Thiết kế và xây dựng bàn thông minh

1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - - BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG BÀN THÔNG MINH NGUYỄN CƯỜNG THỊNH TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - - BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG BÀN THÔNG MINH Sinh viên thực hiện: NGUYỄN CƯỜNG THỊNH Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Minh Sơn Lời cảm ơn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tri ân sâu sắc thầy cô trường Đại học Lạc Hồng, đặc biệt thầy cô khoa công nghệ thông tin trường tạo điều kiện cho em thực tập khoa để có nhiều thời gian cho khóa luận tốt nghiệp Và em xin chân thành cám ơn thầy Nguyễn Minh Sơn nhiệt tình hướng dẫn hướng dẫn em hồn thành tốt khóa thực tập Trong trình thực tập, q trình làm báo cáo thực tập, khó tránh khỏi sai sót, mong thầy, bỏ qua Đồng thời trình độ lý luận kinh nghiệm thực tiễn hạn chế nên báo cáo khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp thầy, để em học thêm nhiều kinh nghiệm hoàn thành tốt báo cáo tốt nghiệp tới Em xin chân thành cảm ơn! Biên Hòa, tháng 11, năm 2018 Sinh viên thực Nguyễn Cường Thịnh MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI .6 TÌM HIỂU ĐỀ TÀI 2.1 Trên giới 2.2 Trong nước MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI VÀ NHỮNG VẤN ĐỀCHƯA THỰC HIỆN ĐƯỢC KẾT CẤU ĐỀ TÀI CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ BÀN THÔNG MINH 10 1.1 PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG CHÍNH BÀN THƠNG MINH 10 1.2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP 10 1.2.1 Giải pháp công nghệ 11 1.2.2 Giải pháp thiết kế 12 1.2.3 Thiết kế xây dựng sản phẩm .13 CHƯƠNG 2:THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG PHẦN CỨNG 14 2.1 CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ, CÔNG CỤ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI: 14 2.2 ĐỘNG CƠ 14 2.3 KHUNG BÀN 15 2.4 MẶT BÀN .16 CHƯƠNG 3:THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG PHẦN MỀM 17 3.1 PHÂN TÍCH CÁC CHỨC NĂNG VÀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH 17 3.1.1 Bảng phân tích chức .17 3.1.2 Luồng liệu hệ thống .17 3.1.3 Mơ hình hệ thống 18 3.1.4 Sơ đồ thuật toán sử lý 19 3.2 XÂY DỰNG PHẦN MỀM .19 3.2.1 Xây dựng phương thức kết nối thành phần 19 3.2.2 Phần xử lý trung tâm hệ thống 23 3.2.3 Chương trình điều khiển động sử dụng Adruino .26 3.2.4 Xây dựng giao diện chương trình điều khiển “Bàn thông minh” thiết bị di động sử dụng Android Studio 27 CHƯƠNG 4:THỬ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ .29 4.1 MÔI TRƯỜNG THỬ NGHIỆM: .29 4.2 ĐỐI TƯỢNG THỬ NGHIỆM: 29 KẾT LUẬN .31 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 32 PHỤ LỤC: 33 MỤC LỤC BẢNG Bảng 1-1:Bảng so sánh thời gian trung bình độ phức tạp nhớ để phát khuôn mặt FDDB .12 Bảng 4-1: So sánh độ xác thử nghiệm nhận dạng gương mặt camera Pi camera IP Dahua C35p 29 Bảng 4-2: Bảng thử nghiệm điều khiển chiều cao động .30 DANH MỤC HÌNH Hình 0-1: Kinectic Desk M1 Hình 0-2: LIAN LI DK-04 Hình 0-3: Smartdesk Hình 1-1: Hệ thống gửi xe thông minh 11 Hình 1-2: Tiêu chuẩn BS EN 1729 13 Hình 2-1: Xy lanh điện DTL 15 Hình 2-2: Khung bàn 15 Hình 2-3: Thi công khung bàn 16 Hình 2-4: Thi cơng mặt bàn 16 Hình 3-1: Bảng phân tích chức 17 Hình 3-2: Sơ đồ luồng liệu 18 Hình 3-3: Mơ hình hệ thống .18 Hình 3-4: Thiết lập giao tiếp Raspberry 20 Hình 3-5: Board Adruino 26 Hình 3-6: Giao diện phần mềm điều khiển 27 Hình 3-7: Giao diện config phần mềm điều khiển 28 PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Như biết lứa tuổi học sinh lớn nhanh theo năm, tầm vóc người khác dẫn đến bàn học, làm việc có chiều cao cố định lựa chọn khả thi Vì số mẩu bàn điều chỉnh độ cao đời Với mẫu bàn thông thường thị trường Họ thường có lỗ chặn kéo bàn lên vặn vít lại chiều cao mong muốn Ngày với bùng nổ ngành công nghệ thông tin, điện tử v.v làm cho đời sống người ngày hoàn thiện hơn.Các thiết bị tự động ngày xâm lấn sống sinh hoạt ngày người Từ thực tế đặt bàn thông minh tự động điều chỉnh độ cao theo mong muốn điều cần thiết Là sinh viên khoa Công nghệ thông tin trường Đại học Lạc hồng, với kiến thức học với mong muốn thiết kế bàn tự động đáp ứng nhu cầu sinh hoạt ngày, em chọn “Bàn thông minh” làm đề tài cho thực tập tốt nghiệp Trong trình thực báo cáo mình, em cố gắng để hoàn thiện cách tốt Nhưng với kiến thức hiểu biết có hạn nên khơng tránh khỏi thiết sót mong thầy bạn đóng góp ý kiến cho đề tài em hồn thiện Tìm hiểu đề tài Trong xã hội đại ngày đặc biệt ngành công nghiệp 4.0 với xu hướng IoT tồn giới ngày phát triển, có nhiều sản phẩm thông minh đời nhằm phục vụ đời sống sinh hoạt ngày người số sản phẩm bàn thông minh 2.1 Trên giới  Kinectic Desk M1 [1] hãng Stir bàn làm việc thông minh hiểu lịch làm việc thường nhật người dùng, đưa lời nhắc người dùng nên đứng ngồi làm việc để bảo vệ sức khỏe họ Cùng với lời nhắc, tự động nâng/hạ chiều cao mơ tơ tích hợp bên chân bàn Đây thiết bị phát triển với mục tiêu dùng công nghệ để giúp người tăng Hình 0-1: Kinectic Desk M1 cường vận động vật lý, hạn chế ảnh hưởng xấu sức khỏe thói quen ngồi thụ động chỗ thời gian dài Hiện tại, Kinectic Desk M1 bán với giá 2990 $  LIAN LI DK-04 [2] Có thể nói DK-04 thiết kế vừa bàn làm việc kết hợp với case máy tính, phù hợp với người dùng ưa chuộng gọn gàng đại Với việc nâng lên hạ xuống giúp DK-04 điều chỉnh tư ngồi thuận lợi cho người dùng làm việc lâu dài chơi game thời gian lâu Bên cạnh cịn có số cổng kết nối âm thanh, cổng USB 3.0, nút chỉnh màu RGB, nút nguồn/reset dành cho hệ thống máy tính Hình 0-2: LIAN LI DK-04 tích hợp vào bàn Bên DK-04 hỗ trợ để có đủ thành phần để tạo nên PC mạnh mẽ, bao gồm vi xử lý, ổ cứng, RAM, card đồ họa phận quạt tản nhiệt Hiện tại, LIAN LI DK-04 bán với giá khoản 1500$ 2.2 Trong nước  Smartdesk [3] loại bàn thông minh thiết kế nhóm Startup người Việt có tên Atonomous, bàn sử dụng động điện điều khiển tự động với bảng điều khiển thông minh Tích hợp trí thơng minh nhân tạo (AI) để điều khiển chức bàn điều khiển nhạc, độ cao, nhiệt độ phòng Hiện tai Smartdesk bán với giá dao động từ đến 12 triệu Hình 0-3:Smartdesk  Azcorner [4] thương hiệu tiên phong Việt Nam việc mang đến giải pháp văn phịng thơng minh bàn thơng minh Azcorner có khả tăng giảm chiều cao, giải pháp bảo vệ cột sống mắt cho người dùng, hỗ trợ tư ngồi học tập làm việc thoải mái Hiện Azcorner bán với giá dao động từ đến 11 triệu Qua việc tìm hiểu tình hình ngồi nước, tác giả nhận thấy đa số loại bàn dừng lại việc tự động nâng hạ chiều cao chưa thật thông minh việc giao tiếp, hiểu người dùng Là sinh viên khoa Công nghệ thông tin trường Đại học Lạc hồng, với kiến thức học tác giả mong muốn thiết kế bàn tự động đáp ứng nhu cầu thay đổi chiều cao theo ý muốn người dùng, có khả nhận dạng, điều chỉnh ánh sáng phù hợp cảnh báo người dùng ngồi làm việc lâu Để hiểu rõ bàn thông minh, tác giả xin trình bày phần sau Mục tiêu đề tài Đề tài thực với mục tiêu tham khảm mẩu thiết kế có, đánh giá rút chức chính, từ thiết kế xây dựng “Bàn thơng minh” Nội dung chi tiết gồm: - Phát có người làm việc - Xác định làm việc trước bàn - Tự động điều chỉnh độ cao ánh sáng phù hợp - Có chức lênh lịch nhắc nhở Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu - Thiết kế xây dựng bàn thông minh phục vụ cho nhu cầu học tập làm việc Phạm vi nghiên cứu - Tham khảo mẩu có từ đánh giá rút chức “Bàn thơng minh” - Thiết kế xây dựng bàn thông minh Phương pháp nghiên cứu - Tìm hiểu mẩu bàn có - Thu thập tài liệu có liên quan đến đề tài - Ứng dụng kiến thức sử lý ảnh học Những đóng góp đề tài vấn đề chưa thực Những đóng góp - Nhập giá trị chiều cao tay - Thêm chức điều khiển ánh sáng Những vấn đề chưa thực - Chiều cao bàn thay đổi có độ trễ cao - Chưa có chức điều khiển ánh sáng Kết cấu đề tài Báo cáo chia làm ba phần: Phần mở đầu, phần nội dung phần kết luận Phần mở đầu: Nêu lý chọn đề tài, tìm hiểu số mẩu bàn thơng minh có thị trường, mục tiêu nghiên cứu đề tài, đối tượng, phạm vi, phương pháp nghiên cứu đóng góp đề tài Phần nội dung chính: gồm chương: Chương 1: Giới thiệu bàn thông minh Trong chương tác giả trình bày chức bàn thông minh, đưa lựa chọn giải pháp thiết kế Chương 2: Thiết kế xây dựng phần cứng Trong chương tác giả giới thiệu, phân tích hệ thống lựa chọn phần cứng đáp ứng đề tài Hệ thống phần cứng dựa khảo sát, phân tích thị trường Chương 3: Thiết kế xây dựng phần mềm Trong chương tác giả tiến hành thiết kế xây dựng phần mềm “Bàn thông minh” Chương 4: Thử nghiệm đánh giá kết Chạy thử nghiệm demo “Bàn thông minh” đánh giá kết đạt Phần kết luận: Đưa kết luận kiến nghị bàn thông minh xây dựng Chương 1: TỔNG QUAN VỀ BÀN THƠNG MINH Qua việc tìm hiểu tình hình ngồi nước, tác giả nhận thấy đa số loại bàn dừng lại việc tự động nâng hạ chiều cao chưa thật thông minh việc giao tiếp, hiểu người dùng Là sinh viên khoa Công nghệ thông tin trường Đại học Lạc hồng, với kiến thức học tác giả mong muốn thiết kế bàn tự động đáp ứng nhu cầu thay đổi chiều cao theo ý muốn người dùng, có khả nhận dạng, điều chỉnh ánh sáng phù hợp cảnh báo người dùng ngồi làm việc lâu Để hiểu rõ bàn thông minh, tác giả xin trình bày phần sau 1.1 Phân tích chức bàn thơng minh Bàn vật dụng thiếu đời sống ngày người, có nhiều loại bàn, từ bàn cố định, bàn xếp loại bàn tích hợp chung với ghế Và chức bàn để giúp người dùng làm việc, học tập, ăn uống, để vật dụng gia đình… Theo thống kê Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) bệnh nghề nghiệp người lao động bao gồm: thương tích, thính lực, ung thư phổi, trầm cảm, đau lưng bệnh đau lưng chiếm tỉ lệ cao 37% so với bệnh lại Nguyên nhân bệnh đau lưng thường người lao động ngồi lâu chỗ, ngồi sai tư thế, khiêng vật nặng, tai nạn…Qua thấy tầm quan trọng việc ngồi tư làm việc bàn thơng minh giải vấn đề [5] Có thể thấy loại bàn phổ thơng cịn số hạn chế, tồn đọng như: kích thước không phù hợp với đối tượng sử dụng, giao tiếp với người dùng, tự điều chỉnh độ cao theo ý muốn người dùng, không tạo cảm giác thoải mái ngồi vào bàn làm việc Từ mặt hạn chế trên, tác giả mong muốn cải thiện tốt hơn, giúp cho bàn trở nên thông minh thân thiện với người dùng việc xây dựng bàn thông minh với chức sau:  Phát người dùng làm việc bàn  Tự động điều chỉnh độ cao ánh sáng phù hợp  Xác định chiều cao người dùng ngồi làm việc tự động điều chỉnh cho phù hợp  Phát thông báo cho người dùng ngồi làm việc lâu ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe 1.2 Lựa chọn giải pháp  Một Button “Up” điều chỉnh chiều cao bàn lên  Một Button “Down” điều chỉnh chiều cao bàn xuống  Một TextView để hiển thị thông tin đối tượng từ sở liệu  Layout config: cài đặt IP, đường dẫn camera bàn thông minh   Một TextView để hiển thị thông tin làm việc bàn  Một TextView IP nhập cài đặt IP bàn  Một TextView Camera1 đường dẫn media Camera sử lý nhận dạng gương mặt .Một TextView Camera2 đường dẫn media Camera sử lý nhận dạng có người  Một Button “Lưu” lưu chỉnh sửa  Một Button “Reset” đưa chiều cao bàn trở vị trí ban đầu Hình 3-7: Giao diện config phần mềm điều khiển 29 Chương 4: THỬ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ Trong chương tác giả tiến hành thử nghiệm đánh giá hệ thống … 4.1 Môi trường thử nghiệm: Môi trường nghiên cứu: thử nghiệm phòng nghiên cứu B304, sở 1, trường Đại Học Lạc Hồng Điều kiện nghiên cứu: môi trường ánh sáng đầy đủ (tất đèn phòng nghiên cứu bật) 4.2 Đối tượng thử nghiệm: 4.2.1 Thử nghiệm nhận dạng gương mặt Tác giả tiến hành thử nghiệm nhận dạng người sử dụng camera : Raspberry Pi Camera Dahua C35p, với sinh viên thực tập phòng nghiên cứu B304, sinh viên chụp ảnh gương mặt camera sử dụng, người sinh viên không chụp ảnh thu kết bảng sau: Đối tượng Camera Pi Dahua C35p Sinh viên 70% 65% Sinh viên 80% 60% Sinh viên 70% 70% Đối tượng sai 0% 0% Đối tượng sai 0% 0% Bảng 4-1: So sánh độ xác thử nghiệm nhận dạng gương mặt camera Pi camera IP Dahua C35p Kết cho thấy độ xác sử dụng Camera Pi khoản 70% 4.2.2 Thử nghiệm nâng hạ chiều cao bàn Tác giả tiến hành thử nghiệm với sinh viên thực tập phòng thực hành B304 với chiều cao cài đặt trước, tiến hành thử nghiệm camera Raspberry Pi, với liệu hình ảnh học từ camera này, cho ngồi làm việc ngẫu nhiên trước bàn với thời gian phút sinh viên thử lần, thu kết bảng sau: Đối tượng Chiều cao cài Chiều cao mặt bàn đặt (cm) trung bình sau lần thay đổi Sinh viên 50 49 Sinh viên 80 80 Sinh viên 100 98 Sinh viên 90 88 Sinh viên 120 116 Bảng 4-2: Thử nghiệm điều khiển chiều cao động 31 KẾT LUẬN Kết đạt Qua q trình nghiên cứu xây dựng bàn thơng minh, đề tài làm số việc sau: Thiết kết, xây dựng đưa sản phẩm demo “Bàn thông minh” Nghiên cứu lĩnh vực thị giác máy tính thư viện OpenCV, ứng dụng sử lý nhận dạng gương mặt vật thể Phương pháp lập trình Adruino Xây dựng ứng dụng điều khiển thiết bị di động Android phương pháp truyền nhận liệu thông qua socket Tuy nhiên, giới hạn kiến thức thời gian, đề tài chưa hoàn thiện số chức chỉnh ánh sáng, thời gian đáp ứng sử lý chậm Hướng phát triển Cải thiện độ xác chức nhận dạng người gương mặt Giảm thời gian phản hồi từ phần cứng Từng bước đưa sản phẩm “Bàn thông minh” vào ứng dụng thực tế Tài liệu tham khảo: [1] Stir, "Kinectic Desk M1," [Online] Available: https://www.stirworks.com/consumer/ [Accessed 2018] [2] L l i co [Online] Available: http://www.lian-li.com/dk-04/ [Accessed 2018] [3] Autonomous, "Autonomous SmartDeskk," [Online] Available: https://www.smartdesk.com.vn/san-pham/product/view/137/44.html [Accessed 2018] [4] A Corner, "AZ CORNER V1," [Online] [Accessed 7 2018] [5] WHO, "Protecting workers' health," [Online] Available: http://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/protecting-workers'-health [Accessed 15 2018] [6] CÔNG TY CP ĐẦU TƯ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SAO VIỆT, “Giải pháp hệ thống bãi giữ xe thông minh,” [Trực tuyến] Available: http://www.saoviet.net.vn/bai-giu-xe-thong-minh [Đã truy cập 2018] [7] E Granger and T L Nguyen, "A Comparison of CNN-based Face and Head Detectors for Real-Time Video Surveillance Applications," [Online] Available: https://arxiv.org/abs/1809.03336 [Accessed 15 2018] [8] CEN, "Furniture Chairs and tables for educational institutions Functional dimensions," 2016 [9] C N Khánh Đ T Nghị, “Nhận dạng mặt người với giải thuật Haar Like Feature – Cascade of Boosted Classifiers đặc trưng SIFT,” pp Tạp chí Khoa học – 2014, Quyển (2), Tr 15 – 24., 2014 33 PHỤ LỤC: I Máy tính nhúng Raspberry Pi Raspberry Pi: máy vi tính nhỏ gọn, kích thước hai cạnh cỡ thẻ ATM Người ta tích hợp thứ cần thiết để bạn sử dụng máy vi tính Trên bo mạch Pi có CPU, GPU, RAM, khe cắm thẻ microSD, Wi-Fi, Bluetooth cổng USB 2.0 Cấu hình: Raspberry Pi có nhiều phiên bản, dùng Raspberry Pi Model B V1.2  Vi xử lý: Broadcom BCM2837B0, quad-core A53 (ARMv8) 64-bit SoC @1.4GHz  RAM: 1GB LPDDR2 SDRAM  Kết nối: 2.4GHz and 5GHz IEEE 802.11 b/g/n/ac wireless LAN, Bluetooth 4.2, BLE, Gigabit Ethernet over USB 2.0 (Tối đa 300Mbps)  Cổng USB: x 2.0  Mở rộng: 40-pin GPIO  Video âm thanh: cổng full-sized HDMI, Cổng MIPI DSI Display, cổng MIPI CSI Camera, cổng stereo output composite video chân  Multimedia: H.264, MPEG-4 decode (1080p30), H.264 encode (1080p30); OpenGL ES 1.1, 2.0 graphics  Lưu trữ: MicroSD  Nguồn điện sử dụng: 5V/2.5A DC cổng microUSB, 5V DC chân GPIO, Power over Ethernet (PoE) (yêu cầu thêm PoE HAT) Cài đặt hệ điều hành: Raspberry Pi có nhiều hệ điều hành hỗ trợ, có Raspbian hệ điều hành thức Raspberry Pi Foundation, ngồi có hệ điều hành khác xác nhận hỗ trợ hệ điều hành nhà phát triển tự tối ưu Raspbian hệ điều hành bản, phổ biến Raspberry Pi Foundation cung cấp Nó hãng khuyến cáo sử dụng, cho người bắt đầu làm quen với RPI NOOBS biết tắt dòng New Out Of the Box Software hệ thống quản lý cài đặt tổng hợp hệ điều hành Raspberry Pi Có thể sử dụng NOOBS để cài đặt hệ điều hành Raspbian cho Raspberry Pi, chi tiết bước cài đặt tham khảo https://projects.raspberrypi.org/en/projects/raspberry-pi-setting-up II OpenCV OpenCV OpenCV (Open Computer Vision) thư viện mã nguồn mở chuyên dùng để xử lý vấn đề liên quan đến thị giác máy tính, sử lý ảnh, máy học và tính tăng tốc GPU hoạt động thời gian thực, hệ thống giải thuật chuyên biệt, tối ưu cho việc xử lý thị giác máy tính, tính ứng dụng OpenCV lớn, số ứng dụng OpenCV:  Nhận dạng ảnh: nhận dạng khuôn mặt, vật thể …  Xử lý ảnh: khử nhiễu, điều chỉnh độ sáng …  Nhận dạng cử  Và nhiều ứng dụng khác Chúng ta sử dụng nhiều ngơn ngữ lập trình khác để làm việc với OpenCV C++, Java, Python, C# Một số function OpenCV sử dụng phát gương mặt:  CascadeClassifier = cv2.CascadeClassifier(cascadeFile) – Load a classifier from a file Trong đó:  cascadeFile – Cascade file, thường nằm folder \opencv\build\etc\  detectedObjects = CascadeClassifier.detectMultiScale(image, scaleFactor, minNeighbors, flags, minSize) – Phát đối tượng (được qui định Classifier) với kích thước khác có ảnh Các đối tượng phát trả dạng “a list of rectangles“ Trong đó:  image – input image  scaleFactor – sử dụng để tạo “scale pyramid” cho phép phát đối tượng multiple scales  minNeighbors – This parameter controls how many rectangles (neighbors) need to be detected for the window to be labeled a face, thường khoảng [3, 4, 5, 6] 35  minSize – kích thước nhỏ đối tượng phát hiện, thường (30, 30) Các đối tượng có kích thước nhỏ minSize bị bỏ qua III Thông tin số linh kiện điện tử sử dụng đề tài Biến trở xoay 100K 2W xoay 10 vịng: Đề tài sử dụng biến trở xoay xác để đọc giá trị động có thơng số kỹ thuật sau: - Trở kháng: 100k Ohms - Công suất: 2W - Nhiệt độ hoạt động: ± ° C - Số vịng xoay: 10 Hình 6-1:Biến trở xoay xác 10 vịng Hình 6-2:Cấu tạo biến trở xoay Module Relay kênh 5v: 37 Module Relay kênh 5V gồm relay , điện áp hoạt động v điều khiển đầu tối đa 220VAC/10A 30VDC/10A Đầu vào IN1, IN2, IN3 IN4 nhận tín hiệu cực thấp Module có sẵn header tiện dụng kết nối với vi điều khiển Có lỗ bắt vít tiện lợi dễ lắp đặt hệ thống mạch Trong module có sẵn mạch kích relay sử dụng IC cách ly quang transistor giúp cách ly hoàn toàn mạch vi điều khiển với rơ le bảo đảm Hinh 6-3: Relay kênh 5v vi điều khiển hoạt động ổn định Mạch điều khiển relay kênh sử dụng chân kích mức Thấp (0V): có tín hiệu 0V vào chân IN relay nhảy qua thường Mở Relay Hình 6-4:Relay kênh 5v Thơng số Module Relay kênh 5V: - Kích thước: 76mm (chiều dài) * 56mm (chiều rộng) * 18.5mm (H) - Trọng lượng: 61g - Bốn lỗ để bắt vít cố định có đường kính 3.1mm, dễ dàng lắp đặt hệ thống mạch - Opto cô lập, tốt chống nhiễu - Có đèn báo đóng ngắt Relay - Sử dụng điện áp nuôi DC 5V - Đầu điện thê đóng ngắt tối đa: DC 30V / 10A, AC 250V / 10A - IN1…IN4: tín hiệu đầu vào, hoạt động mức thấp - NO1…NO4: Công tắc thường mở Arduino UNO R3: Trong đề tài sử dụng Arduino Uno R3 để thực đọc tín hiệu điều khiển động Một vài thông số Arduino UNO R3: - Vi điều khiển: ATmega328 họ 8bit Điện áp hoạt động: 5V DC (chỉ cấp qua cổng USB) Hinh 6-5: Adruino Uno R3 - Tần số hoạt động - Dòng tiêu thụ khoảng 30mA - Điện áp vào khuyên dùng: - Điện áp vào giới hạn - Số chân Digital I/O 14 (6 chân hardware PWM) - Số chân Analog - Dòng tối đa chân I/O: - Dòng tối đa (5V): 500 mA - Dòng tối đa (3.3V): 50 mA - Bộ nhớ flash: 32 KB (ATmega328) với 0.5KB dùng bootloader - SRAM: - EEPROM: 16 MHz 7-12V DC 6-20V DC (độ phân giải 10bit) KB (ATmega328) KB (ATmega328) 30 mA 39 Hinh 6-6: Sơ đồ chân Arduino Máy tính Raspberrypi: nhúng Đề tài sử dụng máy tính nhúng Raspberrypi phiên “Model 3b v1.2” làm sử lý trung tâm, giải vấn đề sử dụng thuật toán nhận dạng điều khiển chức cho bàn Một số thông số kỹ thuật phiên này: - CPU: ARMv7 - RAM - USB ports :4 - Ethernet ports :1 - Wi-fi - Bluetooth - Camera ports (CSI) : - Display ports (DSI): : 1024Mb : Có : Có Hinh 6-7: Raspberrypi Model 3B Hinh 6-8: Các chân kết nối GPIO Raspberrypi Model 3B Nguồn Xung 24V20A 480W: Cung cấp điện cho tồn hệ thống: - Cơng suất: 480W - Chịu tải đầu ra: DC 20A - Điền đầu ra: DC 24V - Điện vào: 110V/220V - Kích thước (MM): 220*120*50 - Cân nặng: 1.2Kg - Chức bảo vệ: Ngắn mạch, tải Hình 6-9: Nguồn xung 24v 20A 480W 41 - Điều chỉnh DC: 10% Mạch giảm áp DC LM2596: Mạch giảm áp DC nhỏ gọn, đề tài sử dụng dùng hạ áp 24V từ nguồn xuống cịn 5V dùng cấp nguồn cho Raspberrypi Arduino Thông số kỹ thuật: Module nguồn khơng sử dụng cách ly Hình 6-10: Mạch giảm áp DC LM2596 Nguồn đầu vào từ 4V 35V - Nguồn đầu ra: 1V - 30V - Dòng Max: 3A Hình 6-11: Mạch giảm áp DC LM2596 pin Out Kích thước mạch: 53mm x 26mm - Đầu vào: INPUT +, INPUT- - Đầu ra: OUTPUT+, OUTPUT- Động DTL: Hệ thống sử dụng Xy lanh điện DTL hãng MOVIS sử dụng rộng rãi ngành nội thất, xây dựng, chế máy móc ứng dụng khác Nó có ưu điểm sản xuất với chất lượng tốt, lực đẩy lớn, tiếng ồn nhỏ, linh hoạt dễ sử dụng Thông số bản: - Hành trình: Từ 650 đến 1250 mm - Tải trọng: Từ 3000 N đến 6000 N - Tốc độ: Từ mm/s đến 10 mm/s Hình 6-12: Xy lanh dtl ... tác giả trình bày phần thiết kế, xây dựng phần cứng số thiết bị có liên quan việc xây dựng bàn thông minh 1.2.3 Thiết kế xây dựng sản phẩm Việc thiết kế xây dựng phần cứng bàn tác giả dựa theo... Chương 3: Thiết kế xây dựng phần mềm Trong chương tác giả tiến hành thiết kế xây dựng phần mềm ? ?Bàn thông minh? ?? Chương 4: Thử nghiệm đánh giá kết Chạy thử nghiệm demo ? ?Bàn thông minh? ?? đánh giá kết... nghiên cứu - Thiết kế xây dựng bàn thông minh phục vụ cho nhu cầu học tập làm việc Phạm vi nghiên cứu - Tham khảo mẩu có từ đánh giá rút chức ? ?Bàn thơng minh? ?? - Thiết kế xây dựng bàn thơng minh Phương