đồ án tốt nghiệp robot xịt khử khuẩn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ROBOT XỊT KHỬ KHUẨN VÀ ĐO
NHIỆT ĐỘ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA
Viện

: Viện kỹ thuật Hutech

Ngành

: Kỹ thuật Cơ – Điện tử

Lớp

: 19DCTA1

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Hùng
Họ tên: Vũ Hội Chánh

MSSV: 1911820348

Lớp: 19DCTA1

Họ tên: Lê Ngọc Đăng Khoa

MSSV: 1911820078

Lớp: 19DCTA1

Họ tên: Nguyễn Trung Kiên

MSSV: 1911050545

Lớp: 19DCTA1

TP.HCM, ngày 09 tháng 07 năm 2023


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ
MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ROBOT XỊT KHỬ KHUẨN VÀ ĐO
NHIỆT ĐỘ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA
Viện kỹ thuật

Viện

:

Ngành

:

Lớp

: 19DCTA1

Hutech
Kỹ thuật Cơ – Điện
tử

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Hùng
MSSV:

Lớp:

1911820348

19DCTA1

Họ tên: Lê Ngọc Đăng

MSSV:

Lớp:

Khoa

1911820078

19DCTA1

Họ tên: Nguyễn Trung

MSSV:

Lớp:

Kiên

1911050545

19DCTA1

Họ tên: Vũ Hội Chánh


TP.HCM, ngày 09 tháng 07 năm 2023






LỜI CAM ĐOAN
Chúng em xin cam đoan rằng đề tài chế tạo và điều khiển
robot xịt khử khuẩn đo nhiệt độ điều khiển từ xa hỗ trợ trong cơng
tác phịng chống dịch bệnh, tiến hành một cách minh bạch và
công khai. Mọi thứ dựa trên sự cố gắng và nỗ lực của các thành
viên trong nhóm cùng với sự giúp đỡ không nhỏ từ thầy Nguyễn
Hùng.
Các số liệu , kết quả trong đồ án là trung thực và chưa từng
được ai cơng bố trong bất kì cơng trình khác.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 09 tháng 07 năm 2023
( Kí và ghi rõ họ tên )

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến thầy Nguyễn
Hùng - giảng viên hướng dẫn trực tiếp đồ án môn học này. Cảm ơn
Thầy vì trong suốt quảng thời gian học tập và thực hiện đồ án môn
học này, thầy đã luôn quan sát, hướng dẫn, chỉ bảo em từ những
lúc đầu tiên, cho đến khi em hồn thành mơn đồ án này. Mặc dù
em vẫn cịn nhiều thiếu sót, nhưng thầy đã cố gắng giúp em có thể
hồn thành đồ án đúng tiến độ với kết quả như mong đợi. Thật sự
cảm ơn thầy rất nhiều ạ!
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả những thầy cô
đã dạy em kiến thức về môn Kỹ thuật cơ điện tử đã trang bị giúp
em những kỹ năng cơ bản và kiến thức cần thiết để hoàn thành
được đồ án này.
Đồ án của em mang tên ROBOT XỊT KHỬ KHUẨN VÀ ĐO
NHIỆT ĐỘ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA với mục tiêu tạo nên sự an toàn và
tiện lợi cho người sử dụng. Đây là một đề tài rất quan trọng và thú
vị, nhưng cũng khơng kém phần khó khăn và phức tạp. Trong q
trình làm đồ án, em đã gặp phải nhiều vấn đề liên quan đến kiến
thức chuyên ngành và kinh nghiệm làm việc nhóm . Nhờ có sự
hướng dẫn tận tình và chun nghiệp của người thầy cơ, em đã có
thể giải quyết được những khó khăn đó. Người thầy cơ khơng chỉ
cung cấp cho em những tài liệu quý giá, mà còn hỗ trợ em về mặt
kỹ thuật, giải đáp những thắc mắc của em, chỉnh sửa bài viết của
em và góp ý để em hồn thiện hơn. Em xin chân thành biết ơn
những đóng góp quý báu của người thầy cô. Nhờ làm đồ án này,
em đã học được rất nhiều kiến thức mới và kinh nghiệm thực tiễn


trong lĩnh vực cơ điện tử . Em cũng đã đạt được những kết quả to
lớn, góp phần vào sự phát triển của ngành cơ điện tử. Em mong

muốn được tiếp tục nghiên cứu và áp dụng những kiến thức này
vào các dự án trong tương lai.
Tuy nhiên, trong quá trình làm đồ án do kiến thức chuyên
ngành của em cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi một vài thiếu
sót khi trình bày và đánh giá vấn đề. Rất mong nhận được sự góp
ý, đánh giá của các thầy cơ bộ mơn để đề tài của em thêm hồn
thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn!


TÓM TẮT
Thiết kế, chế tạo ROBOT XỊT KHỬ KHUẨN VÀ ĐO NHIỆT ĐỘ
ĐIỀU KHIỂN TỪ XA có tải trọng 1kg, thời gian hoạt động 30-50
phút, bình chứa tối đa 500 mL, nhiệt độ đo được từ 0 đến 100oC,
mỗi lần xịt từ 2-3 mL dung dịch. Kết cấu của robot đơn giản, dễ
vận hành, bảo trì và sửa chữa.
Dựa vào tình hình thiếu nhân lực và căng thẳng của dịch
bệnh. Nhóm đã thiết kế, chế tạo và điều khiển robot xịt khử khuẩn
và đo nhiệt độ ở các khu vực công cộng đông người, trường học,
bệnh viện, trung tâm thương mại. Nhóm đã tham khảo nhiều loại
máy rửa tay tự động có tích hợp đo nhiệt độ trên tài liệu, thị
trường, thực hiện thiết kế cơ khí, tính tốn hệ thống điện hoạt
động, sau đó lập trình và làm xe hoạt động.
Mục tiêu đề tài là điều khiển được robot xịt khử khuẩn , đo
nhiệt độ và báo động nếu nhiệt độ cơ thể trên 37.50C. Phương
pháp thực hiện được tìm hiểu từ thực tế và lý thuyết, đặt bài tốn,
tính tốn điều khiển xe, phương pháp điều khiển động cơ.
Xe được thiết kế cơ khí với vật liệu đơn giản có sẵn trên thị
trường. Thơng qua tính tốn nhóm đã lựa chọn được động cơ giảm
tốc để xe có thể vận hành ổn định cũng như tải trọng tốt. Xe trang
bị hệ thống pin, bộ điều khiển arduino, mạch điều khiển động cơ,

tính tốn lựa chọn cảm biến hợp lý.
Robot xịt khử khuẩn và đo nhiệt độ điều khiển từ xa đã thực
hiện được những yêu cầu của đầu bài đặt ra cũng như đáp ứng
được mục tiêu của đề tài, khả năng xịt khử khuẩn và đo nhiệt độ tự
động và đảm bảo an toàn khi phát hiện nhiệt độ cơ thể cao. Tuy xe
đã hoàn thành và chạy đúng theo yêu cầu nhưng cần có thêm
nhiều cải tiến, nghiên cứu và thử nghiệm.


ABSTRACT
Design, manufacture and remote control a DISINFECTANT SPRAYING
AND TEMPERATURE MEASURING ROBOT with a payload of 1kg, operating
time of 30-50 minutes, maximum tank capacity of 500 mL, temperature
measurement from 0 to 100 degrees C, spraying 2 – 3 mL of solution each time. The
structure of the robot is simple, easy to operate, maintain and repair.
Based on the situation of lack of human resources and stress of the epidemic.
The team designed, manufactured and controlled the disinfectant spraying and
temperature measuring robot in crowded public areas, schools, hospitals, shopping
centers. The team consulted many types of automatic hand washing machines with
integrated temperature measurement in documents, markets, performed mechanical
design, calculated the electrical system operation, then programmed and made the
car work.
The goal of the topic is to control the disinfectant spraying robot, measure
the temperature and alarm if the body temperature is above 37.50C. The method of
implementation was learned from practice and theory, set up problems, calculated
car control, motor control method.
The car was designed mechanically with simple materials available on the
market. Through calculation, the team selected a reduction motor for the car to
operate stably and have good payload. The car is equipped with a battery system,
arduino controller, motor controller circuit, calculated to select reasonable sensors.

The remote-controlled disinfectant spraying and temperature measuring robot
has met the requirements of the problem statement as well as the goal of the topic,
the ability to spray disinfectant and measure temperature automatically and ensure
safety when detecting high body temperature. Although the car has been completed
and runs according to the requirements, it needs more improvements, research and
testing.


Mục lục
LỜI CAM ĐOAN.............................................................................................................
LỜI CẢM ƠN.................................................................................................................
TÓM TẮT......................................................................................................................
ABSTRACT....................................................................................................................
MỤC LỤC.......................................................................................................................
DANH SÁCH CÁC BẢNG.........................................................................................
DANH SÁCH CÁC HÌNH............................................................................................
LỜI MỞ ĐẦU..............................................................................................................
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI.......................................................................1
1.1. Đặt vấn đề............................................................................................................1
1.2. Mục tiêu của đề tài...............................................................................................2
1.3. Nhiệm vụ đề tài....................................................................................................2
1.4. Phạm vi nghiên cứu và đối tượng........................................................................3
1.5. Phương pháp nghiên cứu.....................................................................................4
1.6. Kết cấu đồ án.......................................................................................................4
1.7. Rút kết chương 1..................................................................................................5
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN....................................................................................6
2.1. Tổng quan............................................................................................................6
2.2. Giới thiệu máy rửa tay tự động............................................................................6
2.3. Vai trò của máy rửa tay tự động..........................................................................7
2.4. Mục tiêu thiết kế..................................................................................................9

2.5. Các mơ hình / sản phẩm hiện có trên thị trường..................................................9
2.6. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước........................................................11
2.7. Các vấn đề liên quan việc thiết kế, chế tạo, điều khiển.....................................12
2.8. Chọn lựa kết cấu................................................................................................13
2.9. Các vấn đề liên quan đến việc thiết kế...............................................................14
2.10. Phương án cơ khí.............................................................................................16
2.11. Rút kết vấn đề chương 2..................................................................................22
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ LỰA CHỌN PHẦN MỀM
ĐIỀU KHIỂN..........................................................................................................23


3.1. Các thiết bị điện sử dụng...................................................................................23
3.2. Bộ điều khiển.....................................................................................................36
3.3. Sơ đồ mạch.........................................................................................................37
3.4. Lưu đồ giải thuật................................................................................................38
3.5. Ứng dụng điều khiển..........................................................................................39
CHƯƠNG 4: THI CƠNG MƠ HÌNH VÀ MƠ PHỎNG.....................................40
4.1. Mơ hình trong giai đoạn thi cơng.......................................................................40
4.2. Mơ hình sau khi hồn thiện................................................................................43
4.2. Test mơ hình chạy thực tế đo nhiệt độ và phun khử khuẩn...............................45
4.3. Mô tả và kết quả thực nghiệm............................................................................46
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.....................................48
5.1. Nhược điểm, ưu điểm của đề tài........................................................................48
5.2. Hướng phát triển thêm của đề tài.......................................................................49
5.3. Tổng kết.............................................................................................................49
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................51
Phụ Lục......................................................................................................................1


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình

1.

Đại

dịch

covid

19

và

ơ

tự

động

nhiễm

mơi

trường............................................................5
Hình

2.1.

Máy

rửa

tay

thơng

minh

DEERMA.....................................................9
Hình

2.2.

Thiết

bị

sát

khuẩn

tay

nhanh

K9pro................................................................10
Hình

2.3.

Mơ

hình

robot

CD

1.0.....................................................................................11
Hình

2.4.

Sơ

đồ

ngun

lý

xe

ba

bánh

chủ

bốn

bánh

chủ

bốn

bánh

chủ

động.............................................................15
Hình

2.5.

Sơ

đồ

ngun

lý

xe

động...........................................................16
Hình

2.6.

Sơ

đồ

ngun

lý

xe

động..........................................................16
Hình

2.7.

Động

cơ

giảm

tốc

V1......................................................................................17
Hình

2.8.

Bánh

xe

điều

khiển.........................................................................................18
Hình

2.9.

Vật

liệu

gỗ......................................................................................................18
Hình

2.10.

Vật

liệu

thép.................................................................................................19
Hình

2.11.

Vật

liệu

ống

dẫn

dung

dịch

silicone..............................................................19
Hình

2.12.

Vật

liệu

bình

chứa

dung

dịch

bằng

nhựa.......................................................20
Hình

2.13.

Vật

liệu

mica.................................................................................................20
Hình

2.14.

Mặt

chiếu

đứng

của

xe........................................................21

mơ

hình

kết

cấu


Hình

2.15.

Kết

cấu

khung

xe..........................................................................................22
Hình

2.16.

Bản

vẽ

kết

cấu

khung

xe...............................................................................22
Hình

2.17.

Robot

xịt

khử

khuẩn

trong

qn

đội.............................................................23
Hình

2.18.

Robot

trong

y

tế............................................................................................23
Hình

3.1.

Arduino

Uno

R3.............................................................................................25
Hình

3.2.

Arduino

Nano.................................................................................................25
Hình

3.3.

Module

cầu

H

L298........................................................................................27
Hình

3.4.

ModuleBl
uetoothHC05..................................................................................27

Hình

3.5.

Cảm

biến

nhiệt

độ...........................................................................................28
Hình

3.6.

Màn

hình

LCD

1602.......................................................................................30
Hình

3.7.

Thơng

số

kỹ

thuật...........................................................................................30
Hình

3.8.

Module

relay

5v

1

kênh..................................................................................31
Hình

3.9.

Module

cảm

biến

vật

cản

hồng

ngoại..............................................................32
Hình

3.10.

Module

hạ

áp

DC

XL4015............................................................................33
Hình

3.11.

Động

cơ

tốc..........................................................................................34

giảm


Hình

3.12.

Máy

bơm

mini

12v.......................................................................................36
Hình

3.13.

Pin

18650...................................................................................................
..37
Hình

3.14.

Cấu

trúc

điều

khiển

thường

dùng..................................................................37
Hình

3.15.

Sơ

đồ

ngun

lý

mạch

điều

khiển.................................................................38
Hình

3.16.

Sơ

đồ

ngun

lí

mạch

điều

khiển

động

cơ

bơm

và

relay..............................38
Hình

3.17.

Lưu

đồ

giải

thuật...........................................................................................39
Hình

3.18.

Giao

diện

điều

khiển

của

ứng

lên

khung

dụng..............................................................40
Hình

4.1.

Lắp

4

bánh

xe

và

động

cơ

xe..........................................................41
Hình

4.2.

Lắp

đặt

hệ

thống

điện......................................................................................42
Hình

4.3.

Nạp

code

và

kiểm

tra

các

thiết

bị.....................................................................43
Hình 4.4. Xe đã hồn thiện thực tế phần kết cấu mạch và mơ
hình(1)............................44
Hình 4.5. Xe đã hồn thiện thực tế phần kết cấu mạch và mơ
hình(2)............................45
Hình

4.6.

Mơ

tả

thiết

bị

kết

cấu

có

trên

robot..................................................................46
Hình

4.7.

Xe

chạy

thực

khuẩn.............................................46

tế

đo

nhiệt

độ

và

phun

khử

LỜI MỞ ĐẦU
Với sự phát triển ngày càng đi lên của xã hội thì q trình cơng nghiệp hóa,
hiện đại hóa diễn ra ngày càng nhanh chóng. Trong đó ngành KỸ THUẬT CƠ
ĐIỆN TỬ là một trong những ngành mũi nhọn của nước ta. Tạo ra nhiều các
thiết bị cơ khí kết hợp cùng với điện tử có tầm quan trọng rất cao nên đòi hỏi kỹ
sư cơ điện tử phải có kiến thức, nắm vững kiến thức và vận dụng những kiến
thức đã học trên giảng đường và thực tế để giải quyết vấn đề cụ thể trong sản
xuất, sửa chữa sau này khi ra trường. Mục tiêu của việc làm đồ án tốt nghiệp là
tạo điều kiện cho sinh viên áp dụng những kiến thức mà mình đã được học trên
giảng đường vào công việc cụ thể. Để từ đó có thể nắm được các phương pháp
thiết kế, nghiên cứu, cách thức quản lý và tổ chức một quá trình hình thành sản
phẩm của mình.
Sau thời gian học tập tại trường, được sự chỉ bảo hướng dẫn nhiệt tình của
thầy cơ giáo trong khoa Viện Kỹ Thuật trường Đại học Cơng nghệ Thành phố
Hồ Chí Minh, chúng em đã kết thúc khố học và đã tích lũy được vốn kiến thức
và kinh nghiệm nhất định. Được sự đồng ý của nhà trường và thầy cô giáo trong
viện chúng em được giao đề tài tốt nghiệp: “ROBOT XỊT KHỬ KHUẨN ĐO
NHIỆT ĐỘ VÀ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA”.


CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Nội chung chương 1 xoay quanh việc giới thiệu đề tài, từ tình hình thực tế đưa ra
những hướng giải quyết, phát triển và quyết định lựa chọn mục tiêu để hiện thực
hóa.

1.1. Đặt vấn đề:
Trước tình hình đại dịch Covid-19, việc phịng chống dịch bệnh là một nhiệm vụ
cấp bách và quan trọng. Một trong những biện pháp phòng ngừa đơn giản nhưng

hiệu quả là rửa tay sạch với dung dịch sát khuẩn và kiểm tra nhiệt độ cơ thể thường
xuyên. Tuy nhiên, việc thực hiện biện pháp này gặp nhiều khó khăn và thách thức,
như thiếu nhân lực, thiếu dung dịch sát khuẩn, thiếu thiết bị đo nhiệt độ, tiếp xúc
trực tiếp gây nguy cơ lây nhiễm, ...
Do đó, việc thiết kế một robot xịt khử khuẩn và đo nhiệt độ có thể điều khiển từ
xa là một giải pháp hữu ích và sáng tạo. Robot có thể tự động di chuyển trong các
khu vực công cộng đông người, trường học, bệnh viện, trung tâm thương mại, ... để
xịt khử khuẩn lên các bề mặt tiếp xúc với con người, cũng như để đo nhiệt độ và
báo động khi có người sốt cao. Robot có thể giảm thiểu tiếp xúc trực tiếp giữa người
và người, người và vật, giảm nguy cơ lây nhiễm, tiết kiệm thời gian, nước và dung
dịch sát khuẩn, cũng như nâng cao ý thức phòng chống dịch bệnh của cộng đồng.
Ơ nhiễm mơi trường là một vấn đề “nóng” trên thế giới, được dư luận hết sức
quan tâm, trong đó ơ nhiễm vi sinh vật là vấn đề ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe
con người, ta có thể nhận thấy điều đó rõ rệt nhất sau khi trải qua đại dịch Covid –
19. Trong tình hình dịch bệnh diễn biến còn phức tạp và con người
vẫn còn chủ quan trong việc phòng ngừa dịch bệnh, và việc rửa
tay là yếu tố tiên quyết trong việc phòng ngừa dịch bệnh trong
thời điểm hiện tại. Song với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì
con người ta ngày càng hướng tới các mơ hình tự động hóa để
phục vụ cho đời sống con người. Và để nâng cao hiệu quả trong
việc phịng ngừa dịch bệnh thì việc chế tạo mày rửa tay tự động
việc sát khuẩn tay trở nên dễ dàng và khơng có khả năng lây
nhiễm chéo thì nhóm em đã nghiên cứu và cho ra đời sản phẩm
1


Robot xịt khử khuẩn và đo nhiệt độ điều khiển từ xa. Đây là một
sản phẩm có thể giúp ích trong cơng cuộc phịng chống dịch bệnh.
Việc chế tạo Robot xịt khử khuẩn và đo nhiệt độ điều khiển từ xa
sẽ giảm tải số lượng công việc trong công tác di chuyển, thiết bị

gọn nhẹ và dễ dàng di chuyển trong các không gian hẹp, thuận
tiện trong việc phục vụ các bệnh nhân bị cách ly do Covid-19. Bên
cạnh đó, Robot còn kết hợp giữa việc rửa tay và đo thân nhiệt,
nhằm nâng cao tính ứng dụng trong thời điểm hiện nay. Việc rửa
tay kết hợp đo thân nhiệt sẽ giúp phát hiện ra những trường hợp
có nguy cơ bị sốt do nhiễm Covid-19 mà chưa được phát
hiện.Ngoài ra thiết bị cịn tích hợp thêm cịi báo hiệu nếu thân
nhiệt cơ thể trên 37,5oC. giúp chúng ta có thể phát hiện người
đang có thân nhiệt vượt ngưỡng bình thường dựa vào đó có thể
phát hiện ra người bệnh và cách ly, tránh trường hợp lây nhiễm
chéo. Ngồi ra robot có thể di chuyển vs tốc độ nhanh và có thể
đến vị trí của người cần ngay lập tức, từ việc đó suy ra chúng ta sẽ
đỡ mất thời gian phải di chuyển để đi lại các điểm rửa tay và đo
nhiệt độ cố định như thông thường không linh hoạt và bị thụ
động,robot kết hợp với bình sát khuẩn có dung tích lớn sẽ hạn chế
số lần phải bơm dung dịch liên tục gây mất thời gian.

1.2. Mục tiêu của đề tài
- Tạo ra một sản phẩm robot xịt khử khuẩn có tính ứng dụng cao trong việc phịng
chống dịch bệnh, giảm nguy cơ lây nhiễm đặc biệt là trong bối cảnh đại dịch Covid19.
- Khai thác và ứng dụng các công nghệ mới như robot,... để nâng cao khả năng tự
động hóa, tương tác và thơng minh của robot.
- Chế tạo thiết bị xịt khử khuẩn tự động có thể đo nhiệt độ và có
thể điều khiển từ xa giúp thiết bị trở nên linh hoạt.
- Tính tốn thiết kế và thi công Robot áp dụng khoa học kỹ thuật
vào lĩnh vực y tế để góp phần nhỏ vào công tác chống dịch của
2