Lí do chọn đề tài
Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu
Nội dung đề tài
Dự án có thể được xây dựng trên một ngôi nhà thật hoặc một mô hình. Công trình là một mô hình thu nhỏ nhưng có thể ứng dụng rộng rãi ở nhiều môi trường khác nhau như nhà ở, nhà xưởng, nhà kính... Trong sản xuất cũng như đời sống hàng ngày.
Bố cục khóa luận
Sử dụng các nền tảng có sẵn và thư viện mở để phát triển sản phẩm - Phạm vi.
Internet of things
Tổng quan về internet of things
- Giới thiệu về IOT
- Lịch sử hình thành
- Ứng dụng của IOT
Thiết bị có thể cảnh báo tình trạng bệnh và theo dõi sức khỏe là một trong những ứng dụng trong lĩnh vực y tế. Mô hình nhà kính là một trong những ứng dụng tiêu biểu của công nghệ IoT được sử dụng trong lĩnh vực nông nghiệp.
Các chuẩn giao tiếp được sử dụng
- Chuẩn Ethernet
- Chuẩn IP
- Chuẩn giao tiếp UART
- Công nghệ truyền nhận dữ liệu
Có một số chân GND trên Arduino, bất kỳ chân nào trong số đó đều có thể được sử dụng để nối đất cho mạch của bạn. Bạn có thể tưởng tượng rằng những chân này có thể được sử dụng để mô phỏng đầu ra tín hiệu analog. Thông qua kết nối wifi chúng ta có thể điều khiển từ xa các thiết bị như bật tắt bóng đèn, quạt.
Bằng cách này chúng ta có thể dễ dàng quản lý và điều khiển tất cả các thiết bị trong nhà. Phần mềm này có thể được sử dụng với bất kỳ bo mạch Arduino nào. Sau khi tải xuống, cần có thêm thư viện để sử dụng với mô-đun.
Bạn có thể xây dựng các ứng dụng điều khiển bằng cách kéo và thả các widget. Ghim ảo được sử dụng để gửi dữ liệu từ bộ vi điều khiển đến ứng dụng Blynk và ngược lại. Bộ vi điều khiển có thể gửi dữ liệu đến ứng dụng bằng Blynk.virtualWrite(pin,value) và nhận dữ liệu từ ứng dụng bằng BLYNK_WRITE(vPIN).
Bạn có thể gửi dữ liệu từ Widget trên Ứng dụng tới phần cứng thông qua Ghim ảo. Phần cứng có thể lưu dữ liệu vào máy chủ mà không cần Widget bằng cách gọi Blynk.virtualWrite(V0, value).
Tìm hiểu về Arduino
Tổng quan về arduino
Arduino uno r3
- Cấu tạo
- Tính năng
Chân kết nối USB cũng là chân mà bạn có thể tải mã lên bo mạch Arduino. Lưu ý: Tuyệt đối không sử dụng nguồn lớn hơn 20V vì nguồn điện áp này có thể phá hủy mạch Arduino của bạn. Các chân trên cùng là các đầu ra mà bạn có thể kết nối các dây dẫn đầu ra để tải hoặc mạch liên kết bên ngoài.
Kỹ thuật số (7): Các chân kỹ thuật số được dán nhãn 0 – 13 trên Arduino UNO. Các chân này có thể được sử dụng cho cả đầu vào kỹ thuật số dưới dạng nút ấn và đầu ra kỹ thuật số nếu chúng cấp nguồn cho đèn LED. Tất cả các chân này đều hoạt động như các chân kỹ thuật số thông thường, nhưng cũng có thể được sử dụng để điều chế độ rộng xungPWM. Đôi khi nó được sử dụng để đặt điện áp tham chiếu trong khoảng 0 – 5V làm giới hạn cho các chân đầu vào analog.
Bạn cũng có thể kiểm tra cáp USB, nguồn điện và mạch điện.
Arduino mega 2560
- Cấu tạo
- Tính năng
Nếu muốn tìm hiểu thêm về thông tin IC, bạn có thể đọc thêm tài liệu từ nhà sản xuất. Công việc của nó là điều chỉnh điện áp và điều khiển nguồn điện áp cung cấp cho mạch Arduino. Nó chứa mọi thứ cần thiết để hỗ trợ vi điều khiển.
Arduino Mega2560 khác biệt so với tất cả các bộ vi xử lý trước đây vì nó không sử dụng chip điều khiển FTDI để truyền tín hiệu từ USB để xử lý. Thay vào đó, nó sử dụng ATmega16U2 có thể lập trình làm bộ chuyển đổi tín hiệu USB. Hơn nữa, Arduino Mega2560 về cơ bản giống với Arduino Uno R3, chỉ khác số lượng chân cắm và các tính năng mạnh mẽ hơn nên bạn vẫn có thể lập trình bộ vi điều khiển này bằng phần mềm lập trình Arduino Uno R3.
Arduino ESP8266
- Cấu tạo
- Tính năng
Kết nối mạng Wi-Fi (có thể dùng làm điểm truy cập và/hoặc trạm chủ, máy chủ web), kết nối Internet để tải xuống hoặc tải lên dữ liệu. Mô-đun ESP-12 kết hợp với firmware ESP8266 trên Arduino và thiết kế phần cứng giao tiếp tiêu chuẩn đã tạo ra NodeMCU, loại bộ công cụ phát triển ESP8266 phổ biến nhất ở thời điểm hiện tại. Với sự dễ dàng sử dụng và kết nối, bạn có thể lập trình và tải chương trình trực tiếp lên phần mềm Arduino, đồng thời tương thích với các thư viện Arduino có sẵn.
ESP8266 được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống với chức năng kết nối wifi vượt trội. Đặc biệt ngày nay nó được sử dụng rộng rãi trong các mẫu nhà thông minh.
Ứng dụng cho điều khiển và giám sát 1 hệ thống điện
Giới thiệu phần mềm lập trình
Phần mềm được hỗ trợ miễn phí cho người dùng và cập nhật mới nhất là Arduino 1.8.5. Đi tới Công cụ→Board→Mô-đun ESP8266 chung, chọn cổng COM tương ứng với mô-đun USB-to-UART tương ứng.
Relay
Cấu trúc nhận (khối nhận): chịu trách nhiệm nhận tín hiệu đầu vào và chuyển đổi chúng về lượng cần thiết để cung cấp tín hiệu phù hợp cho khối trung gian. Cấu trúc trung gian (khối trung gian): Chịu trách nhiệm nhận tín hiệu từ khối tiếp nhận và chuyển đổi chúng thành đại lượng cần thiết cho hoạt động của rơle. Actuator (khối dẫn động): chịu trách nhiệm tạo ra các tín hiệu cho mạch điều khiển.
Rơle có 3 tiếp điểm chuyển mạch NO (thường mở), NC (thường đóng) và chân COM. Trong điều kiện bình thường, nếu không được kích hoạt thì chân COM sẽ kết nối với NC. Khi chân COM được kích hoạt nó sẽ chuyển sang kết nối với NO, NC biến mất. Kết nối. Mô-đun này đã có sẵn mạch kích hoạt rơle sử dụng bóng bán dẫn và IC cách ly quang để cách ly hoàn toàn mạch điều khiển (vi điều khiển) khỏi rơle, đảm bảo vi điều khiển hoạt động ổn định. Ngoài ra còn có một tiêu đề 3 chân được sử dụng để cấp nguồn cho rơle. Tiêu đề này có một jumper được sử dụng để kết nối chân VCC với chân RY_VCC nhằm mục đích chia sẻ nguồn VCC (5V) với tiêu đề 4 chân cho rơle. Thông thường các jumper được nối với nhau.
Nếu muốn cách ly tín hiệu điều khiển từ nguồn điện tới rơle, bạn có thể tháo jumper này và cấp nguồn điện 5V riêng cho chân RY_VCC.
Lựa chọn thiết bị điều khiển
Chọn app đưa lên internet
- Giới thiệu về Blynk
- Cách cài đặt Blynk
- Cách hoạt động của Blynk
Blynk có thể trực tiếp điều khiển I/O analog hoặc kỹ thuật số trên phần cứng và dữ liệu có thể được trao đổi giữa ứng dụng Blynk và phần cứng thông qua Ghim ảo. Điều này có ưu điểm là mọi thứ được kết nối với vi điều khiển đều có thể hoạt động với Blynk. Bạn có thể gửi dữ liệu từ Ứng dụng Blynk tới Ghim ảo, nơi Vi điều khiển nhận dữ liệu, Ghim ảo xử lý dữ liệu và phản hồi Smarthome.
Phần cứng cũng có thể cập nhật giá trị chân ảo bằng Blynk.syncVirtual(V0) hoặc nhiều chân ảo bằng Blynk.syncVirtual(V0, V1, V2...). Để thực hiện việc này, chúng tôi có thể gửi Blynk.virtualWrite(V1, 255) khi nhấn nút vật lý trên phần cứng. Không triển khai Blynk.virtualWrite và Blynk.* trong void loop() - điều này có thể khiến phần cứng bị mất kết nối.
Khi sử dụng ESP8266, hãy cẩn thận không gửi quá nhiều lệnh Blynk.virtualWrite vì giới hạn của thiết bị này là số lượng yêu cầu mà nó có thể xử lý.
Thiết kế xây dựng hệ thống
- Lưu đồ giải thuật
- Sơ đồ mô phỏng mạch
- Thực hiện lắp ráp mạch và ghép nối modul
- Kết luận chương
Mỗi thiết bị sẽ có mã thông báo xác thực được sử dụng để xác thực thiết bị với máy chủ Blynk. Lúc đầu Artboard trống, bạn click vào bất cứ đâu trên Artboard, hộp Widget sẽ hiện ra. Sau khi thêm nút, bạn có thể nhấp vào nút, giữ và di chuyển nút đến vị trí thích hợp.
Sau khi thiết lập hoàn tất, hãy thực hiện Chạy để bắt đầu vận hành Dự án. Khi chỉnh sửa Project, bạn phải DỪNG chương trình và có thể thêm các Widget khác. Sau khi chọn xong pin gpio tiến hành điều khiển thiết bị bạn đã cài đặt.
Tổng quan về ứng dụng Blynk dùng để điều khiển thiết bị.
Viết chương trình chạy hệ thống
Quá trình sản xuất và kiểm tra cho thấy bộ điều khiển hoạt động chính xác và ổn định. Điều khiển, giám sát các thiết bị điện qua Internet” đã hoàn thiện và đáp ứng yêu cầu ban đầu. Mạch điều khiển nhỏ gọn, hoạt động khá ổn định, thời gian đáp ứng khá nhanh.
Mô hình hệ thống chính xác, bảo mật và dễ dàng cho người dùng thao tác. Nhìn chung, mô hình đã hoạt động tương đối ổn định, có thể hoạt động liên tục và đạt 100% yêu cầu ban đầu. Hoạt động chủ yếu trong môi trường có vùng phủ sóng wifi. Mô hình này cũng mang tính biểu tượng.
Thiết lập hệ thống điều khiển thiết bị tự động nhằm tối ưu hóa việc sử dụng và tiết kiệm năng lượng.
