Trên nền tảng việc tìm hiểu, nghiên cứu các đối tượng liên quan đến đề tài, kết hợp với quá trình mô phỏng, thiết kế, thử nghiệm, cùng với sự giúp đỡ tận tình thầy hướng dẫn và các thầy cô giáo trong ngành, tôi đã hoàn thành việc xây dựng một mô hình thực tế đáp ứng được những yêu cầu của đề tài. Cụ thể như sau:
Thi công mô hình thực nghiệm đơn giản, trực quan và có tính kiểm tra, đánh giá cao.
Tính toán, thiết kế, lựa chọn linh kiện phù hợp để hoàn thiện được board mạch phần cứng để đáp ứng được các chức năng yêu cầu như đầy đủ các thiết bị cơ bản cho một lớp học thông thường như đèn, rèm, cửa sổ, màn hình hiển thị, cùng với vi điều khiển trung tâm có khả năng giao tiếp với phần mềm điều khiển và thực hiện các lệnh điều khiển. Ngoài ra hệ thống được trang bị các cảm biến để xử lý tín hiệu và giao tiếp với vi điều khiển chính.
81
Thiết kế ứng dụng điều khiển trên điện thoại thông minh. Ứng dụng có giao diện được thiết kế đơn giản, trực quan, bao gồm nhiều màn hình khác nhau đáp ứng đủ các chức năng chính của hệ thống như cho phép người dùng kết nối Bluetooth, đăng nhập bằng vân tay, điều khiển các thiết bị điện bằng nút nhấn hoặc bằng giọng nói, chỉnh sửa thông tin người dùng…
Xây dựng các kịch bản mô phỏng cho phòng học để phục vụ cho việc kiểm thử hệ thống. Đây là những kịch bản thường xuyên xảy ra trong quá trình vận hành của một lớp học. Việc này nhằm mục đích xác nhận hệ thống có hoạt động đúng chức năng và ổn định hay không.
Tham gia hoàn thiện một bài báo khoa học về vấn đề nghiên cứu của luận văn tốt nghiệp. Bài báo được thẩm định kỹ lưỡng từ các nhà chuyên môn và được trình bày tại Hội nghị Khoa học kỹ thuật Đo lường toàn quốc lần thứ VII/2020.
Một số hình ảnh của hệ thống như sau:
Hình 5.1 Mô hình luận văn tốt nghiệp
Mô hình hệ thống trong luận văn tốt nghiệp này được xây dựng về cơ bản giống với một lớp học thông thường, với các thiết bị cơ bản như đèn, rèm, cửa sổ, bảng điều khiển… Tuy nhiên, đây là một mô hình thí nghiệm với các thiết bị công suất thấp với mục đích chủ yếu là để mô phỏng, nhưng là tiền đề quan trọng trong việc nâng cấp sản phẩm thành các mô hình có ứng dụng cao trong thực tiễn.
Sự khác biệt của hệ thống này so với các hệ thống lớp học ở Việt Nam hiện này là sự thông minh hóa việc điều khiển lớp học bằng việc ứng dụng công nghệ cao: tính bảo mật cao nhờ tính năng cho phép đăng nhập bằng vân tay, điều khiển bằng giọng nói, giám sát nhiệt độ, tự động đóng cửa sổ khi có mưa, tự động giảm độ sáng trong lớp học, kéo rèm cửa khi giáo viên sử dụng máy chiếu…
82
Hình 5.2 Board mạch điều khiển chính
Các vị trí trên board mạch điều khiển của hệ thống
1. Cảm biến đo dòng ACS712 kết nối với đèn 220v với mục đích mô phỏng việc bật tắt điều hòa (hoặc máy chiếu).
2. Cảm biến vân tay R305 cho ứng dụng thu thập vân tay người dùng và giao tiếp với vi điều khiến chính.
3. Cảm biến nhiệt độ LM35 với mục đích giám sát nhiệt độ lớp học.
4. Màn hình hiển thị LCD và module chuyển đổi I2C để hiển thị thông tin tên và nhiệt độ lớp học.
5. Vi điều khiển chính Stm32f103c8t6.
6. Module bluetooth HC-06 làm nhiệm vụ truyền thông giữa vi điều khiển và phần mềm điều khiển qua chuẩn bluetooth.
7. Vị trí kết nối cảm biến mưa cho mục đích phát hiện trời mưa để đóng cửa sổ.
8. Vị trí kết nối 2 công tắc hành trình cho ứng dụng đóng rèm khi đến điểm giới hạn.
9. Module rơ le 2 kênh kết nối với 2 đèn 220V của lớp học.
10.Module L298 kết nối với 2 động cơ 1 chiều cho ứng dụng điều khiển rèm của lớp học.
11.Vị trí kết nối 2 động cơ servo cho ứng dụng điều khiển 2 cửa sổ của lớp học.
12.Vị trí cắm adapter cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống phần cứng.