PHÁT TRIỂN SMART HOUSE SỬ DỤNG ARDUINO NANO, MODULE BLUETOOTH HC05 VÀ MODULE SIM900A

UBND TỈNH QUẢNG NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG NAM

KHOA LÝ - HÓA – SINH
------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Đề tài: SMART HOUSE

Sinh viên thực hiện
NGUYỄN XUÂN LỘC

MSSV: 2115013258
CHUYÊN NGÀNH: VẬT LÝ HỌC

KHÓA: 2015-2019
Cán bộ hướng dẫn
TH.S NGÔ THỊ HỒNG NGA
MSCB:………..

Quảng Nam, tháng 5 năm 2019

LỜI CẢM ƠN

“Learning is the only thing the mind never exhausts, never fears, and never
regrets”

(Leonardo da Vinci)
Trên thực tế khơng có sự thành công nào mà không gắn liền với sự cố
gắng. Và cố gắng đó, ln có những bàn tay cổ vũ từ phía sau, dù ít hay nhiều,

dù trực tiếp hay gián tiếp. Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập tại trường
đến nay, tôi đã nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ từ quý Thầy cô, bạn bè
và người thân.
Tơi xin bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô giáo
khoa Lý – Hóa – Sinh trường Đại học Quảng Nam đã cùng với tri thức và tâm
huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho tôi trong suốt thời gian
học tập tại trường. Và đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô giáo Th.S
Ngô Thị Hồng Nga – người đã tận tình dạy dỗ, hướng dẫn, giúp đỡ tơi trong q
trình học tập và hồn thành khóa luận này. Với vốn kiến thức được tiếp thu trong
q trình học tập khơng chỉ là nền tảng cho q trình nghiên cứu khóa luận mà
cịn là hành trang quý báu để tôi bước vào đời một cách vững chắc và tự tin.
Từ đáy lịng mình, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn vơ hạn tới gia đình thân u
của tôi, cảm ơn sâu sắc đến tập thể lớp đại học Vật Lý K15-01 cũng như tình cảm
quý báu của những người bạn thân thiết – những nguồn động viên to lớn giúp tơi
vượt qua những khó khăn từ lúc bắt đầu nghiên cứu cho đến khi hồn thành khóa
luận như ngày hôm nay.
Tơi khơng dám khẳng định đề tài này có thật sự thành công hay không
nhưng để đạt được kết quả này là cả một quá trình học tập và làm việc không
ngừng nghỉ. Do kiến thức và thời gian cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi những
thiếu sót là điều chắc chắn, tơi rất mong nhận được sự góp ý quý báu của Thầy cô
và bạn bè để đề tài ngày một hoàn thiện hơn.

Xin kính chúc quý Thầy cô giáo trường Đại học Quảng Nam thật dồi dào
sức khỏe để tiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp của mình!

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan khóa luận có tên đề tài: “Smart House” là cơng trình
nghiên cứu của riêng tơi và được sự hướng dẫn khoa học của Th.S Ngô Thị Hồng
Nga. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa

cơng bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây. Nếu phát hiện có điều gì khơng
đúng tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm về nội dung khóa luận của mình.

Quảng Nam, tháng 5 năm 2019
Người nghiên cứu khóa luận

Nguyễn Xuân Lộc

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu, chữ viết tắt Ý nghĩa

Pic Programmable Interface Controller (chip vi xử lý)

AI Artificial Intelligence (trí tuệ nhân tạo)

AT Attention command (tập lệnh điều khiển)

DC Direct Current

MỤC LỤC

PHẦN 1: MỞ ĐẦU............................................................................................1
1. Lí do chọn đề tài ..........................................................................................1
2. Mục tiêu của đề tài.......................................................................................1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................2
4. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................2
5. Lịch sử nghiên cứu ......................................................................................2
6. Đóng góp của đề tài .....................................................................................3
7. Cấu trúc tổng quan của đề tài.......................................................................3

PHẦN 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ..............................................................4
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ SMART HOUSE...........................................4

1.1. Giới thiệu về Smart House ........................................................................4
1.2. Lịch sử Smart House................................................................................5
1.3. Ưu điểm và nhược điểm của Smart House ................................................6
1.3.1. Ưu điểm.................................................................................................6
1.3.2. Nhược điểm ...........................................................................................7
1.4. Xu hướng phát triển Smart House trong tương lai .....................................7
1.4.1. Xu hướng phát triển Smart House điều khiển bằng giọng nói.................7
1.4.2. Xu hướng phát triển Smart House chẩn đoán được sức khỏe..................8
1.4.3. Xu hướng phát triển Smart House nhờ trang bị trí tuệ nhân tạo AI .........8
CHƯƠNG 2: LINH KIỆN VÀ MODUN SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG ..9
2.1. Nguồn Laser, quang trở (cảm biến thu phát hồng ngoại) ...........................9
2.2. Transistor C1815 ......................................................................................9
2.2.1. Giới thiệu Transistor ..............................................................................9
2.2.2. Transistor C1815 ................................................................................. 10
2.3. OPAM LM358.......................................................................................10
2.3.1. Giới thiệu về OPAM LM358 ............................................................... 10
2.3.2. Sơ đồ chân và chức năng......................................................................11
2.4. Cảm biến nhiệt độ LM35 ........................................................................ 11
2.4.1. Giới thiệu về cảm biến nhiệt độ LM35 ................................................. 11

2.4.2. Sơ đồ chân ........................................................................................... 12
2.5. Cảm biến khí Gas MQ2 .......................................................................... 12
2.5.1. Giới thiệu về cảm biến khí Gas MQ2 ................................................... 12
2.5.2. Sơ đồ chân và cách mắc vào modun cảm biến......................................13
2.6. Cảm biến chuyển động HC – SR501 ....................................................... 14
2.6.1. Giới thiệu về cảm biến HC – SR501 .................................................... 14

2.6.2. Sơ đồ chân và chức năng......................................................................15
2.7. Modun Bluetooth HC05..........................................................................15
2.7.1. Giới thiệu về modun Bluetooth HC05 .................................................. 15
2.7.2. Sơ đồ chân và chức năng......................................................................17
2.8. Modun Sim 900A ................................................................................... 17
2.8.1. Giới thiệu về modun Sim 900A............................................................17
2.8.2 Sơ đồ chân và chức năng....................................................................... 18
2.9. Pic 16F877A...........................................................................................19
2.9.1. Giới thiệu về Pic 16F877A...................................................................19
2.9.2. Sơ đồ chân và chức năng......................................................................20
2.10. Arduino Nano ....................................................................................... 24
2.10.1. Giới thiệu về Arduino Nano ............................................................... 24
2.10.2. Sơ đồ chân và chức năng....................................................................25
CHƯƠNG 3: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG
SMART HOUSE ............................................................................................. 28
3.1. Sơ đồ kết nối toàn hệ thống Smart House................................................28
3.2. Sơ đồ khối và chức năng từng khối của toàn hệ thống.............................28
3.2.1. Sơ đồ khối............................................................................................ 28
3.2.2. Chức năng của từng khối ..................................................................... 29
3.3. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động ................................................................. 33
3.3.1. Mạch điều khiển qua modun Bluetooth HC05......................................33
3.3.1.1. Sơ đồ................................................................................................. 33
3.3.1.2. Nguyên lý hoạt động ......................................................................... 35
3.3.2. Mạch điều khiển qua modun Sim 900A ............................................... 35

3.3.2.1. Sơ đồ................................................................................................. 35
3.3.2.2. Nguyên lý hoạt động ......................................................................... 37
3.4. Mạch thực tế ........................................................................................... 38
3.5. Mơ hình lắp ráp mạch thực tế..................................................................39
PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................... 40

1. Kết luận ..................................................................................................... 40
2. Kiến nghị ................................................................................................... 40
PHẦN IV: TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................ 42
PHẦN V: PHỤ LỤC........................................................................................43

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1. Mơ hình Smart House ..........................................................................5
Hình 2.1: Cấu tạo Transistor thuận – ngược.........................................................9
Hình 2.2: Transitor C1815 ................................................................................. 10
Hình 2.3: Sơ đồ chân OPAM LM358 ................................................................ 11
Hình 2.4: Sơ đồ chân cảm biến nhiệt độ LM35 .................................................. 12
Hình 2.5: Sơ đồ chân và ảnh thực của MQ2.......................................................13
Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý của modun cảm biến MQ2.......................................14
Hình 2.7: Sơ đồ chân modun HC – SR501.........................................................15
Hình 2.8: Sơ đồ chân modun Bluetooth HC05 ................................................... 17
Hình 2.9: Sơ đồ chân modun Sim 900A.............................................................18
Hình 2.10: Sơ đồ chân (bên ngồi) modun Sim 900A ........................................ 19
Hình 2.11: Sơ đồ chân Pic 16F877A..................................................................20
Hình 2.12: Sơ đồ chân Arduino Nano ................................................................ 26
Hình 3.1: Sơ đồ kết nối tồn hệ thống Smart House...........................................28
Hình 3.2: Sơ đồ khối.......................................................................................... 28
Hình 3.3: Sơ đồ mạch điều khiển qua modun Bluetooth HC05 .......................... 33
Hình 3.4: Sơ đồ mạch điều khiển qua modun Bluetooth HC05 .......................... 34
Hình 3.5: Sơ đồ mạch điều khiển qua modun Sim 900A....................................35
Hình 3.6: Sơ đồ mạch điều khiển qua modun Sim 900A....................................36
Hình 3.7: Hình ảnh mạch thực tế điều khiển qua modun Bluetooth HC05 ........ 38
Hình 3.8: Hình ảnh mạch thực tế điều khiển qua modun Sim 900A ................... 38
Hình 3.9: Hình ảnh mơ hình lắp mạch thực tế....................................................39

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Chức năng các chân PIC 16F877A ....................................................21
Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật Arduino Nano.......................................................25
Bảng 2.3: Chức năng các chân Arduino Nano....................................................26

PHẦN 1: MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Ngày nay trên thế giới với sự bùng nổ của các ngành công nghệ thông tin,
điện tử v.v... đã làm cho đời sống của con người ngày càng hoàn thiện. Các thiết
bị tự động hóa đã ngày càng xâm lấn vào trong sản xuất và thậm chí là vào cuộc
sống sinh hoạt hằng ngày của mỗi con người. Nhờ vậy, con người ngày càng tận
hưởng được cuộc sống một cách tiện nghi và thoải mái hơn. Chúng ta có thể dễ
dàng nhận thấy, thiết bị công nghệ hiện diện mọi nơi, trong mọi lĩnh vực. Ở khắp
mọi nơi trên trái đất, hàng ngàn viện nghiên cứu với hàng triệu kỹ sư vẫn đang
miệt mài nghiên cứu để đóng góp cho nhân loại những cải tiến, tìm tịi ra
những kỹ thuật mới để phục vụ cho cuộc sống. Và khi cuộc sống con người ngày
càng được nâng cao, những nhu cầu cuộc sống ngày càng đòi hỏi phải được hỗ
trợ tốt hơn.
Từ những nhu cầu thực tế đó, ý tưởng về một ngơi nhà mà nơi đó ngồi sự
ấm áp của tình yêu - hạnh phúc, mọi hoạt động của con người đều được hỗ trợ và
giúp đỡ một cách thật linh hoạt, không những được giúp đỡ mà ngơi nhà cịn tự
động quản lý một cách thơng minh.
Và nhà thông minh đang là một xu hướng công nghệ tất yếu trên thế giới,
trở thành tiêu chuẩn của nhà ở hiện đại trong kỷ nguyên Internet of Things – kết
nối vạn vật qua Internet. Bên cạnh đó, sự tiện nghi, tiết kiệm thời gian và công
sức cũng dần trở thành một tiêu chuẩn cần thiết nhằm nâng cao chất lượng cuộc
sống của chúng ta. Chính vì thế, cùng với sự hứng thú, say mê, u thích và
muốn tìm hiểu thêm về lĩnh vực này nên tôi đã chọn đề tài: “Smart House”.
2. Mục tiêu của đề tài

- Tìm hiểu rõ về modun Bluetooth HC05, Sim 900A, vi điều khiển Arduino
Nano và Pic 16F877A.
- Tìm hiểu và sử dụng lập trình cho vi điều khiển để lập trình, xây dựng hệ
thống điều khiển nhà thơng minh theo nhu cầu người dùng.
- Tìm hiểu về cách bố trí, lắp đặt các Sensor cảm biến để mang lại hiệu quả
tối ưu nhất cho ngôi nhà.

1

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: các linh kiện điện tử, các modun Bluetooth HC05,
modun Sim 900A, Arduino Nano, Pic 16F877A, phần mềm C, C++
- Phạm vi nghiên cứu: Trong ngôi nhà.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết: Tổng hợp và phân tích lý thuyết dựa trên sách, vở,
giáo trình, các Website,... để hiểu rõ về các linh kiện, hiểu được nguyên lý hoạt
động của các dạng mạch chứa các modun.
- Nghiên cứu thực nghiệm: thực hiện lắp ráp các mạch điện tử có các
modun liên quan. Xây dựng mơ hình mơ phỏng hệ thống Smart House.
5. Lịch sử nghiên cứu
Từ trước đến nay đã có nhiều đề tài nghiên cứu về Smart House cũng như
các modun Bluetooth, modun Sim 900A, các Board mạch Arduino, Pic và các
dạng mạch ứng dụng vào thực tiễn.
- Luận văn tốt nghiệp, đề tài: “Điều khiển thiết bị gia đình bằng SMS” của
sinh viên Mai Trung Chính trường Đại học sư phạm kỹ thuật Hồ Chí Minh.
- Luận văn tốt nghiệp, đề tài: “Thiết kế hệ thống điều khiển thiết bị điện
trong gia đình qua Ethernet và SMS” của sinh viên Đào Cửu Long trường Đại
học bách khoa Hà Nội.
- Bài nghiên cứu, đề tài: “Tìm hiểu và thiết kế mơ hình nhà thơng minh”
của sinh viên Đỗ Văn Khuyến trường Đại học Mở Hà Nội.

- Bài nghiên cứu, đề tài: “Thiết kế mạch điều khiển tự động hệ thống cửa,
hệ thống chiếu sáng và cung cấp điện từ nguồn dự phòng một chiều cho ngôi nhà
thông minh” của sinh viên Nguyễn Văn Huy trường Đại học Nha Trang.
Với đề tài của mình, tơi thừa kế những cơ sở lý luận của các cơng trình
nghiên cứu trước đây. Từ đó tìm hiểu và xây dựng hệ thống mạch ứng dụng cho
ngôi nhà thông minh.

2

6. Đóng góp của đề tài
Với đề tài này giúp sinh viên hiểu rõ hơn về các modun Bluetooth HC05,
modun Sim 900A, vi điều khiển Arduino Nano, Pic 16F877A và ứng dụng vào
việc xây dựng
một hệ thống nhà thông minh.
7. Cấu trúc tổng quan của đề tài
Phần I: Mở đầu
Phần II: Nội dung nghiên cứu

Chương 1: Giới thiệu về Smart House
Chương 2: Linh kiện và modun sử dụng trong hệ thống
Chương 3: Nguyên lý hoạt động và vận hành hệ thống Smart House
Phần III: Kết luận và kiến nghị
Phần IV: Tài liệu tham khảo
Phần V: Phụ lục

3

PHẦN 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ SMART HOUSE
1.1. Giới thiệu về Smart House

Nhà thông minh đang là một xu hướng công nghệ tất yếu trên thế giới, trở
thành tiêu chuẩn của nhà ở hiện đại trong kỷ nguyên Internet of Things – kết nối
vạn vật qua Internet. Bên cạnh đó, sự tiện nghi, tiết kiệm thời gian và công sức
cũng dần trở thành một tiêu chuẩn cần thiết nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống
của chúng ta.
Nhà thông minh được trang bị các hệ thống tự động cùng với cách 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 thế
phối hợp với nhau để cùng thực hiện một chức năng. Các thiết bị này có thể tự
đưa ra cách xử lý tình huống được lập trình trước, hoặc là được điều khiển và
giám sát từ xa.
Dưới đây là cách mà một ngơi nhà thơng minh giúp bạn có một cuộc sống
tiện nghi và thoải mái hơn:
- Các cánh cửa đều có thể đóng và mở chỉ bằng một nút nhấn trên Smart
Phone.
- Hệ thống đèn sân vườn, đèn hành lang và đèn nhà vệ sinh đều tự động
bật và tắt khi có người đến gần.
- Hệ thống đèn, quạt, máy lạnh, bình nóng lạnh, rèm cửa đều có thể hoạt
động thơng qua chiếc Smart Phone.
- Tính năng an ninh như tự động cảnh báo và liên lạc với chủ nhà khi có
người cố tình xâm nhập trái phép.
- Hệ thống báo cháy, rò rỉ khí Gas ln trong trạng thái sẵn sàng cảnh báo
và liên lạc với chủ nhà khi có sự cố xảy ra.
- Có thể giám sát và điều khiển các thiết bị trong ngôi nhà dù bạn đang ở
bất cứ đâu.

4

Hình 1.1. Mơ hình Smart House
1.2. Lịch sử Smart House
Thời kỳ trước, khái niệm Smart House với khả năng điều khiển từ xa, điều
khiển bằng nút bấm chỉ xuất hiện trong phim ảnh, điển hình là bộ phim hoạt hình
nổi tiếng “Gia đình nhà Jetsons” (The Jetsons).
Với việc phát hành X10 năm 1975, một giao thức truyền thông cho Home
Automation. X10 gửi tín hiệu 120 kHz (Radio frequency - RF) của thơng tin số
lên hệ thống dây điện hiện tại trong nhà đến các đầu ra hoặc cơng tắc có thể lập
trình được. Các tín hiệu này truyền tải lệnh đến các thiết bị tương ứng, kiểm soát
cách thức và thời gian hoạt động của thiết bị.
Ví dụ: Một máy phát có thể gửi tín hiệu dọc theo dây điện trong nhà, yêu
cầu bật thiết bị vào một thời gian cụ thể.
Tuy nhiên, vì dây điện khơng được thiết kế đặc biệt chống nhiễu sóng
radio nên X10 khơng phải lúc nào cũng đáng tin cậy. Các tín hiệu sẽ bị mất và
trong một số trường hợp, các tín hiệu khơng vượt qua các mạch nối với các cực

5

khác nhau, được tạo ra khi dịch vụ 220 Volt tách ra thành một cặp nguồn cấp dữ
liệu 100 Volt, phổ biến ở Hoa Kỳ. X10 ban đầu là công nghệ một chiều, do đó
các thiết bị thơng minh có thể thực hiện lệnh nhưng không thể gửi dữ liệu trở lại
mạng trung tâm. Sau đó, các thiết bị X10 hai chiều được sản xuất với chi phí cao
hơn.

Từ năm 2000, khi mạng Internet phát triển mạnh mẽ và trở nên phổ biến,
người ta bắt đầu đi vào nghiên cứu để tìm ra cách kết nối hệ thống điều khiển tự
động hóa căn nhà với mạng Internet. Hiroshi Kanma và các đồng sự đã đề xuất
việc hệ thống được điều khiển thông qua Bluetooth vào năm 2003. Năm 2006, hệ
thống mạng lưới phức hợp các sản phẩm gia dụng được giới thiệu. Mạng lưới
này sử dụng Bluetooth hoặc mạng điện thoại để gửi dữ liệu cho nhà cung cấp và

truyền dẫn trở về căn nhà của người sử dụng. Bằng cách thức này, người dùng có
thể điều khiển các thiết bị trong nhà kể cả khi ở bên ngoài.

Khi các thiết bị cơng nghệ dần có giá thành rẻ hơn, chúng cũng được tích
hợp nhiều hơn vào căn nhà của chúng ta. Cùng với sự phổ biến ấy, ngày càng có
nhiều cơng ty đầu tư vào việc nghiên cứu nâng cấp và phát triển các công nghệ
này để chúng hoạt động hiệu quả hơn và có giá thành rẻ hơn nữa.

Hiện nay, cơng nghệ tự động hóa nhà ở xuất hiện ở hầu khắp mọi nơi, và
chúng ta thậm chí đơi khi còn chẳng nhận ra. Giờ đây, rất nhiều người trong
chúng ta đã có thể điều khiển ti vi, hệ thống sưởi, chuông báo động, đèn chiếu
sáng, cửa ra vào từ điện thoại thông minh và các bộ điều khiển. Với sự phát triển
như vũ bão này, có thể nói, những bước tiến hay thay đổi trong công nghệ nhà
thông minh trong tương lai sẽ khơng cịn có bất kỳ giới hạn nào ngồi chính trí
tưởng tượng của con người.

1.3. Ưu điểm và nhược điểm của Smart House
1.3.1. Ưu điểm
- Một trong những lợi ích nổi bật nhất của tự động hóa ngơi nhà là cung cấp
sự an tâm cho chủ nhà, cho phép họ quan sát nhà từ xa, chống lại những nguy
hiểm như quên khóa Gas hoặc ra khỏi nhà quên chưa khóa cửa,...

6

- Tăng thêm sự an toàn qua việc điều khiển chiếu sáng và thiết bị điện
(Appliance and lighting control).

- Tiết kiệm thời gian.
- Mang lại sự thoải mái nhất cho người dùng.
- Cho phép bạn điều khiển, kiểm sốt ngơi nhà mỗi khi đi xa.

- Giúp bảo vệ an ninh cho ngôi nhà.

1.3.2. Nhược điểm
- Chi phí thiết kế và mua sắm trang thiết bị thơng minh khá đắt.
- Cần có thời gian để làm quen và học cách quản lý, sử dụng đối với người
không am hiểu về công nghệ cao.
- Vấn đề hỏng hóc sự cố phức tạp cần đến kỹ thuật xử lý.
1.4. Xu hướng phát triển Smart House trong tương lai
Ở những nước phát triển, khái niệm Smart House đã q quen thuộc với
mỗi gia đình. Ngơi nhà nào cũng đều được trang bị các thiết bị thông minh tiên
tiến nhất theo tiêu chuẩn quốc tế. Còn tại Việt Nam, Smart House cũng đang dần
được phổ biến, bước đầu được ứng dụng tại một số dự án căn hộ cao cấp tại các
thành phố lớn, tạo nên một trào lưu và xu hướng trải nghiệm sống mới. Rõ ràng
Smart House đang trở thành xu thế công nghệ tất yếu trong cuộc sống.
1.4.1. Xu hướng phát triển Smart House điều khiển bằng giọng nói
Cơng nghệ điều khiển bằng giọng nói đã ứng dụng thành cơng trên một số
thiết bị: Smart Phone, Robot, Tivi Android box…
Một số công ty Smart House hiện nay cũng đang nghiên cứu sản xuất các
thiết bị có thể điều khiển bằng giọng nói thơng qua trợ lý ảo.
Điển hình như gã khổng lồ Amazon với sản phẩm Amazon Echo và phần
mềm trợ lý ảo Alexa, đây là một thiết bị mạnh mẽ nhất hiện nay.
Ở Việt Nam một số hãng áp dụng công nghệ này và xem nó là xu hướng
nhà thơng minh trong tương lai. Tuy nhiên hoạt động vẫn chưa ổn định, cần
nhiều cải tiến hơn nữa. Và trong tương lai gần, thông minh điều khiển bằng
giọng nói sẽ trở thành hiện thực, chỉ cần ra lệnh, ngôi nhà lập tức làm theo ngay.

7

1.4.2. Xu hướng phát triển Smart House chẩn đoán được sức khỏe
Từ những chiếc đồng hồ thông minh tới Robot cải thiện giấc ngủ đang được

phát triển mạnh mẽ. Với tầm nhìn rộng hơn khi muốn cải thiện con người thông
qua dữ liệu sinh trắc học đã thu thập được, các nhà nghiên cứu vẫn đang tiếp tục
phát triển các bộ theo dõi thể lực hay giường thông minh. Nó được kỳ vọng sẽ
thay đổi nhịp sống sinh học của người bận rộn hay chỉ đơn giản là cải thiện sức
khỏe cá nhân và cộng đồng.
Giường ngủ thông minh được sáng tạo bởi Sleep Number là ví dụ điển
hình. Nó phân tích SleepIQ từ dữ liệu sinh trắc học mỗi ngày của người dùng.
Nó cũng dự đốn được điều kiện y học như khả năng ngưng thở, đau tim hoặc
theo dõi bệnh nhân. Nó cũng xác định tình trạng bệnh nhân hiện tại, trước khi
chúng kịp lan rộng hoặc phát triển.
1.4.3. Xu hướng phát triển Smart House nhờ trang bị trí tuệ nhân tạo AI
Cơng nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) là trí tuệ do con người lập trình tạo nên với
mục tiêu giúp máy tính có thể tự động hóa các hành vi thơng minh như con
người, có thể học hỏi và khả năng thích ứng thơng minh của máy móc.
Hiện nay, một số quốc gia đã áp dụng công nghệ AI này vào việc nhận diện
khuôn mặt công dân và đánh giá đây là công dân tốt hay xấu thông qua hệ thống
Camera được lắp đặt trên toàn quốc, tiêu biểu là Trung Quốc và các nước Châu
Âu.

Theo dự đoán đến năm 2050, xu hướng nhà thơng minh có trí tuệ nhân
tạo, Robot, thực tế ảo sẽ được áp dụng vào những căn nhà mà chúng ta đang
sống.

8

CHƯƠNG 2: LINH KIỆN VÀ MODUN SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG
2.1. Nguồn Laser, quang trở (cảm biến thu phát hồng ngoại)
Cảm biến thu - phát hồng ngoại: gồm 2 Led, một Led phát và một Led thu;

Led phát hồng ngoại sẽ phát ra sóng ánh sáng có bước sóng hồng ngoại, tia hồng

ngoại phát ra một tần số nhất định.

Điện áp làm việc của cảm biến là 3.3V đến 5V. Độ nhạy sáng của cảm biến
được điều chỉnh bằng chiết áp và có thể dễ dàng lắp ráp.

2.2. Transistor C1815
2.2.1. Giới thiệu Transistor

Hình 2.1: Cấu tạo Transistor thuận – ngược
- Transitor hay cịn gọi là bóng dẫn gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình
thành hai mối tiếp giáp P-N, nếu ghép theo thứ tự PNP ta được Transistor thuận,
nếu ghép theo thứ tự NPN ta được Transistor ngược. Về phương diện cấu tạo
Transistor tương đương với hai Diode đấu ngược chiều nhau. Cấu trúc này được
gọi là Bipolar Junction Transitor (BJT) vì dịng điện chạy trong cấu trúc này bao
gồm cả hai loại điện tích âm và dương (Bipolar nghĩa là hai cực tính).
- Ba lớp bán dẫn được nối ra thành ba cực, lớp giữa gọi là cực gốc ký hiệu
là B (Base), lớp bán dẫn B rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp.
- Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra thành cực phát (Emitter) viết tắt là
E, và cực thu hay cực góp (Collector) viết tắt là C, vùng bán dẫn E và C có cùng

9

loại bán dẫn (loại N hay P) nhưng có kích thước và nồng độ tạp chất khác nhau
nên khơng hốn vị cho nhau được.

2.2.2. Transistor C1815
Transistor C1815 là Transistor thuộc loại Transistor NPN, có Uc cực đại là
50V và dòng Ic cực đại là 150mA, điều khiển tần số âm chung cho các mạch ứng
dụng khuếch đại.
Transitor C1815 hoạt động phụ thuộc vào dịng vào từ chân B . Khi chân B

có dịng vào thì lớp bán dẫn sẽ được mở khiến xuất hiện dòng CE chạy qua IC.
Nếu ở chân B khơng có dịng thì lớp bán dẫn khơng mở và khơng có dịng qua
CE.

Hình 2.2: Transitor C1815
2.3. OPAM LM358
2.3.1. Giới thiệu về OPAM LM358
- OPAM LM358 là bộ khuếch đại thuật tốn kép cơng suất thấp.
- OPAM IC LM358 có thể hoạt động ở nguồn điện áp thấp 3V hoặc cao lên
tới 32V. LM358 có cơng suất cực máng thấp, tuy nhiên có độ lợi cao 100dB. Cấu
tạo bên trong của IC LM358 gồm 2 bộ khuếch đại thuật tốn, tương thích với
nhiều loại mạch logic khác nhau.
- Các tính năng của khuếch đại thuật tốn:

+ Bảo vệ quá áp lối ra.
+ Tầng khuếch đại vi sai lối vào.

10