Đồ án HCMUTE: Giám sát và điều khiển hệ thống máy giặt công cộng từ xa

Đồ án nghiên cứu hcmute điều khiển và giám sát hệ thống máy giặt công cộng từ xa, thiết kế chi tiết, tính toán kỹ thuật theo tiêu chuẩn, đánh giá tính khả thi dự án.

Chuyên ngành

Cơ Điện Tử

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Đồ án tốt nghiệp

2016

85
1
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

LỜI NÓI ĐẦU

NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI CAM KẾT

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP

1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

1.2. Hướng dẫn giải quyết vấn đề

1.3. Giới hạn của đề tài

1.4. Tóm tắt các chương

1.5. Ý nghĩa thực tiễn

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN

2.1. Đối tượng nghiên cứu

2.2. Nội dung, phương tiện và phương án thực hiện

3. CHƯƠNG 3: MÁY GIẶT CÔNG CỘNG VÀ WEB SERVER

3.1. Tổng quan về máy giặt

3.1.1. Khái niệm máy giặt

3.1.2. Giới thiệu một số máy giặt trong thực tế

3.1.3. Các thành phần của máy giặt công cộng

3.1.4. Nguyên lý hoạt động của máy giặt

3.2. Giới thiệu về web server

3.2.1. Tầm quan trọng của Web server

3.2.2. Ứng dụng Web server vào mục đích giám sát

3.3. Nền tảng kĩ thuật cơ bản của hệ thống

4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ HỆ THỐNG LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT

4.1. Thiết kế mô hình

4.2. Lưu đồ chương trình chính

4.3. Lưu đồ đọc mã vạch chương trình RFID

4.4. Lưu đồ hoạt động của cảm biến dòng

4.5. Sơ đồ khối phần cứng

4.6. Chức năng các khối

4.6.1. Khối cảm biến: sử dụng cảm biến dòng ACS712

4.6.2. Khối hiển thị LCD và LED 7 đoạn

4.7. Thiết kế phần mềm

5. CHƯƠNG 5: THI CÔNG VÀ THỰC NGHIỆM

5.1. Giới thiệu chung về Arduino

5.2. Giới thiệu board Arduino Mega 2560

5.3. Tổ chức bộ nhớ

5.4. Các cổng vào ra

5.5. Cổng giao tiếp

5.6. USB bảo vệ quá dòng

5.7. Giới thiệu về Arduino IDE và ngôn ngữ lập trình cho Arduino

5.8. Cảm biến dòng ACS712 20A

5.9. Thẻ từ RFID – RC55

5.9.1. Giới thiệu về RFID

5.9.2. Nguyên lý hoạt động của RFID

5.9.3. Mạch RFID RC522

5.10. Giới thiệu board Ethernet Shield v1.2

5.10.1. Kết nối board Ethernet Shield v1.1 với Arduino Mega2560 R3

5.10.2. Kết nối phần cứng

5.10.3. Tìm địa chỉ IP của Ethernet Shield

5.11. Mạch cách ly sử dụng opto

5.11.1. Kết nối Arduino Uno với RFID

5.11.2. Kết nối Arduino Uno với LCD

5.11.3. Kết nối Arduino Uno với Module LED 7 đoạn

5.11.4. Kết nối Arduino 2560 với cảm biến dòng

5.11.5. Kết nối Arduino 2560 với Module SIM 900A

5.11.6. Kết nối mạch cách ly với Arduino 2560 và máy giặt

5.11.7. Kết nối máy giặt với các thiết bị và máy tính

5.11.8. Kết nối giữa điện thoại và máy giặt thông qua Module SIM 900A

5.12. Bật web server

5.13. Giao diện giao tiếp khi dùng thẻ RFID của người dùng với hệ thống

5.14. Lựa chọn chế độ hoạt động cho máy giặt

5.14.1. Máy giặt hoạt động ở chế độ WASH

5.14.2. Máy giặt trong chế độ RINSE và SPIN

5.15. Hiển thị và tự động xử lý khi hệ thống máy giặt có sự cố

5.16. Điều khiển qua điện thoại di động

6. CHƯƠNG 6: HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về hệ thống giám sát và điều khiển máy giặt công cộng

Hệ thống giám sát máy giặt từ xa là một giải pháp công nghệ hiện đại, cho phép người dùng theo dõi và điều khiển hoạt động của máy giặt công cộng thông qua Internet. Việc điều khiển máy giặt từ xa không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao trải nghiệm người dùng. Hệ thống này sử dụng các cảm biến và thiết bị IoT để thu thập dữ liệu và gửi thông tin về trạng thái hoạt động của máy giặt đến người dùng. Nhờ đó, người dùng có thể dễ dàng kiểm tra tình trạng máy giặt, thời gian còn lại của chu trình giặt, và nhận thông báo khi có sự cố xảy ra. Điều này không chỉ mang lại sự tiện lợi mà còn giúp người quản lý dễ dàng theo dõi và bảo trì máy giặt.

1.1. Lợi ích của hệ thống giám sát

Hệ thống giám sát máy giặt mang lại nhiều lợi ích cho người dùng và nhà quản lý. Đầu tiên, người dùng có thể quản lý máy giặt từ xa, giúp tiết kiệm thời gian và công sức. Thứ hai, hệ thống cung cấp thông tin chi tiết về tình trạng hoạt động của máy, giúp người quản lý dễ dàng phát hiện và xử lý sự cố kịp thời. Cuối cùng, việc sử dụng công nghệ IoT trong máy giặt công cộng giúp nâng cao hiệu quả hoạt động và giảm thiểu chi phí bảo trì.

II. Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển

Hệ thống điều khiển máy giặt từ xa được thiết kế dựa trên nền tảng Arduino, kết hợp với các module IoT để tạo ra một giải pháp hoàn chỉnh. Các thành phần chính của hệ thống bao gồm bo mạch vi xử lý, cảm biến dòng, và web server. Bo mạch vi xử lý sẽ nhận tín hiệu từ các cảm biến và điều khiển hoạt động của máy giặt. Cảm biến dòng giúp theo dõi tình trạng hoạt động của máy, trong khi web server cho phép người dùng truy cập và điều khiển máy giặt thông qua giao diện trực tuyến. Hệ thống cũng được trang bị chức năng báo động khi có sự cố xảy ra, đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

2.1. Các thành phần của hệ thống

Hệ thống bao gồm nhiều thành phần quan trọng. Đầu tiên là bo mạch Arduino, nơi xử lý tín hiệu và điều khiển các thiết bị ngoại vi. Tiếp theo là cảm biến dòng ACS712, giúp theo dõi mức tiêu thụ điện năng của máy giặt. Cuối cùng, web server được thiết kế để cung cấp giao diện người dùng, cho phép người dùng dễ dàng theo dõi và điều khiển máy giặt từ xa. Tất cả các thành phần này kết hợp với nhau để tạo ra một hệ thống giám sát máy giặt hiệu quả và tiện lợi.

III. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống

Hệ thống giám sát và điều khiển máy giặt công cộng từ xa có nhiều ứng dụng thực tiễn trong đời sống hàng ngày. Đặc biệt, nó rất hữu ích cho các cơ sở giặt ủi, bệnh viện, và các khu vực công cộng nơi có nhu cầu sử dụng máy giặt cao. Người dùng có thể dễ dàng kiểm tra tình trạng máy giặt, đặt lịch giặt, và nhận thông báo khi máy giặt hoàn thành công việc. Hệ thống cũng giúp các nhà quản lý theo dõi hiệu suất hoạt động của máy giặt, từ đó đưa ra các quyết định hợp lý về bảo trì và nâng cấp thiết bị.

3.1. Tiềm năng phát triển

Với sự phát triển không ngừng của công nghệ IoT, hệ thống điều khiển máy giặt từ xa có tiềm năng phát triển mạnh mẽ trong tương lai. Các tính năng như thanh toán trực tuyến, tích hợp với ứng dụng di động, và khả năng phân tích dữ liệu sẽ giúp nâng cao trải nghiệm người dùng. Hệ thống cũng có thể được mở rộng để quản lý nhiều máy giặt cùng lúc, tạo ra một mạng lưới giặt ủi thông minh, phục vụ nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng.

01/02/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Dẫn nhập Chương 2 : Cơ sở lý luận Chương này trình bày về kế hoạch và ý tưởng thực hiện. Chương 3: Máy giặt công cộng và Web server Trong chương này, ta tìm hiểu sơ bộ về các máy giặt trên thế giới và cách hoạt động của máy giặt, đồng thời tìm hiểu về khái niệm và ứng dụng của Web server. Chương 4: Thiết kế và hệ thống lưu đồ giải thuật Chương này trình bày các thiết kế chi tiết, nguyên lý hoạt động của mạch điện, cũng như kết quả thu được và tìm hiểu một số hệ thống lưu đồ được sử dụng trong đồ án. Chương 5: Thi công và thực nghiệm Chương này đưa ra những kết nối trong các bo mạch điều khiển được sử dụng trong đồ án.

Chương 6: Kết luận và tài liệu tham khảo Chương này nêu những ưu và khuyết của đề tài, khẳng định những đóng góp của đề tài vào thực tiễn. Đồng thời cũng đưa ra các đề nghị hướng phát triển cho đề tài.5 Ý nghĩa thực tiễn: Thiết kế mạch điều khiển thiết bị điều khiển và giám sát từ xa thông qua Web server giúp người nghiên cứu có cái nhìn trực quan hơn với những kiến thức đã tiếp nhận, từ đó nâng cao thêm hiệu quả nghiên cứu. Mạch điều khiển thiết bị điều khiển và giám sát được thiết kế từ vi điều khiển cùng với một số IC khác nên giá thành tương đối thấp, giúp tiết kiệm được chi phí. Hệ thống máy giặt công cộng có thể được ứng dụng ở nhà riêng, các bệnh viện và đặc biệt tại những nơi công cộng… giúp chúng ta có thể điều khiển các thiết bị của máy giặt theo ý muốn, đồng thời mạch còn có chức năng báo động từ xa thông qua Web server giúp người điều khiển kiểm soát được tình trạng hoạt động của thiết bị từ chiếc điện thoại di động của mình giúp người dùng kiểm soát được hoạt động của các máy giặt, có thể xử lý được các tình trạng khẩn cấp mà máy đang gặp phải như là máy đang bị quá tải hoặc bị quá dòng … và khi đó người dùng có thể đưa ra biện pháp kịp thời để xử lý.

3 do an CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ LUẬN 2.1 Đối tượng nghiên cứu Nội dung mà đề tài muốn hướng tới là một phương thức điều khiển tự động, trong đó có sự kết hợp của nhiều lĩnh vực với nhau như: Web server, vi mạch điện tử…Do đó, để tạo ra được một sản phẩm thoả yêu cầu được đặt ra từ trước của đề tài thì người thực hiện cần phải chú ý tập trung nghiên cứu chủ yếu đến đối tượng như: Vi mạch điện tử: là một đối tượng giữ vai trò trung tâm trong việc liên kết và xử lý tín hiệu từ các đối tượng khác. Trong đề tài có một board mạch chính là Arduino, broad này được thiết kế và thi công từ các linh kiện điện tử đã có sẵn ngoài thị trường như: điện trở, tụ điện, các IC số…với sự điều khiển trung tâm là vi điều khiển. Board này khi nhận tín hiệu từ cảm biến sẽ điều khiển nhiệm vụ được lập trình từ trước. Web server đóng vai trò kết nối người dùng với các thiết bị của máy giặt.

Nó chứa đựng các thông tin mà người dùng muốn máy thực hiện và ra lệnh cho các thiết bị ngoại vi làm việc.2 Nội dung, phương tiện và phương án thực hiện: 2.1 Nội dung: Từ những lập luận trên, nhóm thực hiện tiến hành thi công đồ án với những nội dung như sau: Phần viết báo cáo gồm các nội dung chính:  Mô hình, sơ đồ khối và phương án thiết kế.  Lý thuyết thiết kế.  Thiết kế phần cứng.  Thiết kế phần mềm.

 Tóm tắt – Kết luận – Đề nghị và hướng phát triển đề tài. 4 do an Phần thi công mô hình và mạch điện gồm:  Chế tạo mô hình máy giặt công cộng.  Thi công lắp đặt mạch điện và các cảm biến trong đồ án.2 Phương tiện và phương án thực hiện Nhóm thực hiện đồ án và tiến hành công việc theo các giai đoạn như sau:  Giai đoạn 1: Tìm hiểu về các chế độ hoạt động của máy giặt. Công nghệ thẻ từ RFID.

Đo cường độ dòng điện qua cảm biến dòng và hiển thị thời gian giặt còn lại của người sử dụng lên màn hình LCD. Từ đó lựa chọn ra kiểu mẫu phù hợp nhất với khả năng để thực hiện. Sau đó trình lên giáo viên hướng dẫn duyệt.  Giai đoạn 2: Sau khi đưa ra được mô hình dự kiến, được giáo viên hướng dẫn đồng ý, nhóm tiến hành thực hiện từng phần của mô hình đó: 1.

Thiết kế mô hình điều khiển và giám sát hệ thống máy giặt công cộng. Thi công mạch điện, lắp đặt cảm biến dòng và các mạch điều khiển lên máy giặt. Viết chương trình cho vi điều khiển. Tạo web server, viết giao diện để kết nối người dùng với các thiết bị.

 Giai đoạn 3: Chạy thử nghiệm và viết báo cáo.  Giai đoạn 4: Khắc phục lỗi hoàn thiện mô hình và báo cáo với thầy hướng dẫn về những kết quả của đề tài. 5 do an CHƯƠNG III MÁY GIẶT CÔNG CỘNG VÀ WEB SERVER 3.1 Tổng quan về máy giặt: 3.1 Khái niệm máy giặt: Máy giặt là một thiết bị do con người tạo ra để làm sạch quần áo và một số đồ dùng khác như mền, thú nhồi bông,… Máy giặt bao gồm hai phần chính: thứ nhất là phần cơ khí được chế tạo để có thể giặt cũng như vắt xả, thứ hai là phần điều khiển được lập trình để cho người dùng có thể dễ dàng sử dụng máy thông qua giao diện các nút bấm và hệ thống đèn.2 Giới thiệu một số máy giặt trong thực tế: Máy giặt công cộng ở Việt Nam: Giặt ủi ở 1026, QL1A, KP5, Linh Trung,Thủ Đức, TP.HCM (đầu đường số 18 gần ĐH Nông Lâm TP.HCM) với các ưu điểm và bảng giá được cơ sở giặt ủi đưa ra như sau: Hình 3.1: Hệ thống máy giặt 6 do an GIẶT SẤY QUẦN ÁO. CHĂN RA, GỐI MỀN, MÙNG, THÚ BÔNG BẢNG GIÁ: - Giặt: 30k/ lượt giặt tối đa 7kg - Sấy khô: 35k/ lượt sấy tối đa 7kg - Giặt + sấy khô + gấp: 65k/ lượt tối đa 7kg - Giặt sấy tự động Orange Laundry Máy giặt công cộng trên thế giới: Trung tâm giặt ủi Hwasung Hàn Quốc Hình 3.2: Trung tâm giặt ủi Hwasung Hàn Quốc Cách tính toán khối lượng giặt là để chọn máy giặt cho cửa hàng giặt mà công ty đã đưa ra để giúp khách hàng dễ dàng chọn lựa máy giặt phù hợp với mình: Ví dụ: Máy giặt vắt công nghiệp với công suất: 25 – 30 kg/mẻ vải khô thì công suất làm việc trong 1 ngày (khoảng 10 mẻ) là 250 – 300 kg vải khô.

Ta xét đến từng trường hợp ứng với nhu cầu sử dụng: - Đối với quần áo: Khối lượng quần áo khoảng từ 3 – 5 bộ/kg, như vậy mỗi mẻ có thể giặt cùng lúc được từ 75 – 150 bộ và mỗi ngày có thể giặt được từ 750 – 1500 bộ quần áo. 7 do an - Đối với chăn: Khối lượng 1 cái chăn khoảng từ 3 – 5 kg, mỗi mẻ có thể giặt cùng lúc từ 6 – 8 cái và mỗi ngày có thể giặt từ 60 – 80 cái chăn. - Đối với phòng nhà nghỉ: Khối lượng chăn ga khoảng từ 1,5 – 3 kg, mỗi mẻ có thể giặt cùng lúc từ 10 – 20 phòng nghỉ và mỗi ngày có thể giặt được từ 100 – 200 phòng. - Đối với khách sạn 3 sao – 5 sao: Khối lượng chăn ga, rèm mành khoảng từ 3 – 5 kg, mỗi mẻ có thể giặt được từ 6 – 10 phòng và mỗi ngày có thể giặt được từ 60 – 100 phòng.3 Các thành phần của máy giặt công cộng: Hình 3.3: Cấu tạo máy giặt Cấu tạo của chiếc máy giặt gồm: - Phần công nghệ: Gồm các bộ phận thực hiện các thao tác giặt, giũ, vắt như Thùng chứa nước Thùng giặt Thùng vắt Bàn khuấy Các van nạp nước sạch Các van xả nước bẩn - Phần động lực: Gồm các bộ phận cung cấp năng lượng cho phần công nghệ như Động cơ điện 8 do an Hệ thống puli và dây đai truyền Điện trở gia nhiệt Phanh hãm - Phần điều khiển và bảo vệ: dùng để điều khiển phần động lực và phần công nghệ của máy để thực hiện các thao tác giặt, giũ, vắt.

- Board mạch điều khiển Cấu tạo gồm: chip xử lý và các linh kiện điều khiển các thiệt bị ngoại vi. Chốt xả nước, van cấp nước và môtơ máy giặt. - Van cấp nước: là một van điện từ và phốt cao su chặn nước - Chốt cửa máy giặt: chỉ là một contact thông thường - Môtơ: là một môtơ thông thường. Các bạn có thể thay thế bằng một môtơ khác sẵn có trên thị trường.4 Nguyên lý hoạt động của máy giặt: Nguyên lý hoạt động chung của tất cả máy giặt: là xoay đảo quần áo liên tục trong hỗn hợp chất tẩy.

Lúc này, bề mặt quần áo được ma sát với nhau, giả lập thành động tác chà quần áo khi giặt tay, giúp các vết bẩn được loại bỏ khỏi sợi vải. Tuân thủ nguyên lý này, dòng máy giặt lồng đứng được nhà sản xuất thiết kế một đĩa xoay dưới đáy lồng giặt, có tác dụng đảo đều quần áo. Nhưng do quần áo là một khối không định hình nên việc xoay đảo trong quá trình giặt của dòng máy này thường không hoàn hảo, không đều. Còn thiết kế lồng giặt nằm ngang giúp tăng sức ma sát giữa quần áo và bề mặt lồng giặt trong quá trình sử dụng.

Lực đảo quần áo theo đó cũng mạnh hơn, đều hơn. Vì vậy, cũng như khi bạn chà sát quần áo kỹ hơn lúc giặt tay, quần áo được giặt từ loại máy này cũng sẽ sạch hơn và tiện lợi hơn rất nhiều so với việc dùng tay giặt hay là dùng dòng máy lồng đứng.2 Giới thiệu về web server: Máy Web Server là máy chủ có dung lượng lớn, tốc độ cao, được dùng để lưu trữ thông tin như một ngân hàng dữ liệu, chứa những website đã được thiết kế cùng với những thông tin liên quan khác (các mã Script, các chương trình, và các file Multimedia).4: Web server Web Server có khả năng gửi đến máy khách những trang Web thông qua môi trường Internet (hoặc Intranet) qua giao thức HTTP – giao thức được thiết kế để gửi các file đến trình duyệt Web (Web Browser), và các giao thức khác. Tất cả các Web Server đều có một địa chỉ IP (IP Address) hoặc cũng có thể có một Domain Name. Giả sử khi bạn đánh vào thanh Address trên trình duyệt của bạn một dòng http://www.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ