Đồ án HCMUTE: Hệ thống điều khiển và giám sát thiết bị điện trong nhà

• Tác giả: Bùi Gia Thuyết
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Trường Duy
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện - Điện tử
• Đề tài: Điều khiển và giám sát thiết bị điện trong nhà
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1.2. MỤC TIÊU
• 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1.4. GIỚI HẠN
• 1.5. BỐ CỤC
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. QUY TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG NHÀ
• 2.2. GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG
• 2.3. GIỚI THIỆU VỀ KIT ARDUINO MEGA 2560
• 2.4. MÀN HÌNH HIỂN THỊ LCD
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
• 4. CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ - NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu hệ thống

Hệ thống điều khiển và giám sát thiết bị điện thông minh trong nhà được thiết kế nhằm nâng cao tiện ích và an toàn cho người sử dụng. Hệ thống này sử dụng công nghệ IoT để kết nối và điều khiển các thiết bị điện như đèn, quạt, và các thiết bị khác thông qua một ứng dụng trên điện thoại. Việc sử dụng cảm biến thông minh giúp hệ thống có khả năng tự động hóa và giám sát tình trạng hoạt động của các thiết bị, từ đó tiết kiệm năng lượng và tăng cường an ninh cho ngôi nhà. Hệ thống này không chỉ giúp người dùng dễ dàng quản lý thiết bị mà còn cung cấp thông tin thời gian thực về tình trạng hoạt động của các thiết bị.

1.1. Công nghệ IoT trong hệ thống

Công nghệ IoT đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối các thiết bị điện trong nhà. Hệ thống sử dụng các module như Bluetooth để giao tiếp giữa điện thoại và các thiết bị điều khiển. Điều này cho phép người dùng có thể điều khiển từ xa các thiết bị điện trong nhà một cách dễ dàng và thuận tiện. Hệ thống cũng tích hợp các cảm biến như cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, và khí gas để giám sát môi trường sống, từ đó đưa ra các cảnh báo kịp thời khi có sự cố xảy ra.

II. Thiết kế hệ thống

Thiết kế hệ thống bao gồm việc lựa chọn các linh kiện phù hợp và xây dựng sơ đồ khối cho hệ thống. Hệ thống sử dụng kit Arduino Mega2560 làm trung tâm điều khiển, kết hợp với các cảm biến và module khác để thực hiện các chức năng điều khiển và giám sát. Sơ đồ khối hệ thống được thiết kế rõ ràng, giúp dễ dàng trong việc lắp ráp và kiểm tra. Các thiết bị đầu vào như nút nhấn và cảm biến sẽ gửi tín hiệu đến Arduino, trong khi các thiết bị đầu ra như màn hình LCD và relay sẽ nhận lệnh từ Arduino để thực hiện các chức năng điều khiển.

2.1. Các linh kiện sử dụng

Hệ thống sử dụng nhiều loại linh kiện khác nhau, bao gồm cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT11, cảm biến khí gas MQ2, và màn hình LCD 16x2. Mỗi linh kiện đều có vai trò riêng trong việc thu thập dữ liệu và hiển thị thông tin. Việc lựa chọn linh kiện phù hợp không chỉ đảm bảo hiệu suất hoạt động của hệ thống mà còn giúp tiết kiệm chi phí và năng lượng tiêu thụ. Các linh kiện này được kết nối với nhau thông qua các chuẩn giao tiếp như UART và I2C, tạo thành một hệ thống đồng bộ và hiệu quả.

III. Ứng dụng thực tiễn

Hệ thống điều khiển và giám sát thiết bị điện thông minh có nhiều ứng dụng thực tiễn trong cuộc sống hàng ngày. Người dùng có thể dễ dàng điều khiển các thiết bị điện trong nhà thông qua điện thoại, từ đó nâng cao sự tiện lợi và an toàn. Hệ thống cũng giúp người dùng theo dõi tình trạng hoạt động của các thiết bị, từ đó có thể đưa ra các quyết định kịp thời để bảo vệ tài sản. Ngoài ra, việc tích hợp các cảm biến thông minh giúp nâng cao khả năng tự động hóa trong ngôi nhà, tạo ra một môi trường sống thông minh và hiện đại.

3.1. Lợi ích của hệ thống

Hệ thống mang lại nhiều lợi ích cho người sử dụng, bao gồm tiết kiệm năng lượng, tăng cường an ninh và cải thiện chất lượng cuộc sống. Việc giám sát và điều khiển thiết bị từ xa giúp người dùng có thể quản lý tài sản của mình một cách hiệu quả hơn. Hệ thống cũng có khả năng cảnh báo khi có sự cố xảy ra, như rò rỉ khí gas, từ đó bảo vệ an toàn cho gia đình. Nhờ vào công nghệ tự động hóa, người dùng có thể dễ dàng điều chỉnh các thiết bị theo nhu cầu sử dụng, tạo ra một không gian sống thoải mái và tiện nghi.