Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế và thi công mô hình ứng dụng IoT vào điều khiển và giám sát thiết bị điện trong nhà

• Tác giả: Nguyễn Huỳnh Tâm
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Thái
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật điện tử truyền thông
• Đề tài: Thiết kế và thi công mô hình ứng dụng IoT vào việc điều khiển giám sát các thiết bị điện trong nhà
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: 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 THỰC HIỆN
• 1.4. GIỚI HẠN
• 1.5. BỐ CỤC
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÔ HÌNH
• 2.1.1. Điều khiển trực tiếp từ mô hình
• 2.1.2. Điều khiển thông qua web
• 2.2. GIỚI THIỆU VỀ PHẦN CỨNG
• 2.2.1. Mạch cảm ứng điện dung
• 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 IoT

Phần này tập trung vào thiết kế IoT cho hệ thống điều khiển và giám sát thiết bị điện trong nhà. Mô hình sử dụng chip ESP8266 để kết nối Internet thông qua Wi-Fi, cho phép điều khiển từ xa. Thiết kế bao gồm việc tích hợp các cảm biến IoT và mạch xử lý trung tâm để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định. Các yếu tố như mạch nguồn, mạch công suất và mạch cảm ứng điện dung được tính toán kỹ lưỡng để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật.

1.1. Nguyên lý hoạt động

Hệ thống hoạt động dựa trên việc kết nối các thiết bị điện thông qua hệ thống IoT trong nhà. Khi người dùng tương tác với phím cảm ứng, tín hiệu được gửi đến bộ xử lý trung tâm, sau đó truyền đến mạch công suất để đóng/mở thiết bị. Dữ liệu trạng thái được cập nhật lên web server thông qua Internet.

1.2. Thiết kế mạch

Mạch được thiết kế với các thành phần chính như cảm biến IoT, mạch nguồn, và mạch công suất. Mạch nguồn chuyển đổi điện áp 220VAC thành 12VDC và 3.3VDC để cấp nguồn cho các board mạch. Mạch cảm ứng điện dung sử dụng IC AT42QT2120 để nhận diện tương tác của người dùng.

II. Thi công mô hình IoT

Phần này mô tả quá trình thi công mô hình IoT từ thiết kế đến lắp ráp. Các board mạch được thiết kế và sản xuất theo nguyên lý hoạt động đã đề ra. Quá trình lắp ráp bao gồm việc kết nối các mạch nguồn, mạch công suất và mạch xử lý trung tâm. Hệ thống được kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo tính ổn định và hiệu quả.

2.1. Lắp ráp mạch

Các board mạch được lắp ráp theo thiết kế, bao gồm mạch nguồn, mạch công suất và mạch xử lý trung tâm. Mạch cảm ứng điện dung được tích hợp để nhận diện tương tác của người dùng. Quá trình lắp ráp được thực hiện cẩn thận để tránh sai sót.

2.2. Kiểm tra hệ thống

Sau khi lắp ráp, hệ thống được kiểm tra để đảm bảo hoạt động ổn định. Các thông số như điện áp, dòng điện và tín hiệu được đo lường và điều chỉnh nếu cần. Hệ thống được thử nghiệm với các thiết bị điện để đảm bảo tính tương thích.

III. Điều khiển thiết bị điện

Phần này tập trung vào việc điều khiển thiết bị điện thông qua hệ thống IoT. Hệ thống cho phép người dùng điều khiển các thiết bị như đèn, quạt từ xa thông qua web server. Dữ liệu trạng thái của thiết bị được cập nhật liên tục, giúp người dùng theo dõi và quản lý dễ dàng.

3.1. Điều khiển từ xa

Người dùng có thể điều khiển thiết bị thông qua web server từ bất kỳ đâu có kết nối Internet. Hệ thống sử dụng giao thức HTTP để truyền tải dữ liệu giữa thiết bị và server, đảm bảo tốc độ phản hồi nhanh chóng.

3.2. Giám sát trạng thái

Hệ thống cung cấp chức năng giám sát thiết bị điện, cho phép người dùng theo dõi trạng thái đóng/mở của thiết bị. Dữ liệu được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu và hiển thị trên giao diện web, giúp người dùng quản lý hiệu quả.

IV. Ứng dụng IoT trong đời sống

Phần này phân tích ứng dụng IoT trong đời sống, đặc biệt là trong việc quản lý thiết bị điện trong nhà. Hệ thống mang lại sự tiện lợi và tiết kiệm năng lượng, đồng thời mở ra hướng phát triển cho các giải pháp IoT cho gia đình trong tương lai.

4.1. Tiện ích và hiệu quả

Hệ thống giúp người dùng điều khiển và giám sát thiết bị điện từ xa, giảm thiểu việc lãng phí năng lượng. Tự động hóa nhà thông minh trở nên dễ dàng hơn với sự hỗ trợ của công nghệ IoT.

4.2. Hướng phát triển

Hệ thống có thể được mở rộng để tích hợp thêm các thiết bị và chức năng khác, như điều khiển nhiệt độ, an ninh, và chiếu sáng. Công nghệ IoT tiếp tục phát triển, mang lại nhiều tiện ích hơn cho người dùng.