Đồ án HCMUTE: Thiết kế và thi công bộ điều khiển hồng ngoại đa năng điều khiển qua smartphone

• Tác giả: Nguyễn Văn Huy
• Người hướng dẫn: ThS. Trương Ngọc Anh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử - Truyền thông
• Đề tài: Thiết Kế Và Thi Công Bộ Điều Khiển Hồng Ngoại Đa Năng Điều Khiển Qua Smartphone
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• 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
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
• 4. CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ, NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Thiết kế bộ điều khiển hồng ngoại đa năng

Đề tài tập trung vào thiết kế bộ điều khiển hồng ngoại đa năng điều khiển qua smartphone. Đây là một dự án tốt nghiệp HCMUTE thuộc ngành kỹ thuật điện tử truyền thông. Mục tiêu chính là tạo ra một thiết bị nhỏ gọn, dễ lắp đặt, có khả năng điều khiển nhiều thiết bị gia dụng như Tivi, điều hòa, quạt thông qua tín hiệu hồng ngoại. Việc điều khiển được thực hiện thông qua một ứng dụng trên smartphone, kết nối qua Wifi hoặc Bluetooth. Đề tài này phản ánh xu hướng điều khiển thiết bị bằng smartphone, nhấn mạnh vào tính ứng dụng thực tiễn của công nghệ Internet of Things (IoT) trong đời sống.

1.1. Phân tích yêu cầu hệ thống

Yêu cầu của hệ thống bao gồm khả năng học lệnh hồng ngoại từ các remote điều khiển từ xa, khả năng truyền dữ liệu giữa smartphone và module điều khiển. Việc thiết kế mạch điều khiển hồng ngoại cần đáp ứng độ chính xác cao và độ ổn định trong quá trình hoạt động. Chọn lựa ESP8266 hoặc ESP32 như nền tảng vi điều khiển cho khả năng kết nối không dây hiệu quả. Ứng dụng điều khiển trên smartphone cần có giao diện thân thiện, dễ sử dụng và tương thích với cả hệ điều hành Android và iOS. Thiết kế phần mềm cũng phải đảm bảo tính bảo mật và hiệu quả truyền dữ liệu. Cơ sở dữ liệu Firebase được lựa chọn để lưu trữ dữ liệu mã hồng ngoại và cấu hình thiết bị. Arduino được sử dụng để lập trình vi điều khiển, cho phép lập trình và kiểm soát mạch dễ dàng. Thiết kế phần cứng phải nhỏ gọn, tiết kiệm năng lượng và đáp ứng được yêu cầu về độ bền. Các thành phần mạch điện tử được lựa chọn cần phải có chất lượng cao và giá thành hợp lý. Cảm biến hồng ngoại được chọn cần có độ nhạy cao và khả năng lọc nhiễu tốt. Giao tiếp không dây cần đảm bảo tốc độ truyền dữ liệu ổn định và độ tin cậy cao.

1.2. Thiết kế mạch và phần mềm

Thiết kế mạch điều khiển bao gồm mạch thu tín hiệu hồng ngoại, mạch xử lý trung tâm dựa trên vi điều khiển (Arduino hoặc ESP), mạch phát tín hiệu hồng ngoại và mạch nguồn. Vi điều khiển Atmega328P-PU có thể được sử dụng cho việc xử lý tín hiệu hồng ngoại. Thiết kế phần mềm bao gồm phần mềm điều khiển trên smartphone (Android) và phần mềm nạp cho vi điều khiển. Phần mềm smartphone cần có khả năng phát triển ứng dụng điều khiển (lập trình ứng dụng di động), kết nối với module Wifi ESP8266 mini hoặc module Bluetooth HC05, gửi và nhận dữ liệu từ cơ sở dữ liệu Firebase. Phần mềm cho vi điều khiển sẽ chịu trách nhiệm giải mã tín hiệu hồng ngoại, truyền nhận dữ liệu qua Wifi/Bluetooth và điều khiển mạch phát tín hiệu. Thiết kế phần cứng và thiết kế phần mềm cần được tích hợp chặt chẽ để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả. Lập trình ứng dụng di động yêu cầu kiến thức sâu rộng về lập trình Android và xử lý dữ liệu. Thiết kế giao diện cần đơn giản, dễ hiểu và đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng. Quá trình học lệnh cần đảm bảo độ chính xác và hiệu quả.

1.3. Thử nghiệm và đánh giá

Sau khi hoàn thành thiết kế và thi công, hệ thống sẽ được thử nghiệm với các thiết bị gia dụng khác nhau. Quá trình thử nghiệm thực tế sẽ đánh giá hiệu quả của việc học lệnh, độ chính xác của tín hiệu điều khiển và độ ổn định của hệ thống. Các thông số kỹ thuật quan trọng như khoảng cách điều khiển, độ trễ tín hiệu và độ tin cậy của kết nối không dây sẽ được ghi nhận và phân tích. Đánh giá sản phẩm sẽ bao gồm cả hiệu suất kỹ thuật và tính khả dụng của sản phẩm. Kết quả đạt được sẽ được trình bày chi tiết, bao gồm cả thành công và hạn chế của dự án. Báo cáo khoa học về điều khiển hồng ngoại sẽ tổng hợp toàn bộ quá trình nghiên cứu, thiết kế, thử nghiệm và đánh giá. Tài liệu tham khảo thiết kế điều khiển hồng ngoại sẽ được liệt kê đầy đủ để người đọc có thể tham khảo thêm. Ứng dụng điều khiển thiết bị gia dụng của hệ thống sẽ được đánh giá về tính tiện dụng và hiệu quả trong sử dụng. Điều khiển TV bằng smartphone, điều khiển điều hòa bằng smartphone, điều khiển quạt bằng smartphone là những ví dụ cụ thể về ứng dụng thực tiễn của dự án.