Ngày nay, xã hội phát triển mạnh mẽ, kỹ thuật ngày càng hiện đại nên nhu cầu về trao đổi thông tin, nhu cầu về điều khiển các thiết bị từ xa ngày càng cao. Và những hệ thống dây cáp phức tạp lại không thể đáp ứng nhu cầu này, nhất là ở những khu vực chật hẹp, những nơi xa xôi. Vì vậy công nghệ không dây đã ra đời và phát triển mạnh mẽ, tạo rất nhiều thuận lợi cho con người trong đời sống hằng ngày.
Trang 1có những định hướng đúng đắn hơn khi thực hiện đề tài
Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới quý thầy cô trong khoa Kỹ Thuật Điện Tử II Quý thầy cô là những người đã dạy dỗ, truyền đạt cho em từ những kiến
thức cơ bản nhất, đồng thời thường xuyên giúp đỡ rất nhiệt tình khi em có khó khăntrong vấn đề nghiên cứu đề tài, không những thế còn tạo điều kiện hết sức thuận lợi để
em có được môi trường, những điều kiện nghiên cứu tốt nhất có thể
Cuối cùng, em không quên gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, người thân và bạn
bè là nguồn động viên to lớn hỗ trợ em về mặt tinh thần cũng như vật chất để em cóthêm động lực và tự tin để hoàn thành đồ án này
Trang 2TÓM TẮT 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 2
1.1 Đặt vấn đề: 2
1.2 Mục tiêu của đề tài 2
1.3 Giới hạn đề tài 3
1.4 Đối tượng nghiên cứu: 3
1.5 Phương pháp nghiên cứu: 3
1.6 Ý nghĩa thực tiễn 4
1.7 Bố cục của đồ án 4
CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5
2.1 Giới thiệu nền tảng IoT: 5
2.2 Công nghệ wifi và ứng dụng 7
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN CỨNG 8
3.1 Tìm hiểu linh kiện sử dụng: 8
3.1.1 Module Nguồn: 8
3.1.2 Giới thiệu ESP8266: 9
3.1.3 Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm (DHT 22) 11
3.1.4 Cảm biến ánh sáng (Quang trở CDS): 12
3.1.5 Relay 13
3.1.6 Màn hình OLED: 14
3.1.7 Ứng dụng Blynk 15
3.2 Thiết kế hệ thống 17
3.2.1 Sơ đồ khối và chức năng của từng khối 17
3.3 Thiết kế mạch nguyên lý 18
3.3.1 Thiết kế schematic: 18
3.4 Thiết kế mạch in 23
3.4.1 Mạch in 2D 23
3.4.2 Mạch in 3D 24
3.4.3 Mạch in 3D 25
Trang 33.5 Thi công hệ thống 27
3.5.1 Thi công board 27
3.5.2 Lắp ráp và kiểm tra 31
3.5.4 Thi công mô hình 33
3.6 Lập trình hệ thống 34
3.6.1 Lưu đồ giải thuật 34
3.6.2 Chương trình chính 35
3.6.3 Các phần mềm sử dụng 37
CHƯƠNG IV: KÊT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 42
4.1 Kết quả đạt được: 42
4.2 Hướng phát triển: 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO 43
Trang 4Hình 2.1 nền tảng IoT 5
Hình 2.2: IoT trong nông nghiệp 6
Hình 2.3 Hệ thống điều khiển vi khí hậu 6
Hình 2.4 Công nghệ wifi 7
Hình 3.1 Module AC_DC 8
Hình 3.2 IC 1117 8
Hình 3.3 Sơ dồ chân IC 1117 9
Hình 3.4 ESP8266 9
Hình 3.5 sơ đồ chân ESP 10
Hình 3.7 Cảm biến DHT22 11
Hình 3.8 cảm biến ánh sáng 12
Hình 3.9 Relay - Hình 3.10 sơ đồ chân 13
Hình 3.11 Màn hình hiển thị 14
Hình 3.12 mô hình Blynk 15
Hình 3.13 Nguyên lý hoạt động 16
Hình 3.14 Sơ đồ khối 17
Hình 3.15 khối nguồn 18
Hình 3.16 Lọc nhiễu nguồn 18
Hình 3.17 Khối xử lý 19
Hình 3.18 khối Uart 19
Hình 3.19 Khối cảm biến 19
Hình 3.20 Khối OLED 20
Hình 3.21 khối reset 20
Hình 3.22 Opto 20
Hình 3.23 Transistor kích relay 21
Hình 3.24 khối relay 21
Hình 3.25 Mạch nguyên lý 22
Hình 3.26 Mạch 2D lớp trên 23
Hình 3.27 Mạch 2D lớp dưới 23
Trang 5Hình 3.28 Mạch 3D phía dưới 24
Hình 3.29 Mạch 3D phía trên 24
Hình 3.30 Mạch 3D .25
Hình 3.31 Mạch thực tế 25
Hình 3.32 Lỗ Via 26
Hình 3.33 đặt tọa độ 27
Hình 3.34 chọn gốc 27
Hình 3.35 chọn Gerber Files 28
Hình 3.36 chọn 2:4 inches 28
Hình 3.37 Chọn Used On 29
Hình 3.38 Tích Plot all 29
Hình 3.39 Chọn Ok để hoàn tất 30
Hình 3.40 Xuất file 30
Hình 3.41 Làm sạch điểm hàn 31
Hình 3.42 Tráng thiếc 31
Hình 3.43 Đưa linh kiện vào 32
Hình 3.44 Hàn điểm còn lại 32
Hình 3.45 Mạch thực tế 33
Hình 3.46 Lưu đồ giải thuật 34
Hình 4.1 Thêm thư viện 37
Hình 4.2 Tạo Project 37
Hình 4.3 AUTH TOKEN 38
Hình 4.4 Auth Token trên ứng dụng 38
Trang 6TÓM TẮT
Thời gian gần đây, khoa học kỹ thuật đang có những bước phát triển mạnh mẽ, đặcbiệt cuộc sống Sản phẩm thông minh gần gũi với con người nhất đó là điện thoạithông minh, với điện thoại thông minh có thể giải trí, làm việc, cập trong lĩnh vực điện
tử và công nghệ thông tin Các chip xử lý được tích hợp ngày càng nhiều bóng bán dẫnnhưng kích thước lại nhỏ hơn trước và tiêu thụ điện năng thấp hơn Sự phát triển đó đã
hỗ trợ rất nhiều cho con người, ngày càng nhiều các hệ thống và thiết bị thông minhđược tạo ra để phục vụ nhật mọi thông tin cần thiết Nhờ vào sự phát triển của lĩnh vựcđiện tử mà điện thoại thông minh ngày càng được tích hợp nhiều chức năng trong khi
đó giá thành ngày càng rẻ Một sản phẩm khác cũng rất gần gũi và phổ biến đó là khuvườn thông minh (Smart garden), với Smart garden bạn có thể kiểm soát khu vườn bất
cứ đâu, các thiết bị trong vườn được điều khiển không dây làm tăng thêm tính thẩm
mỹ Hiện nay, một xu hướng mới được hình thành và ứng dụng rộng rãi là sử dụngđiện thoại thông minh điều khiển thiết bị điện ứng dụng trong nông nghiệp Từ điệnthoại thông minh có thể quan sát khu vườn, điều khiển các thiết bị và cài đặt các chế
độ hoạt động cho khu vườn nhà bạn
Nhận thấy tiềm năng phát triển của điều khiển không dây, đặc biệt là việc sử dụng
điện thoại thông minh để điều khiển thiết bị, em quyết định thực hiện đề tài: “Thiết kế
hệ thống giám sát và điều khiển ứng dụng cho vườn thông minh” Đây là cơ hội để
em nghiên cứu kết nối không dây wifi, đồng thời tìm hiểu nền tảng IOT (Internet vạnvật) Từ đó có thể tạo ra một ứng dụng điều khiển thiết bị bằng điện thoại thông minhvới nhiều tính năng ứng dụng công nghệ truyền thông không dây wifi
Mặc dù em đã rất cố gắng hoàn thành đề tài nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏinhững thiếu sót, rất mong quý Thầy/Cô và các bạn sinh viên đóng góp ý kiến để em cóthể hoàn thiện đề tài và tạo ra những sản phẩm tốt hơn
Trang 7CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN1.1 Đặt vấn đề:
- Ngày nay, xã hội phát triển mạnh mẽ, kỹ thuật ngày càng hiện đại nên nhu cầu
về trao đổi thông tin, nhu cầu về điều khiển các thiết bị từ xa ngày càng cao Và những
hệ thống dây cáp phức tạp lại không thể đáp ứng nhu cầu này, nhất là ở những khu vựcchật hẹp, những nơi xa xôi Vì vậy công nghệ không dây đã ra đời và phát triển mạnh
mẽ, tạo rất nhiều thuận lợi cho con người trong đời sống hằng ngày Công nghệ truyềnnhận dữ liệu không dây đang có những bước phát triển mạnh mẽ, góp công lớn trongviệc phát triển các hệ thống điều khiển, giám sát từ xa, đặc biệt là các hệ thống thôngminh Hiện nay, có khá nhiều công nghệ không truyền nhận dữ liệu không dây như
RF, Wifi, Bluetooth, NFC… Trong đó, WIFI là một trong những công nghệ được pháttriển từ lâu và luôn được cải tiến để nâng cao tốc độ cũng như khả năng bảo mật Trênthị trường Việt Nam hiện nay chưa có nhiều sản phẩm điều khiển thiết bị không dây,
đa số những sản phẩm hiện có đều là nhập khẩu từ nước ngoài với giá thành cao Việcnghiên cứu và thiết kế một bộ sản phẩm giám sát và điều khiển thiết bị không dây cómột ý nghĩa lớn, giúp tăng thêm sự lựa chọn cho người sử dụng, sản phẩm được sảnxuất trong nước nên giá thành rẻ và góp phần phát triển các hệ thống điều khiển thông
minh Do đó, em quyết định thực hiện đề tài: “Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển ứng dụng cho vườn thông minh”
1.2 Mục tiêu của đề tài
- Thiết kế, thi công hệ thống điều khiển, giám sát gồm bộ điều khiển thiết bị điện
và giám sát các thông số nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng Hệ thống có chức năng điềukhiển thiết bị điện thông qua công nghệ wifi bằng ứng dụng Blynk trên hệ điềuhành Android/iOS Một số yêu cầu đối với hệ thống:
o Bộ điều khiển thiết kế đơn giản, gọn nhẹ và thẩm mỹ Dễ dàng sửa chữa
và thay thế linh kiện khi gặp sự cố trong quá trình sử dụng
o Phầm mềm điều khiển trên hệ điều hành Android có giao diện đẹp, trựcquan, thân thiện với người dùng đồng thời cho phép tùy chỉnh phù hợpvới yêu cầu của người sử dụng
o Có khả năng hoạt động ổn định trong thực tế
o Có khả năng mở rộng một cách linh hoạt để tăng số lượng thiết bị điềukhiển Việc mở rộng có thể thực hiện bởi người sử dụng mà không cần
sự hỗ trợ từ nhân viên kỹ thuật
o Tối ưu hóa các quy trình thiết kế thi công để giảm giá thành
Trang 81.3 Giới hạn đề tài
- Hiện nay, trên thị trường có khá nhiều sản phẩm có chức năng điều khiển thiết
bị bằng hệ điều hành Android như điện thoại, các thiết bị di động…., tùy thuộcvào mục đích sử dụng mà mỗi sản phẩm có những đặc điểm và tính năng riêngbiệt, với mục tiêu đề ra ban đầu, em chỉ thiết kế sản phẩm có những tính năng
cơ bản nhất của một sản phẩm điều khiển thiết bị qua hệ điều hành Android:
o Bộ điều khiển thiết bị công suất với 3 ngõ ra cố định, điện áp ngõ ra220V AC
o Cho phép thay đổi trạng thái các ngõ ra trực tiếp bằng app Android
o Giám sát nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng
o Có đèn báo trạng thái nguồn
o Phần mềm điều khiển cập nhật trạng thái thiết bị liên tục, ghi chú lịch sửtắt mở thiết bị để xem lại và cho phép hẹn giờ mở tắt thiết bị
- Một số tính năng chưa có của bộ sản phẩm:
o Không hỗ trợ camera giám sát
o Không thao tác nút nhấn trên mạch
1.4 Đối tượng nghiên cứu:
- Sau khi tìm hiểu thông tin về đề tài, cùng với những hiểu biết sẵn có và tìmkiếm thông tin từ những đồ án các khóa trước đã thực hiện, em xác định các đốitượng cần nghiên cứu là:
o Nền tảng IOT: khái niệm về IOT, các đặc điểm
o Module ESP 8266: các thông số kỹ thuật, kết nối phần cứng và lập trìnhphần mềm
o Các Module Nguồn, cảm biến
o Ứng dụng Blynk
1.5 Phương pháp nghiên cứu:
- Do điều kiện về môi trường nghiên cứu, em không có điều kiện làm việc trongcác phòng LAB với nhiều thiết bị hỗ trợ, do đó phương pháp nghiên cứu chủyếu là:
o Tham khảo tài liệu: các đồ án liên quan đến đề tài mà các khóa trước đãthực hiện, tìm kiếm thông tin trên Internet
o Thực nghiệm trực tiếp trên các kit phát triển có sẵn để kiểm tra phầncứng và phần mềm sau đó điều chỉnh các thông số cho phù hợp với điềukiện thực tế
Trang 9CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.6 Ý nghĩa thực tiễn
- Khi mà lĩnh vực điện tử đang có sự phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là sự ra đờicủa điện thoại thông minh với số lượng tăng theo cấp số nhân Từ đó có thểthiết kế ra sản phẩm là sự kết hợp giữa thiết bị sử dụng điện thoại thông minh
và các mạch điện tử cơ bản tạo thành một hệ thống thông minh Sản phẩm saukhi hoàn thành của đồ án này cũng chính là sự kết hợp giữa thiết bị điện thoạithông minh và các mạch điện tử cơ bản có tính ứng dụng cao, đặc biệt trongviệc phát triển các hệ thống điều khiển không dây, mở ra một hướng đi kháccho sự phát triển của các hệ thống điều khiển thông minh Một số ứng dụngtrong thực tế của hệ thống:
o Điều khiển các thiết bị điện gắn nhiều nơi trong khu vườn mà không cần
di chuyển đến chỗ gắn công tắc
o Tăng tính thẩm mỹ đối với khu vườn thông minh
o Bảo vệ an toàn cho người sử dụng, có thể điều khiển các thiết bị điệncông suất từ xa
o Hẹn giờ để tự động bật tắt thiết bị
o Hạn chế sử dụng các đường dây kết nối phức tạp để điều khiển các thiết
bị công suất gia dụng
o Các hệ thống trang trại chăn nuôi và các vườn ươm hoa, cây giống: giúpbật đèn từ xa cho những khu vực thiếu ánh sáng, bật quạt thông gió chokhu vực có nhiệt độ cao hơn so với quy định giảm thiểu số công tắc điềukhiển, điều khiển linh hoạt chỉ bật những thiết bị cần sử dụng
1.7 Bố cục của đồ án
- Phần còn lại của đồ án có nội dung như sau:
- Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương này sẽ trình bày khái quát về IOT (Khái niệm, đặc điểm), cácthông số và ý nghĩa của các linh kiện chính sử dụng cho thiết kế bộ điều khiển
- Chương 3: Thiết kế và thi công phần cứng
Chương này sẽ trình bày sơ đồ khối của bộ điều khiển, đưa ra cácphương án thực hiện Ngoài ra còn trình bày phần yêu cầu đối với phần mềmđiều khiển của vi xử lý và lưu đồ hoạt động của chương trình
- Chương 4: Kết quả vả hướng phát triển
Chương này sẽ trình bày các kết quả đạt được sau thời gian thực hiện đềtài, các kết quả điều khiển của sản phẩm đồng thời cũng đưa ra những kết luận
Trang 10sau khi hoàn thành sản phẩm, các hướng phát triển của đề tài để có thể pháttriển sản phẩm tốt hơn trong tương lai.
Trang 11CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT
CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT.
2.1 Giới thiệu nền tảng IoT:
Hình 2.1 nền tảng IoT
- IoT (Mạng lưới vạn vật kết nối internet) là một kịch bản của thế giới, khi mà
mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định danh riêng mình, và tất cả có khảnăng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cầnđến sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính IoT đãphát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện tử vàinternet Nói đơn giản là một tập hợp các thiết bị có khả năng kết nối với nhau, vớiinternet và với thế giới bên ngoài để thực hiện một công việc nào đó
- Nhà kính: hiện được sử dụng phổ biến ở nước ta, đặc biệt là ở Đà Lạt - nơi có lợi
thế về khí hậu và thời tiết Nhà kính ban đầu ra đời với mục đích giúp tách ly câytrồng với điều kiện thời tiết bên ngoài Dần dần, được bổ xung thêm các hệ thốngkiểm soát khí hậu bên trong nhà kính (Nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng) và hệ thống điềukhiển tưới Hiểu nôm na hai hệ thống như sau:
Trang 12Hình 2.2: IoT trong nông nghiệp.
- Hệ thống điều khiển tưới: hệ thống bao gồm các thiết bị đầu tưới nhỏ giọt
hoặc đầu tưới phun sương/mưa, bộ châm phân, bộ điều khiển tưới hệ thống giúp tướinước/phân một cách tiết kiệm, hiệu quả và đạt năng suất cao Giúp người nông dângiảm giá thành chi phí sản xuất
- Hệ thống điều khiển vi khí hậu: Hệ thống bao gồm các cảm biến nhận biết
nhiệt độ, độ ẩm bên trong ( và bên ngoài) nhà kính, hệ thống quạt thông gió để đối lưukhông khí, hệ thống đèn chiếu sáng để có thể tăng cường ánh sáng khi cần thiết, trạm
đo thời tiết để biết các thông số: cường độ bức xạ mặt trời, cảnh báo mưa, tốc độ gió,lưu lượng mưa, Mục đích giúp nhà kính duy trì ở điều kiện mong muốn
Hình 2.3 Hệ thống điều khiển vi khí hậu.
Trang 13CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT
o Nguyên tắc hoạt động của mạng Wifi
- Để tạo được kết nối Wifi nhất thiết phải có Router (bộ thu phát), Router này lấythông tin từ mạng Internet qua kết nối hữu tuyến rồi chuyển nó sang tín hiệu vôtuyến và gửi đi, bộ chuyển tín hiệu không dây (adapter) trên các thiết bị di độngthu nhận tín hiệu này rồi giải mã nó sang những dữ liệu cần thiết Quá trình này
có thể thực hiện ngược lại, Router nhận tín hiệu vô tuyến từ Adapter và giải mãchúng rồi gởi qua Internet
o Ứng dụng của Wifi trong đời sống.
- Kết nối các thiết bị điện tử trong nhà và thông qua đó điều khiển từ xa
- Điều khiển máy in từ xa, gửi văn bản đến máy in trong cùng một khu vực
- Dùng mạng wifi để chia sẻ dữ liệu máy tính xung quanh mà không cần qua cácthiết bị có dây nào
- Chuyển các thông báo từ điện thoại thông minh đến máy tính
Trang 14CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN CỨNG
3.1 Tìm hiểu linh kiện sử dụng:
3.1.1 Module Nguồn:
- Do nhu cầu của mạch cần nguồn 220V AC, 5V và 3.3V nên em sử dụng:Module 220V AC thành 5 V: là một module chuyển đổi 220VAC sang 5VDC.Thích hợp cho các dự án nhỏ cần nguồn 5V
o Đặc điểm:
- Điện áp ngõ ra: 5VDC
- Dòng ra lớn nhất: 600mA
- Độ gợn điện áp và nhiễu thấp
- Mạch bảo vệ quá tải và ngắn mạch
- Nhiệt độ hoạt đông: -20 ~ +80 ℃ ~ +80℃ ℃ ~ +80℃
Hình 3.1 Module AC_DC
- IC LM1117: là IC chuyên dụng để ổn định điện áp tuyến tính với sụt áp thấp,
điện áp đầu ra 3.3V, dòng điện đầu ra 1A
Hình ảnh thực tế
Hình 3.2 IC 1117
Trang 15CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN CỨNG
Hình 3.3 Sơ dồ chân IC 1117
3.1.2 Giới thiệu ESP8266:
- ESP 8266 là dòng chip tích hợp WIFI 2.4Ghz có thể lập trình được, giá thànhtốt được sản xuất bởi một công ty bán dẫn Trung Quốc: Espressif Systems
Hình 3.4 ESP8266
- Được phát hành đầu tiên vào tháng 8 năm 2014, đóng gói đưa ra thị trườngdạng module ESP-01, được sản xuất bởi bên thứ 3: AI-Thinker Có khả năngkết nối internet qua mạng Wi-Fi một cách nhanh chóng và rất ít sử dụng linhkiện đi kèm Với giá cả có thể nói là rất rẻ so với tính năng và khả năngESP8266 có thể làm được
- ESP 8266 có một cộng đồng các nhà phát triển trên thế giới rất lớn, cung cấpnhiều module lập trình mã mở giúp nhiều người có thể tiếp cận và xây dựngứng dụng rất nhanh
Giao tiếp UART:
o GPIO22(TXD)
o GPIO21(RXD)
Trang 16Sơ đồ chân:
Hình 3.5 sơ đồ chân ESP.
Thông số kĩ thuật:
- 32-bit RISC CPU: Tensilica Xtensa LX106 running at 80 MHz
- Hổ trợ Flash ngoài từ 512KiB đến 4MiB
- 64KBytes RAM thực thi lệnh
- 96KBytes RAM dữ liệu
- 64KBytes boot ROM
- Chuẩn wifi EEE 802.11 b/g/n, Wi-Fi 2.4 GHz Tích hợp TR switch, balun
Trang 17CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN CỨNG
- Dải nhiệt độ hoạt động rộng: -40C ~ 125C
Các chế độ hoạt động
Mode GPIO15 GPIO00 GPIO02
Flash Boot Low High High
- Cảm biến đo độ ẩm hoạt động dựa trên nguyên lý là sự hấp thụ độ ẩm (Hơinước) làm biến đổi tính chất của thành phận cảm nhận trong cảm biến (Chấthóa học như LiCL) làm thay đổi điện trở của cảm biến qua đó xác định được độẩm
o Thông số kỹ thuật:
- Điện áp hoạt động: 5VDC
- Dãi độ ẩm hoạt động: 0% - 100% RH, sai số ± 2%RH
- Dãi nhiệt độ hoạt động: -40°C ~ 80°C, sai số ±0.5°C
- Không cần thêm linh kiện ngoài
- Hoạt động với độ ổn định lâu dài
Trang 183.1.4 Cảm biến ánh sáng (Quang trở CDS):
- Cảm biến ánh sáng quang trở có tích hợp sẵn opamp và biến trở so sánh mức tínhiệu giúp cho việc nhận biết tín hiệu trở nên dễ dàng, sử dụng để nhận biết haybật tắt thiết bị theo cường độ ánh sáng môi trường
- Nguyên lý làm việc của quang trở là khi ánh sáng chiếu vào chất bán dẫn(Cadmium sulfide- CdS) làm phát sinh các điện tử tự do, tức sự dẫn điện tănglên làm giảm điện trở của chất bán dẫn
Trang 19CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN CỨNG
3.1.5 Relay
- Rơ-le là một công tắc (Khóa K) Nhưng khác với công tắc ở một chỗ cơ bản,rơ-le được kích hoạt bằng điện thay vì dùng tay người Chính vì le đó, rơ-leđược dùng làm công tắc điện tử Có hai loại rơ-le: rơ-le đóng ở mức thấp (Nốicực âm vào chân tín hiệu rơ-le sẽ đóng), rơ-le đóng ở mức cao (Nối cực dươngvào chân tín hiệu rơ-le sẽ đóng) Nếu so sánh giữa hai loại thì linh kiện hoàntoàn giống nhau, chỉ khác nhau transistor PNP (Kích mức thấp), NPN (Kíchmức cao)
- Cách nối chân:
- +: cấp hiệu điện thế kích tối ưu
- -: nối với cực âm
- S: chân tín hiệu, Nếu dùng kích mức cao thì cấp điện thế dương
- Com: mắc vào tải
- Nc: mắc vào cực âm của nguồn
Hình ảnh thực tế
Trang 203.1.6 Màn hình OLED:
- Màn hình Oled 0.96 inch giao tiếp I2C cho khả năng hiển thị đẹp, sang trọng, rõnét vào ban ngày và khả năng tiếp kiệm năng lượng tối đa với mức chi phí phùhợp, màn hình sử dụng giao tiếp I2C cho chất lượng đường truyển ổn đinh vàrất dễ giao tiếp chỉ với 2 chân GPIO
- Màu hiển thị: trắng/ xanh dương
- Giao tiếp: I2C
Hình 3.11 Màn hình hiển thị.
Trang 21CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN CỨNG
3.1.7 Ứng dụng Blynk
- IoT là xu hướng của thế giới hiện tại Blynk là một Platform để mọi người cóthể điều khiển được dự án IoT của mình một cách dễ dàng
- Công dụng của Blynk:
- Điều khiển các thiết bị phần cứng từ xa
- Hiển thị dữ liệu cảm biến
- Library Blynk- support cho hầu hết các nền tảng phần cứng phổ biến- cho phépgiao tiếp với máy chủ và xử lý tất cả các lệnh đến và đị
- Khi nhấn một nút trong ứng dụng Blynk, yêu cầu sẽ hcuyeenr đến server củaBlynk, server sẽ kết nối đến phần cứng thông qua library Tương tự phần cứng
sẽ truyền ngược lại đến server
Hình 3.12 mô hình Blynk.
Trang 22- Các tiện ích trên giao diện dễ sử dụng.
- Thao tác kéo thả trực tiếp không cần viết mã
- Theo dõi lịch sử dữ liệu
- Những thứ cần để sử dụng Blynk
- Hardware: Esp, raspberry, adruino…
- Điện thoại thông minh
- Internet
- Library
Hình 3.13 Nguyên lý hoạt động.
Trang 23CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN CỨNG
khối xử lý
khối điều khiển
Khối hiển thị Khối
nguồn
Trang 24o Qua IC 1117 để lấy nguồn 3.3V.
o Sau khi có nguồn 5V, 3.3V ta đưa qua các tụ để lọc nhiễu
Hình 3.16 Lọc nhiễu nguồn.
o Nguồn 220 được đưa vào relay
- Khối xử lý:
o Treo GPIO02 lên cao sử dụng trở treo 3.3V, GPIO15 nối đất
o Các chân tín hiệu RL1, RL2, RL3 vào các chân GPIO16, GPIO14,GPIO12
o Cảm biến ánh sáng xuất tín hiệu ADC nên đưa vào chân ADC củaESP
o Cảm biến DHT22 đưa vào chân GPIO13
Trang 25CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN CỨNG
o Cấp nguồn 3.3V vào chân vcc cho ESP Vì ESP cần dòng khởi độnglớn nên ta mắc thêm tụ vào chân cấp nguồn nhằm ổn định áp choESP
o Giao tiếp UART được đưa vào TXD, RXD, GPIO0 Khi cần nạpchương trình GPIO0 được nối đất, ESP sẽ vào chế độ nạp
o Giao tiếp IC2: SCL đưa vào IO05, SDA đưa vào IO04
Trang 27CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN CỨNG
- Khối hiển thị: chân cấp nguồn và giao tiếp I2C
Hình 3.20 Khối OLED
- Khối reset: sử dụng nút nhấn để reset cho ESP
Hình 3.21 khối reset
- Khối relay:
o Relay là một tải Khi nó bật hoặc tắt sẽ làm cho điện áp 5V bị dao động
o Ta sử dụng opto để cách ly Khi tín hiệu đi vào phần led của opto thì ledsáng ngay khi nó photo transistor được kích hoạt dòng 5V được dẫn
o Sử dụng một trở 330 để hạn dòng bảo về led của opto
Hình 3.22 Opto.