Mô hình nhà thông minh sử dụng Raspberry Pi

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA: CƠNG NGHỆ THƠNG TIN

NGUYỄN TẤN ĐẠT
TRẦN VĂN LẬP

MƠ HÌNH NHÀ THƠNG MINH SỬ DỤNG
RASPBERRY PI
Ngành: Cơng Nghệ Thơng Tin

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Phạm Thái Khanh

Thành phố Hồ Chí Minh – Tháng 1 năm 2021


INDUSTRIAL UNIVERSITY OF HO CHI MINH CITY
FACULTY OF INFORMATION TECHNOLOGY

NGUYEN TAN DAT
TRAN VAN LAP

SMART HOME MODEL USING
RASPBERRY PI
Major: Information Technology

Instructor: Master. Pham Thai Khanh

Ho Chi Minh city –January 2021

Project name: SMART HOME MODEL USING RASPBERRY PI
1. Reason for writing
Smartphones are becoming more and more popular these days, as well as more
robust support for cloud services. That makes controlling devices via smartphones easier
and more convenient. For that reason, our group decided to choose the topic "Model of
smart home using Raspberry Pi"
There are many problems that need to be solved when implementing topics including:
-

Make an idea of the desired features in the house

-

Find out the principle and operation method of the electronic devices used
in the model

-

Researching and perform data upload to cloud services

-

Research and perform control devices via smart phone

-

Researching and implementing data synchronization between cloud service
and smart phone

2. Methods

All the devices are connected to the Raspberry Pi, which acts as the control server.
Device status information is sent directly by the Raspberry Pi to Google's Firebase cloud
service. An application showing the state of the house synchronized with realtime data
from the cloud service Firebase. Another control app sends control commands to the
Raspberry Pi to control the device.
3. Result
We have understood and built a Smart Home model that connects to the
application on a smartphone, processing information in real time.
4. Conclusion
"Smart home" is a topic that requires a lot of research because in a house, there
are many control methods to make our house smarter. But, a smart home can be single
simple or complex depending on the features that the owner wants.


Tên đề tài: MƠ HÌNH NHÀ THƠNG MINH SỬ DỤNG RASPBERRY PI
1. Lý do chọn đề tài
Ngày nay điện thoại thông minh đang ngày càng trở nên phổ biến, cũng như các
dịch vụ cloud hỗ trợ ngày càng mạnh mẽ hơn. Điều đó khiến cho việc điều khiển các
thiết bị qua điện thoại thông minh trở nên dễ dàng và tiện lợi hơn. Vì những lý do đó,
nhóm chúng em quyết định chọn đề tài “Mơ hình nhà thơng minh sử dụng Raspberry Pi”
Có rất nhiều vấn đề cần giải quyết khi thực hiện đề tài bao gồm như việc:
-

Lên ý tưởng các tính năng mong muốn có trong ngơi nhà

-

Tìm hiểu nguyên lý và cách thức vận hành của các thiết bị điện tử sử dụng
trong mơ hình

-

Nghiên cứu và thực hiện việc đưa dữ liệu lên các dịch vụ cloud

-

Nghiên cứu và thực hiện việc điều khiển các thiết bị qua smart phone

-

Nghiên cứu và thực hiện việc đồng bộ dữ liệu giữa dịch vụ cloud và smartphone
2. Phương pháp thực hiện
Tất cả các thiết bị được kết nối về Raspberry Pi, nơi đóng vai trị là server điều

khiển. Các thông tin trạng thái của thiết bị được Raspberry Pi gửi trực tiếp lên dịch vụ
cloud Firebase của Google. Một ứng dụng hiển thị trạng thái của ngôi nhà được đồng bộ
dữ liệu realtime với dịch vụ cloud Firebase. Một ứng dụng điều khiển khác sẽ gửi lệnh
điều khiển đến Raspberry Pi để điều khiển thiết bị.
3. Kết quả
Chúng em đã hiểu và xây dựng được một mô hình Smarthome kết nối với ứng
dụng trên điện thoại thơng minh, xử lý thông tin theo thời gian thực
4. Kết luận
"Nhà thơng minh” là một đề tài địi hỏi nhiều thời gian nghiên cứu bởi trong một
ngơi nhà thì có rất nhiều phương pháp điều khiển để ngôi nhà chúng ta ngày càng thông
minh hơn. Nhưng, một ngôi nhà thông minh có thể đơn giản hoặc pức tạp tùy theo tính
năng mà chủ nhà mong muốn.


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện đề tài, những người thực hiện được sự giúp đỡ của gia

đình, quý thầy cô và bạn bè nên đề tài đã được hoàn thành. Những người thực hiện xin
chân thành gửi lời cảm ơn đến:
Thầy Phạm Thái Khanh, giảng viên trường Đại Học Cơng Nghiệp thành phố Hồ
Chí Minh đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để nhóm có thể hồn
thành tốt đề tài.
Những người thực hiện đề tài cũng xin chân thành cám ơn đến các thầy cô trong
khoa Công nghệ thông tin của trường Đại Học Cơng Nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
đã tận tình dạy dỗ, chỉ bảo, cung cấp cho những người thực hiện những kiến thức nền,
chuyên môn làm cơ sở để hồn thành đề tài này.
Cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên và luôn luôn bên cạnh trong những lúc khó
khăn nhất.
Xin gửi lời cảm ơn đến những người bạn sinh viên khoa Công nghệ thông tin đã
giúp đỡ những người thực hiện đề tài để có thể hoàn thành tốt đề tài này.
Xin chân thành cảm ơn!

Người thực hiện đề tài:
Nguyễn Tấn Đạt

Trần Văn Lập


NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………


NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ NHÀ THÔNG MINH ........................................ 1

1.1

Định nghĩa nhà thông minh .............................................................................. 1

1.2

Các thành phần cơ bản của hệ thống nhà thơng minh ..................................... 2

1.3

Những lợi ích của nhà thông minh ................................................................... 2

1.4

Những xu hướng phát triển của nhà thông minh ở Việt Nam.......................... 2

1.5

Kết luận chương ............................................................................................... 3

CHƯƠNG 2

THIẾT KẾ HỆ THỐNG, MƠ HÌNH ............................................... 4

2.1

Tính toán và thiết kế hệ thống .......................................................................... 4

2.2

Các thiết bị cần thiết để xây dựng mơ hình ...................................................... 8

2.2.1 Giới thiệu về Raspberry Pi .............................................................................. 8
2.2.2 Cảm biến khí gas MQ2 ................................................................................. 10
2.2.3 Cảm biến chuyển động .................................................................................. 12
2.2.4 Những thiết bị đi kèm khác ........................................................................... 13

2.3

Các ứng dụng và dịch vụ cần thiết trong mơ hình ......................................... 14

2.3.1 Sơ lược về Firebase ....................................................................................... 15
2.3.2 Sơ lược về ứng dụng “ MIT App Inventor 2” ............................................... 17
CHƯƠNG 3

TRIỂN KHAI HỆ THỐNG ............................................................. 19

3.1

Cài đặt hệ điều hành cho Raspberry Pi .......................................................... 19

3.2

Cài đặt dịch vụ Firebase ................................................................................. 22

3.3

Lập trình để Raspberry Pi điều khiển các thiết bị, gửi dữ liệu lên Firebase .. 30

3.3.1 Điều khiển bật tắt đèn, quạt cho phòng khách và phòng ngủ ....................... 30
3.3.2 Cảm biến nhận biết khí gas và cảnh báo cho nhà bếp .................................. 33


3.3.3 Thu thập dữ liệu nhiệt độ và độ ẩm trong nhà .............................................. 35
3.3.4 Cảm biến chuyển động cho nhà vệ sinh ........................................................ 36
3.4

Thiết kế ứng dụng trên điện thoại thông minh ............................................... 37

3.4.1 Ứng dụng điều khiển đèn, quạt ..................................................................... 37
3.4.2 Ứng dụng panel hiển thị trung tâm ............................................................... 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 47
NHẬT KÝ LÀM VIỆC ................................................................................................ 48
KẾT LUẬN

............................................................................................................ 49


MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống ..................................................................................................... 4
Hình 2.2 Bo mạch phát triển lên thành một máy tính mini ........................................................ 9
Hình 2.3 Các kết nối trên Raspberry Pi 4 ................................................................................. 10
Hình 2.4 Cảm biến khí gas MQ2 .............................................................................................. 11
Hình 2.5 Cảm biến chuyển động .............................................................................................. 12
Hình 2.6 Những thiết bị đi kèm khác........................................................................................ 13
Hình 2.7 Dịch vụ Firebase ........................................................................................................ 15
Hình 2.8 Ứng dụng MIT App Inventor 2.................................................................................. 18
Hình 3.1 Trang web tải hệ điều hành Raspbian ........................................................................ 19
Hình 3.2 Chọn đến đường dẫn chứa hệ điều hành Raspbian .................................................... 20
Hình 3.3 Flash thẻ micro SD để cài hệ điều hành..................................................................... 20
Hình 3.4 Quá trình flash micro SD hồn thành ........................................................................ 21
Hình 3.5 Giao diện của hệ điều hành Raspbian sau khi cài đặt ................................................ 21
Hình 3.6 Lệnh cài đặt dịch vụ Firebase trên Raspbian ............................................................. 22
Hình 3.7 Tạo project Firebase................................................................................................... 22
Hình 3.8 Đặt tên cho project Firebase ...................................................................................... 23
Hình 3.9 Tính năng phân tích dữ liệu của cho project Firebase ............................................... 24
Hình 3.10 Chọn tài khoản phân tích dữ liệu ............................................................................. 24

Hình 3.11 Hồn thành q trình tạo project.............................................................................. 25
Hình 3.12 Giao diện project vừa được tạo ................................................................................ 26
Hình 3.13 Tạo Realtime Database ............................................................................................ 26
Hình 3.14 Tạo data cho project ................................................................................................. 27
Hình 3.15 Cấp quyền chỉnh sửa dữ liệu cho Raspberry Pi ....................................................... 27
Hình 3.16 Tạo kết nối web........................................................................................................ 28
Hình 3.17 Firebase SDK snippet .............................................................................................. 29
Hình 3.18 Database secrets code .............................................................................................. 29
Hình 3.19 Khởi tạo project App Inventor 2 .............................................................................. 38
Hình 3.20 Designer screen 1 ..................................................................................................... 39
Hình 3.21 Blocks screen 1 ........................................................................................................ 39
Hình 3.22 Designer screen 2 ..................................................................................................... 40
Hình 3.23 Blocks screen 2 ........................................................................................................ 41
Hình 3.24 Designer panel trung tâm ......................................................................................... 42
Hình 3.25 Nhập Firebase Token và FirebaseURL .................................................................... 43
Hình 3.26 Blocks của panel trung tâm ...................................................................................... 44
Hình 3.27 Hình ảnh thực tế của ứng dụng trên panel trung tâm ............................................... 45
Hình 3.28 Hình ảnh thực tế của ứng dụng điều khiển .............................................................. 45


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1:Bảng kê chi phí cơng nghệ và các thiết bị sử dụng trong mơ hình ............................. 6


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
TỪ VIẾT TẮT
IOT

TIẾNG ANH
Internet Of Things

TIẾNG VIỆT
Mạng lưới vạn vật kết
nối internet

API

Application Programming

Phương thức trung

Interface

gian kết nối các ứng
dụng và thư viện khác
nhau

RAM

Random Access Memory

Bộ nhớ lưu trữ tạm
thời

HDMI

GPIO

High-Definition Multimedia

Giao diện đa phương

Interface

tiện độ phân giải cao

General-purpose

Cửa ngõ giao tiếp

input/output

vào/ra của vi điều
khiển

SD Card

Secure Digital Card

Thẻ nhớ

MIT

Massachusetts Institute of

Viện Công nghệ

Technology

Massachusetts

Operating system

Hệ điều hành

OS


Mơ Hình Nhà Thơng Minh
Sử Dụng Raspberry Pi

CHƯƠNG 1
1.1

GVHD: Th.S Phạm Thái Khanh

TỔNG QUAN VỀ NHÀ THÔNG MINH

Định nghĩa nhà thông minh
Nhà thông minh (tiếng anh là "Smart Home") hoặc hệ thống nhà thông minh là

một ngôi nhà/ căn hộ được trang bị các hệ thống tự động thông minh cùng với các bố trí
hợp lý, các hệ thống này có khả năng tự điều phối các hoạt động trong ngơi nhà theo thói
quen sinh hoạt và nhu cầu cá nhân của gia chủ. Chúng ta cũng có thể hiểu ngôi nhà thông
minh là một hệ thống chỉnh thể mà trong đó, tất cả các thiết bị điện tử gia dụng đều được
liên kết với thiết bị điều khiển trung tâm và có thể phối hợp với nhau để cùng thực hiện
một chức năng. Các thiết bị này có thể đưa ra cách xử lý tình huống được lập trình trước,
hoặc là được điều khiển và giám sát từ xa nhằm mục đính là cho cuộc sống ngày càng
tiện nghi, an tồn và góp phần sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên. Các thành phần của
hệ thống nhà thông minh bao gồm các cảm biến (như cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, cảm

biến ánh sáng, …), các bộ điều khiển hoặc máy chủ và các thiết bị chấp hành khác. Nhờ
hệ thống cảm biến, các bộ điều khiển và máy chủ có thể theo dõi các trạng thái bên trong
ngồi nhà để đưa ra các quyết định điều khiển các thiết bị chấp hành một cách phù hợp
nhằm đảm bảo mơi trường sống tốt nhất cho con người. Ngồi ra, cùng với sự phát triển
của các thiết bị điện tử cá nhân như máy tính bảng và điện thoại thông minh cùng hạ
tầng thông tin ngày càng tiên tiến như internet hoặc các mạng thông tin di động 3G, 4G,
5G ngày nay các hệ thống nhà thơng minh cịn cung cấp khả năng tương tác với người
sử dụng thông qua các giao diện cảm ứng trên điện thoại thông minh cho phép con người
có thể giám sát và điều khiển ngôi nhà từ bất cứ đâu. Tùy theo theo nhu cầu, người sử
dụng có thể cấu hình hệ thống theo kịch bản bất kì như lập trình hẹn giờ tắt đèn khi ngủ,
hoặc quên tắt tivi, kéo rèm cửa sổ,… khi tới nơi làm việc, họ có điều khiển qua điện
thoại thông minh - smartphone để điều khiển từ xa.

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Tấn Đạt
Trần Văn Lập

Trang 1


Mơ Hình Nhà Thơng Minh
Sử Dụng Raspberry Pi

1.2

GVHD: Th.S Phạm Thái Khanh

Các thành phần cơ bản của hệ thống nhà thông minh
Các thành phần cơ bản của hệ thống nhà thông minh bao gồm hệ thống cảm biến

nhiệt độ, cảm biến ánh sáng, cảm biến mưa, … các bộ điều khiển hoặc máy chủ và các
thiết bị chấp hành khác. Nhờ hệ thống cảm biến, các bộ điều khiển và máy chủ có thể
theo dõi các trạng thái bên trong ngôi nhà để đưa ra các quyết định điều khiển các thiết
bị chấp hành một cách phù hợp nhằm đảm bảo mơi trường sống tốt nhất.

1.3

Những lợi ích của nhà thơng minh
- Tăng thêm sự an tồn qua việc điều khiển chiếu sáng và thiết bị điện: Giúp kiểm
soát các thiết bị điện và việc bật tắt đèn bằng chiếc điện thoại thông minh.
- Gia tăng quan sát thông qua camera an ninh: Chúng ta khơng thể có mặt ở mọi
nơi cùng lúc. Điều này thường khiến ta bỏ lỡ việc đang diễn ra ngay trong nhà
hay sân vườn nhà mình.
- Cảnh báo nguy hiểm khi có rị rỉ khí gas: Hệ thống sẽ cảnh báo khi có phát hiện
khí gas bị rò rỉ và sẽ bật quạt hút để làm tản khí gas trong nhà. Đồng thời sẽ cảnh
báo gia chủ bằng cách hú còi báo động và cảnh báo bằng đèn.
- Tiết kiệm thời gian: Giúp gia chủ tiết kiệm thời gian
- Tiết kiệm tiền điện và gia tăng tính tiện nghi: Hệ thống đèn tự động bật tắt sẽ
giúp gia chủ tiết kiệm điện năng, từ đó tiết kiệm được một khoản tiền cho gia
đình.

1.4

Những xu hướng phát triển của nhà thông minh ở Việt Nam
Vài năm trở lại đây, khi thế giới đang dần tiến vào kỷ nguyên Internet of Thing

(Kết nối vạn vật qua internet), nhà thông minh trở thành một xu hướng công nghệ tất yếu
Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Tấn Đạt
Trần Văn Lập

Trang 2


Mơ Hình Nhà Thơng Minh
Sử Dụng Raspberry Pi

GVHD: Th.S Phạm Thái Khanh

và cũng sẽ là tiêu chuẩn của nhà ở hiện đại. Việt Nam cũng khơng nằm ngồi xu hướng
này. Nhà thơng minh là một khái niệm khơng cịn xa lạ với nhiều người. Thị trường nhà
thông minh Việt Nam phát triển mạnh và chủ yếu ở các thành phố lớn như: Thành phố
Hồ Chí Minh, Hà Nội, Đà Nẵng, …

1.5

Kết luận chương
Chương 1 đã trình bày một cách tổng quan về Iot và nhà thông minh là một trong

những ứng dụng đang rất được quan tâm hiện nay dựa trên nền tảng IoT. Qua đó có thể
thấy rằng việc thiết kế một hệ thống nhà thông minh được xem là một trong những nhu
cầu thiết yếu cho cuộc sống trong cuộc cách mạng 4.0.

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Tấn Đạt
Trần Văn Lập

Trang 3


Mơ Hình Nhà Thơng Minh
Sử Dụng Raspberry Pi

CHƯƠNG 2
2.1

GVHD: Th.S Phạm Thái Khanh

THIẾT KẾ HỆ THỐNG, MƠ HÌNH

Tính tốn và thiết kế hệ thống

Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Tấn Đạt
Trần Văn Lập

Trang 4


Mơ Hình Nhà Thơng Minh
Sử Dụng Raspberry Pi

GVHD: Th.S Phạm Thái Khanh

 Khối xử lý trung tâm: Điều khiển mọi sự hoạt động của hệ thống theo chương
trình đã nạp sẵn. Nhận tín hiệu từ khối thu, xử lý rồi gửi tín hiệu điều khiển đến
khối phát. Dữ liệu được lấy từ khối đọc dữ liệu cùng với khối thu đưa đến khối
giám sát và điều khiển
 Khối nguồn: Cung cấp nguồn để các thiết bị hoạt động trong hệ thống.
 Khối phát: Dùng để truyền tín hiệu từ khối xử lý trung tâm đến các thiết bị ngoại
vi.
 Khối thu: Thu thập tín hiệu từ các cảm biến truyền về khối xử lý trung tâm để xử
lý.
 Khối điều khiển và giám sát: Thực hiện việc truyền và nhận dữ liệu từ bộ xử lý
trung tâm hiển thị lên giao diện đã thiết kế.

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Tấn Đạt
Trần Văn Lập

Trang 5


Mơ Hình Nhà Thơng Minh
Sử Dụng Raspberry Pi

GVHD: Th.S Phạm Thái Khanh

Bảng 2.1:Bảng kê chi phí cơng nghệ và các thiết bị sử dụng trong mơ hình
STT

1

2

3

4

Tên cơng nghệ/ thiết

Số

bị sử dụng

lượng

Raspberry Pi model
4
Cảm biến khí gas

Thành tiền

Cái

1,725,000

1,725,000

01

Cái

32,000

32,000

01

Cái

42,000

42,000

01

Cái

58,000

58,000

động
Cảm biến nhiệt độ,

Đơn giá

01

MQ2
Cảm biến chuyển

Đơn vị tính

độ ẩm

5

Cịi báo

01

Cái

12,000

12,000

6

Breadboard

01

Cái

25,000

25,000

7

Đèn led

04

Cái

1,000

4,000

8

Quạt 5VDC

02

Cái

15,000

30,000

9

Dây điện

04

25,000

100,000

10
11
12

Bộ mơ hình tự thiết
kế
Dịch vụ Firebase
Ứng dụng MIT App
Inventor 2

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Tấn Đạt
Trần Văn Lập

Bó
(25 sợi)

01

Bộ

250,000

250,000

01

Năm

Miễn phí

Miễn phí

01

Tài khoản

Miễn phí

Miễn phí

Tổng chi phí

2,278,000

Trang 6


Mơ Hình Nhà Thơng Minh
Sử Dụng Raspberry Pi

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Tấn Đạt
Trần Văn Lập

GVHD: Th.S Phạm Thái Khanh

Trang 7


Mơ Hình Nhà Thơng Minh
Sử Dụng Raspberry Pi

GVHD: Th.S Phạm Thái Khanh

Các thiết bị cần thiết để xây dựng mô hình

2.2

2.2.1 Giới thiệu về Raspberry Pi
Raspberry Pi là từ để chỉ các máy tính chỉ có một board kích thước chỉ bẳng một
thẻ tín dụng, được phát triển tại Anh bởi Raspberry Pi Foundation với mục đích ban đầu
là thúc đẩy việc giảng dạy về khoa học máy tính cơ bản trong các trường học và các nước
đang phát triển.
Thông số kỹ thuật của Raspberry Pi 4


RAM: 4GB LPDDR4-2400 SDRAM



Wifi chuẩn 2.4 GHz và 5.0 GHz IEEE 802.11ac. Bluetooth 5.0



Cổng mạng Gigabit Ethernet



2 cổng USB 3.0 và 2 cổng USB 2.0



Chuẩn 40 chân GPIO, tương thích với các phiên bản trước



Hỗ trợ 2 cổng ra màn hình chuẩn Micro HDMI với độ phân giải lên tới 4K



Cổng kết nối camera



Cổng audio



Khe cắm Micro-SD cho hệ điều hành và lưu trữ



Nguồn điện DC 5V – 3A DC chuẩn USB-C

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Tấn Đạt
Trần Văn Lập

Trang 8


Mơ Hình Nhà Thơng Minh
Sử Dụng Raspberry Pi

GVHD: Th.S Phạm Thái Khanh

Hình 2.2 Bo mạch phát triển lên thành một máy tính mini

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Tấn Đạt
Trần Văn Lập

Trang 9


Mơ Hình Nhà Thơng Minh
Sử Dụng Raspberry Pi

GVHD: Th.S Phạm Thái Khanh

Hình 2.3 Các kết nối trên Raspberry Pi 4

2.2.2 Cảm biến khí gas MQ2

MQ2 là cảm biến khí gas. Nó được cấu tạo từ chất bán dẫn SnO2. Chất này có độ
nhạy cảm thấp với khơng khí sạch. Nhưng khi trong mơi trường có chất gây cháy, độ
dẫn của nó thay đổi ngay. Khi mơi trường sạch điện áp đầu ra của cảm biến thấp, giá trị
điện áp đầu ra tăng khi nồng độ khí gây cháy xung quang MQ2 càng cao. Chính nhờ đặc
điểm này người ta thêm vào mạch đơn giản để biến đổi từ độ nhạy này sang điện áp.
MQ2 hoạt động rất tốt trong môi trường khí hóa lỏng LPG, H2 và các chất khí gây cháy
khác. Nó được sử dụng rộng rãi trong cơng nghiệp và dân dụng do mạch đơn giản và chi
phí thấp
Thông số kỹ thuật:


Nguồn hoạt động: 5VDC

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Tấn Đạt
Trần Văn Lập

Trang 10


Mơ Hình Nhà Thơng Minh
Sử Dụng Raspberry Pi

GVHD: Th.S Phạm Thái Khanh



Dịng: 150mA



Tín hiệu tương tự (analog, digital)



Độ nhạy: 100 – 10000 ppm (Parts Per Million – một phần triệu, cảm biến sẽ
phát hiện khí gas ở mức từ 100 đến 10000 trên một triệu phân tử khơng khí )



Thứ tự các chân:
Các chân
VCC
GND
A0
D0

Tính năng
Nguồn
GND
Tín hiệu Analog
Tín hiệu Digital

Hình 2.4 Cảm biến khí gas MQ2

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Tấn Đạt
Trần Văn Lập

Trang 11


Mơ Hình Nhà Thơng Minh
Sử Dụng Raspberry Pi

GVHD: Th.S Phạm Thái Khanh

2.2.3 Cảm biến chuyển động
Thông số kỹ thuật:


Điện áp hoạt độngs: 2.7~12VDC



Static power consumption: <0.1mA



Thời gian trễ: 2 giây



Phạm vi cảm biến: 3 mét



Phạm vi quét: Dưới 100°

Hình 2.5 Cảm biến chuyển động

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Tấn Đạt
Trần Văn Lập

Trang 12


Mơ Hình Nhà Thơng Minh
Sử Dụng Raspberry Pi

GVHD: Th.S Phạm Thái Khanh

2.2.4 Những thiết bị đi kèm khác
Adapter nguồn 5v, Breadboard ( bảng mạch mở rộng), đèn led, thẻ micro SD, dây
cắm breadboard,… Dùng để kết nối Raspberry Pi và các thiết bị nêu trên.

Hình 2.6 Những thiết bị đi kèm khác
Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Tấn Đạt
Trần Văn Lập

Trang 13