NGHIÊN cứu THIẾT kế hệ đèn CHIẾU SÁNG THÔNG MINH (có code và sơ đồ mạch)

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ ĐÈN
CHIẾU SÁNG THÔNG MINH

MỤC LỤ


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ............................................................................................IV
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU........................................................................................V
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÈN CHIẾU SÁNG..............................1
1.1

GIỚI THIỆU...............................................................................................................1

1.2

YÊU CẦU..................................................................................................................1

1.3 NGUYÊN LÝ...................................................................................................................1
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI............................................................................2
2.1

SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG............................................................................................2

2.2

THIẾT KẾ PHẦN CỨNG..............................................................................................2

2.2.1

Khối điều khiển.................................................................................................2

2.2.2

Cảm biến thân nhiệt..........................................................................................4

2.2.3

Khối tín hiệu......................................................................................................6

2.3

LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG...................................................6

2.3.1

Nguyên lý hoạt động..........................................................................................6

2.3.2

Lưu đồ giải thuật...............................................................................................7

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ.......................................................................................................8
3.1

SƠ ĐỒ MẠCH IN:......................................................................................................8

3.2

MẠCH THỰC TẾ.......................................................................................................8

CHƯƠNG 4. NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN.......................................................................9

4.1

NHẬN XÉT...............................................................................................................9

4.2

KẾT LUẬN................................................................................................................9

4.3

HƯỚNG PHÁT TRIỂN................................................................................................9

TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................10
PHỤ LỤC

11


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

HÌNH 2-1: SƠ ĐỒ KHỐI.....................................................................................................2
HÌNH 2-4: ATMEGA32

[1]..............................................................................................2

HÌNH 2-5: SƠ ĐỒ CẤU TẠO [1].....................................................................................4
HÌNH 2-7: CẢM BIẾN CHUYỂN ĐỘNG PIR [1]........................................................4
HÌNH 2-8: ĐẦU DÒ PIR [1].............................................................................................5
HÌNH 2-9: CẤU TẠO PIR [1]...........................................................................................5
HÌNH 2-10: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG PIR [1]........................................................6

HÌNH 2-9: LED [2].............................................................................................................6
HÌNH 3-1: MẠCH IN............................................................................................................8
HÌNH 3-2: MẠCH THỰC TẾ..............................................................................................8


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
BẢNG 2-1: CHỨC NĂNG CÁC CHÂN CỦA ATMEGA328........................................4


Trang 1/12

CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÈN CHIẾU SÁNG

1.1 Giới thiệu
Ngày nay khoa học kỹ thuật phát triển cùng với những ứng dụng hữu ích
trong đời sống. Hệ thống đèn chiếu sáng thông minh được nghiên cứu với khả năng
nhận biết chuyển động tự động bật đèn khi trời tối khi có người và tắt đèn khi
không có người.
Hệ thống đèn chiếu sáng này sẽ đem lại nhiều tiện ích cho cuộc sống của
chúng ta.
1.2 Yêu cầu
Hệ thống đèn chiếu sáng thường được gắn trên tường, trần nhà tự động phát
hiện có người khi trời tối thì bật đèn.
Hiệu quả cao với chi phí thấp.
Hệ thống thiết kế đơn giản và dễ ứng dụng.
1.3 Nguyên lý
Dùng vi điều khiển ATMEGA32 để điều khiển hoạt động của hệ thống.
Cảm biến thân nhiệt người bằng cảm biến chuyển động PIR, và cảm biến

quang có đầu ra điện áp thay đổi theo cường độ ánh sáng. Vào ban đêm khi phát
hiện người chuyển động thì hệ thống tự động bật đèn.

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ
HỆ ĐÈN CHIẾU SÁNG THÔNG MINH


Trang 2/12

CHƯƠNG 2.

NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI

2.1 Sơ đồ khối hệ thống

KHỐI CẢM BIẾN

KHỐI ĐIỀU
KHIỂN

KHỐI TÍN HIỆU

KHỐI NGUỒN

Hình 2-1: Sơ đồ khối

2.2 Thiết kế phần cứng
2.2.1

Khối điều khiển

Sử dụng vi điều khiển ATMEGA328 để điều khiển các cảm biến trong mạch.

Hình 2-4: ATMEGA32

Đặc điểm của ATMEGA328:
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ
HỆ ĐÈN CHIẾU SÁNG THÔNG MINH

[1]


Trang 3/12

 Bộ nhớ chương trình (FLASH): 32KB


Bộ nhớ EEPROM: 1KB



Bộ nhớ RAM: 2KB



Điện áp hoạt động rộng: 1.8V - 5.5V

 3 timer gồm 2 timer 8-bit và 1 timer 16-bit


Số kênh xung PWM: 6 kênh (1timer 2 kênh)
Bảng 2-1: Chức năng các chân của ATMEGA328

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ
HỆ ĐÈN CHIẾU SÁNG THÔNG MINH


Trang 4/12

Hình 2-5: Sơ đồ cấu tạo

2.2.2

[1]

Cảm biến thân nhiệt

Hình 2-7: Cảm biến chuyển động PIR [1]

Dùng cảm biến chuyển động PIR để phát hiện chuyển động của người.

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ
HỆ ĐÈN CHIẾU SÁNG THÔNG MINH


Trang 5/12

PIR là cảm biến thụ động, cảm biến bằng tia hồng ngoại phát ra tử các vật
thể sống.

Hình 2-8: Đầu dò PIR [1]

Đầu dò PIR bên trong gắn 2 cảm biến tia nhiệt, có góc dò lớn, có 3 chân ra:
- Chân nối đất.
- Chân nối Vcc: điện áp làm việc 3 – 15 V.
- Chân tín hiệu ra.

Hình 2-9: Cấu tạo PIR [1]

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ
HỆ ĐÈN CHIẾU SÁNG THÔNG MINH


Trang 6/12

Hình 2-10: Nguyên lý hoạt động PIR [1]

2.2.3

Khối tín hiệu

Hình 2-9: LED [2]

Trong mô phỏng hệ thống đèn chiếu sáng thông minh, ta sử dụng LED như
đèn chiếu sáng, bật tắt khi có người và không có người.
Trong thực tế ta thay thế bằng các loại đèn thông dụng và ít tốn điện năng.
2.3 Lưu đồ giải thuật và nguyên lý hoạt động
2.3.1

Nguyên lý hoạt động

Mạch sử dụng vi điều khiển chính là ATMEGA328, điều khiển hoạt động
của các cảm biến. Cảm biến chuyển động có thể cảm biến thân nhiệt phát ra từ cơ
thể người, gửi tín hiệu về vi điều khiển khi phát hiện chuyển động. Quang trở dùng
trong mạch cảm biến ánh sáng.
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ
HỆ ĐÈN CHIẾU SÁNG THÔNG MINH


Trang 7/12

Hệ thống hoạt động theo nguyên lý khi trời sáng thì đèn tắt. Khi trời tối nếu
phát hiện có người chuyển động thì mở đèn.
2.3.2

Lưu đồ giải thuật

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ
HỆ ĐÈN CHIẾU SÁNG THÔNG MINH


Trang 8/12

CHƯƠNG 3.

KẾT QUẢ

3.1 Sơ đồ mạch in:

Hình 3-1: Mạch in

3.2 Mạch thực tế

Hình 3-2: Mạch thực tế

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ
HỆ ĐÈN CHIẾU SÁNG THÔNG MINH


Trang 9/12

CHƯƠNG 4.

NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN

4.1 Nhận xét
Hệ thống đơn giản và dễ sử dụng, chi phí lắp đặt thấp .
Đáp ứng được nhu cầu sử dụng của các hộ gia đình.
Hệ thống còn đơn giản còn cần cải tiến để hoàn thiện hơn.
Sai số do nhiễu và linh kiện.
Để mở rộng ứng dụng trong khu vực có quy mô lớn cần phát triển thêm.
4.2 Kết luận
Hệ thống được thực hiện với tính ứng dụng cao.
Đáp ứng được tất cả yêu cầu mà nhiệm vụ đồ án đưa ra.
Nếu được cải tiến thêm, hệt thống sẽ được sử dụng rộng rãi trong các cơ sở
doanh nghiệp.
4.3 Hướng phát triển
Hệ thống có thể cải tiến thêm bằng cách kết hợp thêm các cảm biến khác để
đáp ứng thêm nhiều nhu cầu khác nhau của người sử dụng.
Kết hợp với việc kết nối với internet và đưa dữ liệu lên các trang web, người

sử dụng có thể điều khiển thiết bị bất cứ nơi đâu.

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ
HỆ ĐÈN CHIẾU SÁNG THÔNG MINH


Trang 10/12

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] www.arduino.vn
[2] www.dientuchiase.com
[3] www.alldatasheet.com
[4]www.codientu.org

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ
HỆ ĐÈN CHIẾU SÁNG THÔNG MINH


Trang 11/12

PHỤ LỤC

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ
HỆ ĐÈN CHIẾU SÁNG THÔNG MINH


Trang 12/12

delay(500);
}

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ
HỆ ĐÈN CHIẾU SÁNG THÔNG MINH