Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống cảm biến chuyển động và relay

• Tác giả: Vũ Tiến Hoàng
• Người hướng dẫn: ThS. Đỗ Duy Cốp
• Trường học: Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
• Chuyên ngành: Hệ Thống Nhúng
• Đề tài: Thiết kế hệ thống cảm biến chuyển động và relay cho hệ thống nhúng
• Loại tài liệu: đồ án môn học
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thái Nguyên

• 1. CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN
• 1.1. Khái niệm về nhà thông minh
• 1.2. Cơ sở hình thành hệ thống tắt bật đèn thông minh
• 1.3. Yêu cầu công nghệ của hệ thống tắt bật đèn thông minh
• 1.3.1. Tính tự động
• 1.3.2. Tính thông minh
• 1.3.3. Tính thẩm mỹ
• 1.3.4. Tính thuận tiện
• 2. CHƯƠNG 2: NỀN TẢNG GIAO TIẾP
• 2.1. Các tính năng của Home Assitant
• 2.2. Giao thức MQTT
• 2.2.1. Tính năng, đặc điểm nổi bật
• 2.2.2. Nhược điểm
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 3.1. Chọn linh kiện
• 3.1.1. Module ESP8266
• 3.1.2. Module Relay
• 3.1.3. Cảm biến chuyển động PIR HC-SR501
• 4. CHƯƠNG 4: CÀI ĐẶT
• 4.1. Home Assistant
• 4.2. MQTT – Add-on Mosquitto broker
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN
• 5.1. Các kết quả đạt được
• 5.2. Hướng phát triển của đề tài
• LỜI NÓI ĐẦU

I. Giới thiệu về hệ thống cảm biến chuyển động và relay

Hệ thống cảm biến chuyển động và relay là một phần quan trọng trong việc tự động hóa các ứng dụng trong nhà thông minh. Cảm biến chuyển động giúp phát hiện sự hiện diện của người hoặc vật thể trong một khu vực nhất định, trong khi relay cho phép điều khiển các thiết bị điện từ xa. Việc tích hợp hai thành phần này tạo ra một hệ thống có khả năng tự động hóa cao, giúp tiết kiệm năng lượng và nâng cao sự tiện nghi cho người sử dụng. Hệ thống này có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như an ninh, chiếu sáng thông minh và quản lý năng lượng. Theo nghiên cứu, việc sử dụng cảm biến chuyển động PIR có thể giảm thiểu tiêu thụ điện năng lên đến 30% trong các ứng dụng chiếu sáng. Điều này cho thấy giá trị thực tiễn của hệ thống trong việc tối ưu hóa chi phí và bảo vệ môi trường.

II. Thiết kế hệ thống cảm biến chuyển động

Thiết kế hệ thống cảm biến chuyển động bao gồm việc lựa chọn các linh kiện phù hợp và xây dựng mạch điện. Cảm biến chuyển động HC PIR-SR501 là một trong những lựa chọn phổ biến nhờ vào độ nhạy cao và khả năng phát hiện chuyển động trong khoảng cách lên đến 6 mét. Hệ thống sử dụng mạch điện để kết nối cảm biến với relay, cho phép điều khiển các thiết bị điện như đèn chiếu sáng. Việc thiết kế mạch điện cần đảm bảo tính ổn định và an toàn, đồng thời tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của hệ thống. Các thông số kỹ thuật của cảm biến như điện áp hoạt động và mức tiêu thụ dòng cũng cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả.

III. Ứng dụng của hệ thống trong nhà thông minh

Hệ thống cảm biến chuyển động và relay có thể được tích hợp vào các giải pháp nhà thông minh để nâng cao trải nghiệm người dùng. Với sự phát triển của hệ thống IoT, người dùng có thể điều khiển các thiết bị từ xa thông qua ứng dụng trên điện thoại thông minh. Hệ thống này không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn tăng cường an ninh cho ngôi nhà. Ví dụ, khi cảm biến phát hiện chuyển động, nó có thể kích hoạt relay để bật đèn hoặc gửi thông báo đến điện thoại của người dùng. Điều này không chỉ mang lại sự tiện lợi mà còn giúp người dùng cảm thấy an toàn hơn khi không có mặt tại nhà.

IV. Kết luận và hướng phát triển

Hệ thống cảm biến chuyển động và relay cho hệ thống nhúng không chỉ mang lại lợi ích về mặt tiết kiệm năng lượng mà còn góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống. Việc phát triển các công nghệ mới như giao tiếp không dây và phần mềm nhúng sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho việc cải tiến và tối ưu hóa hệ thống. Trong tương lai, việc tích hợp thêm các tính năng như điều khiển bằng giọng nói và khả năng học hỏi từ hành vi người dùng sẽ làm cho hệ thống trở nên thông minh hơn. Điều này không chỉ giúp nâng cao trải nghiệm người dùng mà còn tạo ra một môi trường sống an toàn và tiện nghi hơn.