Đồ án HCMUTE: Xây dựng hệ thống quản lý phòng cho thuê hiệu quả

Đồ án kỹ thuật nghiên cứu hcmute xây dựng hệ thống quản lý phòng cho thuê, thiết kế chi tiết, tính toán kỹ thuật theo tiêu chuẩn, đánh giá tính khả thi dự án.

• Tác giả: Lưu Đức Huy
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Ngô Lâm
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Máy Tính
• Đề tài: Xây Dựng Hệ Thống Quản Lý Phòng Cho Thuê
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. GIỚI THIỆU TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HIỆN NAY
• 1.2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
• 1.3. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
• 1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.5. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 1.6. BỐ CỤC CUỐN BÁO CÁO
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. KIT NODEMCU ESP32
• 2.2. MẠCH GIAO TIẾP I2C
• 2.3. MODULE CẢM BIẾN ĐO DÒNG ACS712
• 2.3.1. Giới thiệu cảm biến Hall
• 2.3.2. Giới thiệu module ACS712
• 2.3.3. Thông số kỹ thuật
• 2.3.4. Sơ đồ kết nối
• 2.3.5. Cách sử dụng
• 2.3.5.1. Đo dòng DC
• 2.3.5.2. Đo dòng AC
• 2.4. MODULE CẢM BIẾN KHÍ GAS MQ-2
• 2.4.1. Giới thiệu
• 2.4.2. Thông số kỹ thuật
• 2.4.3. Sơ đồ kết nối
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG
• 3.1. YÊU CẦU VÀ SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG
• 3.1.1. Yêu cầu của hệ thống
• 3.1.2. Mô hình chung của hệ thống
• 3.1.3. Sơ đồ khối và chức năng từng khối
• 3.1.4. Hoạt động chung của hệ thống
• 3.2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHẦN CỨNG
• 3.2.1. Khối xử lý trung tâm
• 3.2.2. Khối điều khiển bằng phím cảm ứng
• 3.2.3. Khối hiển thị
• 3.2.4. Khối tải tiêu thụ
• 3.2.5. Khối chuông báo động
• 3.2.6. Khối cảm biến khí Gas
• 3.2.7. Khối cảm biến đo dòng
• 3.2.8. Khối chống trộm
• 3.2.9. Sơ đồ nguyên lý hệ thống
• 3.3. THIẾT KẾ PHẦN MỀM
• 3.3.1. Yêu cầu của phần mềm
• 3.3.2. Lưu đồ giải thuật phần cứng
• 3.3.2.1. Thiết lập hệ thống
• 3.3.2.2. Thiết lập kết nối
• 3.3.2.3. Hiển thị LCD
• 3.3.2.4. Đọc dữ liệu từ cảm biến khí gas MQ2
• 3.3.2.5. Tính công suất tiêu thụ
• 3.3.3. Lưu đồ giải thuật phần mềm
• 3.3.3.1. Đăng nhập tài khoản
• 3.3.3.2. Đăng ký tài khoản
• 3.3.3.3. Khởi động ứng dụng
• 3.3.3.4. Quản lý phòng
• 3.3.3.5. Quản lý người dùng
• 3.3.3.6. Quản lý thiết bị
• 3.3.3.7. Thay đổi thông tin cá nhân
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC HIỆN
• 4.1. KẾT QUẢ THI CÔNG PHẦN CỨNG
• 4.2. KẾT QUẢ THI CÔNG PHẦN MỀM
• 4.3. NHẬN XÉT KẾT QUẢ
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. KẾT LUẬN
• 5.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Hệ thống Quản lý Phòng Cho Thuê tại HCMUTE Tổng quan

Đồ án tốt nghiệp "Xây dựng hệ thống quản lý phòng cho thuê tại HCMUTE" của sinh viên Lưu Đức Huy và Phạm Hiếu Trung (MSSV: 15119022 và 15119056) tập trung vào việc thiết kế và triển khai một hệ thống quản lý phòng cho thuê thông minh, tận dụng công nghệ Internet of Things (IoT). Hệ thống nhằm giải quyết các hạn chế của phương pháp quản lý truyền thống, mang lại sự tiện lợi cho cả chủ nhà và người thuê. Hệ thống quản lý phòng cho thuê HCMUTE được xây dựng dựa trên nền tảng ứng dụng di động và hệ thống online, cho phép theo dõi, điều khiển từ xa các thiết bị trong phòng. Các chức năng cốt lõi bao gồm: thuê phòng HCMUTE, tìm phòng trọ HCMUTE, quản lý chi phí phòng trọ HCMUTE, và quản lý thanh toán phòng trọ HCMUTE. Hệ thống sử dụng các module cảm biến như cảm biến khí gas MQ-2 để đảm bảo an toàn, cảm biến đo dòng ACS712 để theo dõi điện năng tiêu thụ. Phần mềm quản lý nhà trọ HCMUTE được tích hợp trên nền tảng Android, cho phép quản lý người dùng, quản lý thiết bị và quản lý phòng một cách hiệu quả.

1.1 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu

Mục tiêu chính của đồ án là xây dựng một hệ thống quản lý phòng cho thuê online HCMUTE hiệu quả, tích hợp các tính năng điều khiển thiết bị từ xa (qua ứng dụng di động), giám sát an ninh (phát hiện khói, chống trộm), và theo dõi điện năng tiêu thụ. Phần mềm quản lý phòng trọ HCMUTE hướng đến trải nghiệm người dùng thân thiện, dễ sử dụng cho cả chủ nhà và người thuê. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào việc thiết kế và triển khai một mô hình cơ bản, sử dụng các thiết bị IoT giá thành thấp. Hệ thống hiện tại chưa bao gồm tính năng đo lượng nước tiêu thụ hàng tháng. Các giải pháp quản lý phòng trọ HCMUTE được đề xuất là một nghiên cứu thí điểm, cần thêm phát triển để ứng dụng thương mại rộng rãi. Việc lựa chọn các thành phần phần cứng như Kit NodeMCU ESP32, cảm biến khí gas MQ-2, và cảm biến đo dòng ACS712 dựa trên cân nhắc về chi phí và khả năng tích hợp. Hệ thống sử dụng ngôn ngữ lập trình C (cho phần cứng) và Java (cho ứng dụng Android). Quản lý hợp đồng thuê phòng HCMUTE được đơn giản hóa thông qua giao diện người dùng trực quan. Đánh giá phòng trọ HCMUTE cũng là một tính năng tiềm năng có thể được bổ sung trong tương lai.

1.2 Công nghệ và phương pháp

Đồ án áp dụng nhiều công nghệ hiện đại. Hệ thống quản lý phòng trọ HCMUTE dựa trên nền tảng IoT, kết nối các thiết bị cảm biến với ứng dụng di động qua internet. Kit NodeMCU ESP32 đóng vai trò trung tâm điều khiển, thu thập dữ liệu từ các cảm biến. Dữ liệu được truyền lên nền tảng đám mây (Firebase) và hiển thị trên ứng dụng quản lý phòng trọ HCMUTE. Phần mềm quản lý phòng trọ HCMUTE được phát triển trên nền tảng Android, sử dụng ngôn ngữ lập trình Java. Việc lựa chọn Firebase là do tính năng cơ sở dữ liệu thời gian thực, cho phép cập nhật trạng thái hệ thống nhanh chóng. Các phần mềm quản lý nhà trọ HCMUTE khác có thể được so sánh để đánh giá hiệu quả của hệ thống này. Phương pháp nghiên cứu bao gồm: thu thập tài liệu, khảo sát thực tế, và thực nghiệm. Các ưu điểm hệ thống quản lý phòng trọ HCMUTE được đánh giá qua việc so sánh với các phương pháp quản lý truyền thống. Hệ thống được thiết kế mô-đun, dễ dàng mở rộng và cập nhật các chức năng trong tương lai. Cài đặt hệ thống quản lý phòng trọ HCMUTE cần được hướng dẫn rõ ràng để người dùng dễ dàng sử dụng.

1.3 Kết quả và đánh giá

Đồ án đã thành công trong việc xây dựng một mô hình hệ thống quản lý phòng cho thuê HCMUTE. Ứng dụng quản lý phòng trọ HCMUTE cho phép điều khiển thiết bị, giám sát an ninh, và theo dõi điện năng tiêu thụ. Tuy nhiên, độ chính xác của các cảm biến còn hạn chế do sử dụng các linh kiện giá thành thấp. Hệ thống quản lý thuế nhà trọ HCMUTE không được đề cập trong đồ án này. Khu trọ HCMUTE là phạm vi ứng dụng của hệ thống. Các kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động ổn định trong điều kiện mô phỏng. Việc bảo trì hệ thống quản lý phòng trọ HCMUTE cần được chú trọng để đảm bảo hoạt động lâu dài. Hỗ trợ hệ thống quản lý phòng trọ HCMUTE là rất cần thiết để người dùng có thể khắc phục sự cố nhanh chóng. Đồ án cung cấp một cơ sở tốt cho việc phát triển các hệ thống quản lý phòng cho thuê thông minh hơn trong tương lai. So sánh hệ thống quản lý phòng trọ HCMUTE với các hệ thống tương tự cần được thực hiện để đánh giá hiệu quả của hệ thống một cách toàn diện hơn.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Tại các đô thị lớn của Việt Nam như Thành phố Hồ Chí Minh và Hà Nội, tốc độ đô thị hóa và gia tăng dân số cơ học khiến nhu cầu về nhà ở cho người lao động có thu nhập thấp và sinh viên tăng cao. Điều này dẫn đến sự mở rộng của các khu nhà trọ, phòng cho thuê với quy mô từ vài phòng đến hàng chục phòng. Tuy nhiên, phương thức quản lý tại phần lớn các cơ sở này vẫn mang tính thủ công, phụ thuộc vào việc ghi chép sổ sách hoặc kiểm tra định kỳ trực tiếp của chủ nhà trọ, bộc lộ nhiều hạn chế trong việc giám sát điện năng, quản lý thiết bị và đảm bảo an ninh, an toàn phòng cháy chữa cháy.

Trước thực tế đó, đề tài "Xây dựng hệ thống quản lý phòng cho thuê" được thực hiện nhằm nghiên cứu, ứng dụng công nghệ Internet vạn vật (IoT), mạng không dây và các cảm biến chuyên dụng để tự động hóa công tác quản lý phòng trọ từ xa.

Mục tiêu của đề tài:

1. Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển thiết bị trong phòng thông qua nút bấm cảm ứng tại chỗ hoặc điều khiển từ xa qua ứng dụng di động kết nối Internet.
2. Tích hợp các chức năng an toàn và tiện ích, bao gồm cảnh báo rò rỉ khí gas/khói và hệ thống cảnh báo chống trộm.
3. Thu thập dữ liệu dòng điện, tính toán và hiển thị lượng điện năng tiêu thụ hàng tháng của từng phòng trên ứng dụng di động.
4. Xây dựng ứng dụng di động Android phân quyền rõ ràng cho hai đối tượng sử dụng: người thuê phòng và người quản lý (chủ phòng trọ).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Phần cứng vi điều khiển (Kit NodeMCU ESP32), module cảm biến khí gas MQ-2, module cảm biến dòng ACS712, module relay đóng ngắt tải, mạch mở rộng I2C và màn hình LCD 20x4, công tắc hành trình; nền tảng cơ sở dữ liệu thời gian thực Google Firebase; ngôn ngữ lập trình C (trên Arduino IDE) và Java (trên Android Studio).
• Phạm vi nghiên cứu: Mô hình thử nghiệm hệ thống quản lý phòng trọ gồm 01 khối Master và 01 khối Slave thực tế tại Khoa Đào tạo Chất lượng cao, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (thời gian thực hiện từ ngày 18/09/2019 đến ngày 08/01/2020).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và công nghệ sử dụng

• Kit vi điều khiển NodeMCU ESP32 DEVKIT V1: Sử dụng module vi xử lý ESP32-WROOM-32 trên nền tảng chip ESP32-D0WDQ6 (nhân kép Xtensa 32-bit LX6), tích hợp sẵn kết nối Wi-Fi chuẩn 802.11 b/g/n (2.4 GHz) và Bluetooth (v4.2 BR/EDR và BLE). Vi điều khiển có bộ nhớ ROM 448 KB, SRAM 520 KB, 30 chân I/O hỗ trợ các chuẩn ngắt, PWM, One-wire và 15 kênh ngõ vào tương tự (ADC) với độ phân giải 12-bit.
• Chuẩn giao tiếp I2C (Inter-Integrated Circuit): Giao thức truyền thông nối tiếp 2 dây (SDA cho dữ liệu hai chiều, SCL cho xung nhịp đồng hồ) theo mô hình Master/Slave. Module mở rộng I2C sử dụng IC chuyển đổi để điều khiển màn hình LCD (driver HD44780) với địa chỉ mặc định 0x27, giúp giảm số chân kết nối với vi điều khiển.
• Module cảm biến dòng ACS712-20A: Cảm biến hoạt động dựa trên hiệu ứng Hall để đo dòng điện AC và DC. Tín hiệu điện áp ngõ ra $V_{out}$ biến thiên tuyến tính theo dòng điện đi qua ngõ vào ($I_p$) với độ nhạy từ 96 đến 104 mV/A. Ở trạng thái không có dòng điện đi qua, điện áp ngõ ra đo được là $2.5\text{ V}$.
• Module cảm biến khí gas MQ-2: Sử dụng màng cảm biến thiếc đioxit ($\text{SnO}_2$). Trong không khí sạch, độ dẫn điện của cảm biến ở mức thấp; khi tiếp xúc với các khí dễ cháy như LPG, Propane, Hydrogen, Methane ($\text{CH}_4$), độ dẫn điện tăng theo nồng độ khí. Cảm biến xuất tín hiệu dạng tương tự (Analog) và nhị phân (Digital).
• Module Relay và cách ly quang: Sử dụng module relay 4 kênh có tích hợp opto cách ly, hỗ trợ đóng ngắt tải điện lưới xoay chiều lên đến $250\text{V} - 10\text{A}$ hoặc dòng một chiều $30\text{V} - 10\text{A}$, cho phép kích mức cao (High) hoặc mức thấp (Low) qua jumper.
• Nền tảng Android và Google Firebase: Cấu trúc ứng dụng Android triển khai trên các lớp hạt nhân Linux, thư viện, Android Application Framework. Cơ sở dữ liệu Firebase Realtime Database được dùng để đồng bộ dữ liệu thiết bị và trạng thái hệ thống theo thời gian thực giữa ứng dụng di động và vi điều khiển.

Phương pháp nghiên cứu

• Phương pháp thu thập và tham khảo tài liệu: Tổng hợp tài liệu kỹ thuật, sơ đồ chân linh kiện, bảng thông số vi điều khiển ESP32, tập lệnh giao tiếp I2C, datasheet của ACS712, MQ-2 và các đồ án chuyên ngành kỹ thuật máy tính khóa trước.
• Phương pháp quan sát và khảo sát thực tế: Khảo sát hiện trạng quản lý điện lưới và nhu cầu phòng cháy, chống trộm tại các khu nhà trọ để định hình yêu cầu chức năng.
• Phương pháp thực nghiệm kỹ thuật: Thiết kế mạch nguyên lý, lắp ráp phần cứng khối Master - Slave trên mạch in/mạch thử nghiệm, lập trình nạp code kiểm thử từng module chức năng, sau đó kiểm tra toàn diện khả năng hoạt động đồng bộ với cơ sở dữ liệu Firebase và ứng dụng Android.

Thiết kế và triển khai

Kiến trúc tổng thể và cơ chế hoạt động

Hệ thống được thiết kế theo mô hình phân tán gồm hai thành phần chính:

• Khối Master: Đóng vai trò thiết bị quản trị trung tâm của khu nhà trọ, giám sát thông tin kết nối của các phòng, có chức năng ngắt điện khẩn cấp toàn bộ hệ thống phòng bằng nút cảm ứng, hiển thị thông tin tổng hợp trên màn hình LCD 20x4 và LED chỉ thị.
• Khối Slave: Đặt trực tiếp tại từng phòng thuê, có nhiệm vụ điều khiển tải tiêu thụ (3 thiết bị tiêu thụ riêng biệt và 1 relay nguồn tổng phòng), đo dòng tiêu thụ, thu thập dữ liệu từ cảm biến khí gas MQ-2, phát hiện mở cửa trái phép bằng công tắc hành trình và kích hoạt còi báo động (Buzzer).

Hệ thống hoạt động linh hoạt theo hai chế độ:

• Chế độ trực tuyến (Online mode): Khi có kết nối Internet, dữ liệu điều khiển từ ứng dụng di động gửi lên Firebase, khối Master và Slave liên tục đồng bộ dữ liệu với Firebase theo thời gian thực để thực thi lệnh và cập nhật trạng thái.
• Chế độ ngoại tuyến (Offline mode): Khi mất kết nối Internet, khối Master tự động chuyển đổi vai trò thành một Web Server nội bộ (Local Webserver). Thiết bị di động kết nối vào mạng Wi-Fi cục bộ để gửi tín hiệu trực tiếp đến Master, sau đó Master điều phối lệnh đến các khối Slave tương ứng.

                    [ Ứng dụng Android ]
                       |            |
          (Internet)   |            |   (Local Wi-Fi)
                       v            v
            [ Google Firebase ]  [ Webserver Master ]
                       |            |
                       +-----+------+
                             |
                             v
               +---------------------------+
               |   KHỐI MASTER (ESP32)     |
               | - LCD 20x4, LED hiển thị  |
               | - Nút cảm ứng ngắt tổng   |
               +---------------------------+
                             |
                   (Giao tiếp Wi-Fi LAN)
                             |
                             v
               +---------------------------+
               |    KHỐI SLAVE (ESP32)     |
               | - Module Relay 4 kênh     |
               | - Cảm biến dòng ACS712    |
               | - Cảm biến khí gas MQ-2   |
               | - Công tắc chống trộm     |
               | - Còi báo Buzzer, TTP224  |
               | - Màn hình LCD hiển thị   |
               +---------------------------+

Thiết kế phần cứng và sơ đồ kết nối

1. Khối Master:

   • Vi điều khiển trung tâm: ESP32 DEVKIT V1.
   • Phím nhấn cảm ứng: Nối tín hiệu ngõ vào với chân D13 và D34.
   • Màn hình LCD 20x4: Giao tiếp qua module I2C nối chân SDA vào D21, SCL vào D22.
   • LED báo trạng thái kết nối: Nối với chân D2 và D4.

2. Khối Slave:

   • Vi điều khiển trung tâm: ESP32 DEVKIT V1.
   • Module phím cảm ứng (IC TTP224): 4 phím cảm ứng nối với các chân D12, D13, D14 và D27.
   • Module Relay 4 kênh: Điều khiển 3 kênh tải riêng biệt và 1 kênh nguồn phòng tổng qua các chân D5, D18, D19 và D23.
   • Khối cảm biến đo dòng ACS712-20A: Mắc nối tiếp giữa tiếp điểm thường mở (NO) của Relay và tải tiêu thụ; chân điện áp analog xuất về chân ADC của ESP32.
   • Khối cảm biến khí gas MQ-2: Chân ngõ ra tín hiệu nối vào chân D26.
   • Khối chống trộm: Công tắc hành trình đặt tại mép cửa nối chân tín hiệu vào D34 (khi đóng cửa mạch nhận mức cao, khi cửa mở mạch nhận mức thấp).
   • Khối còi báo động (Buzzer): Chân điều khiển nối với chân D35 qua điện trở hạn dòng $220\ \Omega$.
   • Màn hình LCD 20x4: Giao tiếp I2C qua chân D21 (SDA) và D22 (SCL).

Tên linh kiện / Module	Dòng tiêu thụ định mức	Điện áp hoạt động	Số lượng sử dụng	Tổng dòng tiêu thụ
Kit ESP32 DEVKIT V1	80 mA	5V (Vin)	3	240 mA
Module Relay	20 mA / Relay	5V	4	80 mA
Module mở rộng I2C	6 mA	2.5 - 6V	1	6 mA
Màn hình LCD 20x4	5 mA	5V	1	5 mA
Module phím cảm ứng	0.36 mA	5V	1	0.36 mA
Module đo dòng ACS712	3 mA	3 - 8V	3	9 mA
Buzzer (Còi báo động)	10 mA	5V	1	10 mA
Đèn LED chỉ thị	10 mA	5V	4	40 mA
Cảm biến khí gas MQ-2	150 mA	5V	2	300 mA
Tổng cộng	-	-	-	690.36 mA

Căn cứ vào bảng tính toán tổng dòng tiêu thụ cực đại là $690.36\text{ mA}$, nhóm tác giả chọn nguồn cấp Adapter $5\text{V} - 1\text{A}$ cho mỗi khối phần cứng Master và Slave để đảm bảo độ ổn định và an toàn khi hệ thống vận hành liên tục.

Thiết kế phần mềm và thuật toán

1. Thuật toán vi điều khiển:

   • Khởi tạo và cấu hình Wi-Fi: Khi cấp nguồn, ESP32 đọc cấu hình mạng lưu trong bộ nhớ flash (EEPROM). Nếu có thông tin Wi-Fi, vi điều khiển thử kết nối. Nếu không có dữ liệu hoặc kết nối thất bại sau $60\text{ giây}$, ESP32 tự động bật chế độ SmartConfig để người dùng cấu hình SSID và mật khẩu mới từ điện thoại thông minh.
   • Đo lường và tính công suất: Dữ liệu điện áp từ cảm biến ACS712 được đưa vào bộ biến đổi ADC 12-bit, chuyển đổi thành giá trị dòng điện tương ứng để tính toán công suất tiêu thụ thực tế.
   • Xử lý cảnh báo an toàn: Vi điều khiển đọc liên tục tín hiệu từ MQ-2 (chân D26) và công tắc hành trình (chân D34). Nếu nồng độ khí gas vượt ngưỡng thiết lập hoặc công tắc hành trình bị hở (cửa mở trái phép), ESP32 lập tức kích chân D35 bật Buzzer báo động và đồng bộ trạng thái nguy hiểm lên Firebase.

2. Ứng dụng di động Android:

   • Phát triển trên ngôn ngữ Java, phân cấp hai nhóm người dùng:
     • Chủ trọ (Quản lý): Xem tổng quan danh sách phòng, trạng thái bật/tắt thiết bị, lượng điện tiêu thụ của từng phòng, tính tiền điện theo đơn giá cài đặt, quản lý tài khoản khách thuê, gửi thông báo và ngắt nguồn khẩn cấp khi có sự cố.
     • Khách thuê: Xem trạng thái, điều khiển bật/tắt thiết bị trong phòng của mình, theo dõi chỉ số điện năng tiêu thụ cá nhân và nhận cảnh báo khi có sự cố rò rỉ khí gas hoặc báo trộm.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu

Chương này tổng quan về sự phát triển dân số đô thị và nhu cầu thuê phòng ở thực tế tại Việt Nam, nêu rõ lý do lựa chọn đề tài xuất phát từ việc khắc phục nhược điểm của công tác quản lý phòng trọ thủ công. Tác giả xác định 4 mục tiêu cốt lõi: điều khiển thiết bị qua nút cảm ứng/smartphone, tích hợp hệ thống báo khói/gas và chống trộm, theo dõi lượng điện tiêu thụ, xây dựng ứng dụng Android cho cả chủ phòng và khách thuê. Đồng thời, chương 1 cũng công bố giới hạn nghiên cứu (chưa tích hợp đo lưu lượng nước tiêu thụ, dừng lại ở mức mô hình thử nghiệm cơ bản) và bố cục tổng thể gồm 5 chương của cuốn báo cáo.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Trình bày chi tiết lý thuyết nền tảng và các linh kiện phần cứng, công nghệ phần mềm được lựa chọn:

• Khảo sát thông số Kit ESP32-WROOM-32 (kiến trúc dual-core, bộ nhớ ROM 448 KB, SRAM 520 KB, 15 kênh ADC 12-bit).
• Nguyên lý hoạt động của bus giao tiếp I2C, cấu tạo tập lệnh và sơ đồ kết nối của màn hình LCD 20x4 qua thư viện LiquidCrystal_I2C.
• Nguyên lý hiệu ứng Hall và thông số kỹ thuật của module đo dòng ACS712-20A (độ nhạy 96–104 mV/A, điện áp cách ly 2100V RMS).
• Cấu tạo bán dẫn $\text{SnO}_2$ và sơ đồ mạch cảm biến khí gas MQ-2.
• Cấu trúc tiếp điểm NO, NC, COM của module Relay cách ly quang.
• Cấu trúc phân lớp 5 tầng của hệ điều hành Android và cơ sở dữ liệu thời gian thực Google Firebase.

Chương 3: Thiết kế và xây dựng hệ thống

Chương này là nội dung trọng tâm của đồ án, tập trung vào:

• Phân tích yêu cầu chức năng, mô hình kết nối tổng thể của hệ thống phân tán và hai chế độ vận hành Online/Offline.
• Xây dựng sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý mạch chi tiết của khối Master và khối Slave (sơ đồ chân kết nối của ESP32 với phím cảm ứng TTP224, LCD qua I2C, module Relay 4 kênh, cảm biến ACS712, MQ-2, công tắc hành trình, còi buzzer).
• Lập bảng tính toán dòng tiêu thụ chi tiết từng linh kiện (tổng cộng 690 mA) để lựa chọn nguồn Adapter $5\text{V} - 1\text{A}$.
• Thiết kế lưu đồ giải thuật cho vi điều khiển (khởi tạo EEPROM, quy trình nạp cấu hình SmartConfig trong 60 giây, lưu đồ đọc ADC MQ-2, tính công suất dòng điện) và lưu đồ giải thuật phần mềm Android (đăng ký, đăng nhập, quản lý phòng, quản lý người dùng, quản lý thiết bị, thay đổi thông tin cá nhân).

Chương 4: Kết quả thực hiện

Trình bày các sản phẩm cụ thể thu được sau quá trình thi công và thử nghiệm:

• Mô hình phần cứng hoàn chỉnh gồm tủ điều khiển Master và mạch điều khiển phòng Slave hoạt động đúng theo sơ đồ nguyên lý.
• Màn hình LCD hiển thị chính xác các thông tin trạng thái hoạt động của thiết bị và lượng điện tiêu thụ.
• Hệ thống ghi nhận kết nối EEPROM thành công, kích hoạt SmartConfig thiết lập mạng Wi-Fi ổn định.
• Giao diện ứng dụng Android hoàn thiện với các màn hình: Đăng nhập/Đăng ký, Quản lý thiết bị, Quản lý phòng, Điều khiển thiết bị thời gian thực, Quản lý người dùng, Thay đổi thông tin cá nhân và Thêm thiết bị mới qua SmartConfig.
• Đưa ra các nhận xét đánh giá về độ đáp ứng của hệ thống trong môi trường thực nghiệm.

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển

Đánh giá mức độ hoàn thành nhiệm vụ nghiên cứu: hệ thống đã giải quyết được việc điều khiển thiết bị từ xa qua Internet/Wi-Fi nội bộ, tự động đo điện năng tiêu thụ, cảnh báo an toàn rò rỉ khí gas và chống trộm. Đồng thời, chương 5 xác định các định hướng cải tiến tiếp theo nhằm nâng cao chất lượng và tính ứng dụng thực tế.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

• Thi công phần cứng hoàn chỉnh: Chế tạo thành công mô hình phần cứng gồm 01 khối Master quản lý tổng và khối Slave tại phòng thuê sử dụng vi điều khiển ESP32, hoạt động ổn định với nguồn Adapter $5\text{V} - 1\text{A}$.
• Xây dựng cơ chế truyền thông kép: Triển khai thành công tính năng tự động chuyển đổi giữa chế độ Online (đồng bộ thời gian thực qua Firebase) và chế độ Offline (Master đóng vai trò Webserver nội bộ khi mất kết nối Internet), đảm bảo hệ thống không bị gián đoạn hoạt động điều khiển.
• Tích hợp giải pháp an toàn đa tầng: Module cảm biến MQ-2 và công tắc hành trình kết hợp còi Buzzer phát hiện chính xác các hiện tượng rò rỉ khí gas và hành vi mở cửa bất thường, đồng thời phát tín hiệu cảnh báo tại chỗ và truyền dữ liệu cảnh báo lên ứng dụng di động.
• Đo lường điện năng: Cảm biến ACS712 đo lường dòng điện tải qua bộ biến đổi ADC 12-bit của ESP32, xử lý và hiển thị công suất tiêu thụ của từng phòng lên màn hình LCD 20x4 và ứng dụng di động.
• Hoàn thiện ứng dụng Android: Xây dựng phần mềm di động bằng ngôn ngữ Java với đầy đủ giao diện phân quyền, tích hợp tính năng SmartConfig cho phép cấu hình kết nối mạng cho phần cứng trong vòng $60\text{ giây}$.

Giải pháp và kiến nghị đề xuất

• Đề xuất mô hình quản lý phòng trọ bán tập trung ứng dụng IoT, tách biệt giữa khối giám sát chung của chủ trọ và khối chấp hành tại từng phòng để đảm bảo tính riêng tư nhưng vẫn duy trì khả năng can thiệp khẩn cấp (cắt nguồn phòng khi có sự cố).
• Khuyến nghị sử dụng bộ lưu điện phụ trợ hoặc nguồn dự phòng để duy trì hoạt động của hệ thống báo động chống trộm và cảm biến khí gas ngay cả khi phòng bị ngắt nguồn điện chính.

Đóng góp kỹ thuật của đề tài

• Đồ án đã hiện thực hóa mô hình quản lý phòng trọ tích hợp đa chức năng (điều khiển tải, đo công suất, báo động an ninh và an toàn cháy nổ) trên nền tảng phần cứng chi phí thấp.
• Đóng góp giải pháp xử lý mất mạng linh hoạt thông qua cơ chế Local Webserver trên ESP32 kết hợp bộ nhớ EEPROM và SmartConfig, khắc phục điểm yếu phụ thuộc hoàn toàn vào dịch vụ đám mây của các hệ thống IoT thông thường.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế được ghi nhận

1. Hệ thống chưa tích hợp chức năng đo lường và quản lý lượng nước sinh hoạt tiêu thụ hàng tháng của các phòng thuê.
2. Sản phẩm mới dừng lại ở mức mô hình nghiên cứu, thử nghiệm trong quy mô phòng thí nghiệm, chưa hoàn thiện về mặt đóng gói công nghiệp để đưa vào thương mại hóa thực tế.
3. Các cảm biến sử dụng trong đề tài (như MQ-2, ACS712) là các module phổ thông có giá thành thấp, độ chính xác và độ ổn định lâu dài trong môi trường thực tế chưa cao.

Hướng phát triển tiếp theo

• Nghiên cứu tích hợp thêm cảm biến đo lưu lượng nước dạng số để quản lý đồng bộ cả hai chỉ số điện và nước trên cùng một giao diện.
• Nâng cấp phần cứng bằng việc sử dụng các cảm biến công nghiệp chuyên dụng có độ nhạy, độ bền và độ chính xác cao hơn.
• Mở rộng quy mô mạng giao tiếp để quản lý đồng thời nhiều phòng trọ trong các tòa nhà lớn, tích hợp cổng thanh toán trực tuyến tiền trọ trên ứng dụng di động.

Giá trị tham khảo

Báo cáo đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên các ngành Công nghệ Kỹ thuật Máy tính, Kỹ thuật Điện - Điện tử, Hệ thống Thông tin, Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa khi thực hiện các đề tài về IoT, nhà thông minh (Smart Home) hoặc hệ thống giám sát phân tán.

Các nội dung có giá trị tham khảo chuyên sâu bao gồm:

• Quy trình tính toán tổng dòng tiêu thụ của hệ thống phần cứng nhúng để lựa chọn nguồn cấp phù hợp.
• Sơ đồ nguyên lý kết nối vi điều khiển ESP32 với màn hình LCD 20x4 qua bus I2C, module đo dòng ACS712, cảm biến MQ-2 và module Relay cách ly quang.
• Thuật toán cấu hình mạng Wi-Fi tự động sử dụng kết hợp bộ nhớ EEPROM và giao thức SmartConfig với cơ chế timeout 60 giây.
• Giải pháp thiết kế hệ thống hai chế độ Online (Firebase) và Offline (Local Webserver) giải quyết bài toán mất kết nối Internet trong các ứng dụng IoT thực tế.

Câu hỏi thường gặp

1. Hệ thống xử lý như thế nào khi đường truyền Internet bị mất kết nối? Khi mất kết nối Internet, khối Master tự động chuyển sang chế độ Offline mode, đóng vai trò như một Local Webserver. Điện thoại di động của người dùng kết nối trực tiếp vào mạng Wi-Fi nội bộ để gửi lệnh điều khiển đến Master, từ đó Master điều phối tín hiệu đến khối Slave mà không cần thông qua máy chủ đám mây Firebase.

2. Quy trình thiết lập kết nối Wi-Fi cho ESP32 diễn ra theo trình tự nào? Khi khởi động, ESP32 đọc thông tin Wi-Fi đã lưu trong bộ nhớ EEPROM để kết nối. Nếu kết nối thành công, hệ thống chuyển sang bước thiết lập truyền nhận dữ liệu. Nếu không có dữ liệu hoặc sau $60\text{ giây}$ không kết nối được, hệ thống tự động kích hoạt tính năng SmartConfig để người dùng nhập SSID và mật khẩu mới từ ứng dụng điện thoại. Nếu sau $60\text{ giây}$ SmartConfig vẫn chưa nhận được cấu hình, hệ thống sẽ tự khởi tạo lại từ đầu.

3. Tại sao nhóm nghiên cứu lựa chọn nguồn Adapter $5\text{V} - 1\text{A}$ cho các khối phần cứng? Dựa trên bảng tính toán chi tiết, tổng dòng tiêu thụ cực đại của các linh kiện trong hệ thống (bao gồm 3 kit ESP32, 4 kênh Relay, module I2C, LCD 20x4, phím cảm ứng, cảm biến ACS712, còi Buzzer, LED chỉ thị và cảm biến MQ-2) là $690.36\text{ mA}$. Do đó, nguồn Adapter $5\text{V} - 1\text{A}$ ($1000\text{ mA}$) hoàn toàn đáp ứng được công suất yêu cầu và đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định.

4. Cảm biến dòng ACS712 xuất tín hiệu dạng gì và được ESP32 tính toán ra sao? ACS712 xuất tín hiệu điện áp tương tự (Analog) tuyến tính theo dòng điện đi qua ngõ vào với độ nhạy $96 - 104\text{ mV/A}$. Tín hiệu điện áp này được đưa vào ngõ vào Analog của ESP32 để bộ biến đổi ADC 12-bit lượng tử hóa thành giá trị số nguyên nhị phân, sau đó thuật toán lập trình sẽ tính toán ra giá trị dòng điện hiệu dụng và công suất tiêu thụ.

5. Ứng dụng Android được xây dựng với những phân quyền nào? Ứng dụng di động được chia làm hai phân quyền rõ rệt: Chủ phòng (Quản lý) có quyền giám sát toàn bộ các phòng, điều khiển ngắt điện khẩn cấp, xem lượng điện tiêu thụ và tính tiền điện theo đơn giá cài đặt; Khách thuê chỉ có quyền xem trạng thái, điều khiển các thiết bị trong phạm vi phòng của mình, theo dõi chỉ số điện cá nhân và nhận thông báo cảnh báo an toàn.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Xây dựng hệ thống quản lý phòng cho thuê" của sinh viên Lưu Đức Huy và Phạm Hiếu Trung đã thiết kế và thi công thành công mô hình quản lý phòng trọ thông minh trên nền tảng vi điều khiển ESP32, cảm biến chuyên dụng và ứng dụng Android. Hệ thống giải quyết trọn vẹn các yêu cầu về điều khiển thiết bị tại chỗ lẫn từ xa, tính toán lượng điện năng tiêu thụ, đồng thời tích hợp các tiện ích cảnh báo an toàn khí gas và chống trộm. Mô hình thể hiện tính thực tiễn cao nhờ cơ chế dự phòng hoạt động linh hoạt giữa hai chế độ Online (Firebase) và Offline (Local Webserver), cung cấp tài liệu kỹ thuật và giải pháp thiết kế có giá trị tham khảo tốt cho các nghiên cứu ứng dụng IoT tương tự.

Trích đoạn nội dung tài liệu

chương 1 thì chương 2 này nhóm sẽ trình bày một số lý thuyết cơ bản đã nghiên cứu được và áp dụng trong đề tài.1 KIT NODEMCU ESP32 2.1 Giới thiệu Là kit phát triển dựa trên nền tảng chip ESP32-D0WDQ6 với nhân xử lý dual-core Xtensa® 32-bit LX6 microprocessors đầy mạnh mẽ bên trong module ESP32-WROOM-32 với thiết kế dễ sử dụng có tích hợp luôn giao tiếp WIFI, Bluetooth truyền nhận dữ liệu và đặc biệt là sử dụng trực tiếp trên trình biên dịch của Arduino IDE để lập trình và nạp chương trình. Được dùng trong các ứng dụng cần kết nối, thu thập dữ liệu điều khiển qua Wifi và Bluetooth, đặc biệt là các ứng dụng liên quan đến công nghệ IoT. Kit còn tích hợp IC CP2102, giúp dễ dàng giao tiếp với máy tính thông qua Micro USB để thao tác với board. Hình Kit ngoài thực tế: Hình 2.1: Kit NODEMCU ESP32 DEVKIT V1.2 Thông số kỹ thuật − IC chính : Modulde ESP32-WROOM-32 SoC.4GHz hỗ trợ chuẩn 802.2 BR/EDR và BLE.

− Phiên bản firmware: NodeMCU-32S. − Điện áp hoạt động: 3. 3 do an − Điện áp cung cấp: 5V thông qua cổng USB hoặc chân Vin. − Số chân I/O: 30 chân (tất cả các chân I/O đều có Interrupt/PWM, One- wire).

− Số chân ngõ vào Analog: 15 chân. − Giao tiếp: IC giao tiếp UART CP2102 thông qua cáp Micro USB. − Bộ nhớ ROM: 448 KB. − Bộ nhớ SRAM: 520 KB.

− Kích thước: 18 mm x 20 mm x 3 mm. Bên dưới đây là hình ảnh sơ đồ chi tiết từng chân của KIT NODEMCU ESP32: Hình 2.2: Sơ đồ chân giao tiếp kit ESP32.2 MẠCH GIAO TIẾP I2C 2.1 Giới thiệu Do LCD có quá nhiều chân gây khó khăn trong quá trình kết nối và chiếm dụng nhiều chân của vi điều khiển, nên Module chuyển đổi I2C ra đời khắc phục cho nhược điểm trên. Thay vì sử dụng tất cả các chân của LCD thì với I2C chỉ cần sử dụng hai chân tín hiệu là SCL và SDA. I2C là chuẩn giao tiếp được phát minh để đơn giản hóa việc trao đổi dữ liệu.

Đôi khi nó cũng được gọi là chuẩn giao tiếp Two Wire Interface (TWI) vì chỉ sử dụng hai kết nối để truyền tải dữ liệu, hai kết nối của I2C là SDA và SCL. SDA là đường truyền dữ liệu hai hướng, còn SDL là đường truyền xung đồng hồ và chủ theo một hướng. Nhìn vào hình 2.3, có thể thấy có hai thiết bị được nối cùng một bus I2C, tuy nhiên không xảy ra sự nhầm lẫn giữa các thiết bị vì mỗi thiết bị sẽ được nhận ra bởi một địa chỉ duy nhất với một quan hệ chủ/ tớ tồn tại trong suốt thời gian kết nối. 4 do an Trên một bus I2C thì quyền điều khiển thuộc về thiết bị chủ (Master).

Thiết bị chủ nắm vai trò tạo xung đồng hồ và quản lý địa chỉ của thiết bị tớ (Slave) trong quá trình kết nối. Một bus I2C chuẩn truyền 8 bit dữ liệu có hướng trên đường truyền là 100Kbits/s ở chế độ chuẩn, 400Kbits/s ở chế độ nhanh và cao nhất là 3.4Mbits/s ở chế độ cao tốc. Mỗi xung clock có một bit dữ liệu được truyền. Mức tín hiệu SDA chỉ được thay đổi khi xung clock đang ở mức thấp, và ổn định khi xung clock ở mức cao.3: Chuẩn giao tiếp I2C.4: Quá trình truyền 1 bit dữ liệu.

Quá trình truyền dữ liệu: • Thiết bị chủ xác định đúng địa chỉ của thiết bị tớ. Cùng với việc xác định địa chỉ, thiết bị chủ sẽ quyết định đọc hay ghi vào thiết bị tớ. • Thiết bị chủ gửi dữ liệu tới thiết bị tớ. • Thiết bị chủ kết thúc quá trình truyền dữ liệu.

• Khi thiết bị chủ muốn nhận dữ liệu từ thiết bị tớ, quá trình cũng diễn ra tương tự. • Tần số xung nhịp đồng hồ có thể xuống 0 Hz.2 Thông số kỹ thuật − Điện áp hoạt động: 2. − Hỗ trợ màn hình: LCD 1602, 1604, 2004 (driver HD44780). − Địa chỉ mặc định: 0X27.

− Kích thước: 41. Tích hợp Jump chốt để cung cấp đèn cho LCD hoặc ngắt. Tích hợp biến trở xoay điều chỉnh độ tương phản cho LCD.3 Sơ đồ kết nối Dưới đây là sơ đồ kết nối chân của mạch giao tiếp I2C: Hình 2.5: Sơ đồ kết nối chân mạch giao tiếp I2C.3 MODULE CẢM BIẾN ĐO DÒNG ACS712 2.1 Giới thiệu cảm biến Hall Hiệu ứng Hall Ban đầu ta có 1 thanh kim loại và sau đó ta cấp nguồn điện vào 2 đầu của tấm kim loại khi đó sẽ xuất hiện dòng điện đó là dòng dịch chuyển của các electron chạy từ đầu này sang đầu kia của tấm kim loại. Sau đó ta đặt một nam châm điện vuông góc với tấm kim loại có cực S gần với tấm kim loại khi đó sẽ làm lệnh các electron khỏi vị trí ban đầu vì cùng dấu thì đẩy nhau khác dấu là hút nhau.

Nếu ta coi vị trí ban đầu khi các electron chưa bị dịch chuyển là mức 0, khi đó các electron bị từ trường của nam châm dịch chuyên khỏi vị trí mốc sẽ là âm còn phía trên mức 0 sẽ xuất hiện các điện tích dương và nếu ta đo đồng hồ vào 2 điểm này sẽ xuất hiện 1 điện áp. Hiệu ứng Hall là một hiệu ứng vật lý được thực hiện khi ta áp dụng một từ trường vuông góc lên một 1 bảng làm bằng kim loại hay chất dẫn điện nói chung (thanh Hall) đang có dòng điện chảy qua lúc đó ta nhận được một hiệu điện thế U (hiệu điện thế Hall) sinh ra tại 2 mặt đối diện của thanh Hall. 6 do an Sau đây là hình ảnh minh họa về hiệu ứng Hall: Hình 2.6: Mô phỏng hiệu ứng Hall.4 Giới thiệu module ACS712[8] Module cảm biến đo dòng ACS712 20A sử dụng IC ACS712ELC-30B dựa trên hiệu ứng Hall chuyển dòng điện cần đo thành giá trị điện thế. IC ACS712 sẽ xuất ra một tín hiệu analog ở chân Vout biến đổi tuyến tính theo Ip(dòng điện cần đo) được lấy mẫu thứ cấp DC (hoặc AC) trong phạm vi cho phép.

Tụ Cf dùng để chống nhiễu.2 Thông số kỹ thuật − Đường tín hiệu analog có độ nhiễu thấp. − Thời gian chuyển đổi: 5µS. − Điện trở nội: 1. − Nguồn cung cấp: 5V.

− Độ nhạy ngõ ra: 96 – 104 mV/A. − Điện áp cách ly tối đa: 2100V (RMS). − Nhiệt độ hoạt động: -40 – 85 °C.3 Sơ đồ kết nối Hình 2.7: Sơ đồ kết nối chân cảm biến đo dòng ACS712.4 Cách sử dụng 2.1 Đo dòng DC Khi đo DC phải mắc tải nối tiếp Ip+ và Ip- đúng chiều, khi dòng điện đi từ Ip+ đến Ip- Vout sẽ ra mức điện áp tương ứng 2.5~5VDC tương ứng dòng 0~Max, nếu mắc ngược Vout sẽ ra điện thế 2.5~0VDC tương ứng với 0~(-Max). Khi cấp nguồn 5VDC cho module khi chưa có dòng Ip (chưa có tải mắc nối tiếp) thì Vout = 2.5VDC, khi dòng Ip( dòng của tải) bằng Max thì Vout=5DC, Vout sẽ tuyến tính với dòng Ip trong khoản 2.5~5VDC tương ứng với dòng 0~Max, để kiểm tra có thể dùng đồng hồ VOM thang đo DC để đo Vout.2 Đo dòng AC Khi đo dòng điện AC, do dòng điện AC không có chiều nên không cần quan tâm chiều, khi cấp nguồn 5V DC cho module khi chưa có dòng Ip (chưa có tải mắc nối tiếp với domino) thì Vout = 2.5VDC, khi có dòng xoay chiều Ip (dòng AC) do dòng xoay chiều độ lớn thay đổi liên tục theo hàm Sin, nên điện thế Vout sẽ có độ lớn tuyến tính với dòng điện AC từ 0~5VDC tương ứng với (-Max)~Max (dòng xoay chiều), để kiểm tra dùng đồng hồ VOM thang đo AC đo Vout.4 MODULE CẢM BIẾN KHÍ GAS MQ-2 [9] 2.1 Giới thiệu Cảm biến khí gas MQ-2 sử dụng phân tử SnO2 có độ dẫn điện thấp hơn trong không khí sạch, khi khí dễ cháy tồn tại, cảm biến có độ dẫn điện cao hơn, nồng độ chất dễ cháy càng cao thì độ dẫn điện của SnO2 sẽ càng cao và được tương ứng chuyển đổi thành mức tín hiệu điện.

Cảm biến khí có độ nhạy cao với LPG, Propane và Hydrogen, mê-tan (CH4) và hơi dễ bắt lửa khác, chi phí thấp và phù hợp cho các ứng dụng khác nhau. 8 do an Cảm biến xuất ra cả hai dạng tín hiệu là Analog và Digital, tín hiệu Digital có thể điều chỉnh độ nhạy bằng biến trở.2 Thông số kỹ thuật − Nguồn hoạt động: 5V. − Tín hiệu ngõ ra: Analog và Digital. − Kích thước: 32 mm x 20 mm.3 Sơ đồ mạch cảm biến thực tế Hình 2.8: Sơ đồ mạch cảm biến khí Gas.1 Giới thiệu Relay là thiết bị đóng ngắt cơ bản, nó như một công tắc điện tử được sử dụng rất nhiều trong cuộc sống và trong các thiết bị điện tử.

Relay có hai trạng thái “ đóng và mở ”. Trên thị trường có 2 loại module là: module relay đóng ở mức thấp (nối cực âm vào chân tín hiệu ngõ vào thì relay sẽ đóng), module relay đóng ở mức cao (nối cực dương vào chân tín hiệu ngõ vào thì relay sẽ đóng). Sự khác nhau là do có 2 loại transistor là NPN – kích ở mức cao và PNP – kích ở mức thấp. Relay gồm có: − Cơ cấu tiếp thu: Có nhiệm vụ tiếp nhận những tín hiệu đầu vào và biến đổi nó thành đại lượng cần thiết cung cấp tín hiệu phù hợp cho khối trung gian.

− Cơ cấu trung gian: Làm nhiệm vụ tiếp nhận những tín hiệu đưa đến từ khối tiếp thu và biến đổi nó thành đại lượng cần thiết cho Relay tác động. − Cơ cấu chấp hành: Làm nhiệm vụ phát tín hiệu cho mạch điều khiển.2 Cấu tạo Relay Các chân đấu nối và chân chuyển mạch của relay thường được ký hiệu là COM, NC và NO: − COM là chân chung, nơi kết nối vào đường cấp nguồn chờ. − NC và NO là 2 chân chuyển đổi. Trong đó, NC là chân thường đóng và NO là chân thường mở (hay dùng để nối với thiết bị).

Hình ảnh minh họa thực tế: Hình 2.9: Cấu tạo relay 2.3 Cách thức hoạt động Tiếp điểm đóng ngắt gồm 3 tiếp điểm NC, NO và COM. Bình thường khi cuộn hút chưa được cấp điện, chân COM luôn kết nối với chân NC. Khi cuộn dây AB được cấp điện, chân COM sẽ kết nối với NO của role. Relay bình thường gồm 6 chân trong đó 3 chân dùng để kích, 3 chân còn lại nối với đồ dùng điện AC hoặc DC.

Hình ảnh Module relay trên thị trường: Hình 2.10: Module relay 2 kênh. 10 do an Thông số kỹ thuật: • Điện áp hoạt động 5V. • Dòng tiêu thụ: khoảng 20mA. • Điện thế đóng ngắt tối đa: AC250V ~ 10A hoặc DC30V ~ 10A.

• Có đèn báo đóng ngắt. Có thể chọn mức tín hiệu kích HIGH (5V) hoặc LOW (0V) qua Jumper trên mỗi relay.