Đồ Án Tốt Nghiệp Về Thiết Kế và Thi Công Mô Hình Điều Khiển Thiết Bị Điện

• Tác giả: Nguyễn Tri Phương
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Đình Phú
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật điện tử truyền thông
• Đề tài: Thiết kế và thi công mô hình điều khiển thiết bị điện
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
• 1.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1.3. GIỚI HẠN
• 1.4. BỐ CỤC
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐIỆN DÂN DỤNG
• 2.2. TỔNG QUAN VỀ INTERNET OF THINGS
• 2.2.1. Giới thiệu
• 2.2.2. Các thành phần chính trong một hệ thống IoT
• 2.3. Lịch sử hình thành
• 2.4. Ứng dụng của IoT
• 2.4.1. Nhà thông minh (Smart Home)
• 2.4.2. Giao thông vận tải
• 2.4.3. Chăm sóc sức khỏe
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
• 3.1. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
• 3.2. Thiết kế sơ đồ khối hệ thống
• 3.3. Tính toán và thiết kế
• 3.3.1. Khối xử lý trung tâm
• 3.3.2. Khối ngõ ra công suất
• 3.3.3. Khối cảm biến
• 3.4. Sơ đồ nguyên lý toàn mạch
• 4. CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
• 4.1. THI CÔNG HỆ THỐNG
• 4.1.1. Thi công board mạch
• 4.1.2. Lắp ráp và kiểm tra
• 4.2. ĐÓNG GÓI VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH
• 4.2.1. Đóng gói bộ điều khiển
• 4.2.2. Thi công mô hình
• 4.3. LẬP TRÌNH HỆ THỐNG
• 4.3.1. Lưu đồ giải thuật mạch điều khiển
• 4.3.2. Lưu đồ giải thuật Web Server
• 4.3.3. Phần mềm lập trình vi điều khiển
• 4.3.4. Chương trình điều khiển
• 4.3.5. Ứng dụng Android
• 4.4. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC
• 4.4.1. Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng
• 4.4.2. Quy trình thao tác
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ, NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ
• 5.1. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
• 5.2. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
• 5.2.1. Điều khiển và giám sát thiết bị, cảm biến qua Web Server
• 5.2.2. Điều khiển và giám sát thiết bị, cảm biến qua ứng dụng Android
• 5.3. NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 6.1. HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Đồ án tốt nghiệp

Đồ án tốt nghiệp với chủ đề 'Thiết kế và thi công mô hình điều khiển thiết bị điện' được thực hiện bởi sinh viên Nguyễn Tri Phương và Võ Duy Tâm dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Đình Phú. Đề tài tập trung vào việc ứng dụng công nghệ hiện đại để điều khiển và giám sát thiết bị điện từ xa thông qua Internet. Mục tiêu của đồ án là tạo ra một hệ thống hoàn chỉnh, có thể áp dụng trong các phòng học, phòng thí nghiệm, hoặc hộ gia đình.

1.1. Mục tiêu đề tài

Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế và thi công một hệ thống điều khiển thiết bị điện trong phòng học thông qua ứng dụng Android và giao diện Web. Hệ thống sử dụng module ESP32 làm trung tâm điều khiển, kết nối qua Wifi, và lưu trữ dữ liệu trên Web Server. Đề tài hướng đến việc tối ưu hóa việc sử dụng thiết bị điện, tiết kiệm năng lượng, và mang lại sự tiện lợi cho người dùng.

1.2. Nội dung nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu bao gồm việc tìm hiểu công nghệ Wifi, hệ điều hành Android, giao thức MQTT, và module ESP32. Đồng thời, nhóm thực hiện thiết kế, tính toán, và thi công mạch phần cứng, phần mềm, cũng như lắp ráp và kiểm tra mô hình hoàn chỉnh. Cuối cùng, hệ thống được đánh giá và viết báo cáo tổng kết.

II. Thiết kế mô hình

Phần thiết kế mô hình tập trung vào việc xây dựng sơ đồ khối hệ thống, tính toán các thông số kỹ thuật, và lựa chọn linh kiện phù hợp. Hệ thống bao gồm các khối chính như khối xử lý trung tâm, khối ngõ ra công suất, và khối cảm biến. Module ESP32 được sử dụng làm trung tâm điều khiển, kết nối với các thiết bị điện thông qua Relay và cảm biến DHT11.

2.1. Sơ đồ khối hệ thống

Sơ đồ khối hệ thống bao gồm các thành phần chính: ESP32, Relay, DHT11, và các thiết bị điện. ESP32 đóng vai trò trung tâm, nhận lệnh từ ứng dụng Android hoặc Web Server, điều khiển các thiết bị điện thông qua Relay, và giám sát nhiệt độ, độ ẩm bằng cảm biến DHT11.

2.2. Tính toán và thiết kế

Nhóm thực hiện tính toán các thông số kỹ thuật như dòng điện, điện áp, và công suất tiêu thụ của các thiết bị. Các linh kiện được lựa chọn dựa trên yêu cầu kỹ thuật và khả năng tương thích với hệ thống. Sơ đồ nguyên lý toàn mạch được thiết kế chi tiết, đảm bảo tính ổn định và hiệu quả của hệ thống.

III. Thi công mô hình

Phần thi công mô hình bao gồm việc lắp ráp các linh kiện, thiết kế board mạch, và lập trình hệ thống. Nhóm thực hiện lắp ráp mạch điều khiển, kết nối các thiết bị điện, và thiết kế giao diện ứng dụng Android và Web Server. Hệ thống được kiểm tra và cân chỉnh để đảm bảo hoạt động ổn định.

3.1. Lắp ráp và kiểm tra

Quá trình lắp ráp bao gồm việc gắn các linh kiện lên board mạch, kết nối với ESP32, và thiết bị điện. Hệ thống được kiểm tra từng bước, từ việc điều khiển đơn giản đến việc giám sát trạng thái thiết bị qua Web Server. Các lỗi được phát hiện và khắc phục kịp thời.

3.2. Lập trình hệ thống

Nhóm thực hiện lập trình cho ESP32 để điều khiển thiết bị điện và giao tiếp với ứng dụng Android, Web Server. Giao thức MQTT được sử dụng để truyền nhận dữ liệu qua Internet. Giao diện ứng dụng được thiết kế thân thiện, dễ sử dụng, cho phép người dùng điều khiển và giám sát thiết bị từ xa.

IV. Kết quả và đánh giá

Hệ thống điều khiển thiết bị điện đã được hoàn thiện và đạt được các mục tiêu đề ra. Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động ổn định, có khả năng điều khiển và giám sát thiết bị từ xa qua ứng dụng Android và Web Server. Hệ thống cũng giám sát được nhiệt độ và độ ẩm thông qua cảm biến DHT11.

4.1. Kết quả thực nghiệm

Hệ thống đã điều khiển thành công các thiết bị điện như đèn, quạt, tivi, và loa. Trạng thái thiết bị được hiển thị rõ ràng trên giao diện Web và ứng dụng Android. Cảm biến DHT11 cung cấp dữ liệu nhiệt độ và độ ẩm chính xác, giúp người dùng giám sát môi trường xung quanh.

4.2. Nhận xét và đánh giá

Hệ thống được đánh giá cao về tính ứng dụng và hiệu quả. Tuy nhiên, vẫn còn một số hạn chế như số lượng thiết bị điều khiển bị giới hạn và phụ thuộc vào kết nối Internet. Nhóm đề xuất các hướng phát triển trong tương lai như tích hợp thêm các cảm biến khác và nâng cấp hệ thống để điều khiển nhiều thiết bị hơn.