Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật điện, điện tử: Thiết kế hệ thống mái che xếp di động thông minh

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được nhiều sự giúp 
đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của quý thầy cô, gia đình và bạn bè.
Em xin gửi lời cảm  ơn chân thành đến ThS Lê Thị Thu Phương đã tận tình 
hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình em thực hiện đồ án tốt nghiệp.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Đại học Công  
nghệ thông tin và Truyền thông Thái Nguyên nói chung, các thầy cô trong khoa Công  
nghệ  tự  động hóa nói riêng đã dạy cho em kiến thức về các môn đại cương cũng  
như các môn chuyên ngành, giúp em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều  
kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập. 
Cuối cùng, em xin chân thành cảm  ơn gia đình đã luôn tạo điều kiện, quan  
tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ  án tốt  
nghiệp đạt kết quả cao.

3


LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong bản đồ án này là trung 
thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Mọi sự giúp đỡ cho việc  
thực hiện bản đồ án này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong bản đồ án  
đã được chỉ rõ, nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố.

4


MỤC LỤC

5

DANH MỤC HÌNH ẢNH

6


DANH MỤC BẢNG BIỂU

7


LỜI NÓI ĐẦU
 Lý do chọn đề tài
Ngày nay với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, cũng như nhu cầu đòi hỏi  
của con người ngày càng cao trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội. Trong đó có 
nhu cầu về một cuộc sống tiện nghi, thông minh. Điều này đã thôi thúc những nhà  
khoa học thiết kế chế tạo ra những sản phẩm đáp ứng những tiện nghi, thông minh 
đó. Một trong số đó cần kể tới là mái che xếp thông minh. 
Mái che xếp thông minh là một thiết bị khá phổ biến trên thị trường hiện nay  
và khá được người dùng ưa chuộng. Tuy nhiên, hầu hết tất cả các mái che xếp trên  
thị trường hiện nay đều được điều khiển một cách hết sức thô sơ.
    

 Trong đời sống hiện nay, tự động hóa các thiết bị để  chúng hoạt động hiệu  

quả 
hơn là một xu thế  tất yếu. Đề  tài “Thiết kế  hệ  thống mái che xếp di động thông  
minh” cũng nhằm thiết kế một hệ thống mái che hoạt động hiệu quả hơn mà không 
cần nhiều đến sự điều khiển trực tiếp từ người sử dụng, giúp tiết kiệm thời gian,  

công sức và cũng làm tăng tuổi thọ mái che so với các mái che truyền thống khác.
Trong khuôn khổ đồ án này, em sẽ đưa ra phương án kĩ thuật để thiết kế hệ 
thống mái che hoạt động tự động. Tuy nhiên, với kiến thức hạn hẹp của bản thân,  
phương án em đưa ra cũng có thể chưa hẳn là giải pháp tối ưu nhất và cũng khó có 
thể  tránh được những thiếu sót, em rất mong nhận được những góp ý từ  quý thầy 
cô và các bạn nhằm hoàn thiện hơn sản phẩm này.


Mục đích và phạm vi nghiên cứu của đề tài

Hệ thống mái che xếp di động thông minh theo thời tiết lúc đầu chỉ đơn giản 
là: nếu ban ngày, trời mát, không có nắng và cũng không có mưa thì mái che sẽ tự 
động cuốn vào; nếu như  trời nắng, hoặc mưa thì mái che sẽ  tự  động cuốn ra che.  
Như thế, người sử dụng sẽ không cần phải quay một cách thô sơ như trước nữa mà  
vẫn sử dụng mái đó đúng mục đích.
 

Một yêu cầu nữa đặt ra là khi con người muốn can thiệp vào sự  điều khiển 

đó, mà không cần đến yếu tố  tự  động thì mạch xử  lý của chúng ta cũng đáp  ứng  

8


được. Nghĩa là, sẽ có hai chế độ, một là điều khiển một cách tự động, hai là có sự 
can thiệp của con người. Điều khiển tự động theo sự thay đổi của thời tiết, còn khi 
có bàn tay người điều khiển sẽ  có một hệ  thống bảng điều khiển với các nút ấn: 
điều khiển mở ra và điều khiển thu vào.
Bên cạnh những yêu cầu trên còn có một yêu cầu hết sức quan trọng đó là  
trường hợp khi sự cố mất điện hệ thống mái che của chúng ta sẽ không hoạt động 

được. Vì vậy, em đã đưa ra ý tưởng làm thêm bộ ắc quy dự phòng trường hợp mất  
điện mái che vẫn duy trì hoạt động bình thường không ảnh hưởng đến nhu cầu của 
người sử dụng.
Như vậy, em sẽ thiết kế một bộ điều khiển có hai chế độ: Tự động và Bằng  

     
tay.

+ Chế độ Tự động:
    

­ Ban đêm: mái che thu vào.

   

­ Ban ngày: nếu trời nắng hoặc mưa: mái che kéo ra; nếu trời dâm hoặc 

không mưa thì mái che thu vào.
­

Khi trời tối và có người đèn tự động bật

+ Chế độ Bằng tay:
   

­ Có tín hiệu điều khiển ra: mái che kéo ra.

    

­ Có tín hiệu điều khiển vào: mái che thu vào.

  Yêu cầu của đề tài.
Thiết bị bao gồm các yêu cầu sau:
✔ Thiết kế hệ thống mạch điều khiển nhỏ, gọn thân thiện với người sử dụng.
✔ Quá trình hoạt động ổn định, chính xác.
✔ Chế độ tự động mở bạt và thu bạt phải hoạt động theo đúng yêu cầu đặt ra.
✔ Chế độ điều khiển bằng tay phải chính xác và dễ dàng sử dụng.
✔ Khi sự cố mất điện hệ thống chuyển sang sử dụng nguồn dự phòng (ắc quy)
 Phương pháp nghiên cứu
✔ Nghiên cứu lý luận: Tổng hợp các tài liệu kỹ  thuật, công nghệ, phân tích và  
đánh giá nội dung liên quan đến đề tài.
9


✔ Phương pháp thực nghiệm: Khảo sát, phân tích, thiết kế và đánh giá nội dung 
nghiên cứu trong quá trình chế tạo hệ thống mái che xếp thông minh. Từ  đó 
đưa ra phương án chế tạo thiết bị cho phù hợp.
 Đồ án được trình bày gồm:
Nội dung chính của đồ án được chia làm ba chương:
CHƯƠNG   I:  TỔNG   QUAN   VỀ   HỆ   THỐNG   MÁI   CHE   XẾP   DI   ĐỘNG 
THÔNG MINH HIỆN NAY
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG
CHƯƠNG  II:  THIẾT   KẾ   HỆ   THỐNG  MÁI   CHE   XẾP   DI   ĐỘNG   THÔNG 
MINH

10


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁI CHE XẾP DI ĐỘNG THÔNG MINH 
HIỆN NAY

Ngày nay, kỹ thuật điện tử đã liên tục có những tiến bộ  vượt bậc, đặc biệt  
là trong kỹ  thuật chế tạo vi mạch điện tử  và công nghệ  chế  tạo cảm biến. Sự  ra 
đời và phát triển nhanh chóng của kỹ thuật điện tử  mà đặc trưng là kỹ  thuật vi xử 
lý và kỹ  thuật công nghệ  chế  tạo cảm biến đã tạo ra một bước ngoặt quan trọng  
trong sự  phát triển của khoa học kỹ  thuật tạo tiền đề  cho việc chế  tạo các sản 
phẩm máy móc có tính năng tự động hóa cao hơn và thông minh hơn.
Với mục   đích đơn giản,  nếu ban ngày, trời mát, không có  nắng và cũng  
không có mưa thì mái che sẽ  tự  động cuốn vào; nếu như  trời nắng, hoặc mưa thì 
mái che sẽ tự 
động cuốn ra che. Như thế, người sử dụng sẽ không cần phải quay một cách thô sơ 
như trước nữa mà vẫn sử dụng mái che đó đúng mục đích tạo sự tiện nghi cho cuộc 
sống hằng ngày, em đã bắt tay vào nghiên cứu thực hiện đề  tài “thiết kế  hệ thống 
mái che xếp di động thông minh’’.
1.1. Tổng quan về các loại mái che hiện nay
Mái hiên, mái che là một trong những kiến trúc, vật dụng có tác dụng che 
mưa, nắng và tăng tính thẩm mỹ cho không gian sống.
Mái hiên nhà là thiết kế  mái che trước nhà được phủ  gắn với tường ngoài 
của căn nhà, tòa nhà và dùng để che mưa năng nhưng nếu như thiết kế mái hiên đẹp 
hài hòa với cấu trúc của nhà  ở  và không gian thì nó còn là kiến trúc có chức năng  
làm đẹp bên ngoài nhà ở hay, trước cửa nhà, quán cafe, nhà hàng.
Mái che được hiểu rộng nó bao gồm cả  mái hiên và có chức năng che chắn 
mưa nắng  ở trước nhà và cả  ngoài trời với nhiều loại không gian như: mái che bể 
bơi, mái che hồ cá, mái che nhà xe, mái che cửa hàng, nhà hàng, quán. Thiết kế mái  
che cũng phân thành nhiều loại từ cố định, di động, chất liệu mái che…
Nhìn chung mái hiên nhà và mái che đều là kiến trúc hoặc vật dụng có chức  
năng che mưa, nắng, bảo vệ không gian bên dưới mái trước tác động của thời tiết 
và đảm bảo tính năng thẩm mỹ.

11

Mái hiên (mái che) là một thuật ngữ  chung. Chỉ những loại trang bị có công 
dụng chính là che mưa nắng cho công trình. Dựa vào tính chất hoạt động người ta  
chia làm 2 loại:
❖ Mái hiên, mái che cố định: đây là loại mái che nắng mưa được lắp đặt thi  
công gắn với cấu trúc nhà và không thể  thay đổi kích thước dài, rộng, cao... trong  
quá trình sử dụng.
❖ Mái che, mái hiên di động: là loại mái che nắng mưa lắp đặt theo nhiều  
kiểu khác nhau nhưng quá trình sử dụng có thể thay đổi được hình thái kích thước. 
Hiện nay mái hiên di động, mái che di động khá được nhiều người sử dụng nhờ chi 
phí lắp đặt thấp, có thể  sửa chữa thay thế  dễ  dàng, sử  dụng bằng quay tay cầm 
hoặc remote để điều chỉnh không gian dưới mái che. Mái hiên và mái che di động sử 
dụng với nhiều chất liệu và có thể đặt các bảng quảng cáo cũng thích hợp với các  
không gian cần tính di động như quán hàng, nhà để xe...
1.2. Mái che cố định
Nhắc tới dòng sản phẩm mái cố định hiện nay thì người ta nghĩ ngay ra 1 số 
mái như: mái ngói, mái tôn, mái nhựa, mái hiên làm bằng kính cường lực. Những 
sản phẩm này đều được cấu tạo cố định với độ bền cao. Tuy nhiên các loại mái cố 
định lại tồn tại không ít những nhược điểm và bất tiện:
+ Thời gian lắp đặt, thi công lâu
+ Giá thành cao
+ Kiểu dáng khá đơn điệu
+ Tháo dỡ rất phức tạp
+ Thiếu độ thông thoáng [1]

12


Hình 1.1: Mái che cố định [1]
1.3. Mái che xếp di động thông minh hiện nay 

1.3.1 Giới thiệu chung

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế và xã hội thì đời sống của
người dân cũng ngày càng được cải thiện và nâng cao. Các công trình
nhà hàng, quán ăn, quán cà phê vì thế cũng được xây dựng ngày càng
nhiều nhằm phục vụ cho nhu cầu ăn uống của con người. Tuy nhiên để
có thể che nắng, che mưa tạo ra không gian thoáng mát giúp cho bữa
ăn của khách hàng được thoải mái, thuận lợi mà không bị ảnh hưởng
bởi những tác động xấu của thời tiết, đồng thời góp phần tạo nên nét
đẹp độc đáo giúp thu hút khách hàng thì các chủ kinh doanh nhà hàng,
quán ăn, quán nhậu đã lắp đặt và sử dụng sản phẩm mái xếp thông
minh.
Mái che xếp thông minh đang là sản phẩm được sử dụng  làm mái che ngoài  
trời giá rẻ rất được ưa chuộng hiện nay. Đây không chỉ đơn giản có khả  nắng che 
mưa, che nắng tốt mà còn đáp  ứng mọi yêu cầu về  chất lượng, thẩm mĩ và hiện 
đại. Với cấu tạo đặc biệt cùng những lợi ích mà dòng sản phẩm này mang lại giúp  
cho mọi người càng tin tưởng hơn khi lựa chọn mái che xếp thông minh.

13


Hình 1.2. Hình ảnh mái che xếp
Hiện nay trên thực tế, mái hiên di động, mái che thông minh được sử  dụng 
rất phô biến với ưu điểm vì có độ bền và thẩm mỹ cao. Do khung  mái hiên di động, 
mái che thông minh sử dụng hợp kim đặc biệt có độ cứng cao nên sản phẩm này có 
khả năng chịu được sức gió mạnh, mưa lớn, ánh sáng cao,…
 

1.3.2. Cấu tạo mái che xếp 

Hình 1.3: Cấu tạo mái che xếp [2]
Cấu tạo của một mái che xếp di động gồm 4 phần chính:

14


❖

Khung mái xếp (được làm bằng kim loại): thường dùng nhôm đối với 

mái kích thước nhỏ, thép hoặc inox đối với mái có kích thước trung bình trở 
lên.
❖

Bạt mái xếp: là tấm bạt chuyên dụng có thể  được phủ  1 lớp hoặc 2  

lớp nhựa. Có 2 loại chính: tấm bạt vải Canvas có tác dụng che nắng mưa và  
chống nóng hiệu quả, còn tấm bạt lưới dùng để  che mưa và hiệu quả  lấy 
ánh sáng tốt hơn.
❖

Phần dây kéo bạt: Có thể sử dụng dây cáp hoặc dây dù (đường kính từ 

3mm đến 8mm).
❖

Bánh xe: là phần bánh xe treo giúp giữ thanh ngang của bạt và giúp bạt  

chạy trên thanh ray khi thu và mở mái. Thường thì trên mỗi thanh ngang kim  
loại đó có 2 đến 3 bánh xe treo trên hệ chuyển động. [2]

1.3.3. Ưu điểm 
Mái xếp di động đã khắc phục hoàn hảo các nhược điểm của mái hiên cố 
định. Nhằm khắc phục được hoàn toàn nhược điểm của mái hiên cố  định thì dòng  
mái hiên di động thông minh đem đến cho người sử dụng dòng sản phẩm mái hiên 
hiện đại, thông minh và tính thẩm mĩ cao. Sản phẩm  mái hiên di động được cấu tạo 
từ  chất liệu bạt cao cấp có đặc tính cực kỳ   ưu việt mà có tuổi thọ  lại không hề 
thua kém so với các loại mái hiên cố định.[3]

15


⮚

Sự tiện dụng

Không thể phủ nhận sự tiện dụng của mái xếp di động mang lại cho cuộc sống  
con người. Trước đây, khi chưa có mái xếp di động ngôi nhà của bạn thường xuyên 
phải chịu một lượng bức xạ mặt trời lớn, dù cây cối có nhiều bao phủ xung quanh  
thì ánh sáng mặt trời vẫn làm căn phòng nóng lên. Quán cà phê cũng vậy, đa số 
khách hàng không thích ngồi trong quán cà phê bốn bề là tường, người ta vẫn thích 
ngồi  ở  những địa điểm hòa hợp với thiên nhiên nhưng đảm bảo đủ  bóng râm. Khi 
mái xếp di động xuất hiện, bài toán khó về việc giải nhiệt cho căn hộ, địa điểm đỗ 
xe cho quán xá, tiệc đứng ngoài trời hay những quán cà phê vườn đã có hồi kết. Với  
mái xếp di động, ngôi nhà của bạn sẽ  được mát mẻ  cả  ngày do không chịu  ảnh 
hưởng trực tiếp từ mặt trời, quán cà phê lại có thêm không gian để cho khách ngồi  
hay dù nắng hay mưa thì những bữa tiệc ngoài trời vẫn được tổ chức bình thường. 
Bên cạnh đó mái xếp di động thông minh còn đáp  ứng tối đa sự  linh hoạt cho 
người sử  dụng. Mái xếp thông minh sẽ tự  động kéo bạt ra khi thời tiết mưa hoặc  
nắng mà không cần con người can thiệp vào kéo bạt hoặc mở bạt như những mẫu  
mái xếp truyền thống.

So với mái tôn thì mái xếp di động tiện lợi trong cách sử  dụng hơn. Vì bạn có  
thể  điều chỉnh ánh sáng dễ  dàng thông qua việc cuốn vào hay thả  ra. Trong khi đó  
mái tôn không có chức năng cuốn xếp và di chuyển. Chúng khá cồng kềnh và khó  
lắp đặt hơn mái xếp. Do đó, sự ra đời của mái xếp che mưa che nắng là giải pháp 
hoàn hảo giúp tạo không gian thoáng mát và sống động hơn.
⮚

Giá thành thấp

Tiếp theo là một  ưu điểm  ưu việt của mái xếp di động. Đây là một sản phẩm  
mà nhà nhà ai cũng có thể sở hữu. Đa số nhà sản xuất hiểu được mức độ hiệu quả 
trong kinh doanh của các quán cà phê, mức sống thu nhập của khách hàng nên có rất 
nhiều mức giá khác nhau cho mái xếp di động, khách hàng có thể  thoải mái chọn 
lựa sản phẩm phù hợp. Nếu bạn cần tới 1 số tiền khá lớn để làm các loại mái hiên  
cố  định như  mái ngói, mái tôn, thì khi lắp đặt mái xếp di động bạn lại không cần 

16


phải quá lo đến khoản chi phí. Bởi lắp đặt mái hiên di động chi phí rẻ  hơn rất 
nhiều so với các loại mái che cố định truyền thống trước đây.

17


⮚

Tiết kiệm thời gian lắp đặt

 Việc thi công lắp đặt sản phẩm mái xếp di động được diễn ra 1 cách nhanh  

chóng, không mất nhiều thời gian như các sản phẩm mái hiên cố định. Quá trình lắp 
đặt nhanh chóng, gọn gàng nhưng vẫn đáp  ứng được mọi yêu cầu kỹ thuật về độ 
chắc chắn, hay độ căng phủ của mái bạt tạo nên độ bền cao.
⮚

Tính thẩm mỹ cao

Sản phẩm mái xếp di động đem đến tính thẩm mỹ  cao. Với thiết kế gọn gàng  
mẫu mã đa dạng, không giới hạn về  sự  sáng tạo, giúp người dùng có nhiều lựa  
chọn trong việc lắp đặt. Mái xếp di động với kiểu dáng mẫu mã khác nhau: mái 
vòm, mái hiên chữ A, mái hiên lượn sóng mái chảy, tất cả các loại mái hiên này đều  
được cấu tạo hết sức tinh vi và đẹp mắt.
Đặc biệt dòng mái xếp di động được cấu tạo từ các loại bạt chất lượng cao với  
nhiều màu sắc để lựa chọn, bạn có thể lựa chọn bạt theo màu sắc ưa thích hay theo 
mệnh phong thủy của bạn, có các loại bạt: bạt in hoa văn, bạt kẻ  sọc, bạt 1 màu 
đơn giản hay bạt quảng cáo. Đặc biệt vải bạt mái hiên còn được nhà sản xuất lựa  
chọn cẩn thận với màu sắc tươi sáng có thể hạn chế hấp thụ các tia bức xạ để tạo 
cho không gian mái hiên thêm sinh động và bắt mắt hơn.

Hình 1.4: Thiết kế mái bạt xếp ở nhà hàng
⮚

Tính đa dạng

Mái xếp di động không chỉ đa dạng về  kiểu dáng, màu sắc mà nó còn đa dạng 
về  chủng loại: mái hiên quay tay, tự  cuốn, hay bạt xếp lớn…Điều này giúp cho 
18


người sử dụng có thêm nhiều lựa chọn phù cho không gian sử dụng về cả  tiêu chí 

tài chính, sở thích hay thậm chí là thẩm mỹ.

Hình 1.5: Các mẫu vải bạt mái xếp 
⮚

Mái xếp không gây tiếng ồn khó chịu khi trời mưa

Thực tế, chúng ta đều biết rằng khi ngồi dưới mái tôn lúc trời mưa thì chẳng 
khác nào như “tiếng trống đánh bên tai cả”. Trong khi sử dụng mái xếp di động thì 
vấn đề này đã được giải quyết một cách triệt để. Vì mái xếp được làm từ chất liệu 
bạt nên hạt mưa sẽ phân tán. Dẫn đến tiếng ồn đã giảm tải đáng kể và giúp bạn có  
được những phút giây thư giãn tuyệt vời hơn.
⮚

Mái xếp thông thoáng, không gây bức bí

Với thiết kế  các trụ  xung quanh mà không cần phải xây dựng các bức tường 
kiên cố nên đem lại cho mái xếp một không gian thông thoáng hơn các loại mái che  
truyền thống như mái tôn, mái bờ rô xi măng, …
Do cấu tạo của loại mái xếp là những lớp vải bạt nên không khí bên trong có 
phần mát mẻ, không bức bí bằng khi lắp mái tôn, bờ  rô xi măng hoặc mái nhựa.  
Đặc biệt bạn lựa chọn màu sắc cũng giúp cho mái xếp có khả  năng hấp thụ  nhiệt  
kém đi sẽ khiến không gian mát mẻ hơn [3]
1.3.4. Ứng dụng trong thực tế
Tính ứng dụng của mái xếp di động thông minh:

19


✔ Mái xếp di động thông minh có tính  ứng dụng cực kỳ  cao, có thể  sử  dụng, 

lắp đặt  ở  nhiều địa hình mặt bằng, khác nhau mà vẫn đảm bảo được sự 
chắc chắn cũng như tính thẩm mỹ của mái che.
✔ Không như một số loại mái khác, mái xếp có thể sử dụng  phù hợp với nhiều 
lĩnh vực khác nhau mà vẫn làm nổi bật nên không gian được lắp đặt.
✔ Mái có thể được sử dụng để  lắp cho quán bia, quán cafe sân vườn,  làm mái 
che nhà để xe, làm mái che cho các sân cầu lông, lắp mái che ở bể bơi…
Kết luận
Với những ưu điểm, nhược điểm và tính ứng dụng trong thực tế cao nên em đưa 
ra giải pháp về hệ thống “Mái che xếp di động thông minh” bao gồm các chức năng 
sau:
❖ Có khả năng che mưa, che nắng hiệu quả.
❖ Hệ thống đảm bảo quá trình hoạt động chính xác và ổn định.
❖ Chế độ tự động: hệ thống tự động mở  mái khi trời mưa hoặc trời nắng, khi  
trời tối hoặc tắt nắng hệ thống tự thu mái xếp vào.
❖ Ở  chế độ  tự  động: khi trời tối và cảm biến phát hiện có người sẽ  tự  động  
bật đèn
❖ Chế độ điều khiển bằng tay: 
● Khi tín hiệu điều khiển mở mái xếp: mái xếp mở ra
● Khi tín hiệu điều khiển thu mái xếp: mái xếp thu vào
● Chế độ bật tắt bóng đèn bằng tay

20


CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG
2.1. Đặt vấn đề
2.1.1. Khảo sát và phân tích hệ thống
Đề tài: “Thiết kế hệ thống mái che xếp di động thông minh”
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế và xã hội thì đời sống của người dân 
cũng ngày càng được cải thiện và nâng cao. Các công trình nhà hàng, quán ăn, quán  

cà phê vì thế cũng được xây dựng ngày càng nhiều nhằm phục vụ  cho nhu cầu ăn  
uống của con người.
Mái che xếp thông minh đang là sản phẩm được sử dụng  làm mái che ngoài  
trời giá rẻ rất được ưa chuộng hiện nay. Đây không chỉ đơn giản có khả  nắng che 
mưa, che nắng tốt mà còn đáp  ứng mọi yêu cầu về  chất lượng, thẩm mĩ và hiện 
đại. Với cấu tạo đặc biệt cùng những lợi ích mà dòng sản phẩm này mang lại giúp  
cho mọi người càng tin tưởng hơn khi lựa chọn mái che xếp thông minh.
Từ  những nhu cầu thực tế đó em đã khảo sát và đưa ra phương án thiết kế 
“hệ thống mái che xếp di động thông minh” bao gồm các phần sau:
✔ Chế độ tự động:
Dựa vào tín hiệu thu thập được thông qua cảm biến mưa và cảm biến ánh 
sáng bộ xử lý trung tâm sẽ xử lý và đưa ra tín hiệu cho động cơ để:
● Khi cảm biến mưa có tín hiệu trời đang mưa hoặc cảm biến ánh sáng 
có tín hiệu trời đang nắng khi đó mái che sẽ tự động mở ra.
● Khi cảm biến mưa không phát hiện có mưa và cảm biến ánh sáng 
không có tín hiệu trời nắng khi đó mái che sẽ tự động thu lại.
Bên cạnh đó cảm biến quang sẽ  phát hiện chuyển động và cảm biến ánh  
sáng đưa về giá trị trời tối đèn sẽ tự động bật
✔ Chế độ bằng tay:
Khi nhấn nút mở mái che có tín hiệu: mái che sẽ mở ra
Khi nhấn nút thu mái che có tín hiệu: mái che sẽ thu lại
✔ Chế độ tự động chuyển sang nguồn dự phòng (Ắc quy) khi sự cố mất điện. 

21


2.2. Giới thiệu chung về Arduino
2.2.1. Lịch sử hình thành của Arduino
­ Arduino thực sự   đã gây sóng gió trên thị  trường người dùng DIY (là 
những người tự  chế  ra sản phẩm của mình) trên toàn thế  giới trong vài năm gần 

đây, gần giống với những gì Apple đã làm được trên thị trường thiết bị di động, số 
lượng người dùng cực lớn và đa dạng với trình độ  trải rộng từ  bậc phổ  thông lên 
đến đại học đã làm cho ngay cả những người tạo ra chúng phải ngạc nhiên về mức 
độ phổ biến. [4] 

Hình 2.1: Những thành viên khởi xướng Arduino [4]
­ Arduino là gì mà có thể  khiến ngay cả  những sinh viên và nhà nghiên cứu  
tại các trường  đại học danh tiếng như  MIT, Stanford, Camegie Mellon phải s ử 
dụng; hoặc ngay cả Google cũng muốn hỗ  trợ  khi cho ra đời bộ  kit Arduino Mega  
ADK dùng để phát triển các ứng dụng Android tương tác với cảm biến và các thiết  
bị khác. 
­ Arduino thật ra là một bo mạch vi xử lý được dùng để  lập trình tương tác 
với các thiết bị phần cứng như cảm biến, động cơ, đèn hoặc các thiết bị khác. Đặc  
điểm nổi bật của Arduino là môi trường phát triển  ứng dụng cực kỳ  dễ  sử dụng,  
với một ngôn ngữ lập trình có thể  học một cách nhanh chóng ngay cả  với người ít 
am hiểu về điện tử và lập trình. Và điều làm nên hiện tượng Arduino chính là mức  
giá rất thấp và tính chất nguồn mở từ phần cứng đến phần mềm. Chỉ  với khoảng  

22


$30, người dùng đã có thể sở hữu một board Arduino có 20 ngõ I/O có thể tương tác  
và điều khiển chừng ấy thiết bị. 
     

­ Arduino ra đời tại thị trấn Ivrea thuộc nước Ý và được đặt theo tên một vị 

vua vào thế kỷ thứ 9 là King Arduin. Arduino chính thức được đưa ra giới thiệu vào  
năm   2005   như   là   một   công   cụ   khiêm   tốn   dành   cho   các   sinh   viên   của   giáo   sư 
Massimo Banzi, là một trong những người phát triển Arduino, tại trường Interaction  

Design Instistute Ivrea (IDII). Mặc dù hầu như không được tiếp thị gì cả, tin tức về 
Arduino vẫn lan truyền với tốc độ  chóng mặt nhờ những lời truyền miệng tốt đẹp 
của những người dùng đầu tiên. Hiện nay Arduino nổi tiếng tới nỗi có người tìm 
đến thị trấn Ivrea chỉ để tham quan nơi đã sản sinh ra Arduino.
     ­ Arduino đã và đang được sử dụng rất rộng rãi trên thế giới, và ngày càng chứng 
tỏ  được sức mạnh của chúng thông qua vô số   ứng dụng độc đáo của người dùng  
trong cộng đồng nguồn mở (open­ source). Tuy nhiên tại Việt Nam Arduino vẫn còn  
chưa được biết đến nhiều.
     ­ Arduino cơ bản là một nền tảng mẫu mở về điện tử  (open­source electronics  
prototyping platform) được tạo thành từ  phần cứng lẫn phần mềm. Về  mặt kỹ 
thuật có thể  coi Arduino là 1 bộ  điều khiển logic có thể  lập trình được. Đơn giản 
hơn, Arduino là một thiết bị  có thể  tương tác với ngoại cảnh thông qua các cảm  
biến và hành vi được lập trình sẵn. Với thiết bị này, việc lắp ráp và điều khiển các 
thiết bị  điện tử  sẽ  dễ  dàng hơn bao giờ  hết. Arduino được phát triển nhằm đơn  
giản hóa việc thiết kế, lắp ráp linh kiện điện tử cũng như lập trình trên vi xử lý và 
mọi người có thể tiếp cận dễ dàng hơn với thiết bị điện tử mà không cần nhiều về 
kiến thức điện tử và thời gian. Sau đây là nhưng thế mạnh của Arduino so với các  
nền tảng vi điều khiển khác:
+ Chạy trên đa nền tảng: Việc lập trình Arduino có thể  thể  thực hiện trên  
các hệ  điều hành khác nhau như Windows, Mac Os, Linux trên Desktop, Android trên di 
động.
+ Ngôn ngữ lập trình đơn giản dễ hiểu.
+ Nền tảng mở: Arduino được phát triển dựa trên nguồn mở nên phần mềm 
chạy trên Arduino được chia sẻ dễ dàng và tích hợp vào các nền tảng khác nhau.
23


+ Mở rộng phần cứng: Arduino được thiết kế và sử dụng theo dạng module  
nên việc mở rộng phần cứng cũng dễ dàng hơn.
+ Đơn giản và nhanh: Rất dễ dàng lắp ráp, lập trình và sử dụng thiết bị.

+ Dễ dàng chia sẻ: Mọi người dễ dàng chia sẻ mã nguồn với nhau mà không  
lo lắng về ngôn ngữ hay hệ điều hành mình đang sử dụng.
+ Arduino có rất nhiều module, mỗi module được phát triển cho một  ứng  
dụng.Về  mặt chức năng, các bo mạch Arduino được chia thành hai loại: loại bo  
mạch chính có chip Atmega và loại mở  rộng thêm chức năng cho bo mạch chính. 
Các bo mạch chính về  cơ  bản là giống nhau về  chức năng, tuy nhiên về  mặt cấu 
hình như số lượng I/O, dung lượng bộ nhớ, hay kích thước có sự khác nhau. Một số 
bo mạch có trang bị  thêm các tính năng kết nối như  Ethernet và Bluetooth. Các bo 
mạch mở rộng chủ yếu mở rộng thêm một số tính năng cho bo mạch chính.
2.2.2. Khái niệm về Arduino
­ Arduino là một board mạch Vi Điều Khiển sử  dụng chip AVR 8bit như 
Atmega328, Atmega168, ATmega8 của Atmel.
­  Board mạch Arduino sử dụng dòng vi xử lý 8­bit megaAVR của Atmel với hai  
chip phổ biến nhất là ATmega328 và ATmega2560. Các dòng vi xử lý này cho phép 
lập trình các ứng dụng điều khiển phức tạp do được trang bị cấu hình mạnh với các  
loại bộ  nhớ  ROM, RAM và Flash, các ngõ vào ra digital I/O trong đó có nhiều ngõ 
có khả năng xuất tín hiệu PWM, các ngõ đọc tín hiệu analog và các chuẩn giao tiếp  
đa dạng như UART, SPI, TWI (I2C).
❖

Sức mạnh xử lý:
● Xung nhịp: 16MHz
● EEPROM:  1KB (ATmega328) và 4KB (ATmega2560)
● SRAM: 2KB (Atmega328) và 8KB (Atmega2560)
● Flash: 32KB (Atmega328) và 256KB (Atmega2560)

❖  Đọc tín hiệu cảm biến ngõ vào:
Digital:

24

Các board mạch Arduino đều có các cổng digital có thể cấu hình làm ngõ vào 
hoặc ngõ ra bằng phần mềm. Do đó người dùng có thể  linh hoạt quyết định số 
lượng ngõ vào và ngõ ra.
Tổng số  lượng cổng digital trên các mạch dùng Atmega328 là 14, và trên 
Atmega2560 là 54.
Analog:
Các board mạch Arduino đều có trang bị các ngõ vào analog với độ phân giải 
10­bit (1024 phân mức, ví dụ  với điện áp chuẩn là 5V thì độ  phân giải khoảng  
0.5mV).
Số   lượng   cổng   vào   analog   là   6   đối   với   Atmega328,   và   16   đối   với  
Atmega2560.
Với tính năng đọc analog, người dùng có thể  đọc nhiều loại cảm biến như 
nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, ánh sáng, gyro, accelerometer…
❖ Xuất tín hiệu điều khiển ngõ ra:
Digital output
Tương tự  như  các cổng vào digital, người dùng có thể  cấu hình trên phần  
mềm để quyết định dùng ngõ digital nào là ngõ ra.
Tổng số  lượng cổng digital trên các mạch dùng Atmega328 là 14, và trên 
Atmega2560 là 54.
PWM output
Trong số các cổng digital, người dùng có thể chọn một số cổng dùng để xuất 
tín hiệu điều chế xung PWM. Độ phân giải của các tín hiệu PWM này là 8­bit.
Số lượng cổng PWM đối với các board   dùng Atmega328 là 6, và đối với các 
board dùng Atmega2560 là 14.
PWM có nhiều  ứng dụng trong viễn thông, xử  lý âm thanh hoặc điều khiển  
động cơ mà phổ biến nhất là động cơ servos trong các máy bay mô hình.
❖

Chuẩn Giao tiếp:

 Serial:   

25