BÁO CÁO THỰC HÀNH : NGÔI NHÀ THÔNG MINH

Báo cáo thực hành
lập trình hệ thống

ĐỀ TÀI: NGÔI NHÀ THÔNG MINH

Giáo viên hướng dẫn: Huỳnh Hữu Hưng
Sinh viên thực hành:

Hồ Hải Nghĩa – 13T3

Sinh viên thực hành: Trần Văn Thanh - 13T3


Mục đích bài thực hành

1.
2.
3.
4.
5.

hiểu về bảng mạch arduino
Cách sử dụng các linh kiện liên quan
Biết nối dây và đẩy code vào arduino
Hoàn thành sản phẩm demo
Ứng dụng (công nghệ vào đời sống: nhà thông minh)


Giới thiệu về bảng mạch arduino

Vi điều khiển

ATmega32u4 (họ 8bit)

Tần số hoạt động

16 MHz

Dòng tiêu thụ ở các chân I/O

40mA

Điện áp vào khuyên dùng

7-12V – DC

Điện áp vào giới hạn

6-20V – DC

Điện áp hoạt động

5V – DC

Số chân Digital I/O

14 (7 chân PWM)

Số chân Analog

12 (các chân PWM có thể dùng như chân Analog bình
thường - nghĩa là có thể dùng Analog read) (độ phân giải
10bit)

Dòng tối đa trên mỗi chân I/O

40 mA

Dòng ra tối đa (5V)

500 mA

Dòng ra tối đa (3.3V)

50 mA

Bộ nhớ flash

32 KB (ATmega32u4) với 4KB dùng bởi bootloader

SRAM

2.5 KB (ATmega32u4)

EEPROM

1 KB (ATmega32u4)

Kích thước

68.6mm x 53.3mm


Ứng dụng của arduino trong thiết kế nhà thông minh

1.

Hệ thống cảm biến: cảm biến anh sáng và cảm biến nhiệt độ

2.

Các thiết bị hiển thị: đèn LED

3.

Các module chức năng (shield) hỗ trợ kêt nối có dây với các thiết bị khác hoặc các kết nối không dây thông dụng (3G, GPRS, Wifi, Bluetooth, 315/433Mhz, 2.4Ghz,
…), …

4.

Và một số ứng dụng khác


Bảng thiết bị
(các linh kiện cần dùng)

Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level

Fifth level

Bảng mạch arduino

Đèn LED

Cảm biến ánh sáng

Motor

Cảm biến nhiệt độ LM35

Module role

Module Bluetooth HC06

Dây nối điện


Kết nối các linh kiện và module code
(lắp mạch quang trở và bóng đèn)

Trên mạch có 1 biến trở 10K ohm dùng để điều chỉnh độ nhạy sáng:

•

Thay đổi điện trở theo ánh sáng

Vặn về bên trái (nhìn theo hướng từ dưới lên quang trở): tăng độ nhạy
của cảm biến với ánh sáng: chỉ cần lượng ánh sáng nhỏ thì mạch sẽ tự

ngắt.

•

HIGHT: bật

Vặn về bên phải: giảm độ nhạy của cảm biến với ánh sáng, cần lượng

•

ánh sáng với cường
độtắtmạnh hơn để ngắt mạch.
LOW:

•

Có thể điều chỉnh độ nhạy
Cảm biến ánh sáng


Kết nối các linh kiện và module code
(lắp mạch quang trở và bóng đèn)

Sử dụng cảm biến kết hợp với arduino để lập trình bật tắt.

•

Tín hiệu xuất ra là giá trị Digital HIGHT (5V) và LOW

•

Tại chân OUT trả về hai mức là HIGHT và LOW

Lắp mạch như hình trên


Kết nối các linh kiện và module code
(lắp mạch quang trở và bóng đèn)

int cambien = 10;// khai báo chân digital 10 cho cảm biến
int Led = 8;//kháo báo chân digital 8 cho đèn LED
void setup (){
pinMode(Led,OUTPUT);//pinMode xuất tín hiệu đầu ra cho led
pinMode(cambien,INPUT);//pinMode nhận tín hiệu đầu vào cho cảm biê}
void loop (){
int value = digitalRead(cambien);//lưu giá trị cảm biến vào biến value
digitalWrite(Led,value);//xuất giá trị ra đèn LED
}

Lắp mạch như hình trên


Kết nối các linh kiện và module code
(lắp cảm biến nhiệt và motor)

•
•
•
•
•

•

Cảm biến nhiệt độ LM35 sử dụng trong ứng dụng đo nhiệt độ thời gian thực.
Nhiệt độ được xác định bằng các đo hiệu điện thế ngõ ra của LM35
Đơn vị nhiệt độ: °C
Nhiệt độ thay đổi tuyến tính: 10mmV/°C
Độ chính xác thực tế: 1/4°C ở nhiệt độ phòng và 3/4°C ngoài khoảng 2°C tới 150°C
LM35 có hiệu năng cao, công suất tiêu thụ là 60uA


Kết nối các linh kiện và module code
(lắp cảm biến nhiệt và motor)

int sensorPin = A0;//chân analog kết nối tới cảm biến LM35

void setup() {
Serial.begin(9600);

//Khởi động Serial ở mức baudrate 9600

//không cần phải pinMode cho các chân analog trước khi dùng nó
}

void loop() {
//đọc giá trị từ cảm biến LM35
int reading=analogRead(sensorPin);


Kết nối các linh kiện và module code
(lắp cảm biến nhiệt và motor)

//tính ra giá trị hiệu điện thế (đơn vị Volt) từ giá trị cảm biến
float voltage = reading * 5.0 / 1024.0;
// ở trên mình đã giới thiệu, cứ mỗi 10mV = 1 độ C.
// Vì vậy nếu biến voltage là biến lưu hiệu điện thế (đơn vị Volt)
// thì ta chỉ việc nhân voltage cho 100 là ra được nhiệt độ!

float temp = voltage * 100.0;

Serial.println(temp);
delay(1000);//đợi 1 giây cho lần đọc tiếp theo
}


Kết nối các linh kiện và module code
(kết nối với bluetooth)

Điều khiển arduino thông qua thiết bị bluetooth bằng điện thoại android

•

Ứng dụng để điều khiển các thiết bị điện trong nhà như bật tắt đèn, quạt.... từ xa. Hoặc tự làm một
chiếc ô tô điều khiển từ xa

•
•

Module này gồm 4 chân GND, VCC, TX, RX
Khi kết nối cần nối chân TX với chân 0 và chân RX nối với chân 1 trên Arduino sau đó bạn
có thể lập trình gửi và nhận dữ liệu như 1 cổng Serial thông thường.

•

Module này có 3 loại Master,  Slave và loại chạy được cả 2 chế độ Master và Slave


Kết nối các linh kiện và module code
(kết nối với bluetooth)

Điều khiển arduino thông qua thiết bị bluetooth bằng điện thoại android

 sử dụng phần mềm trên điện thoại Android: DroiDuino

khi kết nối với điện thoại mật khẩu mặc định là: 1234


Kết nối các linh kiện và module code
(kết nối với bluetooth)

char state; // Khai báo biến
void setup() {
/* Cài đặt các chân bạn muốn điều khiển thành thành Ouput chân 0, 1,
2*/
pinMode(0, OUTPUT);
pinMode(1, OUTPUT);
pinMode(2, OUTPUT);
Serial.begin(9600); // Kết nối bluetooth module ở tốc độ 9600
}
void loop() {
 

if(Serial.available() > 0){
state = Serial.read(); // Đọc giá trị nhận được từ bluetooth
} else
state = 0;

Sơ đồ kết nối arduino với module bluetooth


Kết nối các linh kiện và module code
(kết nối với bluetooth)
Serial.println(state); // điều khiển các chân 0,1,2
if (state == '1') //nếu chọn 1 thì đèn sáng
{
digitalWrite(Led, HIGH);
delay(1000);

//trễ 1000

}
else if (state == '2') //chọn 2 công tắc motor quay
{
digitalWrite(fan, HIGH);
}
else if (state == '0') //chọn không cả đèn và motor đề tắt
{
digitalWrite(fan, LOW);
digitalWrite(Led, LOW);
}

Sơ đồ kết nối arduino với module bluetooth

Kết nối các linh kiện và module code

int cambien = 10; // khai báo chân digital 10 cho cảm biến
float temperature = 0; //biến để lưu trữ nhiệt độ
int fan = 9; //digital điều chỉnh motor
int Led = 8; //kháo báo chân digital 8 cho đèn LED
char state = 0; // trạng thái của bluetooth

void setup (){

pinMode(Led,OUTPUT); /*pinMode xuất tín hiệu đầu ra cho led*/

pinMode(cambien,INPUT); /*pinMode nhận tín hiệu đầu vào cho cảm biên*/
pinMode(fan,OUTPUT); //configuracion del pin 9
Serial.begin(9600); /*Ket noi bluetooth module o toc do goc 9600.*/
}


Kết nối các linh kiện và module code

void loop (){
int value = digitalRead(cambien); //* lưu giá trị cảm biến vào value*/

digitalWrite(Led,value); //xuất giá trị ra đèn LED

float temperature = ((5.0*analogRead(A0)*100.0)/1024.0);
Serial.println (temperature); // in ra nhiệt độ
o

if (temperature < 37) /* motor không quay nếu < 37 c */
{
digitalWrite(fan, LOW);
}else {
digitalWrite(fan,HIGH);
}
//-----------------


Kết nối các linh kiện và module code

if(Serial.available() > 0)
{
state = Serial.read(); // đọc các byte bluetooth
}

if (state == '1') {
digitalWrite(Led, HIGH); //nếu chọn 1 thì đèn sáng
delay(1000);
} else if (state == '2') {
digitalWrite(fan, HIGH); //nếu chọn 2 thì motor quay
} else if (state == '0') { /*nếu chọn không thì cả đèn cả mottor đều tắt*/
digitalWrite(fan, LOW);
digitalWrite(Led, LOW);
}
}


Demo sản phẩm

Smarthome

 nhà thông mình là xu thế mới trong kiến trúc hiện
đại.

 động hóa các thiết bị điện tử, điện gia dụng, từ đèn
chiếu sáng, mô tơ rèm cửa, máy lạnh, cho tới hệ thống
giải trí nghe nhìn, an ninh, an toàn ...

 kết nối khi vắng nhà (thông qua internet)

Chỉ Với 1 thao tác có thể điều khiển tất cả các thiệt bị hoạt động