của mình trên proteus

Không có khả năng đốt cháy và làm hỏng bất kỳ linh kiện điện tử nào trong proteus

Các công cụ điện tử rất đắt tiền có thé dé dang mac vao proteus nhu may hiện Sóng

Str dung proteus, ban co thé tim thấy yếu tổ khác nhau của các mạch như dòng điện, giá trị điện áp của bắt kỳ linh kiện nảo và điện trở bắt ky luc nao, diéu nay rat khó trong một mạch thực tế

19

PROTEUS

Hinh 3.10 Giao dién Proteus

File Edit View Tool Design Graph Debug Library Template System Help

2) @| % Oa) ee | eae PS A We) A

$f Schematic Capture > | ="\Sowee Code &

3.3.2.Sơ đồ đi dây

‘O@®

* Các bước thao tác đề mô phóng:

Bước 1: Mở file code đã lập trình trên Arduino trén IDE, sau đó chọn Upload

Hình 3.12: Chọn Upload

Bước 2: Coppy dòng lệnh địa chỉ có đuôi hex

21

283 4§948 R0 = là @ 27 $ +4040 BOQ SSER ASO? Baz aM

& Schematic Cagare X

›ạ I8 0 FOOT Root sheet 1

Hinh 3.6.H6p thoai Edit Bước 4: Paste địa chỉ vừa lưu vào mục Prosram FIle

22

Hình 3.9 Tiến hành chạy mô phỏng

24

TAI LIEU THAM KHAO

[1] Pham Trung Thién, Nguyễn Hữu Quang, Nguyễn Tién Diing,7ai liéu hoc tập Cơ sở thiết kế hệ thong co dién te , Truong Dai hoc Kinh té - Kỹ thuật Công nghiệp, 2021

[2l.Trịnh Kiều Tuấn, Đặng Văn Hòa, 73 liệu học tập Cơ kỹ thuật — Vẽ kỹ thuật,

Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp, 2021

[3] Chu Việt Cường, Hoàng Anh Tuan, Trinh Thi Mai, 7ai liệu học tdp cơ sở vẽ

và thiết kế trên máy vì tính, Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp

2018

25