Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh khoa học và công nghệ phát triển, nhu cầu sử dụng năng lượng điện phục vụ sinh hoạt và sản xuất ngày càng tăng cao, dẫn đến nguy cơ thiếu hụt nguồn cung nếu không có các giải pháp quản lý, sử dụng hợp lý và tiết kiệm. Để thay đổi thói quen sử dụng điện theo hướng khoa học và tiện lợi, việc ứng dụng công nghệ điện tử để giám sát và điều khiển thiết bị từ xa trở thành một nhu cầu thiết yếu.

Trước đây, các đề tài về căn hộ thông minh thường tập trung vào các giải pháp điều khiển qua tin nhắn SMS, sóng vô tuyến (RF) hoặc tia hồng ngoại (IR). Tuy nhiên, các phương pháp này tồn tại nhiều hạn chế như phụ thuộc vào khoảng cách địa lý, chỉ hoạt động trong phạm vi hẹp và dễ bị nhiễu tín hiệu trong quá trình vận hành. Đề tài "Giám sát và điều khiển thiết bị điện trong hộ gia đình" do sinh viên Nguyễn Tấn Thịnh và Nguyễn Thành Nhân thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Ngô Lâm tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh (thực hiện từ 05/10/2017 đến 15/01/2018) được triển khai nhằm giải quyết các hạn chế trên thông qua việc kết hợp công nghệ nhúng và đường truyền Internet.

Nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu của đồ án bao gồm:

  1. Thiết kế và thi công mô hình hệ thống giám sát, điều khiển cho 3 phòng học thực tập (mô hình tòa nhà 3 phòng).
  2. Thiết kế giao diện giám sát và điều khiển trên máy chủ web (Web Server).
  3. Thực hiện điều khiển và giám sát trạng thái hoạt động của các thiết bị điện cùng các cảm biến thông qua mạng Internet.
  4. Cho phép người sử dụng theo dõi các thông số điện năng (dòng điện, điện áp, công suất, điện năng tiêu thụ) qua màn hình LCD và điều khiển trực tiếp bằng nút nhấn trên mạch hoặc điều khiển từ xa qua giao diện web.

Phạm vi và giới hạn của đề tài được xác định cụ thể:

  • Mô hình kiến trúc: Tòa nhà kích thước 80 x 60 x 50 cm, gia công bằng vật liệu mica và foam.
  • Tải tiêu thụ thực nghiệm: 12 bóng đèn sợi đốt điện áp 220 VAC, công suất mỗi bóng 10W.
  • Cảm biến đo lường: Sử dụng 03 module PZEM-004T để đo thông số điện xoay chiều (điện áp hoạt động 80–260 VAC, dòng điện 0–100 A, công suất 0–22 kW, điện năng tích lũy 0–9999 kWh).
  • Khối xử lý trung tâm: Sử dụng bo mạch Arduino Mega 2560 tích hợp vi điều khiển ATmega2560.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết về đại lượng điện xoay chiều một pha

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết mạch điện xoay chiều một pha hình sin lý tưởng với nguồn áp $u(t) = \sqrt{2}U\sin(\omega t)$ và tải tuyến tính, xác định các đại lượng cơ bản:

  • Công suất tức thời: $P(t) = u(t)i(t) = UI\cos\varphi - UI\cos(2\omega t + \varphi)$.
  • Công suất tác dụng (Active Power): $P = UI\cos\varphi$ (đơn vị: Watt - W), đại diện cho phần năng lượng biến đổi thành công có ích.
  • Công suất phản kháng (Reactive Power): $Q = UI\sin\varphi$ (đơn vị: VAR).
  • Công suất toàn phần / biểu kiến (Apparent Power): $S = UI = \sqrt{P^2 + Q^2}$ (đơn vị: Volt-Ampe - VA).
  • Hệ số công suất: $\cos\varphi = \frac{P}{S}$.
  • Năng lượng điện tác dụng tích lũy: $E_a = P \times t$ (đơn vị: Wh, kWh).

Chuẩn giao tiếp và truyền thông phần cứng

  1. Chuẩn UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter): Truyền thông nối tiếp bất đồng bộ qua 2 đường tín hiệu RX và TX mức logic TTL 5V. Được ứng dụng để giao tiếp giữa Arduino Mega 2560 với module đo điện năng PZEM-004T (baudrate mặc định 9600 bps) và module WiFi ESP8266 ESP-01 (tập lệnh AT Command).
  2. Chuẩn I2C (Inter-Integrated Circuit): Giao thức truyền thông nối tiếp đồng bộ 2 dây gồm đường dữ liệu SDA và đường xung clock SCL với điện trở kéo lên nguồn ($1,\text{k}\Omega - 4.7,\text{k}\Omega$). Đề tài sử dụng module chuyển đổi giao tiếp I2C cho màn hình LCD 20x4 nhằm giảm thiểu số chân kết nối vi điều khiển từ 6 chân xuống còn 2 chân.

Kiến trúc Web Server và cơ sở dữ liệu

  • HTML (HyperText Markup Language): Xây dựng cấu trúc các trang web quản trị và hiển thị thông tin.
  • CSS (Cascading Style Sheets): Định dạng bố cục, bảng biểu và giao diện người dùng trên trình duyệt.
  • PHP (Hypertext Preprocessor): Ngôn ngữ kịch bản phía máy chủ xử lý logic gửi/nhận dữ liệu từ vi điều khiển qua giao thức HTTP (phương thức GET/POST) và điều khiển các ngõ ra.
  • MySQL: Hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ dùng để lưu trữ định kỳ các bản ghi về điện áp, dòng điện, công suất, điện năng tiêu thụ và nhật ký trạng thái đóng/ngắt tải của từng phòng.

Phương pháp nghiên cứu và thực hiện

Đề tài kết hợp phương pháp tính toán thiết kế kỹ thuật, lập trình nhúng, lập trình web và kiểm nghiệm thực nghiệm:

  • Tính toán điện áp, dòng điện làm việc của các tầng mạch để thiết kế nguồn cung cấp 5VDC và 12VDC.
  • Thiết kế mạch in (PCB) cho khối điều khiển trung tâm, khối relay công suất, khối nút nhấn và khối truyền thông không dây.
  • Lập trình nhúng vi điều khiển trên phần mềm Arduino IDE và lập trình web bằng trình soạn thảo Sublime Text.
  • Thu thập dữ liệu thực nghiệm trên mô hình thực tế, đối chiếu dữ liệu đo hiển thị tại LCD cục bộ và giao diện web.

Thiết kế và triển khai

Kiến trúc phần cứng hệ thống

Hệ thống được thiết kế theo cấu trúc module hóa phân tầng, bao gồm các khối chức năng chính:

  • Khối nguồn: Cung cấp điện áp 12VDC cho cuộn hút của các rơ-le và hạ áp xuống 5VDC cấp cho bo mạch Arduino Mega 2560, module PZEM-004T, LCD 20x4 và hạ áp 3.3VDC cho ESP8266.
  • Khối xử lý trung tâm (Arduino Mega 2560): Thu thập dữ liệu đo từ 3 cảm biến qua cổng nối tiếp phần cứng, xử lý thuật toán điều khiển, xuất dữ liệu ra LCD qua bus I2C, nhận lệnh điều khiển từ nút nhấn cục bộ và trao đổi dữ liệu hai chiều với ESP8266.
  • Khối đo lường (PZEM-004T): Đấu nối biến dòng (CT) và điện áp xoay chiều 220V tại nguồn cấp của 3 phòng để đo các thông số $U, I, P, E$.
  • Khối truyền thông WiFi (ESP8266 ESP-01): Kết nối mạng không dây cục bộ, truyền dữ liệu đo lên Web Server và nhận lệnh điều khiển gửi về vi điều khiển.
  • Khối chấp hành (Mạch Relay 12VDC): Sử dụng các relay 5 chân kết hợp Optocoupler cách ly quang và cổng logic IC 7432 nhằm bảo vệ tầng vi điều khiển khỏi xung điện áp cao và nhiễu từ tải công suất.
  • Khối nút nhấn: Bố trí bảng nút bấm cơ học cho phép bật/tắt thiết bị trực tiếp tại tủ điều khiển.
Linh kiện / Thiết bị Thông số kỹ thuật chính Vai trò trong hệ thống
Arduino Mega 2560 Vi điều khiển ATmega2560, xung 16 MHz, 256 KB Flash, 8 KB SRAM, 54 Digital I/O, 4 UARTs Bộ điều khiển trung tâm toàn hệ thống
Module PZEM-004T Đo áp 80–260 VAC, dòng 0–100 A, công suất 0–22 kW, năng lượng 0–9999 kWh, UART TTL Cảm biến thu thập đại lượng điện của tải
ESP8266 ESP-01 Điện áp 3.3V, dòng cực đại 320 mA, chuẩn 802.11 b/g/n, giao tiếp UART AT Command Cầu nối truyền thông không dây lên Web Server
LCD 20x4 + Module I2C Màn hình 4 dòng x 20 ký tự, chip HD44780, giao tiếp I2C 2 dây (SDA, SCL) Hiển thị thông số điện áp, dòng điện tại chỗ
Relay 12VDC + Opto PC817 Điện áp cuộn hút 12VDC, tải tiếp điểm 10A, cách ly quang Optocoupler Đóng ngắt thiết bị 220V và bảo vệ mạch điều khiển
Mô hình kiến trúc Kích thước 80 x 60 x 50 cm, vật liệu mica và tấm foam Khung mô phỏng 3 tầng và 3 phòng chức năng

Thiết kế phần mềm và giải thuật điều khiển

Chương trình điều khiển nhúng trên Arduino Mega 2560 vận hành theo chu trình quét liên tục:

  1. Khởi tạo: Thiết lập các cổng I/O, cấu hình bus I2C cho LCD, khởi tạo các cổng Serial kết nối PZEM-004T và ESP8266.
  2. Đo đạc dữ liệu: Định kỳ gửi khung truyền yêu cầu đọc điện áp (lệnh B0), dòng điện (lệnh B1), công suất tác dụng (lệnh B2) và điện năng (lệnh B3) tới từng cảm biến PZEM-004T; giải mã chuỗi phản hồi để trích xuất giá trị số thực.
  3. Cập nhật hiển thị: Gửi dữ liệu điện năng đo được lên màn hình LCD 20x4 thông qua thư viện I2C.
  4. Xử lý nút nhấn: Quét trạng thái logic tại các chân ngõ vào nút nhấn; nếu phát hiện tác động, đảo trạng thái relay tương ứng và cập nhật cờ trạng thái.
  5. Truyền thông Web: Đóng gói dữ liệu đo thành chuỗi yêu cầu HTTP gửi qua ESP8266 lên máy chủ; đồng thời đọc phản hồi từ máy chủ để nhận lệnh điều khiển bật/tắt thiết bị từ giao diện web, sau đó cập nhật ngõ ra relay.

Thiết kế giao diện Web Server và quản lý dữ liệu

Hệ thống web được triển khai với các phân hệ chức năng:

  • Trang đăng nhập: Xác thực quyền truy cập của người dùng để đảm bảo an toàn vận hành.
  • Trang chủ & Giới thiệu: Tổng quan về hệ thống và cấu trúc các phòng giám sát.
  • Trang giám sát và điều khiển: Hiển thị trực quan trạng thái On/Off của 12 bóng đèn tại 3 phòng, cung cấp các nút bấm ảo điều khiển từ xa và hiển thị bảng thông số $U, I, P, E$ theo thời gian thực.
  • Trang thống kê & Biểu đồ: Trực quan hóa dữ liệu tiêu thụ dòng điện và điện năng theo thời gian dưới dạng đồ thị; tích hợp tính năng kết xuất dữ liệu sang tập tin bảng tính Excel (.xls/.xlsx) để phục vụ công tác theo dõi định kỳ.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Trình bày lý do chọn đề tài, đặt vấn đề về sự cấp thiết của việc giám sát và tối ưu hóa sử dụng năng lượng điện trong hộ gia đình và phòng học thực tập. Xác định mục tiêu, 7 nội dung nghiên cứu chi tiết, các giới hạn kỹ thuật (mô hình 80x60x50 cm, 12 đèn 10W, 3 cảm biến PZEM-004T, vi điều khiển Arduino Mega 2560) và bố cục của toàn văn bản đồ án.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Cung cấp cơ sở lý thuyết toán học và vật lý về các đại lượng xoay chiều một pha (dòng điện, điện áp, công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất toàn phần, hệ số công suất, năng lượng điện). Giới thiệu chi tiết thông số kỹ thuật, cấu tạo, sơ đồ chân và nguyên lý hoạt động của các phần cứng sử dụng: vi điều khiển ATmega2560, module PZEM-004T, màn hình LCD 20x4 và tập lệnh điều khiển IC HD44780, module I2C LCD, module WiFi ESP8266 ESP-01, relay 12VDC, Optocoupler cách ly và IC cổng logic 7432. Trình bày nguyên lý các chuẩn giao tiếp nối tiếp UART, I2C (cơ chế Start, Stop, ACK, phân xử bus) và tổng quan kiến trúc mạng Internet, giao thức HTTP, ngôn ngữ HTML, CSS, PHP và CSDL MySQL.

Chương 3: Tính toán và thiết kế

Xây dựng sơ đồ khối toàn hệ thống và chi tiết hóa sơ đồ nguyên lý của từng khối chức năng: khối nguồn cung cấp, khối vi điều khiển trung tâm, khối ghép nối cảm biến PZEM-004T, khối hiển thị LCD qua I2C, khối truyền thông WiFi ESP8266, khối nút nhấn điều khiển và khối điều khiển công suất ngõ ra dùng relay có bảo vệ cách ly quang. Tính toán phân bổ dòng tiêu thụ trên các đường nguồn 5V và 12V để lựa chọn linh kiện cấp nguồn phù hợp.

Chương 4: Thi công hệ thống

Mô tả quy trình thiết kế mạch in (PCB) và hình ảnh bố trí linh kiện 3D cho board điều khiển trung tâm, board relay công suất, board nút nhấn và board WiFi. Trình bày quá trình thi công hộp bảo vệ bộ điều khiển và lắp ráp hoàn chỉnh mô hình tòa nhà 3 tầng bằng mica/foam. Xây dựng lưu đồ giải thuật cho chương trình chính trên vi điều khiển, lưu đồ đo dữ liệu cảm biến, lưu đồ cấu hình và kết nối mạng cho ESP8266, lưu đồ chế độ điều khiển từ xa qua web và điều khiển bằng nút nhấn. Giới thiệu môi trường lập trình Arduino IDE và phần mềm soạn thảo web Sublime Text.

Chương 5: Kết quả, nhận xét và đánh giá

Trình bày các hình ảnh thực tế của mô hình sản phẩm sau khi hoàn thiện. Trình bày số liệu thực nghiệm đo đạc các thông số điện năng ($U, I, P, E$) trên 3 phòng học thực tập khi đóng cắt các mức tải khác nhau. Mô tả chi tiết hoạt động của giao diện web: giao diện đăng nhập, giao diện giám sát 3 phòng, giao diện điều khiển thiết bị, biểu đồ biểu diễn dòng điện và điện năng, cấu trúc bảng dữ liệu trong CSDL MySQL và tính năng trích xuất báo cáo ra file Excel. Đưa ra các nhận xét, đánh giá về độ chính xác của phép đo và độ ổn định của hệ thống.

Chương 6: Kết luận và hướng phát triển

Tổng kết toàn bộ các kết quả đạt được đối chiếu với mục tiêu ban đầu của đồ án, chỉ rõ các ưu điểm và hạn chế còn tồn tại trong hệ thống. Đề xuất các hướng phát triển kỹ thuật để nâng cao tính ứng dụng và độ hoàn thiện của đề tài trong thực tế.

Kết quả và đóng góp

Kết quả thực nghiệm

  1. Về phần cứng và mô hình:

    • Hoàn thiện mô hình kiến trúc tòa nhà 3 phòng kích thước 80 x 60 x 50 cm kết hợp hộp bảo vệ mạch điều khiển trung tâm gọn gàng, cách ly an toàn giữa mạch điều khiển 5VDC/12VDC và mạch công suất 220VAC.
    • Thi công thành công các bo mạch PCB chuyên dụng: mạch vi điều khiển Arduino Mega 2560, mạch công suất đóng ngắt 12 kênh relay, mạch nhận tín hiệu nút nhấn và mạch giao tiếp ESP8266.
    • Hệ thống đo đạc chính xác các thông số điện áp (khoảng 220–230 VAC), dòng điện tải (phụ thuộc vào số lượng bóng đèn 10W bật tại từng phòng), tính toán công suất tiêu thụ tức thời và tích lũy điện năng chính xác.
    • Màn hình LCD 20x4 hiển thị rõ ràng, ổn định các thông số điện năng từng phòng thông qua giao tiếp I2C.

  2. Về phần mềm và kết nối mạng:

    • Thiết lập thành công kênh truyền thông hai chiều giữa Arduino Mega 2560 và Web Server thông qua module WiFi ESP8266 bằng giao thức HTTP.
    • Xây dựng giao diện web đa chức năng: cho phép người dùng đăng nhập tài khoản, quan sát thông số đo của 3 phòng theo thời gian thực, điều khiển bật/tắt độc lập 12 bóng đèn từ xa.
    • Cơ sở dữ liệu MySQL lưu trữ liên tục lịch sử tiêu thụ điện; hệ thống tự động vẽ biểu đồ trực quan biến thiên dòng điện/điện năng và hỗ trợ xuất báo cáo thống kê sang file Excel.
Đại lượng đo / Chức năng Phương thức thu thập / Thực hiện Kết quả thực nghiệm trên mô hình
Điện áp xoay chiều ($U$) Cảm biến PZEM-004T qua UART Đo ổn định lưới điện 220V–230V, hiển thị LCD & Web
Dòng điện tải ($I$) Biến dòng CT tích hợp của PZEM-004T Phản hồi chính xác theo số lượng bóng đèn 10W kích hoạt
Công suất & Điện năng ($P, E$) Chip xử lý của module PZEM-004T Tính toán tức thời công suất (W) và tích lũy điện năng (Wh/kWh)
Điều khiển tại chỗ Nút nhấn cơ học kết hợp IC 7432 Đóng ngắt relay tức thời, không bị trễ
Điều khiển từ xa Giao diện Web (PHP/HTTP qua ESP8266) Bật/tắt thiết bị qua mạng Internet từ máy tính
Lưu trữ & Thống kê CSDL MySQL và tập lệnh xuất Excel Lưu dữ liệu định kỳ, vẽ đồ thị và tải file báo cáo Excel

Đóng góp của đề tài

  • Khắc phục triệt để hạn chế về phạm vi không gian và nguy cơ nhiễu của các giải pháp điều khiển truyền thống (hồng ngoại, sóng RF ngắn, tin nhắn SMS).
  • Tích hợp đồng thời hai cơ chế điều khiển: điều khiển cơ học tại chỗ bằng nút bấm và điều khiển từ xa qua giao diện web, đảm bảo hệ thống vẫn vận hành linh hoạt khi có sự cố mất kết nối mạng.
  • Cung cấp một giải pháp quản lý điện năng toàn diện: không chỉ dừng lại ở chức năng bật/tắt thiết bị mà còn giám sát chi tiết các chỉ số điện áp, dòng điện, công suất và lưu trữ dữ liệu để phân tích mức độ tiêu thụ điện.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế được ghi nhận

  • Độ trễ điều khiển và tốc độ cập nhật dữ liệu lên giao diện web phụ thuộc trực tiếp vào chất lượng đường truyền và độ ổn định của mạng Internet cục bộ.
  • Hệ thống thực nghiệm được thử nghiệm trên mô hình tải giả lập là các bóng đèn sợi đốt công suất nhỏ (10W), chưa triển khai kiểm thử dài hạn trên các loại tải cảm ứng công suất lớn (động cơ, máy lạnh, máy bơm) trong môi trường công nghiệp hoặc thực tế hộ gia đình có nhiễu điện từ cao.

Hướng phát triển tiếp theo

  • Tối ưu hóa giao thức truyền thông giữa vi điều khiển và máy chủ web (như tích hợp các giao thức IoT nhẹ hơn) nhằm giảm độ trễ và tiết kiệm băng thông.
  • Mở rộng thêm các module cảm biến giám sát môi trường như cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, cảm biến khói và cảnh báo cháy nổ để nâng cao mức độ an toàn cho tòa nhà.
  • Phát triển ứng dụng chuyên dụng trên các nền tảng thiết bị di động (hệ điều hành Android, iOS) nhằm tăng tính tiện lợi cho người sử dụng thay vì chỉ truy cập qua trình duyệt máy tính.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo thiết thực đối với:

  • Sinh viên các ngành Công nghệ Kỹ thuật Điện tử - Truyền thông, Điện tử Công nghiệp, Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, Kỹ thuật Máy tính và Công nghệ IoT đang thực hiện các đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp liên quan đến hệ thống nhà thông minh (Smart Home) và quản lý năng lượng.
  • Các kỹ sư, người nghiên cứu cần tham khảo thiết kế mạch nguyên lý kết nối vi điều khiển với cảm biến đo điện năng AC chuyên dụng (PZEM-004T), kỹ thuật mở rộng hiển thị qua giao tiếp I2C và giải pháp truyền dữ liệu không dây qua tập lệnh AT Command của module ESP8266.
  • Tài liệu cung cấp cấu trúc chi tiết về cách xây dựng hệ thống thu thập dữ liệu nhúng kết hợp máy chủ web (Full-stack IoT cơ bản với HTML/CSS/PHP/MySQL), từ lưu đồ giải thuật phần cứng đến cấu trúc bảng cơ sở dữ liệu và mã nguồn giao diện web.

Câu hỏi thường gặp

1. Cảm biến PZEM-004T trong đề tài đo được những thông số nào và giao tiếp với vi điều khiển bằng cách nào?
Module PZEM-004T đo được 4 đại lượng điện xoay chiều bao gồm: điện áp (80–260 VAC), dòng điện (0–100 A), công suất tác dụng (0–22 kW) và điện năng tiêu thụ tích lũy (0–9999 kWh). Cảm biến giao tiếp với cổng UART phần cứng của vi điều khiển ATmega2560 ở mức logic TTL 5V với tốc độ baudrate mặc định là 9600 bps.

2. Vì sao nhóm tác giả lựa chọn vi điều khiển Arduino Mega 2560 thay vì các dòng vi điều khiển khác?
Arduino Mega 2560 sử dụng chip ATmega2560 có cấu hình mạnh mẽ với 54 chân Digital I/O, bộ nhớ Flash 256 KB, SRAM 8 KB và đặc biệt là tích hợp sẵn 4 cổng UART phần cứng độc lập. Điều này cho phép kết nối đồng thời nhiều module giao tiếp nối tiếp (gồm 3 cảm biến PZEM-004T và module WiFi ESP8266) mà không bị xung đột hay quá tải về chân truyền thông.

3. Module WiFi ESP8266 ESP-01 đóng vai trò gì trong hệ thống?
Module ESP8266 ESP-01 đóng vai trò là cầu nối truyền thông không dây chuẩn IEEE 802.11 b/g/n, giao tiếp với Arduino qua tập lệnh AT Command bằng UART. Module này nhận các gói dữ liệu thông số điện năng từ Arduino để gửi yêu cầu HTTP cập nhật lên Web Server, đồng thời nhận dữ liệu phản hồi chứa lệnh điều khiển từ người dùng trên web để truyền lại cho Arduino xử lý.

4. Giải pháp nào được sử dụng để tiết kiệm chân vi điều khiển khi kết nối màn hình LCD 20x4?
Tác giả sử dụng module chuyển đổi giao tiếp LCD sang chuẩn I2C tích hợp IC chuyên dụng. Thay vì phải sử dụng ít nhất 6 chân vi điều khiển (RS, EN, D4, D5, D6, D7) theo cách đấu nối song song truyền thống của chip HD44780, mạch I2C chỉ cần 2 chân tín hiệu là SDA (dữ liệu) và SCL (xung đồng hồ) kết nối vào bus I2C của Arduino.

5. Giao diện Web Server của hệ thống hỗ trợ những tính năng cụ thể nào?
Giao diện Web Server hỗ trợ: xác thực đăng nhập người dùng, hiển thị thông số điện năng ($U, I, P, E$) theo thời gian thực của 3 phòng, cung cấp các nút nhấn điều khiển đóng/ngắt 12 bóng đèn từ xa, trực quan hóa dữ liệu qua biểu đồ dòng điện và điện năng, lưu trữ lịch sử vào CSDL MySQL và cho phép xuất dữ liệu thống kê ra file Excel.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Giám sát và điều khiển thiết bị điện trong hộ gia đình" của sinh viên Nguyễn Tấn Thịnh và Nguyễn Thành Nhân đã hoàn thành đầy đủ các mục tiêu thiết kế và thi công hệ thống phần cứng cũng như phần mềm đề ra. Hệ thống kết hợp hiệu quả giữa bo mạch xử lý trung tâm Arduino Mega 2560, cảm biến đo điện năng PZEM-004T, module truyền thông ESP8266 ESP-01 và giao diện quản trị Web Server trên nền tảng PHP/MySQL. Kết quả thực nghiệm trên mô hình tòa nhà 3 phòng cho thấy hệ thống hoạt động ổn định, đo đạc chính xác các đại lượng điện xoay chiều, hỗ trợ giám sát và điều khiển hai chiều linh hoạt cả tại chỗ lẫn từ xa qua mạng Internet, tạo tiền đề vững chắc cho việc phát triển các giải pháp quản lý năng lượng thông minh trong thực tế.