Xây dựng hệ thống điều khiển trung tâm dùng Adruino điều khiển hệ thống đóng cửa sổ tự động khi trời mưa.

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP
KHOA ĐIỆN
………………

BÀI TẬP LỚN
MÔN TỰ ĐỘNG HĨA TỊA NHÀ
ĐỀ TÀI :

hệ thống điều khiển trung tâm dùng Adruino
điều khiển hệ thống mái hiên che mưa tự động

Giáo Viên Hướng Dẫn :
Sinh Viên Thực Hiện :

NGUYỄN SƠN TÙNG
Quản Trung Tâm

2019500828

Trần Minh Tâm

2019501463

Nguyễn Văn Thăng

2019501455

Ngô Duy Thành

2019500975

HÀ NỘI,2021


LỜI NÓI ĐẦU
Mái hiên di động là một thiết bị khá phổ biến trên thị trường hiện nay và khá
được người dùng ư chuộng. Tuy nhiên, hầu hết tất cả các mái hiên di động trên thị
trường hiện nay đều được điều khiển một cách hết sức thô sơ và cơ khí.
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 mái che tự động” cũng nhằm thiết kế một hệ
thống mái hiên 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 khn khổ bài tiểu luận này, nhóm chúng tơi sẽ đưa ra phương án kĩ thuật
để thiết kế một mái che hoạt động tự động. Tuy nhiên, với kiến thức hạn hẹp của bản
thân, phương án chúng tôi đưa ra cũng có thể chưa hẳn là giải pháp tối ưu nhất và
cũng khó có thể tránh được những thiếu sót, nhóm chúng tơi rất mong nhận được
những góp ý từ các thầy cơ và các bạn nhằm hồn thiện hơn sản phẩm này.


MỤC LỤC
Chương 1 : Tổng quan về hệ thống BMS.
1. Hệ thống BMS
2. Hệ thống đóng cửa sổ khi trời mưa
3. Phân tích đề tài
3.1 Phân tích..............
3.2 Phương pháp nghiên cứu............
3.3 Phạm vi của đồ án và hướng mở rộng.........
4.Tiện ích
Chương 2: Tính chọn phần cứng và các thông số kỹ thuật hệ thống

1. Mơ hình thử sản phẩm...........
2. Các linh kiện trong mạch.........
Chương 3: Lập trình cho hệ thống.
3.1 Sơ đồ khối hệ thống..............
3.2 Khối nguồn.........................
3.3 Khối mạch tín hiệu cảm biến.
3.4 Hệ thống điều khiển.
3.5 Mơ hình hoạt động hệ thống.
3.6 chương trình cho bộ xử lý trung tâm.
Chương 4: Phân tích hoạt động của hệ thống.
Chương 5: Thảo luận:
Chương6: kết luận.


Chương 1 : Tổng quan về hệ thống chuông báo giờ học trong BMS
1. Hệ thống BMS
Hệ thống BMS (Building Management System) là hệ thống đồng bộ cho phép điều khiển và quản lý
mọi hệ thống kỹ thuật trong tòa nhà như hệ thống điện, hệ thống cung cấp nước sinh hoạt, điều hịa thơng
gió, cảnh báo mơi trường, an ninh, báo cháy – chữa cháy,… đảm bảo cho việc vận hành các thiết bị trong
tịa nhà được chính xác, kịp thời, hiệu quả, tiết kiệm năng lượng và tiết kiệm chi phí vận hành. Hệ thống
BMS là hệ thống đồng bộ mang tính thời gian thực, trực tuyến, đa phương tiện, nhiều người dung, hệ
thống vi xử lý bao gồm các bộ vi xử lý trung tâm với tất cả các phần mềm và phần cứng máy tính, các
thiết bị vào/ra, các bộ vi xử lý khu vực, các bộ cảm biến và điều khiển qua các ma trận điểm.


Hệ thống quản lý toàn nhà (BMS) điều khiển và giám sát các hệ thống sau:
– Trạm phân phối điện.
– Máy phát điện dự phòng.
– Hệ thống chiếu sáng.
– Hệ thống điều hịa và thơng gió.

– Hệ thống báo cháy.
– Hệ thống chữa cháy.
– Hệ thống thang máy.
– Hệ thống âm thanh cơng cộng.
– Hệ thống thẻ kiểm sốt ra vào.
– Hệ thống an ninh.


Sơ đồ hệ thống BMS
Tính năng của BMS
– Cho phép các tiện ích ( thiết bị thơng minh) trong tịa nhà hoạt động một cách đồng bộ, chính xác theo
từng yêu cầu của người điều hành.
– Cho phép điều khiển các ứng dụng trong tịa nhà thơng qua cáp điều khiển và giao thức mạng.
– Kết nối các hệ thống kỹ thuật như an ninh, báo cháy,… qua cổng giao diện mở của hệ thống với các
ngôn ngữ giao diện theo tiêu chuẩn quốc tế.
– Giám sát được môi trường khơng khí, mơi trường làm việc của con người.
– Tổng hợp, báo cáo thông tin.
– Cảnh báo sự cố, đưa ra những tín hiệu cảnh báo kịp thời trước khi có những sự cố.
– Quản lý dữ liệu gồm soạn thảo chương trình, quản lý cơ sở dữ liệu, chương trình soạn thảo đồ họa, lưu
trữ và sao lưu dữ liệu.
– Hệ thống BMS linh hoạt, có khả năng mở rộng với các giải pháp, sắn sàng đáp ứng mọi yêu cầu.


Lợi ích mang lại từ BMS
– Đơn giản hóa và tự động hóa vận hành các thủ tục, chức năng có tính lặp đi lặp lại.
– Quản lý tốt hơn các thiết bị trong toàn nhà nhờ hệ thống lưu trữ dữ liệu, chương trình bảo trì bảo
dưỡngvà hệ thống tự động báo cáo cảnh báo.
– Giảm sự cố và phản ứng nhanh đối với các yêu cầu của khách hàng hay khi xảy ra sự cố.
– Giảm chi phí năng lượng nhờ tính năng quản lý tập trung điều khiển và quản lý năng lượng.
– Giảm chi phí nhân công và thời gian đào tạo nhân viên vận hành – cách sử dụng dễ hiểu, mơ hình quản

lý được thể hiện trực quan trên máy tính cho phép giảm tối đa chi phí dành cho nhân sự và đào tạo.
– Dễ dàng nâng cấp, linh hoạt trong việc lập trình theo nhu cầu, kích thước, tổ chức và các yêu cầu mở
rộng khác nhau.
Cấu trúc của hệ thống BMS gồm 4 phần:
– Phần mềm điều khiển trung tâm.
– Thiết bị cấp quản lý.
– Bộ điều khiển cấp trường.
– Cảm biến và các thiết bị chấp hành.

2.Hệ thống đóng cửa sổ khi trời mưa
Khi cuộc sống ngày càng phát triển, những sản phẩm thông minh ứng dụng nền công nghệ 4.0 ngày càng
nhiều. Những sản phẩm hiện đại như vậy luôn thu hút được sự quan tâm của người tiêu dùng. Có thể nói,
đối với những cơng trình thiết kế theo hướng hiện đại thì việc sử dụng những sản phẩm này là điều khơng
thể thiếu. Cửa sổ tự đóng khi trời mưa cũng vậy. Đây là sản phẩm mới ra đời trong những năm gần đây


nhưng lại nhận được sự ưu ái của nhiều người. Nó dần trở thành một người bạn đáng tin cậy đối với các
cơng trình hiện nay.
Và câu hỏi mà mọi người đặt ra ở đây chính là cửa sổ tự đóng khi trời mưa là gì? Cửa sổ tự đóng khi trời
mưa là hệ cửa tích hợp nhiều bộ phận thơng minh. Khi có trời mưa hoặc gió lạnh thì hệ cửa này sẽ tự
động đóng lại mà khơng cần nhờ sự can thiệp của con người. Và ngược lại, khi trời hết mưa gió thì sản
phẩm này sẽ tự động mở ra. Vơ cùng tiện ích phải khơng nào.
Những sản phẩm cửa sổ tự đóng khi trời mưa thường được làm từ những vật liệu như: Nhựa, kính, sắt,
nhơm kính,…. Được thiết kế bộ cảm biến vơ cùng nhanh nhạy. Giúp nhanh chóng phát hiện mưa gió và
tự động đóng cửa lại. Đây chính là một sản phẩm vơ cùng tiện lợi là giải pháp lý tưởng cho các mẫu cửa
sổ hiện nay.

Những ưu điểm khi lắp đặt cửa sổ tự đóng khi trời mưa trong ngơi nhà của bạn:


Sự tiện ích của mẫu cửa sổ tự đóng khi trời mưa thể hiện được khi bạn thiết kế vị trí của cửa sổ
quá cao, hoặc quá xa so với tầm tay của bạn. Chính vì thế, khi có trời mưa bạn khơng cần tốn
cơng sức đóng cửa mà với bộ cảm biến được thiết kế trong sản phẩm sẽ thay thế bạn làm việc
này. Giúp bạn hồn tồn có thể yên tâm mà không sợ bị nước mưa vào nhà.



Mẫu sản phẩm này được thiết kế từ những vật liệu cao cấp, có độ bền cao. Khơng bị ảnh
hưởng cong vênh hay biến dạng trong suốt quá trình sử dụng. Chịu được sự thay đổi thời tiết
và luôn bền đẹp theo thời gian. Đặ biệt dưới thời tiết khí hậu nhiệt đới gió mùa biến đổi khơng
ngừng như ở Việt Nam chúng ta.



Ứng dụng công nghệ hiện đại vào q trình sản xuất. Chính vì vậy mà cửa sổ tự động này có
khả năng cách âm, cách nhiệt vơ cùng tốt. Khi có trời mưa bạn hồn tồn sẽ khơng bị ảnh
hưởng bởi tiếng mưa ồn ào bên ngồi. Đảm bảo cho bạn một không gian sống yên tĩnh, thoải
mãi. Khơng bị ảnh hưởng bởi thế giới bên ngồi.



Ngồi ra, sản phẩm này cịn tích hợp thêm nhiều thiết bị thơng minh như: Hệ thống báo khói,
báo cháy. Đảm bảo được sự an toàn cho người sử dụng sản phẩm.




Tính thẩm mỹ cao: sản phẩm giúp cho ngơi nhà của bạn trở nên sang trọng hiện đại hơn, khiến
cho các cơng trình trở nên chun nghiệp hơn. Làm đẹp cho căn nhà của bạn.



Dễ lau chùi: Bởi cửa được cấu tạo từ kính bề mặt nhẵn bóng. Nên chỉ cần một chiếc rẻ lau sạch
là bạn có thể dễ dàng làm sạch cửa. Giư được vẻ đẹp như lúc bạn đầu. Lại tiết kiệm được thời
gian và công sức. Đây là giải pháp tối ưu cho những bà nôi chợ.

3.Phân tích đề tài
3.1: phân tích
- Trước tiên chúng ta phải xác định rõ mục đích và yêu cầu của bài tốn
Mục đích:
-Chế tạo hệ thống mái che thơng minh dựa trên bộ vi xử lý trung tâm arduino nuno R3 kết hợp với hệ
thống cảm biến mưa, module blutooth điều khiển qua điện thoại Smartphone để đóng cửa sổ khi mưa gió.
-Khi trời giơng hay gió to mà ta khơng có ở nhà có thể tự động cảm biến nước mưa hay gió to để đóng
cửa lại.
Yêu cầu:
-Hệ thống làm việc ổn định.
-Có khả năng đưa vào ứng dụng trong thực tế.
3.2:Phương pháp nghiên cứu
Hệ thống được thực hiện dựa trên nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực nghiệm:
- Nghiên cứu lý thuyết: tìm cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của mạch điện tử, của vi điều khiển,
động cơ. Nghiên cứu và tìm hiểu về ngơn ngữ lập trình arduino, lập trình android đơn giản.
- Xây dựng mơ hình thử nghiệm.
- Thử nghiệm, hồn chỉnh các vấn đề phát sinh.
- Đưa vào sử dụng trong thực tế.
3.3:Phạm vi cua đồ án và hướng mở rộng
- Vì đồ án môn học nên chúng em mới chỉ xây dựng mô phỏng và thiết kế hệ thống trong phạm vi hẹp
trong 1 căn hộ nhỏ.
-Phương hướng mở rộng:
+nghiên cứu chế tạo đồ án “hệ thống che mái thông minh trong hệ thống nhà kính tự động” áp dụng trong
ngành nơng nghiệp

+ những trang trại mở cửa thơng thóa để ni gia súc.
4.Tiện ích
Tính tiện ích của cửa sổ tự đóng
Thiết bị mở cửa sổ tự đóng là những thiết bị mà có thể mở hoặc đóng mở cửa sổ bằng cơng tắc điều khiển
gắn tường, điều khiển từ xa hoặc các cảm biến. Có lẽ bạn chưa biết lý do tại sao phải sử dụng “cửa sổ tự


đóng”, hoặc bạn đã biết một chút về nó. Xin bạn hãy kiên nhẫn và dành một vài phút để tìm hiểu các ý
tưởng tại đây. Sau đó, bạn có thể tìm hiểu thêm về các thơng số kỹ thuật chi tiết của cửa sổ tự đóng.

Có mười lý do quan trọng tại sao các thiết bị mở cửa sổ tự đóng là cần thiết và hữu ích cho mọi
người.
- Khi vị trí lắp đặt các cửa sổ cao, quá xa hoặc ngoài tầm với của bạn.
- Cửa sổ quá nặng để mở hoặc đóng hay bất tiện do phải mở/ đóng bằng thủ cơng.
- Tích hợp với hệ thống báo khói, báo cháy khẩn cấp khi cần thơng gió.
- Cửa sổ trong hệ thống mặt dựng cho các tòa nhà cao tầng với công nghệ xanh, thông minh và tiết kiệm
năng lượng hiện đại. Điều khiển tự đóng của tịa nhà, kiểm sốt nhà thơng minh.
- Các u cầu nghiêm ngặt về chỉ số chất lượng khơng khí trong nhà. Nó phải được thơng gió kịp thời
hoặc thường xun.
- u cầu cửa sổ được đóng chặt hơn. Thí dụ, ánh sáng bầu trời không thấm nước.
- Các yêu cầu về nhiệt độ khơng đổi trong nhà. Thí dụ, các cửa sổ của hiệu ứng nhà kính.
- Các yêu cầu đặc biệt khác như nhà máy, xưởng hóa chất, bụi bặm cần thơng gió kịp thời.
- Cửa sổ được u cầu để mở hoặc đóng theo thời tiết. Thí dụ, các cửa sổ của nhà kho mà cần phải tự
đóng đóng lại khi trời mưa.
- Các yêu cầu để điều chỉnh nhiệt độ trong nhà. Cửa sổ được mở tự đóng khi nhiệt độ cao hơn. Thí dụ,
các phịng của các thiết bị thơng tin liên lạc có chứa nhiệt độ trong nhà thấp hơn.


Chương 2: Tính chọn phần cứng và các thơng số kỹ thuật hệ thống
1.Mơ hình:

3 thanh kéo mái che

Cảm biến mưa

Dây kéo

Motor
Trục kéo dây
Cơng tắc hành trình

Mơ hình thử sản phẩm

2.Các linh kiện trong mạch
Hệ thống cơ khí, điện

Sử dụng các vật liệu thông dụng là sắt, nhôm để đảm bảo tính thơng dụng cũng như chắc chắn của
sản phẩm và sản được thiết kế trên mơ hình của các thiết bị mái che thủ cơng thơng thường nhưng có cải


tiến một số phần để phù hợp. Trong hệ thống thu kéo mái che khi trời mưa được thực hiện thơng qua 01
động cơ 12V; động cơ này có khả năng hoạt động linh hoạt, chính xác nhờ hệ thống điều khiển thiết bị
trung tâm, các cơng tắc hành trình cũng như các cảm biến... Năng lượng cung cấp cho động cơ hoạt động
có thể là nguồn pin 12V hoặc thông qua bộ chuyển đổi adaptor.
Khung thiết bị:
+ Sắt hộp vng 20mm*20mm, sắt trịn phi 21mm + 1 động cơ 12V DC + Dây cáp, bạc đạn, trục
quay, ốc vít .
Mơ hình cơ khí được thiết kế đơn giản dạng hình khung có kích thước rộng 0,6m * dài 0,9m * cao
0,6m cao. Trong đó có bộ phận thu kéo mái che, mái che mưa, sương.
+ Động cơ thực hiện thu kéo mái che và che mưa, sương.

+ Dây kéo.
+ Bạt che có thể trượt dọc theo 2 thanh ngang.

Động cơ DC:
Bộ phận quan trọng nhất trong phần cơ khí chính là hệ thống truyền động. Hệ thống truyền động
trong thiết bị này là 1 động cơ một chiều DC. Động cơ được đảo chiều nhờ module relay 2 kênh:
Các ngõ ra

Các chân tín hiệu
vào

Hình ảnh: Module relay 2 kênh và mạch đảo chiều động cơ
Điều khiển tốc độ của động cơ:
Điều khiển tốc độ của động cơ thông qua mạch giảm tốc:


Hình: Mạch giảm tốc

Hệ thống cảm biến:

Hình: Module cảm biến mưa
Khi gặp trời mưa thì hệ thống cảm biến sẽ báo tín hiệu cho bộ điều khiển trung tâm, từ đó ra lệnh
cho các động cơ thực hiện nhiệm vụ kéo mái che ra
Module cơng tắc hành trình:

Hình: Module cơng tắc hành trình
Khi kéo mái che ra, vào chạm cơng tắc hành trình thì cơng tắc hành trình đóng. Khi đó tín hiệu sẽ
được chuyển vào vi điều khiển và điều khiển relay để dừng động cơ.

Module thu phát tín hiệu bluetooth HC-05

Hình: Module bluetooth HC-05
Module Bluetooth HC-05: Nhiệm vụ thu, phát tín hiệu khơng dây qua điện thoại Smartphone để điều
khiển thiết bị bán tự động.
Mạch điều khiển các tín hiệu cảm biến được sử dụng đều thực hiện dựa trên cơ
sở so sánh điện áp của hai giá trị điện áp đầu vào khác nhau sử dụng khuếch đại thuật tốn đó là một đầu
vào điện áp chuẩn UP và điện áp biến thiên UN của các tín hiệu cảm biến.
-Để phát hiện trời nắng thì sử dụng quang trở LDR 03
-Phát hiện ngày, đêm thì ta sử dụng quang trở LDR 03
-Phát hiện trời mưa thì ta sử dụng cảm biến độ ẩm khơng khí cịn gọi là ẩm kế, trong mạch này ta dùng
ẩm kế điện trở SYH-NC
-Để cảm nhận được gió to thì ta sử dụng thiết bị đo gió hình chén, có tín hiệu đầu ra là các mức điện áp
khác nhau tùy theo tốc độ gió
Sở dĩ có như vậy bởi vì các linh kiện cảm biến nắng, mưa, ngay đêm (trừ gió có ngay giá trị điện áp ) đều
là sự thay đổi giá trị điện trở khi có tác động vào cảm biến chẳng hạn để xác định ngày đêm thì dùng
quang trở ngày thì điện trở giảm, đêm thì điện trở tăng, do vậy nhờ vào sự thay đổi giá trị điện trở ta có
thể đưa qua một cầu điện trở để tạo ra các điện áp khác nhau đưa và mạch điện so sánh với điện áp chuẩn
U


Cảm biến ánh sáng
quang trở

Hình 2. 11 Quang trở
Quang trở hay điện trở quang, photoresistor, LDR (Light-dependent resistor, tiếng Anh còn dùng cả từ
photocell), là một linh kiện điện tử có điện trở thay đổi giảm theo ánh sáng chiếu vào. Đó là điện trở phi
tuyến, phi ohmic. Quang trở được dùng làm cảm biến nhạy sáng trong các mạch dị, như trong mạch đóng
cắt đèn chiếu bằng kích hoạt của sáng tối. Quang trở làm bằng chất bán dẫn trở kháng cao, và khơng có
tiếp giáp nào. Trong bóng tối, quang trở có điện trở đến vài MΩ. Khi có ánh sáng, điện trở giảm xuống

mức một vài trăm Ω.
Vật liệu:
-

Sunfua cadmi (CdS) và selenua cadmi (CdSe), nhưng tại châu Âu đang cấm dùng cadmi.

-

Sunfua chì (PbS) và indi antimonit (InSb) được sử dụng cho vùng phổ hồng ngoại.

Gecu là cảm biến dò hồng ngoại xa tốt nhất, được sử dụng trong thiên văn hồng ngoại và quang
phổ hồng ngoại.

Chương 3: Lập trình cho hệ thống.
3.1 Sơ đồ khối hệ thống


Bắt đầu

Đóng cửa sổ

Đọc cảm biến

Có mưa
Sai
Đúng

Đúng

Cửa sổ mở

Sơ đồ khối hệ thống


3.2:Khối nguồn
- Nguồn cung cấp cho toàn mạch là +5v dc.Do đó mạch nguồn chỉ cần sử dụng vi
mạch ổn áp 7805 với dòng 0.5 A. Mạch được thiết kế như sau

D
2
-

1
2
3

diodec
au

S
2
congt
ac
C1
100
uF

1

4

V I NV O U T

connec
U
V

3W

CC
D
1

2

to
r

+

GND

J1

LM7805

LEDpow
er
R2
220

- Đối Với role ta sử dụng nguồn nuôi riêng 12 V. Có thể điều chế theo
nhiều cách khác nhau.
- Đối vớ chuông ta sử dụng nguồn 220 mắc riêng rẽ
*, Chi chú ý nguồn nuôi cho mạch điều khiển cần giữ sự ổn định vì vậy
ta sử dụng ổn áp LM7805 cho nó.
3.3 Khối mạch tín hiệu cảm biến:
Mạch điều khiển các tín hiệu cảm biến được sử dụng đều thực hiện dựa trên cơ
sở so sánh điện áp của hai giá trị điện áp đầu vào khác nhau sử dụng khuếch đại thuật tốn
đó là một đầu vào điện áp chuẩn UP và điện áp biến thiên UN của các tín hiệu cảm biến.


Để phát hiện trời nắng thì sử dụng quang trở LDR 03



Phát hiện ngày, đêm thì ta sử dụng quang trở LDR 03



Phát hiện trời mưa thì ta sử dụng cảm biến độ ẩm khơng khí cịn gọi là ẩm kế,
trong mạch này ta dùng ẩm kế điện trở SYH-NC



Để cảm nhận được gió to thì ta sử dụng thiết bị đo gió hình chén, có tín hiệu đầu ra
là các mức điện áp khác nhau tùy theo tốc độ gió
Sở dĩ có như vậy bởi vì các linh kiện cảm biến nắng, mưa, ngay đêm (trừ gió có ngay giá
trị điện áp ) đều là sự thay đổi giá trị điện trở khi có tác động vào cảm biến chẳng hạn để

xác định ngày đêm thì dùng quang trở ngày thì điện trở giảm, đêm thì điện trở tăng, do vậy
nhờ vào sự thay đổi giá trị điện trở ta có thể đưa qua một cầu điện trở để tạo ra các điện áp
khác nhau đưa và mạch điện so sánh với điện áp chuẩn U

3.4 Hệ thống điều khiển
Sử dụng mạch điện tử và bộ điều khiển trung tâm là Arduino Uno R3 được xây
dựng với phân nhân là vi điều khiển ATmega328P sử dụng thạch anh có chu kì dao động là
16 MHz. Với vi điều khiển này, ta có tổng cộng 14 pin (ngõ) ra / vào được đánh số từ 0 tới
13 (trong đó có 6 pin PWM, được đánh dấu ~ trước mã số của pin). Song song đó, ta có
thêm 6 pin nhận tín hiệu analog được đánh kí hiệu từ A0 - A5, 6 pin này cũng có thể sử
dụng được như các pin ra / vào bình thường (như pin 0 - 13). Arduino Uno R3 được sử
dụng rất rộng rãi trong nhiều ứng dụng thực thế như mạch điều khiển nhà thông minh,
mạch điện đèn quảng cáo, robo


14 chân tín hiệu

Vi điều khiển

Các chân cáp điện áp và chân tín hiệu

Analog

Hình : Bo mạch Arduino Uno R3
Kết nối với hệ thống xử lý trung tâm là các thiết bị để nhận biết và chuyển đổi các
tín hiệu tương tự từ mơi trường thành các tín hiệu điện (hệ thống cảm biến).
Sau khi các tín hiệu được xử lý thì hệ thơng điều khiển trung tâm sẽ phát tín hiệu để
điều khiển các modul động cơ hoạt động.

3.5 Mơ hình hoạt động của hệ thống

Hệ thống cảm
biến (sensor) và
các nút điều
khiển

Bộ xử lý trung
tâm (MCU)

Hệ thống thực
hiện cơng việc

Bảng: Mơ hình hoạt động của hệ thống

Hình ảnh mô tả kết nối mạch


Hình ảnh thực tế kết nối phần điều khiển chính

3.6 Chương trình cho bộ xử lý trung tâm

Chương trình điều khiển được viết bằng ngôn ngữ C trên arduino, đây là một ngôn ngữ
trực quan, tương đối dễ sử dụng.
Nội dung lập trình vi điều khiển:
#define MOTORPIN1 13 // Khai báo chân motor 1 (relay 1)
#define MOTORPIN2 12 // Khai báo chân motor 2 (relay 2)
#define CONGTAC1 4 // Khai báo chân của cơng tắc hành trình 1
#define CONGTAC2 8 // Khai báo chân của cơng tắc hành trình 2
int mua = 7; // Chân tín hiệu cảm biến mưa ở chân digital 7 (arduino)

int vitrihientai = 9; /* = 1 đã kéo bạt ra = 2 đã kéo bạt vào */
char blue;//Khai báo biến nhận dữ liệu từ Bluetooth
int tudong = 1 ;
void setup() { // initialize serial communication @ 9600 baud: for or other
Serial.begin(9600);
pinMode(CONGTAC1, INPUT_PULLUP);
pinMode(CONGTAC2, INPUT_PULLUP);
pinMode(mua,INPUT);// Đặt chân cảm biến mưa là INPUT, vì tín hiệu sẽ được truyền
đến cho Arduino
pinMode(MOTORPIN1, OUTPUT);
pinMode(MOTORPIN2, OUTPUT);
digitalWrite(MOTORPIN1, LOW); // đặt motor1 ngừng
digitalWrite(MOTORPIN2, LOW); // đặt motor1 ngừng
Serial.begin(9600); // Kết nối bluetooth module ở tốc độ 9600
}
void loop() {
// Chạy qua smartphone:
if (Serial.available()>0){
blue=Serial.read();
switch (blue){


case '5':
tudong=1;
break;
case '2'://Trời có mưa
tudong=0;
while(vitrihientai !=2){
if (digitalRead(CONGTAC2)==HIGH){
digitalWrite(MOTORPIN2,HIGH);

digitalWrite(MOTORPIN1,LOW);
}
if (digitalRead(CONGTAC2)==LOW){
digitalWrite(MOTORPIN2,HIGH);
digitalWrite(MOTORPIN1,HIGH);
vitrihientai=2;
//Serial.print("Trạng thái: Đóng cửa sổ");
}
}
break;
case '1'://khơng có mưa
tudong=0;
while (vitrihientai !=1){
if (digitalRead(CONGTAC1)==HIGH){
digitalWrite(MOTORPIN1,HIGH);
digitalWrite(MOTORPIN2,LOW);
}
if ((digitalRead(CONGTAC1)==LOW)) {
digitalWrite(MOTORPIN1,HIGH);
digitalWrite(MOTORPIN2,HIGH);
vitrihientai=1;
//Serial.print("Trạng thái: Mở cửa sổ");
}
}
break;
case '3'://Dừng toàn bộ động cơ
tudong=0;
digitalWrite(MOTORPIN2,HIGH);
digitalWrite(MOTORPIN1,HIGH);

vitrihientai=0;
//Serial.print("Trạng thái: Mở cửa sổ một phần");
break;
case '6':
tudong=0;
break;
}
}
if (tudong==1){
tdong();
}
//Serial.println(tudong);
}
//Chạy tự động
void tdong(){
int cambien=digitalRead(mua);
switch (cambien){
case 0://có mưa
while (vitrihientai !=2){
if (digitalRead(CONGTAC2)==HIGH){
digitalWrite(MOTORPIN2,HIGH);
digitalWrite(MOTORPIN1,LOW);
}
if (digitalRead(CONGTAC2)==LOW){
digitalWrite(MOTORPIN2,HIGH);
digitalWrite(MOTORPIN1,HIGH);
vitrihientai=2;
//Serial.print("Trạng thái: Đóng cửa sổ");
}

}
break;
case 1://khơng có mưa
while (vitrihientai !=1){
if (digitalRead(CONGTAC1)==HIGH){
digitalWrite(MOTORPIN1,HIGH);
digitalWrite(MOTORPIN2,LOW);


}
if ((digitalRead(CONGTAC1)==LOW)) {
digitalWrite(MOTORPIN1,HIGH);
digitalWrite(MOTORPIN2,HIGH);
vitrihientai=1;
//Serial.print("Trạng thái: Mở cửa sổ");
}
}
break;
}
}

Nội dung lập trình cho thiết bị smartphone (lập trình kéo thả trên trang web:
/>Thiết kế giao diện phần mềm điểu khiển mái che qua điện thoại:

Button 1: Lựa chọn kết nối thiết bị bluethooth
Button 2: Ngắt kết nối thiết bị bluethooth
Label: Hiển thị thông báo kết nối

Button 3: Kéo cửa
sổ lại

Button 4: Mở cửa
sổ ra

Checkbox1: Chọn điều khiển tự động
Checkbox2: Chọn điều khiển qua điện thoại

Khối lệnh khởi động Screen1:


Khối lệnh kết nối:

Khối lệnh thời gian:

Khối lệnh chọn chế độ điều khiển:

Khối điều khiển nút ấn: