CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 81 Hình 5.6. Màn hình LCD báo đèn tắt.
Cảnh báo khí gas ln được ưu tiên. Có cảnh báo bằng chng. - Trên LCD:
Hình 5.7. Màn hình LCD báo khí gas.
- Trên điện thoại:
Hình 5.8. Trên điện thoại báo khí gas.
Có phần Test (kiểm tra) thiết bị bằng nút nhấn
- Trên thiết bị đèn: Báo "Đèn có vấn đề !" khi hư hoặc "Đèn OK" khi sáng. - Trên thiết bị quạt: Báo số vòng quay trong 1 phút.
- Trên thiết bị bơm: Báo số lít bơm trong 1 giờ.
Đã vận dụng được nhiều kiến thức thực tế trong quá trình học vào thực đồ án với thời gian 15 tuần.
Nghiên cứu và biết cách sử dụng Module cảm biến vào thực tế.
CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 82
Nghiên cứu và biết cách sử dụng phần mềm Android Studio, IDE.
Các lý thuyết về các phương thức truyền nhận được sử dụng đúng cách và có hiệu quả.
Khả năng thiết kế mạch (mạch nút nhấn, mạch relay) càng hồn thiện hơn. Khơng cần mua mạch có sẵn.
Khả năng vận dụng linh hoạt và sử dụng các phần mềm.
5.2 NHẬN XÉT
Trong đồ án này, việc thực thi điều khiển thiết bị trong nhà bao gồm đèn, quạt, bơm là tốt so với yêu cầu đề ra ban đầu. Những thiết bị trên được thực hiện tắt mở dựa trên cơ sở điều khiển bằng vi xử lý. Chúng ta đễ dàng điều khiển một thiết bị 220VAC hoạt động bằng những nút nhấn nhỏ gọn, tập chung vào một nơi để dễ dàng quản lý cũng như quan sát.
Việc nâng cao khả năng điều khiển thiết bị thơng qua điện thoại cũng rất hữu ích. Khi ở bất kì nơi đâu trong nhà, chỉ cần có điện thoại Android là ta bật tắt những thiết bị ta cần mà không phải đi ra chỗ công tắc điều khiển. Kết hợp việc đo lường nhiệt độ cũng như khí gas cịn đảm bảo an tồn cho ta trong một số trường hợp có thế gây ra nổ, cháy. Khi 1 thiết bị nào đó được bật sẽ đều có một thiết bị cảm biến đo lường đi kèm. Nếu có sự cố hư hỏng, các cảm biến sẽ báo về vi điều khiển để ngắt nguồn điện. Đảm bảo an toàn cho thiết bị cũng như hạn chế sự nguy hiếm do điện gây ra.
Ngoài ra, sự cố trong lúc thiết bị đang chạy (ví du: đèn đang sáng thì bị cháy, bể do tác động ngồi; quạt quá tải bị cháy ko chạy nữa; bơm đang chạy thì hết nước) cũng được sử lý ngắt nguồn. Việc cảnh báo nguy hiểm (có khí gas ở mức cao) bằng chng cũng được sử dụng. Hệ thống sử dụng Module cảm biến có sẵn, dễ kiếm ngoài thị trường, giá khơng cao, có tính ổn định. Đảm bảo tính thẩm mỹ cũng như sử dụng và thay thế.
Như vậy, việc thiết kế điều khiển các thiết bị bằng điện thoại Android qua Bluetooth cũng cho hiệu quả rất tốt. Hệ thống có thể dễ dàng điều khiển bằng tay hoặc bằng phần mềm. Hoạt động giờ chính xác, các thao tác điều khiển trên điện thoại và bằng tay phản hồi tạm chấp nhận với thực tế.
CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 83 5.3 ĐÁNH GIÁ
Đánh giá hệ thống:
Hệ thống điều khiển và quan sát thiết bị điện trong nhà sau khi hoàn thành hoạt động khá ổn định. Dù vậy vẫn có những lỗi nhỏ sau:
Nút nhấn có vẻ khơng đáp ứng đúng thao tác (chậm phản ứng). Lí do:
+ Nút nhấn là hàng linh kiện kém chất lượng.
+ Thời gian thực thi các chương trình con khá lớn khiến thời gian qt phím bị trễ gây nên hiện tượng ấn không nhạy.
+ Khắc phục bằng cách tối ưu chương trình con, giảm thời gian delay trong chương trình chính. Kết quả có khá hơn nhưng vẫn khơng hồn tồn loại bỏ được.
Kết nối bluetooth đáp ứng khá chậm khi truyền từ điện thoại xuống bộ điều khiển.
Lí do:
+ Thời gian thực hiện các chương trình con khá lớn nên khơng bắt được sự kiện có dữ liệu tới.
+ Không sử dụng ngắt cho truyền nhận UART mà sử dụng chân bình thường. + Khắc phục: sử dụng ngắt để bắt sự kiện. Khả năng đáp ứng tăng rõ rệt. Tuy
nhiên vẫn còn khá chậm.
Kết nối Bluetooth giữa điện thoại và thiết bị lâu lâu vẫn bị mất kết nối và phải reset điện thoại mới vào lại được chương trình.
Lí do:
+ Do chương trình trên điện thoại viết chưa đúng chuẩn nên giao thức Bluetooth bị lỗi.
+ Khắc phục: đã sửa lại chương trình và tình trạng lỗi khơng cịn.
Đánh giá tính cơng nghệ và ứng dụng:
Như vậy, triển khai hệ thống là khả thi và mang lại lợi ích nhất định trong việc tự động hóa về lĩnh vực nhà thơng minh.
CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 84
Một chạm – vạn tiện nghi: Thông thường để điều khiển chiếu sáng trong nhà, bạn phải di chuyển và bật tắt rất nhiều công tắc, với nhà thông minh, các kịch bản chiếu sáng được thiết lập sẵn cho từng hoạt cảnh cụ thể, chỉ một chạm là bạn có thể điều khiển hệ thống chiếu sáng theo ý muốn.
Điều khiển và giám sát trên điện thoại, máy tính bảng, LCD: Bạn hồn tồn có thể biết được bóng nào đang bật, bóng nào đang sáng trên điện thoại di động hoặc máy tính bảng và bạn hồn tồn bật hoặc tắt thiết bị đó ngay trên điện thoại khi khơng cần thiết.
CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 85 Chương 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
6.1 KẾT LUẬN
Nếu như trước đây các hệ thống nhà tự động khó tiếp cận con người do một phần địi hỏi người dùng phải có chút tư duy kỹ thuật, thì nay tình hình đã thay đổi. Sự phổ biến của smartphone và máy tính bảng kết nối liên tục, ứng dụng phong phú giúp người dùng quá dễ để giao tiếp với các thiết bị trong nhà.
Thơng qua việc tìm hiểu, thiết kế và xây dựng một mơ hình điều khiển thiết bị sử dụng Android thông qua bluetooth, đã giúp chúng ta hiểu sâu hơn và nắm rõ hơn các kiến thức về vi xử lý, ứng dụng vi xử lý vào thực tế và tiếp cận với các công nghệ mới hiện nay điển hình là cơng nghệ lập trình trên mơi trường Android.
Với một ngơi nhà thơng minh, bạn sẽ khơng cịn phải lăn tăn lo nghĩ. Chỉ cần liếc mắt qua màn hình của chiếc smartphone ln bên mình là bạn nhanh chóng nắm bắt đầy đủ tình hình ở trong nhà, dễ dàng giao tiếp và điều khiển các vật dụng nhờ tất cả cùng được kết nối chung vào một hệ thống nhà thông minh qua kết nối Bluetooth với smartphone liên tục.
Tuy nhiên, hệ thống vẫn còn những cái chưa đạt. Như thời gian đáp ứng của hệ thống chưa cao. Mơ hình và hộp đựng sản phẩm được làm thủ cơng lên tính thẩm mỹ bị hạn chế. Vì để dễ thao tác trong q trình điều khiển lên hạn chế tính bảo mật hay an toàn.
6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Về đề tài này, đây là một mơ hình nhỏ, mơ phỏng hệ thống điều khiển thiết bị đèn, quạt, bơm thông dụng trong nhà. Tuy nhiên từ mơ hình này, chúng ta có thể phát triển thêm tính hồn thiện cho từng thiết bị.
Việc điều khiển thiết bị chiếu sáng sẽ được tự động thông qua việc kết hợp cảm biến đo cường độ sáng trong ngày. Hay thiết bị chiếu sáng sẽ tự động bật lên khi phát hiện có chuyển động. Nếu ánh sáng tự nhiên không đủ cường độ sáng, đèn sẽ tự động bật khi phát hiện có người di chuyển và tự động tắt sau một khoảng thời gian cài đặt kể từ khi khơng phát hiện có người di chuyển. Các thiết bị chiếu sáng có thể tự động bật, tắt theo giờ.
Chức năng này thực sự tiện ích cho gia chủ tại những khu vực chiếu sáng mà bạn muốn thời gian bật tắt thường xuyên vào giờ cố định trong ngày. Ví dụ: như đèn trang trí sân vườn tự động bật lên lúc 7h sáng và tự động tắt vào lúc 22h30.
CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 86
Thiết bị quạt sẽ có sự điều chỉnh tốc độ quay để điều hịa khơng khí bằng cách kết hợp cảm biến đo độ nóng trong nhà. Hay kết hợp với cảm biến để đảm bảo rằng toàn bộ quạt trong nhà đã được tắt khi bạn đi ra ngoài hoặc bật khi bạn về đến nhà. Với giải pháp tự động chúng ta không những điều khiển tiện lợi mà cịn tiết kiệm chi phí hơn rất nhiều.
Việc điều khiển bơm nước có thể được tự động bằng cách kết hợp thêm cảm biến quan sát mực nước có trong bồn. Nếu nước cạn thì nước sẽ được tự động bơm vào, khi nào đầy sẽ tự ngắt. Ngồi ra, có thề kết nối cảm biến đo độ ẩm của đất (hay cài đặt thời gian đã hẹn trước) để tưới nước cho vườn cây cảnh.
Có thế phát triển điều khiển thiết bị trong ngôi nhà của chúng ta như thêm vào một số cảm biến mưa để đóng mở cửa sổ, cửa trời. Hay kết nối module camera chụp ảnh khi có chuyển động lạ v.v..
Không chỉ giới hạn ở chuẩn truyền thông bluetooth mà chúng ta cịn có thể phát triển lên giao tiếp và điều khiển thông qua Internet.
Ứng dụng viết trên Android có liên quan đến giao tiếp, truyền nhận tính hiệu thơng qua bluetooth cho nên có thể dùng nền tảng phần mềm đã viết ở đề tài này thực hiện các yêu cầu điều khiển khác như: Điều khiển xe, máy bay mơ hình v.v…
TÀI LIỆU THAM KHẢO
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 87
TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách tham khảo
[1] Lê Chí Kiên Giáo Trình “ Đo lường cảm biến”, ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM.
[2] Nguyễn Đình Phú, Nguyễn Trường Duy, Giáo Trình “ Kỹ Thuật Số” Xuất bản ĐH Quốc Gia, Tp.HCM, 2013.
[3] Jonathan Oxer, Hugh Belemings Giáo Trình Pratical Arduino. [4] Web lập trình https://www.arduino.cc/ .
[5] Web lập trình http://arduino.vn/.
[6] Web lập trình https://developer.android.com/studio/index.html.
[7] Giao tiếp I2C http://www.ytuongnhanh.vn/chi-tiet/giao-tiep-i2c-phan-1- 150.html.
PHỤ LỤC
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 88
PHỤ LỤC Chương trình a. Chương trình Arduino #include <String.h> #include <TimerOne.h> #include <EEPROM.h> #include <Wire.h> #include <LiquidCrystal_I2C.h> #include "DHT.h" LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 2, 1, 0, 4, 5, 6, 7, 3, POSITIVE); unsigned int giaytam; // Địa chỉ của DS1307
const byte DS1307 = 0x68; // Số byte dữ liệu sẽ đọc từ DS1307 const byte so_byte_doc_ghi = 9; // khai báo các biến thời gian
unsigned int giay_htai = 00, phut_htai = 55, gio_htai = 18, thu_htai = 1, ngay_htai = 11, thang_htai = 12, nam_htai = 16, ma_htai = 0x99;
unsigned int giay_ds13, phut_ds13, gio_ds13, thu_ds13, ngay_ds13, thang_ds13, nam_ds13, ctrl_ds13, ma_ds13;
String gio = "", phut = "", giay = "", ngay = "", thang = "", nam = "", thu = "";
/////////////////////////////// so do noi chan //////////////////////////////////////////////////////////////////// const int btn1 = 22, btn2 = 24;
const int btn3 = 26, btn4 = 28;
const int btnM = 30, btnU = 32, btnD = 34; const int chuong = 31;
const int den = 37; uint8_t tt_den = 0; const int cb_den_analog = A7;
const int quat = 35; uint8_t tt_quat = 0; const int cb_quat = 2; //ngat ngoai kenh 0 const int bom = 33; uint8_t tt_bom = 0; const int cb_bom = 3; //ngat ngoai kenh 1 const int cb_gas = A6;
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// volatile int DEM_BOM = 0; // Đo xung cảm biến lưu lượng
unsigned int l_hour; // Tính tốn số lít/giờ unsigned long currentTime;
unsigned long cloopTime; int tt=0;
int h; int t;
PHỤ LỤC
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 89
#define DHTPIN 4
#define DHTTYPE DHT11 DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); unsigned long DEM = 0;
unsigned long COPY_DEM = 0; unsigned long DEM_QUAT = 0; float rmp;
int ChoPhepDoc=0;
void dem_kiemtra() //chuong trinh ngat timer1 dem tgian doc lap { DEM++; if(DEM==5) DEM=0; Serial.println(DEM); } void setup() { Timer1.initialize(1000000); Timer1.attachInterrupt(dem_kiemtra); //EEPROM.write(1,1); Serial.begin(9600); Serial2.begin(9600); Wire.begin(); dht.begin(); lcd.begin(16, 2); lcd.backlight(); lcd.clear(); docDS1307(); if (ma_ds13 != ma_htai) { thiet_lap_thoi_gian_htai(); napDS1307(); } pinMode(btn1, INPUT); pinMode(btn2, INPUT); pinMode(btn3, INPUT); pinMode(btn4, INPUT); pinMode(btnM, INPUT); pinMode(btnU, INPUT); pinMode(btnD, INPUT); tt_den = EEPROM.read(0); tt_quat = EEPROM.read(1); tt_bom = EEPROM.read(2);
pinMode(chuong, OUTPUT); digitalWrite(chuong, HIGH); pinMode(den, OUTPUT); digitalWrite(den, tt_den);
PHỤ LỤC
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 90
pinMode(quat, OUTPUT); digitalWrite(quat, tt_quat); pinMode(bom, OUTPUT); digitalWrite(bom, tt_bom); attachInterrupt(1, DEM_XUNG_BOM, FALLING); attachInterrupt(0, DEM_XUNG_QUAT, FALLING); } void loop() { GiamSat(); if (Serial.available() > 0) { int tt = Serial.read(); Serial.println("aaaaa"+(String)tt); if ((tt==10)||(tt==11)){ct_den();} else if ((tt==20)||(tt==21)){ct_quat();} else if ((tt==30)||(tt==31)){ct_bom();} else if(tt==45)//cap nhat trang thai {
if(tt_den==0) {Serial.println("11");} else if(tt_den==1) {Serial.println("10");} if(tt_quat==0){Serial.println("21");} else if(tt_quat==1){Serial.println("20");} if(tt_bom==0) {Serial.println("31");} else if(tt_bom==1) {Serial.println("30");} } } digitalWrite(den, tt_den); digitalWrite(quat, tt_quat); digitalWrite(bom, tt_bom); Serial.println("ND"+(String)t); MHchinh(); Serial.println("DA"+(String)h); if (digitalRead(btnM) == 0) { delay(50); CT_MODE(); } kt_khi_gas(); } ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// void GiamSat() { DEM = 0; DEM_QUAT = 0; DEM_BOM = 0; currentTime = millis(); cloopTime = currentTime;
PHỤ LỤC
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 91
while (true) { currentTime = millis(); if(currentTime >= (cloopTime + 1000)) { cloopTime = currentTime; rmp = (((float)DEM_QUAT/20)*60); DEM_QUAT=0; l_hour = (DEM_BOM * 60 / 7.5); DEM_BOM = 0; break; } MHchinh(); } if(tt_quat==0) { if(rmp<20) { lcd.setCursor (0, 1);
lcd.print ("Da xay ra su co!"); digitalWrite(quat, HIGH); tt_quat = 1; Serial.println("20"); EEPROM.write(1, tt_quat); Serial.println("ER"); delay(1000); lcd.clear(); } } if(tt_bom==0) { if(l_hour<20) { lcd.setCursor (0, 1);
lcd.print ("Da xay ra su co!"); digitalWrite(bom, HIGH); tt_bom = 1; Serial.println("30"); EEPROM.write(2, tt_bom); Serial.println("ER"); delay(1000); lcd.clear(); } }
if (tt_den == 1) //neu da tat den {
PHỤ LỤC
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 92
if(analogRead(cb_den_analog) < 10) {
Serial.println("10"); lcd.setCursor (0, 1);
lcd.print ("Da xay ra su co!"); digitalWrite(den, HIGH); tt_den = 1; Serial.println("10"); EEPROM.write(0, tt_den); Serial.println("ER"); delay(1000); lcd.clear(); } }
else if (tt_den == 0) //neu da bat den {
if(analogRead(cb_den_analog) > 10) {
lcd.setCursor (0, 1);
lcd.print ("Da xay ra su co!"); digitalWrite(den, HIGH); tt_den = 1; Serial.println("10"); EEPROM.write(0, tt_den); Serial.println("ER"); delay(1000); lcd.clear(); } } } ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// void CT_MODE() { lcd.clear();