Xây dựng hệ thống đèn cầu thang thông minh

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦUError! Bookmark not defined. MỤC LỤC2 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNGError! Bookmark not defined. 1.1.Giới thiệu chungError! Bookmark not defined. 1.2.Các vấn đề đặt raError! Bookmark not defined. 1.3.Phương pháp nghiên cứuError! Bookmark not defined. 1.4.Phạm vi và giới hạn của nghiên cứuError! Bookmark not defined. CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ NHÀ THÔNG MINHError! Bookmark not defined. 2.1. Giới thiệu về nhà thông minhError! Bookmark not defined. 2.2. Tổng quan về đèn cầu thang thông minhError! Bookmark not defined. 2.2.1. Các loại cảm biếnError! Bookmark not defined. 2.2.2. Vi điều khiển sử dụngError! Bookmark not defined. 2.2.3. Mạch thu phát sóng RFError! Bookmark not defined. CHƯƠNG III MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNGError! Bookmark not defined. 3.1. Mô hình hoá hệ thống điều khiểnError! Bookmark not defined. CHƯƠNG IV THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNGError! Bookmark not defined. 4.1. Thiết kế và thi công Error! Bookmark not defined.

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU   Trên đường tiến tới công nghiệp hóa, đại hóa đất nước vấn đề phát triển khoa học kỹ thuật cao mấu chốt hàng đầu với công nghệ cnc, thủy lực, điện tử, khí… Với xu hướng giảm tối thiểu sức người xuống tăng suất lao động đòi hỏi phải có nhiều trang thiết bị, nhiều dây chuyền tự động hóa, lấy sức máy móc thay sức người….Công nghiệp đại cần nhiều sơ vật chất để phục vụ trình sản suất công nghiệp máy móc đại dây truyền sản xuất tự động, cỗ máy tự hành phục vụ cho người….để đáp ứng nhu cầu ngày gia tăng khoa học công nghệ chúng em xây dựng hệ thống đèn cầu thang thông minh Tuy thời gian cho phép có hạn chúng em cố gắng thiếu sót tránh khỏi kính mong Thầy môn đóng góp để nhóm hoàn thiện Cùng với giúp đở thầy Khổng Minh cố vấn giúp đỡ chúng em nhiều việc ngiên cứu chế tao hệ thống đèn cầu thang thông minh Chúng em trân thành cảm ơn giúp đỡ thầy Nhóm sinh viên thực Nguyễn Anh Tuấn Trần Văn Tuyền Nguyễn Văn Hiếu Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu chung Đề tài thiết kế hệ thống đèn cầu thang thông minh đề tài nằm dự án phát triển nhà thông minh giới, mang tính ứng dụng cao, dễ sâu phổ biến đời sống người Hiện nay, có nhiều mạch điện, hệ thống đèn cầu thang từ đơn giản tới phức tạp đáp ứng nhu cầu người mạch đèn có dây công tắc đến hệ thống thông minh tự động bật tắt có người vào Nhu cầu thẩm mỹ người ngày tăng với mong muốn không đèn để chiếu sáng mà sản phẩm công nghệ thông minh trang trí cho nhà, tạo cảm giác thoải mái, tiết kiệm lượng Do giải pháp đèn thông minh lựa chọn đặt 1.1 Các vấn đề đặt - Thị trường đèn cầu thang thông minh đa dạng phong phú để cạnh tranh với công ty, doanh nghiệp có nhiều kinh nghiệm có số vấn đề đặt là: + Chất lượng sản phẩm tốt, độ bền sử dụng cao + Giá thành hợp lý, cạnh tranh + Khâu lắp đặt, bảo trì dễ dàng + Thuận tiện cho người sử dụng, đảm bảo tính ưu việt sản phẩm 1.2 Phương pháp nghiên cứu Hệ thống đèn cầu thang thông minh sản phẩm phát triển thị trường, nên trình làm đồ án, nhóm áp dụng phương pháp nghiên cứu sau: - Nghiên cứu mô hình hệ thống có sẵn thị trường, kết cấu, giao diện, tính sản phẩm Từ áp dụng để thiết kế giới hạn đề tài - Áp dụng phương pháp luận thiết kế điện tử vào thiết kế máy, cụ thể là: + Thiết kế theo tuần tự, đồng thời + Mô hình hóa phần cơ, mô hóa phần điện, tối ưu hóa trước hoàn thiện thiết kế trước chế tạo + Chế tạo mẫu chi tiết chưa đảm bảo hoạt động mong muốn, chưa thiết kế hệ thống thật trước đó, chế tạo mẫu mạch điện Sau cùng, chế tạo thật mô hình máy 1.3 Giới hạn phạm vi nghiên cứu Một hệ thống đèn cầu thang thông minh có nhiều tính Tuy nhiên phạm vi đề tài môn học, với giới hạn thời gian, tài tầm hiểu biết, nhóm chế tạo mô hình hệ thống đèn cầu thang thông minh: Đề tài nghiên cứu hệ thống đèn thông minh sử dụng sóng RF điều khiển đèn - Sử dụng PIC để điều khiển - Dùng cảm ứng hồng ngoại để phát người lên cầu thang Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NHÀ THÔNG MINH 2.1 Tổng quan nhà thông minh 2.1.1 Giới thiệu nhà thông minh Nhà thông minh (Smart home) kiểu nhà lắp đặt thiết bị điện, điện tử có tác dụng tự động hoá hoàn toàn bán tự động, thay người thực thao tác quản lý, điều khiển Trong nhà thông minh, đồ dùng nhà từ phòng ngủ, phòng khách đến toilet gắn điều khiển điện tử kết nối với Internet điện thoại di động, cho phép chủ nhân điều khiển vật dụng từ xa lập trình cho thiết bị nhà hoạt động theo lịch Thêm vào đó, đồ gia dụng hiểu ngôn ngữ có khả tương tác với 2.1.2 Giới thiệu sản phẩm ứng dụng nhà thông minh 2.1.2.1 Điều khiển chiếu sáng (on/off, dimmer, scence, timer, logic, ) Với điều khiển ánh sáng thông thường coi điều khiển ánh sáng “Cứng” Điều khiển đèn chiếu sáng công tắc cố định, gắn nơi cố định, muốn điều khiển đèn không cách khác phải tới nơi đặt công tắc để tắt hay bật Việc thay đổi không cách khác phải tháo dỡ lại đường dây dẫn điện Điều khiển ánh sáng thông minh việc điều khiển đèn chiếu sáng cách “Mềm dẻo” để phù hợp với công khu vực Có nhiều cách để bật/tắt hay tăng/giảm độ sáng đèn: Tại chỗ, từ xa điều khiển cầm tay, hình cảm ứng hay xa đâu điện thoại hay internet đèn phải tự nhận biết cần bật/tắt bật/ tắt với thiết bị Việc thay đổi nhấn nút đèn sáng thành vài hay toàn đèn nhà sáng thật đơn giản Gia chủ cần vài giây thực - Đèn cổng: Được tích hợp hệ thống EIB, có nhiều chọn lựa cách hoạt động đèn trời tối: Tự động bật đèn có người vào khu vực cổng hay bật sáng có người nhấn chuông… - Đèn hàng rào sân vườn: Cùng với hệ thống chống chộm tích hợp hệ thống EIB Đèn hoạt động theo thời gian định trước, hoạt động theo đạo hệ thống chống chộm hay tự biết làm đẹp nhà có khách… - Đèn sảnh, hành lang: Đèn tự động bật sáng có người sử dụng tự tắt sau Cũng tự biết làm đẹp nhà sáng có khách hay theo ý thích Gia chủ… - Đèn khu WC: Đèn tự động bật có người sử dụng tuỳ theo mức độ sử dụng mà quạt hút có bật theo hay không… - Đèn phòng bếp: Đèn khu vực chung đèn khu vực riêng khác chậu rửa, tủ chứa… tự biết phục vụ có người sử dụng Để đảm bảo vệ sinh diệt khuẩn đèn tia cực tím tự hoạt động trời khuya không sử dụng bếp - Đèn phòng ăn Thông thường phòng ăn có bố trí nhiều line đèn(đèn tường, đèn hắt, đèn dọi, đèn chùm…).Một line đèn vừa phải chọn để tự động phục vụ có người vào phòng ăn.Tất line đèn kết hợp với cho thể hết tính tiết kiệm, mỹ quan tiện ích phục vụ một, hai hay nhiều người dùng bữa Với Tebis Hager, Gia chủ thoả thích thay đổi cách điều khiển line đèn sau vài giây - Đèn phòng khách Tương tự phòng ăn, Gia chủ tự chọn cho cách thể ánh sáng line đèn để có chế độ ánh sáng cho “Xem phim”, “Nghe nhạc”, “Uống trà”, “Tiếp khách”,… - Đèn phòng ngủ Tương tự phòng khách, Gia chủ tự chọn cho chế độ ánh sáng cho “Xem phim”, “Nghe nhạc”, “Đi ngủ”,…sử dụng nhiều tính dimmer để ánh sáng điều chỉnh tăng/giảm dần nhẹ nhàng đưa Gia chủ vào giấc ngủ ngon - Đèn phòng chức khác Tuỳ theo công mà bố trí line đèn tự động, điều khiển chỗ hay từ xa.Luôn đảm bảo tính tiện ích, mỹ quan tiết kiệm 2.1.2.2 Điều khiển mành, rèm, cửa cổng Hệ thống nhà thông minh cho phép điều khiển rèm cửa,cửa sổ thông minh : - Tự biết đóng lại đến có ánh nắng, Gia chủ “Xem phim”… - Biết kết hợp với âm thanh, ánh sáng để tạo khung cảnh phù hợp trường hợp cụ thể cho Gia chủ - Luôn đảm bảo tính tiện ích, mỹ quan tiết kiệm 2.1.2.3 HT An ninh, báo động, báo cháy - Chuông cửa có hình, có tiếng ( video doorphone ): hệ thống cho phép bạn trao đổi tiếng nói, hình ảnh, khả liên lạc nội phòng, tầng Kết hợp chuông cửa với khoá điện, bạn tự mở cửa từ xa cho khách, người nhà mà không thiết phải ngoài, từ chối người khách lạ Bạn chủ động tình huống, viếng thăm không hẹn trước, tình mà chưa có chuông hình khiến bạn chưa hài lòng khó xử Hệ thống báo động: ( thiết bị báo trộm, báo động) Một hệ thống báo động đơn giản cho gia đình thông thường bao gồm: Tủ trung tâm: xem não hệ thống, dùng để lập tình, lưu trữ, biến mong muốn, yêu cầu người sử dụng thành thực Hệ thống cấp phát tín hiêu báo động tới điện thoại cá nhân, trung tâm theo dõi, đơn vị PCCC, bảo vệ, cảnh sát, cấp cứu, Đầu dò hồng ngoại: phát diện trái phép người khoảng không gian mà "giám sát" tia hồng ngoại truyền tín hiệu tủ trung tâm ( phát tiếng kêu báo động mắt thần hồng ngoại độc lập) Thiết bị với khả xử lý tín hiệu phức tạp cho phép nhận dạng sụ chuyển động người loại bỏ báo động giả vật nuôi nhà gây Sử dụng bảo vệ bên bên nhà ở, văn phòng làm việc, Công tắc từ: lắp cửa vào, cử sổ, cửa tủ, ngăn kéo Thiết bị truyền tín hiệu báo động tủ trung tâm cửa bị mở bất hợp pháp, đồ vật bị di dời Kích thước nhỏ gọn, tiêu thụ lượng ít, dễ lắp đặt Đầu báo khói: phát hiệ nồng độ khói tăng nhanh đám cháy gây nên Khả phát xác, hiệu kịp thời phù hợp cho công tác PCCC tạo an toàn cho sống Sử dụng để dò khói, dò nhiệt phòng khách, phòng ngủ, nhà kho, Đầu báo gas: phát nồng độ khí gas tăng cách xác kịp thời mang đến an toàn cho cuốc sống Lắp đặt nơi nhà bếp, khu vực gần khí gas, Đầu báo kính vỡ: phát âm đặc biệt kính vỡ gây Kỹ thuật nhận dạng tín hiệu chuẩn xác loại trừ cảnh báo giả Đầu báo nước tràn: báo động nước đầy đến mức định, giúp tiết kiệm nước tiết kiệm thời gian cho người sử dụng Loa báo động: giúp cho chủ nhà người xung quanh biết có đột nhập trái phép, hay có cháy nổ tránh thất thoát tài sản 2.1.2.4 ĐK Điều hòa, máy lạnh Hệ thống tự động nhận biết nhiệt độ độ ẩm ánh sáng nhờ trang bị hệ thống cảm biến đại : cb nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm…Từ điều khiển phù hợp thiết bị điều hòa, máy lạnh gia đình… 10 4.3 Sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển Mạch phát tín hiệu Mạch phát RF Mạch xử lí trung tâm Phụ lục 1: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO BỘ PHÁT: #use delay(clock=4M) // dinh nghia chan data #define TX PIN_A1 // dinh nghia dia chi mach thu #define adr 0x02; // dinh nghia cac phim bam #DEFINE BUTTON1 input(PIN_B7) #DEFINE BUTTON2 input(PIN_B0) #DEFINE BUTTON3 input(PIN_B6) #DEFINE BUTTON4 input(PIN_B1) #DEFINE BUTTON5 input(PIN_B5) #DEFINE BUTTON6 input(PIN_B2) #DEFINE BUTTON7 input(PIN_B4) #DEFINE BUTTON8 input(PIN_B3) // khai bao bien char buff[3],i; INT b1=0; INT b2=0; INT b3=0; INT b4=0; INT b5=0; INT b6=0; INT b7=0; INT b8=0; // chuong trinh void send_data(char*buff) { char i,j; delay_cycles(1);//same a NOP // -chuoi init -for(i=1;i[...]... 2.1.2.7 HT Bảo vệ nguồn điện Hệ thống được trang bị bộ lưu điện, cầu dao hoặc atomat chống chập cháy điện đồng thời có khả năng tiết kiệm điện cho gia đình 13 2.1.2.8 Các tiện ích và ứng dụng khác Ngoài các tiện ích đáng kể trên ,hệ thống nhà thông minh có thể được trang bị hệ thống hiện đại khác phục vụ cho cuộc sống gia đình: - Thiết bị giải trí đa phương tiện thông minh - Hệ thống mạng, wifi hiện đại…... biết được chủ căn hộ hiện đang có hoặc không có nhà Thông qua chuông cửa kết hợp với khóa từ tự động, chủ căn hộ có thể cho phép mở cửa từ xa cho khách vào hoặc từ chối những người khách lạ mà không nhất thiết phải ra ngoài Hệ thống gọi cửa còn có thể kết hợp với các hệ thống khác như: Hệ thống báo động, chống đột nhập; Hệ thống kiểm soát vào ra; Hệ thống báo cháy,… giúp cho việc kiểm soát an ninh tòa... hoạt động của hệ thống Theo các tập lệnh của người lập trình, bộ vi điều khiển tiến hành đọc, lưu trữ thông tin, xử lý thông tin, đo thời gian và tiến hành đóng mở một cơ cấu nào đó Trong các thiết bị điện và điện tử các bộ vi điều khiển điều khiển hoạt động của ti vi, máy giặt đầu đọc lase, lò vi ba, điện thoại…Trong hệ thống sản xuất tự động, bộ vi điều khiển sử dụng trong robot, các hệ thống đo lường... tiêu thụ thấp + Khoảng cách truyền nhận tối đa: 300m(khi có anten) + Tốc độ truyền dữ liệu có thể đạt từ 300bps tới 100kbps + Dải nhiệt độ hoạt động: -35o tới 80o 3 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG 3.1 Xây dựng mô hình hệ thống 3.1.1 Thiết bị phát Thiết bị phát hay thiết bị điều khiển gồm ba phần chính: - Phần phát lệnh điều khiển: nút nhấn - Phần mã hóa tính hiệu: IC mã hóa hoặc Vi điều khiển -... tốt hơn, trên một diện tích rộng lớn hơn và như vậy sẽ tăng được độ nhậy cao hơn và có góc dò rộng hơn Tìm hiểu kính Fresnel 3 2.2.2 Hệ thống điều khiển 2.2.2.1 Vi điều khiển sử dụng Để có một bộ điều khiển ( Microcontroller ) linh hoạt thông minh, ổn định, phù hợp với hệ thống ứng dụng của mình thì việc lựa chọn được một chip điều khiển là vô cùng quan trọng và là yếu tố quyết định tới 90 % thành công... điều khiển điều khiển hoạt động của ti vi, máy giặt đầu đọc lase, lò vi ba, điện thoại…Trong hệ thống sản xuất tự động, bộ vi điều khiển sử dụng trong robot, các hệ thống đo lường giám sát Các hệ thống càng thông minh thì vai trò của vi điểu khiển ngày cảng quan trọng hơn Hiện nay trên thị trường có rất nhiều họ vi điều khiển như: 6811 của Motorola, 8051 của Intel, Z8 của Zilog, PIC của Microchip Technology…... thêm không khí sôi động hoặc ấm cúng cho bữa tiệc 2.1.2.6 Camera, chuông hình Hệ thống gọi cửa (Audio/Video Doorphone) ngày càng được ứng dụng rộng rãi không chỉ với mục đích thay thế chuông cửa mà còn được ứng dụng nhằm mục đích kiểm soát an ninh, an toàn cho nhà riêng, biệt thự và đặc biệt các chung cư cao tầng Khi sử dụng Hệ thống gọi cửa, chủ căn hộ có thể giao tiếp, nhận biết khách bên ngoài bằng... • Có thể vượt qua rất nhiều vật cản • Có thể rất khó thực hiện và đắt tiền Trong đề tài này nhóm sử dụng giao tiếp RF với MCU thông qua giao thức SPI để có thể truyền tín hiệu giữa các cảm biến với bộ trung tâm và đèn 3.2.1.3 Giao Thức SPI Giao thức SPI do hãng Motorola phát minh và còn được biết đến với tên gọi khác là Microwire (hãng National Semiconductor phát triển) Cả SPI và Microwire đều có chung... dụng trực tiếp modul có bán trên thị trường Các modul này đã được chế tạo với kích thước nhỏ gọn dễ sử dụng Với yêu cầu của đề tài: Thiết kế bộ điều khiển từ xa cho một tòa nhà với phạm vi không lớn, có thể chọn tầm xa của modul phát trong khoảng