Sau quá trình tìm hiểu, thiết kế và thi công, mô hình phần cứng của hệ thống cơ bản được hoàn thành. Mô hình thực nghiệm đơn giản, trực quan và có tính kiểm tra, đánh giá cao, đáp ứng được các chức năng yêu cầu chính 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.
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… 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.
46
Hình 3.17 Mô hình thiết kế hoàn chỉnh
Sự khác biệt của hệ thông 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, đóng rèm cửa khi giáo viên sử dụng máy chiếu…
Hình 3.18 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).
47 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.
48
CHƯƠNG 4.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHẦN MỀM
Về cơ bản, chương 3 đã trình bày về việc tính toán thiết kế các khối trong hệ thống cùng với việc thi công mô hình phần cứng. Chương này sẽ trình bày về việc thiết kế lưu đồ thuật toán, đưa ra giải thuật và viết chương trình cho hệ thống bao gồm việc lập trình cho phần cứng và cho ứng dụng điều khiển. Bên cạnh đó, chương này cũng đưa ra tài liệu hướng dẫn sử dụng cho hệ thống.