Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Tại các đô thị lớn như Thành phố Hồ Chí Minh, quá trình đô thị hóa nhanh chóng dẫn đến sự gia tăng mật độ dân cư và nhu cầu lớn về nhà ở phân khúc vừa và nhỏ. Đặc điểm không gian sinh hoạt tại các căn hộ giá rẻ thường có diện tích ban công hoặc khu vực phơi quần áo rất hạn chế. Đồng thời, đặc trưng khí hậu nhiệt đới gió mùa tại Thành phố Hồ Chí Minh mang tính chất mưa nắng thất thường, đòi hỏi việc phơi đồ ngoài trời phải được theo dõi liên tục. Theo số liệu khí tượng được tác giả trích dẫn từ weatherplus.vn:

  • Nhiệt độ trung bình năm đạt 27°C (nhiệt độ cao nhất lên tới 40°C, thấp nhất khoảng 14,8°C); tháng 4 có nhiệt độ trung bình cao nhất (~29°C), giai đoạn từ giữa tháng 12 đến đầu tháng 1 có mức nhiệt thấp nhất (~26°C).
  • Độ ẩm không khí bình quân xấp xỉ 79,5%/năm.

Trong bối cảnh người dân bận rộn với công việc, nhu cầu tự động hóa các thiết bị gia dụng là rất lớn. Tuy nhiên, khảo sát thị trường của tác giả chỉ ra rằng các sản phẩm giàn phơi hiện nay bộc lộ nhiều điểm hạn chế:

  • Giàn phơi thông minh Saphasa (giá thành khoảng 8.800.000 VNĐ): Có cảm biến mưa và quang trở, tải trọng 100 kg, sử dụng nguồn 220V kèm bộ tích điện, nhưng kích thước cồng kềnh (dài 2 m x rộng 0,6 m x cao 1,6 m) và chiếm diện tích lớn khi vận hành, giá thành cao khó phổ biến.
  • Giàn phơi điều khiển GLT-8013FS: Kích thước 1240 x 306 x 80 mm, hợp kim nhôm, tải trọng 45 kg, tích hợp quạt sấy và đèn LED, nhưng vận hành hoàn toàn phụ thuộc vào thao tác bấm nút/remote của người dùng, không có khả năng tự động cảm biến thời tiết hay lưu trữ dữ liệu môi trường.

Từ thực trạng trên, đề tài "Thiết kế hệ thống giàn phơi đồ tự động nhằm phù hợp với diện tích không gian vừa và nhỏ" được thực hiện nhằm xây dựng một hệ thống giàn phơi cơ khí xếp gọn gắn tường kết hợp phần cứng nhúng và mạng truyền thông không dây để tối ưu hóa không gian và tự động hóa chu trình phơi đồ.

Mục tiêu nghiên cứu:

  1. Xây dựng hệ thống giàn phơi đồ tự động lắp đặt trong phạm vi một tòa nhà/căn hộ có diện tích vừa và nhỏ, thích ứng với điều kiện thời tiết tại Thành phố Hồ Chí Minh.
  2. Thiết kế bộ khung cơ khí theo cơ chế thu vào – kéo ra dạng hình kéo gắn tường nhằm giảm thiểu không gian chiếm dụng, dẫn động bằng động cơ Linear (xy lanh điện).
  3. Thiết kế hệ thống điện tử và mạng truyền thông: Ứng dụng công nghệ LoRa kết hợp Wi-Fi để truyền nhận dữ liệu môi trường và tín hiệu điều khiển giữa giàn phơi và máy chủ (Server), thiết kế bộ nút bấm điều khiển tay song song với giao diện web.

Phạm vi nghiên cứu:

  • Nội dung 1: Tìm hiểu và thiết kế bộ khung cho giàn phơi đồ tự động.
  • Nội dung 2: Phân tích và thiết kế hệ thống giàn phơi tự động (mạch nhúng, cảm biến, giao thức truyền thông).
  • Nội dung 3: Thực nghiệm, đo kiểm thông số và đánh giá kết quả hoạt động.
  • Nội dung 4: Đánh giá các điểm hạn chế và đề xuất hướng phát triển.
  • Địa bàn và thời gian thực hiện: Nghiên cứu được triển khai tại Trường Đại học Công nghệ Thông tin – ĐHQG TP.HCM năm 2022.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận áp dụng phương pháp thiết kế kỹ thuật tích hợp đồng thời phần cứng cơ điện tử và phần mềm nhúng truyền thông (Hardware-Software Co-design), kết hợp phương pháp đo kiểm thực nghiệm so sánh đối chứng.

1. Cơ sở lý thuyết và công nghệ

  • Công nghệ truyền thông LoRa (Long Range Radio): Sử dụng kỹ thuật điều chế Chirp Spread Spectrum (CSS) trên băng tần 915 MHz, cho phép truyền dữ liệu tầm xa với mức tiêu thụ năng lượng thấp và khả năng kháng nhiễu cao. Tín hiệu được bảo mật 2 lớp (lớp ứng dụng mã hóa AES và lớp mạng).
  • Giao thức MQTT (Message Queuing Telemetry Transport): Giao thức truyền thông điệp gọn nhẹ theo mô hình Publish/Subscribe qua TCP/IP, bao gồm các thành phần: Publisher/Subscriber (Client), MQTT Broker (Server), Topic (hàng đợi thông điệp) và Session/Subscription.
  • Nền tảng Web và thời gian thực: Node.js (môi trường runtime đơn luồng hướng sự kiện), Socket.io (kết nối mở giao tiếp hai chiều thời gian thực giữa client và server), kết hợp hệ quản trị cơ sở dữ liệu MySQL quản lý qua XAMPP.
  • Dịch vụ tin nhắn viễn thông: Sử dụng API của nền tảng Nexmo để truyền phát tin nhắn SMS cảnh báo thời tiết trực tiếp đến điện thoại người dùng.

2. Phân tích so sánh công nghệ kết nối không dây

Để lựa chọn giải pháp truyền thông tối ưu cho môi trường ban công ngoài trời bị cản trở bởi vách tường bê tông, tác giả đã tiến hành so sánh 3 công nghệ không dây:

Yếu tố so sánh LoRa Bluetooth Wi-Fi
Độ phủ sóng 2 km – 20 km 10 m – 1,5 km 15 m – 100 m
Tốc độ truyền dữ liệu 10 kbps – 50 kbps 125 kbps – 2 Mbps 54 Mbps – 1,3 Gbps
Điện năng tiêu thụ Thấp Thấp Cao / Trung bình
Chi phí thiết bị 8$ – 15$ Dưới 5$ Trên 10$
Cấu trúc liên kết Star Star, Mesh P2P, Star, Mesh, Broadcast

Từ kết quả phân tích, mô hình lai kết hợp LoRa + Wi-Fi được lựa chọn: LoRa đảm nhiệm việc truyền nhận tầm xa xuyên tường từ giàn phơi (ngoài trời) vào bộ trung tâm (trong nhà), và Wi-Fi đảm nhiệm việc đẩy dữ liệu từ bộ trung tâm lên Web Server.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống được thiết kế hoàn chỉnh qua ba khối chức năng chính: Khung cơ khí, mạch điện tử nhúng và phần mềm điều khiển - giám sát.

1. Thiết kế cơ khí khung giàn phơi

Khung giàn phơi được thiết kế dạng zíc-zắc hình kéo (chữ X) lắp vuông góc với mặt tường, chuyển động theo phương ngang nhờ lực đẩy/kéo của động cơ tịnh tiến.

[ Thanh gá tường chữ L ] === (Khung zíc-zắc: Thanh 1, Thanh 2, Thanh 3) === [ Giá treo đồ ]
                     [ Động cơ Linear VT620-2412 (24VDC) ]
  • Thông số kỹ thuật cơ khí:
    • Diện tích khi thu vào: 50,6 cm² (tiết diện khung ép sát vách).
    • Diện tích khi kéo ra tối đa: 75 cm x 32 cm = 2400 cm² (tương đương 0,24 m² mặt bằng không gian mở rộng).
    • Thời gian thu vào: ~20 giây.
    • Thời gian kéo ra: ~18 giây.
    • Tốc độ di chuyển: Kéo ra ~1,361 cm/s; Thu vào ~1,1 cm/s.
  • Cấu tạo chi tiết các chi tiết cơ khí:
    • Thanh gá tường: Thiết kế hình chữ L với chiều dài 50 cm, đường kính lỗ bắt vít tường 1 cm, chiều dài rãnh trượt dẫn hướng 19,5 cm.
    • Bộ 3 thanh kết nối: Thanh 1 (dài 36 cm), Thanh 2 (dài 35 cm), Thanh 3 (dài 20 cm); tiết diện ngang 2 cm x 1 cm; khoảng cách từ tâm đường tròn đến thanh ngang của thanh 1 là 2,24 cm; bán kính đường tròn trong 1,74 cm; đường kính lỗ khớp nối 0,5 cm.

2. Thiết kế hệ thống phần cứng và cảm biến

Hệ thống phần cứng phân bổ thành hai khối thiết bị độc lập truyền thông qua LoRa:

[Khối ngoài trời: Sender Module]                    [Khối trong nhà: Receiver Module]
- TTGO LoRa32 (ESP32 + SX1276) (0xaa)                - TTGO LoRa32 (ESP32 + SX1276) (0xbb)
- Cảm biến BME280 (Nhiệt độ, Độ ẩm)                   - Kết nối Wi-Fi Router
- Cảm biến mưa (IC LM393)           ====(LoRa 915MHz)===>  - Bộ nút điều khiển tay
- Cầu H XY-160D L298 (Mosfet)                        - Đẩy dữ liệu MQTT qua Topic: esp/rawdata
                                                       [Web Server & CSDL MySQL]
                                                       (Node.js + Socket.io + Nexmo SMS)
  • Board mạch điều khiển trung tâm: TTGO LoRa32 915MHz SX1276 ESP32 OLED (Vi xử lý 32-bit LX6, Flash 4MB, SRAM 540KB, nguồn 2,6V – 3,2V, dòng tiêu thụ chế độ Sleep 600 µA, tích hợp màn hình OLED SSD1306 0,96 inch hiển thị thông số tại chỗ).
  • Cảm biến môi trường:
    • BME280: Đo nhiệt độ (-40°C đến +85°C, độ chính xác ±0,5°C), độ ẩm (0 – 100% RH, thời gian đáp ứng 1s, độ trễ 2%), áp suất khí quyển (300 – 1100 hPa, độ chính xác ±1 hPa). Giao tiếp với ESP32 qua giao thức SPI.
    • Cảm biến mưa: Sử dụng mạch so sánh IC LM393, điện áp 3,3V – 5VDC, cung cấp cả ngõ ra số (DO) để phát hiện hạt mưa và ngõ ra tương tự (AO) để đo cường độ mưa.
  • Khối chấp hành và điều khiển công suất:
    • Mạch cầu H XY-160D L298: Mạch công nghiệp sử dụng Mosfet công suất cao tích hợp Opto cách ly chống nhiễu, điện áp vào 6,5 – 27VDC, dòng tải tối đa 15A. Bảng logic điều khiển động cơ qua các chân tín hiệu IN1, IN2, ENA:
IN1 IN2 ENA Trạng thái động cơ
0 0 X Dừng động cơ (Stop)
1 1 X Trôi động cơ (Float)
1 0 PWM Chạy tiến + điều tốc (Kéo giàn phơi ra)
0 1 PWM Chạy lùi + điều tốc (Thu giàn phơi vào)
1 0 1 Chạy tiến với tốc độ tối đa
0 1 1 Chạy lùi với tốc độ tối đa
  • Động cơ Linear VT620-2412: Động cơ xy lanh điện DC 24V, dòng tối đa 3,5A, lực đẩy tối đa 4000 N, hành trình 130 mm, tốc độ dịch chuyển 8 mm/s.

3. Kiến trúc phần mềm và đóng gói dữ liệu

  • Thuật toán Sender Module (Địa chỉ 0xaa): Khởi tạo ngoại vi -> Kiểm tra kết nối -> Định kỳ đọc cảm biến BME280 và cảm biến mưa -> Đóng gói bản tin -> Gửi sang Receiver Module qua LoRa. Đồng thời lắng nghe bản tin điều khiển từ Receiver Module để kích hoạt cầu H điều khiển motor.
  • Thuật toán Receiver Module (Địa chỉ 0xbb): Lắng nghe gói tin LoRa từ Sender -> Tiếp nhận và giải mã -> Publish trực tiếp lên MQTT Broker qua topic esp/rawdata bằng mạng Wi-Fi (độ trễ xấp xỉ 0s) -> Nhận lệnh điều khiển từ Web/nút bấm tay để gửi ngược về Sender.
  • Cấu trúc gói tin truyền thông LoRa: Gói tin được đóng gói theo định dạng chuỗi ký tự tiêu chuẩn: $$\text{Gói tin} = \text{Địa chỉ nhận} + \text{Địa chỉ gửi} + \text{Chuỗi dữ liệu}$$ Trong đó, chuỗi dữ liệu có cấu trúc: $$\text{Chuỗi dữ liệu} = \text{ID}/\text{Nhiệt độ}\ &\ \text{Độ ẩm}#\text{Mưa}\string^\text{Motor}$$ Ví dụ gói tin thực tế: 160/28.99&81.53#1^0 (Gói tin số hiệu 160; Nhiệt độ 28,99°C; Độ ẩm 81,53%; Trạng thái mưa: 1 - có mưa; Trạng thái motor: 0 - dừng).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Mở đầu

Giới thiệu tổng quan về bối cảnh đô thị hóa và đặc điểm thời tiết tại Thành phố Hồ Chí Minh; trình bày tính cấp thiết của đề tài trong việc giải quyết bài toán phơi quần áo tại các căn hộ diện tích nhỏ. Xác định rõ ràng 3 mục tiêu nghiên cứu, phân chia 4 nội dung thuộc phạm vi nghiên cứu và thiết lập cấu trúc 6 chương của khóa luận.

Chương 2. Cơ sở lý thuyết

Tổng hợp và đánh giá ưu nhược điểm của các thiết bị giàn phơi thương mại trên thị trường (Saphasa, GLT-8013FS) và thiết bị đo tham chiếu HTC-2 (-10°C đến 50°C, 20% đến 99% RH). Trình bày cơ sở lý thuyết về mạng không dây công suất thấp LoRa (điều chế Chirp Spread Spectrum), vi điều khiển TTGO LoRa32 SX1276 ESP32, cảm biến BME280, cảm biến mưa LM393, mạch cầu H XY-160D Mosfet, động cơ tịnh tiến Linear VT620-2412, kiến trúc hàng đợi MQTT Broker, giao tiếp Socket.io thời gian thực và hệ quản trị máy chủ XAMPP/MySQL.

Chương 3. Phân tích và thiết kế khung cho giàn phơi

Trình bày thiết kế cơ khí hoàn chỉnh của giàn phơi xếp hình kéo gắn tường. Chi tiết hóa kích thước bản vẽ 2D/3D của thanh gá tường chữ L (dài 50 cm, rãnh trượt 19,5 cm) và 3 thanh liên kết zíc-zắc (chiều dài lần lượt 36 cm, 35 cm, 20 cm, tiết diện 2 x 1 cm). Xác lập các thông số động học của khung: diện tích khi thu vào 50,6 cm², diện tích khi vươn ra 2400 cm², thời gian thu vào ~20s, thời gian kéo ra ~18s với tốc độ tương ứng ~1,1 cm/s và ~1,361 cm/s.

Chương 4. Thiết kế hệ thống tự động cho giàn phơi đồ

Phân tích cải tiến từ mô hình ESP32 thuần Wi-Fi (DHT11) sang mô hình phân tán LoRa + Wi-Fi nhằm loại bỏ hiện tượng suy giảm tín hiệu xuyên tường. Xây dựng lưu đồ giải thuật cho toàn hệ thống, thuật toán 5 bước của Sender module và Receiver module. Thiết lập định dạng đóng gói bản tin LoRa, cấu hình cơ chế tự động tái kết nối Wi-Fi khi mất mạng, cấu hình MQTT Broker đẩy dữ liệu vào cơ sở dữ liệu MySQL và tích hợp dịch vụ Nexmo SMS để gửi tin nhắn cảnh báo ("Cảnh báo trời sắp mưa", "Cảnh báo trời mưa").

Chương 5. Thực nghiệm và kết quả

Trình bày kết quả đo đạc thực nghiệm lấy mẫu dữ liệu thời tiết ở các mốc chu kỳ: 5 phút, 10 phút, 15 phút, 20 phút và 25 phút. Lập bảng thống kê sai số đo lường giữa cảm biến BME280 và thiết bị đo chuẩn HTC-2. Kiểm thử kịch bản vận hành cơ khí, kịch bản xử lý lỗi khi mất kết nối mạng, kiểm thử độ ổn định của mạch điều khiển động cơ và hoàn thiện giao diện Web giám sát (trang đăng nhập, đăng ký, dashboard hiển thị biểu đồ nhiệt độ - độ ẩm thời gian thực và cụm nút bấm điều khiển giàn phơi).

Chương 6. Kết luận và hướng phát triển

Đánh giá mức độ hoàn thành so với mục tiêu đề ra, tổng kết các hạn chế kỹ thuật còn tồn đọng trong quá trình thử nghiệm thực tế và vạch ra các hướng nghiên cứu nâng cấp hệ thống trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

1. Kết quả thực nghiệm chính

  • Khả năng vận hành cơ khí: Bộ khung cơ khí chuyển động êm ái, đóng mở chính xác theo tín hiệu điều khiển từ động cơ Linear VT620-2412 (hành trình 130 mm). Thời gian vươn ra đạt ~18 giây (tốc độ ~1,361 cm/s) và thu vào đạt ~20 giây.
  • Độ chính xác đo lường: Thử nghiệm lấy mẫu dữ liệu môi trường ở các mốc thời gian (5, 10, 15, 20, 25 phút). Kết quả so sánh giữa cảm biến BME280 và thiết bị đo chuẩn thương mại HTC-2 cho thấy sai số đo nhiệt độ và độ ẩm luôn nằm trong khoảng cho phép của nhà sản xuất (sai số nhiệt độ $\le \pm 0,5^\circ\text{C}$, sai số độ ẩm $\le \pm 2%$).
Thông số đo kiểm Cảm biến BME280 Thiết bị chuẩn HTC-2 Đánh giá sai số
Dải đo nhiệt độ -40°C ~ +85°C -10°C ~ +50°C Độ lệch thực nghiệm < 0,5°C
Dải đo độ ẩm 0% ~ 100% RH 20% ~ 99% RH Độ lệch thực nghiệm < 2% RH
Thời gian lấy mẫu thử nghiệm 5, 10, 15, 20, 25 phút Hiển thị tức thời LCD Đồng bộ dữ liệu ổn định
  • Hiệu năng truyền thông: Việc sử dụng module LoRa TTGO SX1276 kết nối điểm - điểm (P2P giữa Sender 0xaa và Receiver 0xbb) giúp hệ thống truyền nhận dữ liệu ổn định xuyên qua các lớp tường bê tông của căn hộ; thời gian truyền nhận giữa hai module đạt mức xấp xỉ ~0 giây mà không xảy ra hiện tượng thất thoát gói tin.
  • Hệ thống phần mềm giám sát: Triển khai thành công máy chủ Node.js kết hợp cơ sở dữ liệu MySQL; giao diện web hiển thị trực quan thông số thời tiết, trạng thái mưa và trạng thái motor. Dịch vụ SMS qua Nexmo tự động kích hoạt gửi thông báo về điện thoại khi phát hiện thay đổi thời tiết nguy cơ.

2. Đóng góp kỹ thuật của đề tài

  1. Tối ưu hóa không gian cho nhà ở đô thị: Đề xuất và hiện thực hóa kết cấu khung xếp chữ X gắn tường chuyển động ngang, giúp giảm diện tích chiếm dụng khi thu gọn xuống chỉ còn 50,6 cm², khắc phục triệt để nhược điểm cồng kềnh của các giàn phơi thông minh dạng sàn hoặc dạng dàn trần lớn.
  2. Kiến trúc truyền thông mạng lai LoRa – Wi-Fi: Giải quyết bài toán gián đoạn sóng Wi-Fi tại khu vực ban công/ngoài trời của các tòa nhà chung cư cao tầng mà không cần lắp đặt thêm thiết bị kích sóng Wi-Fi đắt đỏ.
  3. Mô hình giám sát đa phương thức: Kết hợp linh hoạt giữa cơ chế tự động hóa theo cảm biến thời tiết, cơ chế điều khiển thủ công tại chỗ bằng nút bấm vật lý và cơ chế giám sát/điều khiển từ xa qua giao diện web có hỗ trợ cảnh báo qua tin nhắn SMS.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

1. Hạn chế

  • Tải trọng cơ khí: Do thiết kế ưu tiên tối đa tính nhỏ gọn để vừa vặn với không gian hẹp, số lượng thanh treo và khối lượng quần áo phơi đồng thời còn hạn chế.
  • Tính linh hoạt của cơ cấu chấp hành: Hệ thống khung cơ khí phụ thuộc hoàn toàn vào cơ cấu đẩy của động cơ tịnh tiến Linear, chưa tương thích với các loại động cơ truyền động khác.
  • Kiến trúc phần cứng trung gian: Việc sử dụng cấu hình 2 vi điều khiển (1 Sender ngoài giàn phơi, 1 Receiver đặt trong nhà cạnh router) làm tăng số lượng linh kiện phần cứng tổng thể.

2. Hướng nghiên cứu tiếp

  • Cải tiến cơ cấu cơ khí bằng các vật liệu chịu lực cao hơn để tăng tải trọng phơi mà vẫn đảm bảo kích thước nhỏ gọn.
  • Tận dụng triệt để dữ liệu áp suất khí quyển từ cảm biến BME280 kết hợp thuật toán phân tích xu hướng để dự báo mưa sớm trước khi hạt mưa rơi xuống cảm biến.
  • Bổ sung cảm biến vật cản (cảm biến tiệm cận) nhằm tự động dừng động cơ khi phát hiện chướng ngại vật trong quá trình thu/kéo giàn phơi để tăng tính an toàn.
  • Xây dựng ứng dụng di động chuyên biệt (Mobile App) trên nền tảng Android/iOS thay thế giao diện web để tối ưu hóa trải nghiệm người dùng.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng học thuật: Tài liệu là nguồn tham khảo trực quan, hữu ích cho sinh viên các ngành Kỹ thuật Máy tính, Hệ thống Nhúng, Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông, Công nghệ Thông tin và Cơ điện tử đang thực hiện đồ án môn học hoặc khóa luận tốt nghiệp về ứng dụng IoT trong nhà thông minh (Smart Home).
  • Phần nội dung giá trị nhất:
    • Chương 3: Cung cấp kích thước và bản vẽ chi tiết của cơ cấu khung xếp chữ X gắn tường, hữu ích cho các đề tài cần thiết kế cơ khí thu gọn.
    • Chương 4: Bản hướng dẫn chi tiết về cấu trúc bản tin LoRa, quy trình đóng gói dữ liệu và giải pháp kết nối mạng lai LoRa – Wi-Fi – MQTT – Web Server để xử lý bài toán truyền thông xuyên tường cự ly xa.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao hệ thống cần phải sử dụng kết hợp cả 2 công nghệ LoRa và Wi-Fi thay vì chỉ dùng một mạng Wi-Fi duy nhất?
Trả lời: Trong điều kiện thực tế, giàn phơi được lắp đặt ngoài trời hoặc ban công, nơi sóng Wi-Fi từ router trong nhà thường bị suy hao mạnh do tường bê tông ngăn cách. Việc chỉ dùng Wi-Fi sẽ gây mất gói tin và gián đoạn điều khiển. Kết hợp LoRa giúp Sender module ngoài ban công truyền tín hiệu xuyên tường mạnh mẽ về Receiver module đặt cạnh router trong nhà, sau đó Receiver mới đẩy dữ liệu lên Server qua Wi-Fi ổn định.

2. Gói tin truyền giữa hai module LoRa được cấu trúc như thế nào và mang những dữ liệu gì?
Trả lời: Gói tin LoRa có cấu trúc gồm: Địa chỉ nhận + Địa chỉ gửi + Chuỗi dữ liệu. Trong đó chuỗi dữ liệu được mã hóa theo cú pháp: ID/Nhiệt độ&Độ ẩm#Mưa^Motor. Ví dụ gói tin 160/28.99&81.53#1^0 thể hiện số thứ tự gói 160, nhiệt độ 28,99°C, độ ẩm 81,53%, trạng thái có mưa (1) và động cơ đang dừng (0).

3. Động cơ Linear VT620-2412 có thông số kỹ thuật ra sao và được điều khiển bằng mạch nào?
Trả lời: Động cơ Linear VT620-2412 hoạt động ở điện áp 24VDC, dòng tối đa 3,5A, cung cấp lực đẩy lên tới 4000 N với tốc độ tịnh tiến 8 mm/s và chiều dài hành trình tối đa 130 mm. Động cơ được dẫn động và đảo chiều thông qua mạch cầu H Mosfet công nghiệp XY-160D L298 chịu dòng tối đa 15A.

4. Cơ chế ưu tiên giữa chế độ điều khiển tự động và chế độ điều khiển bằng tay được xử lý như thế nào?
Trả lời: Khi người dùng chủ động điều khiển giàn phơi đưa ra ngoài (qua web hoặc nút bấm), hệ thống sẽ tự động kích hoạt lại chế độ cảm biến tự động. Ngược lại, khi người dùng phát lệnh thu giàn phơi vào bên trong, hệ thống sẽ tạm thời khóa chức năng tự động để đảm bảo giàn phơi không tự ý mở ra lại nếu chưa có lệnh mới từ người dùng.

5. Hệ thống gửi tin nhắn cảnh báo thời tiết đến người dùng bằng dịch vụ nào và gồm các nội dung gì?
Trả lời: Hệ thống tích hợp dịch vụ API của Nexmo để phát tin nhắn SMS đến số điện thoại người dùng. Hai dạng thông báo cảnh báo chính được lập trình là: "Cảnh báo trời sắp mưa" (khi các chỉ số môi trường thay đổi đột ngột) và "Cảnh báo trời mưa" (khi cảm biến mưa phát hiện giọt nước rơi).

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Hồng Lạc đã thiết kế và chế tạo thành công mô hình hệ thống giàn phơi đồ tự động gắn tường tối ưu cho không gian sống vừa và nhỏ tại đô thị. Đề tài giải quyết hiệu quả bài toán truyền thông xuyên tường ngoài ban công nhờ kiến trúc lai LoRa – Wi-Fi kết hợp giao thức MQTT và Web Socket thời gian thực. Hệ thống cảm biến BME280 và cảm biến mưa hoạt động tin cậy, điều khiển chính xác cơ cấu chấp hành động cơ Linear và hỗ trợ giám sát đa nền tảng qua giao diện web cùng tin nhắn SMS. Công trình thể hiện năng lực tích hợp hệ thống hoàn chỉnh từ thiết kế cơ khí, phần cứng mạch nhúng cho đến phát triển phần mềm máy chủ.