Thiết kế ổ cắm điện thông minh điều khiển qua wifi

Thiết kế ổ cắm điện thông minh

MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ...............................................................................................2
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT.......................................................................................3
LỜI NÓI ĐẦU..............................................................................................................4
Chương 1. TỔNG QUAN...........................................................................................5
1.1. Giới thiệu.........................................................................................................5
1.2. Mục tiêu của đề tài.........................................................................................8
1.3. Khảo sát thị trường........................................................................................8
Chương 2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO.................................................9
2.1. Đặc điểm cấu tạo của thiết bị.........................................................................9
2.2. Thiết kế chi tiết các khối..............................................................................10
2.2.1.

Thiết kế khối nguồn..............................................................................10

2.2.2.

Khối các phím chức năng.....................................................................11

2.2.3.

Khối điều khiển esp8266-12E...............................................................11

2.2.4.

Khối đóng cắt dùng relay.....................................................................17

Chương 3. THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM.......................................25
3.1

. Các chế độ wifi của ESP8266.....................................................................25

3.1.1

Chế độ WiFi Station....................................................................................26

3.1.2

Chế độ WiFi Access Point........................................................................27

3.2. Web Server....................................................................................................28
3.2.1

Web Server là gì.......................................................................................28

3.2.2.

Giới thiệu về blink................................................................................28

3.2.3.

Cài thư viên blink trên arduino IDE.....................................................28

3.2.4.

Các bước sử dụng blink........................................................................29

3.3

Chương trình cho ESP8266............................................................................29

Chương 4: CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ...........................................32
4.1. Chế tạo thiết bị..............................................................................................32
4.2. Thử nghiệm thiết bị......................................................................................33
KẾT LUẬN................................................................................................................34

Bài tập lớn

1


Thiết kế ổ cắm điện thông minh

TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................35

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1. 1 Biểu đồ Hype Cycle của hãng Gartner...........................................................6
Hình 1. 2 Một số dự đoán khảo sát................................................................................6
Hình 1. 3 Kiến trúc một hệ thống IoT............................................................................7
Hình 1. 4 Tổng quan về một hệ thống IoT.....................................................................7
Hình 1. 5 Một số sản phẩm ổ cắm đơn...........................................................................8
Hình 1. 6 Sản phẩm một ổ có nhiều ổ cắm.....................................................................
Hình 2. 1 Sơ đồ khối thiết bị..........................................................................................9
Hình 2. 2 Modul Hi-link..............................................................................................10
Hình 2. 3 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn.........................................................................11
Hình 2. 4 Sơ đồ khối các phím chức năng....................................................................11
Hình 2. 5 Modul esp 8266-01......................................................................................13
Hình 2. 6 Modul ESP 8266-07.....................................................................................14
Hình 2. 7 Modul ESP 8266 -12F..................................................................................15

Hình 2. 8 Sơ đồ chân ra của esp 8266-12E..................................................................16
Hình 2. 9 Sơ đồ nguyên lí của khối wifi esp8266-12E.................................................17
Hình 2. 10 Một module relay kiểu mẫu.......................................................................18
Hình 2. 11 Module relay kích ở mức cao.....................................................................19
Hình 2. 12 Module relay kích ở mức thấp...................................................................19
Hình 2. 13 Các mức hiệu điện thế tối đa và cường độ dòng điện tối đa.......................20
Hình 2. 14 sơ đồ nguyên lý khối relay 5V...................................................................22
Hình 2. 15 Mạch PCB 2D...........................................................................................24
Hình 2. 16 Mạch PCB 3D...........................................................................................24
Y
Hình 3. 1 WIFI Access Point.......................................................................................25
Hình 3. 2 Mạng WIFI..................................................................................................26
Hình 3. 3 Cài đặt Blink trên arduino IDE...................................................................29
Hình 3. 4 Giao diện Arduino IDE................................................................................30
Hình 4. 1 PCB mô phỏng của thiết bị trên Altium Designer........................................32
Hình 4. 2 Hình ảnh thực tế của thiết bị........................................................................33

Bài tập lớn

2


Thiết kế ổ cắm điện thông minh

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT



IoT - Internet Of Things hay internet vạn vật.



ESP8266 - Chip xử lí tích hợp thu phát WiFi.



IDE - Viết tắt của Integrated Development Enviroment - môi trường phát triển
tích hợp



Compiler - Trình biên dịch

Bài tập lớn

3


Thiết kế ổ cắm điện thông minh

LỜI NÓI ĐẦU
Internet Of Things (IoT) – Internet vạn vật dường như đang đứng trước một
bước ngoặt để đi đến giai đoạn tiếp theo cho một thế giới hiện đại, văn minh. Đó là
viễn cảnh mà mọi vật đều có thể kết nối với nhau thông qua Internet không dây.
Các doanh nghiệp đang có xu hướng ứng dụng sản phẩm công nghệ IoT vào sản
xuất ngày càng nhiều bởi thị trường sáng tạo tiềm năng và chi phí sản xuất ngày càng
thấp. Chứng kiến sự phát triển như vũ bão của các sản phẩm ứng dụng công nghệ IoT
và thị trường công nghệ Start up tiềm năng đang ngày càng sôi động hơn bao giờ hết, ý
thức được vấn đề đó, cùng với sự đồng ý của giảng viên môn học “mạng tốc độ cao”,
em đã lựa chọn đề tài “ Thiết kế ổ cắm điện thông minh điều khiển qua wifi ” làm

đề tài bài tập lớn. Nội dung của báo cáo bài tập lớn có bố cục như sau:
-

Chương 1. Tổng quan

-

Chương 2. Quy trình công nghệ chế tạo- Thiết kế phần cứng

-

Chương 3. Thiêt kế chương trình phần mềm

-

Chương 4. Chế tạo và thử nghiệm thiết bị

Được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn GVC. Đào Đức Thịnh,
các thầy cô trong bộ môn Kỹ thuật đo và Tin học công nghiệp cùng các thầy cô trong
viện Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa, bài tập lớn của em đã cơ bản được hoàn
thiện. Do thời gian không quá dài và khả năng còn hạn chế nên bài tập của em còn
nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp của thầy cô và các bạn. Em xin
chân thành cảm ơn
Hà nội, ngày 20 tháng 12 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Bài tập lớn

4

Thiết kế ổ cắm điện thông minh

Bài tập lớn

5


Thiết kế ổ cắm điện thông minh

Chương 1. TỔNG QUAN
1.1.

Giới thiệu
a) Giới thiệu tổng quan về IoT
Thời đại vạn vật kết nối Internet of Things (IoT) là một mạng lưới các vật thể

được gắn cảm biến hoặc hệ thống điện tử đặc biệt cho phép chúng kết nối với nhau để
thu thập và trao đổi dữ liệu. Các vật thể trong mạng lưới này có thể được kết nối với
mạng Internet cho mục đích điều khiển từ xa.
Xét về mặt vật chất, làm thế nào để chất lượng cuộc sống chúng ta được nâng
cao, đó là khi các nhu cầu của chúng ta được đáp ứng nhiều hơn trước. Nhu cầu ở đây
có thể là có đầy đủ thức ăn, có quần áo đẹp, không kẹt xe, giảm bớt những lo lắng,
không phải nhớ nhiều thứ linh tinh trong đầu, … Những điều này đều sẽ được đáp ứng
bởi IoT. Hiện tại, IoT ảnh hưởng lớn nhất đến 5 khía cạnh trong đời sống.
IoT có ứng dụng rộng vô cùng, có thể kể ra một số thư như sau:


Quản lí chất thải



Quản lí và lập kế hoạch quản lí đô thị



Quản lí môi trường



Phản hồi trong các tinh huống khẩn cấp



Mua sắm thông minh



Quản lí các thiết bị cá nhân



Đồng hồ đo thông minh



Tự động hóa ngôi nhà
Theo báo cáo hàng năm của hãng Gartner về xu hướng công nghệ sẽ thay đổi

thế giới trong năm 2018 thì IoT đang xếp ở mức đỉnh cao của kỳ vọng và ứng dụng

của IoT trong vòng 5 năm -10 năm nữa sẽ ứng dụng nhiều trong đời sống thực tế

Bài tập lớn

6


Thiết kế ổ cắm điện thông minh

Hình 1. 1 Biểu đồ Hype Cycle của hãng Gartner
Theo một số dự đoán khảo sát được đưa ra

Bài tập lớn

7


Thiết kế ổ cắm điện thông minh

Hình 1. 2 Một số dự đoán khảo sát
Năm 2003 với 6.3 tỷ người có 500 triệu kết nối internet, với mỗi người sở hữu
0.08 thiết bị kết nối.
Năm 2020 với 7.6 tỷ người đã lên đến 50 tỷ kết nối với 1 người sở hữu 6.58
thiết bị kết nối internet.
b) Kiến trúc hệ thống IoT

Kiến trúc hệ thống IoT
(IoT Reference
Architecture)

Thiết bị kết nối
(Device Connectivity

Xử lý dữ liệu, phân tích
và quản lý
(Data Processing,
Analytics and
Management

Hiển thị, vai trò kết nối
(Presentation and
Business Connectivity)

Hình 1. 3 Kiến trúc một hệ thống IoT

Bài tập lớn

8


Thiết kế ổ cắm điện thông minh

Hình 1. 4 Tổng quan về một hệ thống IoT
Trên cơ sở nghiên cứu, tìm hiểu về IoT. Đề tài đề xuất phương án tự động hóa
ngôi nhà, và cụ thể hơn đó là về những chiếc ổ cắm điện thông minh.
1.2.

Mục tiêu của đề tài
Thiết kế, phát triển sản phẩm ổ cắm điện thông minh, online dựa trên cơ sở IoT

cụ thể là điều khiển từ xa bằng wifi, hoặc bất cứ nơi nào smart phone của bạn có kết
nối Internet. Sản phẩm đảm bảo các tiêu chí:
o

Hoạt động chính xác, ổn định, ngay cả khi các điều kiện của sản phẩm
thay đổi như nhiệt độ, độ ẩm.

o

1.3.

Có giao diện phần mềm giao tiếp trực quan với người dùng.

Khảo sát thị trường
Chỉ cần một thiết bị có thể kết nối internet và một công cụ tìm kiếm như

google, sẽ thấy đủ các mẫu mã sản phẩm của các hãng với các giá tiền khác nhau.
Chứng tỏ một chiếc ổ cắm thông minh hiện tại là cần thiết đến thế nào với cuộc sống
của chúng ta với công dụng mà nó mang lại.
Một số hình ảnh của ổ cắm thông minh bán ngoài thị trường.

Bài tập lớn

9


Thiết kế ổ cắm điện thông minh

Hình 1. 5 Một số sản phẩm ổ cắm đơn

Hình 1. 6 Sản phẩm một ổ có nhiều ổ cắm

Chương 2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO
THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
2.1.

Đặc điểm cấu tạo của thiết bị
Thiết bị được xây dựng theo mô hình được thể hiện trong sơ dồ khối dưới đây.

KHỐI NGUỒN CẤP 220VAC

KHỐI
CHỈNH

KHỐI ĐÓNG CẮT

LƯU

KHỐI CÁC
Bài tập lớnPHÍM CHỨC
NĂNG

10
KHỐI NGUỒN CẤP


Thiết kế ổ cắm điện thông minh

KHỐI WIFI

Hình 2. 1 Sơ đồ khối thiết bị
1) Khối nguồn cấp: Cấp điện áp xoay chiều 220VAC từ lưới, từ đây điện áp được đưa
về khối tiếp theo là khối chỉnh lưu. Sau chỉnh lưu điện áp là 5VDC đưa đến IC
LM1117 sau quá trình này điện áp đưa về 3,3 VDC cấp cho khối wifi
2) Khối chỉnh lưu: biến đổi điện áp xoay chiều 220VAC thành điện áp một chiều
5VDC cấp cho các khối.
3) Khối wifi: Sử dụng Modul wifi esp8266 để nhận tín hiệu thu về từ vi xử lý, gửi dữ
liệu nhận được lên web sever để ta có thể theo dõi online qua wifi internet.
4) Khối các phím chức năng: gồm các phím reset và phím hỗ trợ khi nạp code
5) Khối đóng cắt: Sử dụng relay 5V-10A để đóng cắt mạch điện khi nhận được tín
hiệu điều khiển từ người sử dụng

2.2.

Thiết kế chi tiết các khối
2.2.1.
Thiết kế khối nguồn
Thiết bị sử dụng các cấp điện áp 220VAC, 5VDC, 3.3VDC
a) Khối chinh lưu và nguồn 5VDC
Ta sử dụng Module nguồn AC-DC Hi-Link HLK-PM01 với:
 Input: 100~240VAC
50-60Hz
 Output: 5VDC/3W
để đưa điện áp từ 220VAC về 5VDC sau đó khối nguồn sẽ đưa về các cấp
điện áp phù hợp tiếp theo.

Bài tập lớn

11

Thiết kế ổ cắm điện thông minh

Hình 2. 2 Modul Hi-link
b) Khối nguồn 3.3VDC
Ta sử dụng IC LM1117-3,3V đưa nguồn điện áp +5VDC về điện áp 3,3VDC
cấp cho ESP8266. Sử dụng diode zenner 3,3V để đề phòng sự cố xảy ra thì điện
áp vẫn giữ ơ mức 3,3V để k làm hỏng modul.
c) Sơ đồ nguyên lý

Hình 2. 3 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn
2.2.2.

Khối các phím chức năng
Phím này là phím button hỗ trợ khi nạp code và reset. Thường dùng Button dán

loại nhỏ hàn trên mạch.

Bài tập lớn

12


Thiết kế ổ cắm điện thông minh

Hình 2. 4 Sơ đồ khối các phím chức năng

2.2.3.
Khối điều khiển esp8266-12E
a)

Giới thiệu tổng quan về dòng esp8266
Chip ESP8266 được phát triển bởi Espressif để cung cấp giải pháp giao tiếp
Wifi cho các thiết bị IoT. Điểm đặc biệt của dòng ESP8266 là nó được tích hợp các
mạch RF như balun, antenna switches, TX power amplifier và RX filter ngay bên
trong chip với kích thước rất nhỏ chỉ 5x5mm nên các board sử dụng ESP8266 không
cần kích thước board lớn cũng như không cần nhiều linh kiện xung quanh. Ngoài ra,
giá thành của ESP8266 cũng rất thấp đủ để hấp dẫn các nhà phát triển sản phẩm IoT.
Cấu trúc phần cứng của dòng chip ESP8266 có thể tóm tắt như sau:


Sử dụng 32-bit MCU core có tên là Tensilica



Tốc độ system clock có thể set ở 80MHz hoặc 160MHz



Không tích hợp bộ nhớ Flash để lưu chương trình



Tích hợp 50KB RAM để lưu dữ liệu ứng dụng khi chạy

Bài tập lớn

13


Thiết kế ổ cắm điện thông minh



Có đầy đủ các ngoại vi chuẩn đê giao tiếp như 17 GPIO, 1 Slave SDIO,

3 SPI, 1 I2C, 1 I2S, 2 UART, 2 PWM


Tích hợp các mạch RF để truyền nhận dữ liệu ở tần số 2.4GHz



Hỗ trợ các hoạt động truyền nhận các IP packages ở mức hardware như

Acknowledgement, Fragmentation và Defragmentation, Aggregation, Frame
Encapsulation v.v… (và phần stack TCP/IP sẽ được thực hiện trên firmware của
ESP8266)
Do không hỗ trợ bộ nhớ Flash nên các board sử dụng ESP8266 phải gắn thêm
chip Flash bên ngoài và thường là Flash SPI để ESP8266 có thể đọc chương trình ứng
dụng với chuẩn SDIO hoặc SPI.
Về mô hình lập trình ứng dụng với ESP8266, chúng ta có thể chia làm 2 loại
như sau:


Sử dụng firmware được cung cấp bởi Espressif và giao tiếp thông qua

AT commands


Lập trình firmware trực tiếp vào ESP8266 sử dụng bộ thư viện SDK

cung cấp bởi Espressif.
b)

Các loại modul trên thị trường
Ngoại trừ module ESP-WROOM-02 được phát triển bởi chính Espressif cho

mục đích nghiên cứu các tính năng của ESP8266, các module ứng dụng phổ biến hiện
nay của ESP8266 đều được phát triển bởi công ty AI-Thinker
Hiện tại có khá nhiều module khác nhau cho ESP8266 được sản xuất bởi công
ty AI-Thinker. Đặc điểm khác nhau giữa các module này bao gồm:


Bài tập lớn

Loại anten sử dụng (PCB anten, chip anten hoặc gắn anten ngoài)

14


Thiết kế ổ cắm điện thông minh



Dung lượng của chip Flash SPI trên board



Kích thước board của module



Có gắn khung nhôm chống nhiễu hay không



Số lượng pin GPIO đưa ra chân kết nối

Ở thị trường VN thì 3 module là ESP-01, ESP-07 và ESP-12F khá phổ biến và
sẽ được sử dụng để demo trong các bài viết sau nên chúng ta sẽ giới thiệu sơ
các module ở đây:
ESP-01

Hình 2. 5 Modul esp 8266-01
Sử dụng on-board PCB antenna
Có 2 LED trên board để báo nguồn và báo TX
Cung cấp 3 chân GPIO (GPIO0, GPIO2 và GPIO6) và 2 chân TXD/RXD cho
UART
Dung lượng SPI Flash 4Mbyte
Đưa chân ra jumper luôn nên có thể kết nối trực tiếp với các board khác 1 cách
nhanh chóng

Bài tập lớn

15


Thiết kế ổ cắm điện thông minh

ESP-07

Hình 2. 6 Modul ESP 8266-07
Sử dụng chip anten on-board và có IPEX connector hỗ trợ gắn thêm anten
ngoài để tăng khoảng cách truyền
Có 2 LED trên board để báo nguồn và báo TX
Đưa ra 9 chân GPIO, 2 chân TX/RX cho UART, 1 chân REST để reset chip, 1
chân ADC, 1 chân CH_PD để đưa chip vào chế độ low power
Dung lượng SPI Flash trên board là 4Mbyte
Có thể hàn thêm jumper để kết nối trực tiếp với board khác hoặc hàn trực tiếp
lên board ứng dụng.
ESP-12F

Bài tập lớn

16


Thiết kế ổ cắm điện thông minh

Hình 2. 7 Modul ESP 8266 -12F
Sử dụng PCB anten on-board
Đưa ra 11 chân GPIO, 2 chân TX/RX cho UART, các chân cho SPI, chân RST
để reset chip, 1 chân ADC
Dung lượng SPI Flash là 4Mbyte
Có thể hàn jumper để căm dây vào các board khác hoặc hàn trực tiếp lên board
ứng dụng
Qua 3 module ESP8266 trên chúng ta có thể so sánh nhanh như sau:


ESP-01 đơn giản nhất, số chân GPIO ít nhất và không có shield chống



ESP-07 thì nhiều chân GPIO hơn, có shield chống nhiễu nhưng dùng

nhiễu

chip antenna nên khoảng cách truyền không xa bằng PCB anten. Tuy nhiên có thể tăng
khoảng cách truyền bằng cách gắn thêm anten ngoài với IPEX connector trên board

Bài tập lớn

17


Thiết kế ổ cắm điện thông minh

ESP-12F đưa ra nhiều chân GPIO nhất, có shield chống nhiễu và on-



board PCB anten (lưu ý là mặc dù có các chân SPI nhưng đã được sử dụng để đọc SPI
Flash bên trong nên chúng ta không thể sử dụng các chân này)
Do đó tùy vào yêu cầu của ứng dụng, chúng ta có thể lựa chọn module từ đơn
giản đến phức tạp.
c)

Thiết kế
Sử dụng modul phổ biến nhất đó là esp 8266-12E để thực hiện giao tiếp
UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) với khối vi xử lí thông qua

2 ngõ ra TX và RX.
Hình 2.10 dưới đây là pin out của esp 8266-12E

Hình 2. 8 Sơ đồ chân ra của esp 8266-12E
URXD(RX) :dùng để nhận tín hiệu trong giao tiếp UART với vi điều khiển
-VCC

:đầu vào 3.3V

-GPIO 0

:kéo xuống thấp cho chế độ upload bootloader

-RST

:chân reset cứng của module, kéo xuống mass để reset

-GPIO 2

:thường được dùng như một cổng TX trong giao tiếp UART để

debug lỗi

Bài tập lớn

18


Thiết kế ổ cắm điện thông minh

-CH_PD

:kích hoạt chip, sử dụng cho Flash Boot và updating lại

module, nối với mức cao
-GND

:nối với mass

-UTXD (TX):dùng để truyền tín hiệu trong giao tiếp UART với vi điều
khiển
Hình 2.11 là sơ đồ nguyên lí của khối wifi esp8266-12E

Hình 2. 9 Sơ đồ nguyên lí của khối wifi esp8266-12E

Cấp nguồn 3,3VDC cho 2 chân VCC và CH_PD
2.2.4.

Khối đóng cắt dùng relay
a)

Giới thiệu
Rơ-le là một loại linh kiện điện tử thụ động rất hay gặp trong các ứng dụng

thực tế. Khi bạn gặp các vấn đề liên quan đến công suất và cần sự ổn định cao,
ngoài ra có thể dễ dàng bảo trì, thì rơ-le chính là cái bạn cần tìm.

Bài tập lớn

19

Thiết kế ổ cắm điện thông minh

Rơ le hay rơ le điện (tiếng Pháp: relais électromagnétique) là một công tắc
chạy bằng điện.
Nhiều rơ le sử dụng một nam châm điện để vận hành cơ khí công tắc, nhưng
nguyên lý vận hành khác cũng được sử dụng, chẳng hạn như rơ le trạng thái rắn.
Rơ le được sử dụng khi cần kiểm soát một mạch điện bằng một tín hiệu công
suất thấp (với đầy đủ cách điện giữa kiểm soát và mạch điều khiển), hoặc trong trường
hợp một số mạch phải được kiểm soát bởi một tín hiệu. Các rơle đầu tiên được sử
dụng trong các mạch điện báo đường dài với vai trò bộ khuếch đại: chúng lặp đi lặp lại
các tín hiệu đến từ một mạch và truyền lại nó trên mạch khác. Rơ le được dùng rộng
rãi trong trao đổi điện thoại và các máy điện toán thời kỳ đầu với vai trò điều hành
mạch lôgic. Một loại rơle có thể xử lý công suất cao cần thiết để trực tiếp kiểm soát
một động cơ điện hoặc mức tải khác được gọi là một contactor. Rơ le trạng thái rắn
kiểm soát mạch điện không có bộ phận chuyển động.

Hình 2. 10 Một module relay kiểu mẫu
b)

Các loại rơ-le và cách xác định trạng thái của nó

Trên thị trường chúng ta có 2 loại module rơ-le:


module rơ-le đóng ở mức thấp (nối cực âm vào chân tín hiệu rơ-le sẽ

đóng),

Bài tập lớn

20


Thiết kế ổ cắm điện thông minh



module rơ-le đóng ở mức cao (nối cực dương vào chân tín hiệu rơ-le sẽ

đóng).
Nếu sơ sánh giữa 2 module rơ-le có cùng thông số kỹ thuật thì hầu hết mọi
kinh kiện của nó đều giống nhau, chỉ khác nhau ở chỗ cái transitor của mỗi loại
module. Chính vì cái transistor này nên mới sinh ra 2 loại module rơ-le này (có 2 loại
transistor là NPN - kích ở mức cao, và PNP - kích ở mức thấp).

Hình 2. 11 Module relay kích ở mức cao

Hình 2. 12 Module relay kích ở mức thấp
Tùy vào mục đích sử dụng mà ta chọn modul relay thông qua transitor sao cho
phù hợp nhất với mục đích.
c)

Bài tập lớn

Thông số của một modul relay

21

Thiết kế ổ cắm điện thông minh

Một module rơ-le được tạo nên bởi 2 linh kiện thụ động cơ bản là rơ-le và
transistor, nên module rơ-le có những thông số của chúng.
Hiệu điện thế kích tối ưu



Tùy vào mục đích sử dụng
Chẳng hạn, bạn cần một module relay sẽ làm nhiệm vụ bật tắt một bóng đèn
(220V) khi trời tối từ cảm biến ánh sáng hoạt động ở mức 5-12V thì bạn phải sử
dụng loại module relay 5V (5 volt) hoặc module relay 12V (12 volt) kích ở mức
cao

Các mức hiệu điện thế tối đa và cường độ dòng điện tối đa của đồ dùng
điện khi nối vào module rơ-le
ví dụ về hình ảnh ở dưới đây

Hình 2. 13 Các mức hiệu điện thế tối đa và cường độ dòng điện tối đa
1.

10A - 250VAC: Cường độ dòng điện tối đa qua các tiếp điểm của rơ-le

với hiệu điện thế <= 250V (AC) là 10A.
2.

10A - 30VDC: Cường độ dòng điện tối đa qua các tiếp điểm của rơ-le

với hiệu điện thế <= 30V (DC) là 10A.

Bài tập lớn

22


Thiết kế ổ cắm điện thông minh

3.

10A - 125VAC: Cường độ dòng điện tối đa qua các tiếp điểm của rơ-le

với hiệu điện thế <= 125V (AC) là 10A.
4.

10A - 28VDC: Cường độ dòng điện tối đa qua các tiếp điểm của rơ-le

với hiệu điện thế <= 28V (DC) là 10A.
5.

SRD-05VDC-SL-C: Hiện điện thế kích tối ưu là 5V.

d)

Cách sử dụng rơ-le

Rơ-le bình thường gồm có 6 chân. Trong đó có 3 chân để kích, 3 chân còn lại
nối với đồ dùng điện công suất cao.
3 chân dùng để kích


+: cấp hiệu điện thế kích tối ưu vào chân này.



- : nối với cực âm



S: chân tín hiệu, tùy vào loại module rơ-le mà nó sẽ làm nhiệm vụ kích



Nếu bạn đang dùng module rơ-le kích ở mức cao và chân S bạn cấp điện

rơ-le
thế dương vào thì module rơ-le của bạn sẽ được kích, ngược lại thì không.


Tương tự với module rơ-le kích ở mức thấp.

3 chân còn lại nối với đồ dùng điện công suất cao:


COM: chân nối với 1 chân bất kỳ của đồ dùng điện, nên mắc vào

đây chân lửa (nóng) nếu dùng hiệu điện thế xoay chiều và cực dương nếu là
hiệu điện một chiều.


ON hoặc NO: chân này sẽ nối với chân lửa (nóng) nếu dùng điện

xoay chiều và cực dương của nguồn nếu dòng điện một chiều.


OFF hoặc NC: chân này sẽ nối chân lạnh (trung hòa) nếu dùng

điện xoay chiều và cực âm của nguồn nếu dùng điện một chiều.
e)

Bài tập lớn

Thiết kế

23


Thiết kế ổ cắm điện thông minh

Hình 2. 14 sơ đồ nguyên lý khối relay 5V
Modul sử dụng nguồn +5VDC
Lấy tín hiệu từ chân số 19 GPIO4 qua trở R1 và Transitor C1815 là NPN - kích
ở mức cao. Nối cực dương vào chân tín hiệu rơ-le sẽ đóng).

2.3.

Sơ đồ nguyên lý trên phần mềm altium

Bài tập lớn

24


Thiết kế ổ cắm điện thông minh

Bài tập lớn

25