Hướng dẫn thiết kế nhà thông minh sử dụng công nghệ tiến bộ

MỤC LỤC

Proteus cho Arduino IDE

Khi người dùng viết mã và biên dịch, IDE sẽ tạo file Hex cho mã. File Hex là các file thập phân Hexa được Arduino hiểu và sau đó được gửi đến bo mạch bằng cáp USB. Mỗi bo Arduino đều được tích hợp một bộ vi điều khiển, bộ vi điều khiển sẽ nhận file hex và chạy theo mã được viết.

CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG VÀ THÔNG SỐ KỸ THUẬT

    Mạch RFID NFC 13.56MHZ RC522 sử dụng IC MFRC522 của NXP được sử dụng để đọc và ghi dữ liệu cho thẻ RFID NFC tần số 13.56Mhz, mạch có thiết kế nhỏ gọn được sử dụng rất phổ biến hiện nay với Arduino hoặc các loại Vi điều khiển khác trong các ứng dụng cần ghi, đọc thẻ RFID NFC. Động cơ Sero SG90 có kích thước nhỏ gọn nên tải trọng của nó cũng nhỏ hơn các loại động cơ servo có kích thước lơn như MG995, MG996, phù hợp cho các ứng dụng mô hình điều khiển loại vừa và nhỏ. Mạch điều khiển động cơ bước ULN2003 và động cơ bước 5V với ưu điểm nhỏ gọn, có sẵn mạch đệm cho động cơ, thích hợp dùng cho những ai mới làm quen với động cơ bước, từ đõy sẽ hiễu rừ hơn về cấu tạo cũng như phương thức điều khiển.

    Mạch sử dụng IC ULN2003A để khuyếch đại các tín hiệu điều khiển từ mạch điều khiển và điện áp sử dụng cấp cho động cơ có thể lên đến 15V. Màn hình text LCD1602a xanh dương sử dụng driver HD44780, có khả năng hiển thị 2 dòng với mỗi dòng 16 ký tự, màn hình có độ bền cao, rất phổ biến, nhiều code mẫu và dễ sử dụng thích hợp cho những người mới học và làm dự án. Đèn led (4 cái mô phỏng đèn sinh hoạt và 1 cái để thông báo tín hiệu nhận từ remote).

    Mạch chuyển đổi I2C cho LCD (giao tiếp giữa mạch arduino và màn LCD) LCD có quá nhiều chân gây khó khăn trong quá trình kết nối và chiếm dụng nhiều chân của vi điều khiển?. Module chuyển đổi I2C cho LCD sẽ giải quyết vấn đề này cho bạn, thay vì sử dụng tối thiểu 6 chân của vi điều khiển để kết nối với LCD (RS, EN, D7, D6, D5 và D4) thì với module chuyển đổi bạn chỉ cần sử dụng 2 chân (SCL, SDA) và 2 chân nguồn để kết nối. Tích hợp Jump chốt để cung cấp đèn cho LCD hoặc ngắt Tích hợp biến trở xoay điều chỉnh độ tương phản cho LCD 2.11.

    Khi hoạt động điện trở này tỏa nhiệt nên điện trở phải được bọc trong vỏ sứ. Điện trở là một linh kiện điện tử thụ dộng có tác dụng ngăn cản dòng điện trong mạch. Breadboard giúp bạn dễ dàng thực hiện các mạch điện thực tế trước khi hàn trực tiếp linh kiện lên board mạch đồng.

    Các hàng cắm trên board có đánh số giúp bạn dễ theo dừi vị trớ cắm linh kiện. Dọc theo 2 bên đường rãnh ở giữa board, các chân nằm trên cùng 1 hàng thì nối với nhau. Ngoài ra, với các Breadboard cùng kích thước như nhau, bạn có thể dùng nhiều Breadboard gắn lại để có được Breadboard lớn hơn, với nhiều lỗ cắm hơn.

    Dây cắm test board được sử dụng nhiều trong kỹ thuật đặc biệt là trong mạch điện tử giữa các mạch điện tử với các board test các loại, giữa các kit và các module. Remote hồng ngoại 21 Phím kết hợp với các Module hồng ngoại để điều khiển các thiết bị từ xa.

    SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG PROTEUS VÀ CODE ARDUINO IDE

    Sơ đồ môn phỏng trên Proteus

    - Mạch Arduino để nhận tín hiệu điều khiển chạy cửa cuốn và điện sinh hoạt trong nhà.

    Hnh 18: Sơ đồ mô phỏng mạch Arduino số 2
    Hnh 18: Sơ đồ mô phỏng mạch Arduino số 2

    Code trên Arduino IDE

      // Khai báo chân vcc cho led nhấp nháy khi nhận tia hồng ngoại IrReceiver.begin(Recv_Pin, true, 3);. Serial.println(dataRemote); // Sau khi dữ liệu thỏa mãn điều kiện thì in ra màn hình.

      KẾT QUẢ, THẢO LUẬN VÀ KẾT LUẬN

      Thảo luận về hạn chế và giải pháp

      - Cho phép sử dụng giọng nói hoặc cử chỉ để điều khiển từ xa các thiết bị trong nhà: tivi, tủ lạnh, máy giặt, điều hòa…. - Khóa của thông minh: cho phép đóng mở từ xa, kiểm tra việc ra vào mỗi ngày thông qua hệ thống, cảnh báo nhắc nhở khóa cửa…. - Camera phát hiện người lạ đột nhập, tự động gửi video, phát còi cảnh báo, gọi cảnh sát….

       Tiện ích phát hiện cháy nổ, phát hiện khí gas, tự động gọi cứu hỏa và bật chế độ phun nước khi có cháy. - Thức dậy: tự động mở rèm, bật TV, bật bình nóng lạnh - Rời khỏi nhà: Toàn bộ thiết bị sẽ đóng. - Bật tắt đèn từ xa, tự động ngắt điện trong nhà khi ra khỏi nhà.

      - Sử dụng công nghệ năng lượng mặt trời, các công nghệ năng lượng tái tạo…. Trên thực tế, việc áp dụng các thiết kế nhà thông minh ở nước ta còn rất hạn chế, chỉ có một số các tập đoàn lớn tích hợp các hệ thống thông minh vào trong các mô hình bất động sản của mình do chi phí thi công còn đắt đỏ, người dân đã quá quen thuộc với những ngôi nhà bình thường để chuyển sang một ngôi nhà thông minh.