KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đề tài: MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG GIỌNG NÓI

BỘ CÔNG THƢƠNG
TRƢỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƢƠNG TP.HCM
KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

KH A UẬN T T NGHIỆP

Đề tài:

MÔ H NH ĐIỀU KHIỂN TỪ A
ẰNG GIỌNG N I

SVTH: Đinh Hồ Trung Hiếu

MSSV: 2116150013 , Lớp CCQ1615A

guy n h nh

n

MSSV:2116150050, Lớp CCQ1615A

guy n h nh

nh

MSSV:2116150057, Lớp CCQ1615A

GVHD: ThS. Tống Thị Hiếu

Tp. Hồ Chí Minh, 06/ 2019

BỘ CƠ G HƢƠ G

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ GHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG CĐ CÔNG THƢƠNG TP.HCM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KHOA: Điện - Điện tử

PHIẾU ĐỀ XUẤT HƢỚNG DẪN K TN/ĐATN
1. Họ v tên ngƣời đề xuất: T NG THỊ HIẾU
Bộ môn: Công nghệ Kỹ thuật điều khiển và Tự động hoá
Khoa: Điện - Điện tử
2. ên đề tài: Mơ hình điều khiển từ xa bằng giọng nói
3. Tóm tắt nội dung: Thiết kế và xây dựng mơ h nh điều khiển từ xa bằng giọng nói thơng
qua phần mềm Blynk và Google Assistant
4. Các yêu cầu cần đạt đƣợc:
a. Thiết kế đƣợc mô h nh điều khiển từ xa một số thiết bị đóng cắt thơng thƣờng bằng
giọng nói;
b. Sử dụng thành thạo Arduino UNO R3, NodeMCU và phần mềm lập trình Arduino
IDE để thực hiện điều khiển các thiết bị;
c. Sự dụng thành thạo phần mềm Blynk v Google Assistant để tạo lệnh và thực hiện
lệnh điều khiển từ xa.
5. Đề nghị số sinh viên thực hiện đề tài: 03 SV
Tp.HCM, ngày 15 tháng 03 năm 2019
Ngƣời đề xuất

ThS. Tống Thị Hiếu

ii


BỘ CƠ G HƢƠ G

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ GHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG CĐ CÔNG THƢƠNG TP.HCM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU ĐĂNG KÝ KH A UẬN/ĐỒ ÁN T T NGHIỆP
1. Họ v tên sinh viên/ nhóm sinh viên đƣợc giao đề tài:
(1). Đinh Hồ Trung Hiếu

MSSV: 2116150013, Lớp CCQ1615A

(2). guy n h nh

n

MSSV:2116150050, Lớp CCQ1615A

(3). guy n h nh

nh

MSSV:2116150057, Lớp CCQ1615A

Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật điều khiển và Tự động hố

2. ên đề tài: Mơ hình điều khiển từ xa bằng giọng nói
3. Giảng viên hƣớng dẫn: ThS. Tống Thị Hiếu
Sinh viên cam kết đã hiểu rõ yêu cầu của đề tài
Sinh viên cam kết không đổi đề tài hoặc Giảng viên hướng dẫn
Ngày 15 tháng 03 năm 2019
Sinh viên ký tên

Họ tên sinh viên : Đinh Hồ Trung Hiếu

Chữ ký: ………………..…

Họ tên sinh viên : guy n h nh

n

Chữ ký: ………………..…

Họ tên sinh viên : guy n h nh

nh

Chữ ký: ………………..…

iii


BỘ CƠ G HƢƠ G

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ GHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG CĐ CÔNG THƢƠNG TP.HCM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KHOA: ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

PHIẾU GIAO KHÓA LUẬN/ĐỒ ÁN T T NGHIỆP

1. Họ v tên sinh viên/ nhóm sinh viên đƣợc giao đề tài:
(1). Đinh Hồ Trung Hiếu

MSSV: 2116150013, Lớp CCQ1615A

(2). guy n h nh

n

MSSV:2116150050, Lớp CCQ1615A

(3). guy n h nh

nh

MSSV:2116150057, Lớp CCQ1615A

Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật điều khiển và Tự động hoá
2. ên đề tài : Mơ hình điều khiển từ xa bằng giọng nói
3. Các dữ liệu ban đầu:
-

Bộ điều khiển là Arduino UNO R3;

-

Phần mềm thực hiện gồm Arduino IDE, Blynk và Google Assistant;

-

Các đối tƣợng điều khiển là các thiết bị điện, điện tử;

- Quá trình điều khiển là điều khiển ON/OFF.
4. Các u cầu khác:
-

Mơ hình phải đảm bảo tính chính xác, tính thẩm mỹ;

5. Kết quả tối thiểu đạt đƣợc:
d. Thiết kế đƣợc mô h nh điều khiển từ xa một số thiết bị đóng cắt thơng thƣờng bằng
giọng nói;
e. Sử dụng thành thạo Arduino UNO R3, NodeMCU và phần mềm lập trình Arduino
IDE để thực hiện điều khiển các thiết bị;
f. Sự dụng thành thạo phần mềm Blynk v Google Assistant để tạo lệnh và thực hiện
lệnh điều khiển từ xa.

iv


g y giao đề tài: 15/03/2019

Ngày nộp báo cáo: 24/06/2019

Họ tên CB hƣớng dẫn: ThS. Tống Thị Hiếu

Chữ ký: ………………..……...

Đánh giá của HĐ duyệt/BV đề cƣơng: …………………… C Hội đồng ký:……………...

Ngày … tháng … năm 2019
Trƣởng Khoa

Trƣởng Bộ môn

v


BỘ CƠ G HƢƠ G

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ GHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG CĐ CÔNG THƢƠNG TP.HCM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KHOA: ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN K TN/ĐATN
1. ên đề tài : Mô hình điều khiển từ xa bằng giọng nói
2. Giảng viên hƣớng dẫn : ThS. Tống Thị Hiếu
3. Sinh viên thực hiện đề tài:
(1). Đinh Hồ Trung Hiếu

MSSV: 2116150013, Lớp CCQ1615A

(2). guy n h nh

n

MSSV:2116150050, Lớp CCQ1615A

(3). guy n h nh

nh

MSSV:2116150057, Lớp CCQ1615A

Tuần
1

Ngày

Công việc thực hiện

Nhận xét của CBHD

Ký tên

Nhận đề tài

2
3

Bảo vệ đề cƣơng

4
5
6
7
8

9

Ho n th nh ……%. Đề nghị:
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………

10
11

vi


12
13
14
15
16
Cho phép sinh viên bảo vệ luận văn tốt nghiệ
Ngày 24

tháng 06 năm 2019

Cán bộ hƣớng dẫn

ThS. Tống Thị Hiếu

vii


LỜI CAM ĐOAN
hóm xin cam đoan khóa luận n y tổng quát lại kết quả quá tr nh nghiên cứu
của nhóm. Các số liệu, h nh ảnh, thơng tin trong đồ án đều trung thực, do nhóm tìm
hiểu, tham khảo từ nhiều nguồn t i liệu. Khóa luận này khơng sao chép các đồ án đã
có từ trƣớc.
ếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận n o nhóm xin ho n to n chịu trách
nhiệm về nội dung đề t i của m nh. rƣờng Cao đ ng Công thƣơng th nh phố Hồ
Ch

inh không liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi g y ra

trong quá tr nh thực hiện (nếu có).

p Hồ Ch

inh, ng y 22 tháng 06 năm 2019

Ngƣời cam đoan

viii

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN
Nhận xét chung:
Ưu điểm:
- Nhóm tự giác thực hiện các nhiệm vụ đƣợc giao trong Khố luận tốt nghiệp;
- Các thành viên trong nhóm tích cực và đồn kết trong q trình thực hiện Khố luận
tốt nghiệp;
-

Nhóm đã hồn thành mơ hình đúng tiến độ;

-

Mơ hình vận hành ổn định, đảm bảo đƣợc u cầu của Khố luận tốt nghiệp.

Hạn chế:
- Mơ hình đồ án của nhóm cịn đơn giản;
Đánh giá: (Đƣợc phép bảo vệ hay không đƣợc phép bảo vệ)
- Các sinh viên trong nhóm đều đƣợc bảo vệ Khố luận tốt nghiệp.
Tp.HCM, ngày 24 tháng 06 năm 2019
Giáo viên hƣớng dẫn

ThS. Tống Thị Hiếu

ix


NHẬN ÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN IỆN
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................

..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................

Hồ Ch

inh, ng y …tháng 06 năm 2019
Giáo viên phản biện

x


TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MƠN HỌC
Tên đề tài:

ơ h nh điều khiển từ xa bằng giọng nói

Ngày giao đề tài: 15/03/2019

Tuần thứ: 5

Ngày hoàn thành đề tài: 24/06/2019

Tuần thứ: 20

Sinh viên thực hiện:

Họ tên sinh viên 1: Đinh Hồ Trung Hiếu

MSSV:2116150013

Họ tên sinh viên 2: guy n h nh

n

MSSV:2116150050

Họ tên sinh viên 3: guy n h nh

nh

MSSV:2116150057
Nội dung – công việc thực hiện

Tuần
Tuần 5

Tuần 6

Tuần 7
Tuần 8 đến tuần 20

-

Nhận đề tài;

-

h n t ch đề tài;

-

Tính chọn thiết bị.

-

Mua thiết bị, viết chƣơng tr nh điều khiển;

-

Thiết kế mơ hình, v sơ đồ đấu d y.

-

Lắp đặt mơ hình

-

Chạy mơ hình và khắc phục lỗi;

-

Viết báo cáo.

Tp.HCM, ngày 24 tháng 06 năm 2019
Xác nhận của giáo viên hƣớng dẫn

ThS. Tống Thị Hiếu

xi


ỜI N I ĐẦU
g y nay, sự phát triển mạnh m của khoa học công nghệ, cuộc sống của con ngƣời đã
có những thay đổi ng y c ng tốt hơn, với những trang thiết bị hiện đại phục vụ cơng cuộc
cơng nghiệp hố, hiện đại hố đất nƣớc. Đặc biệt góp phần v o sự phát triển đó th ng nh kĩ
thuật điện tử đã góp phần khơng nhỏ trong sự nghiệp x y dựng v phát triển đất nƣớc.
hững thiết bị điện,điện tử đƣợc phát triển mạnh m v đƣợc ứng dụng rỗng rãi trong đời
sống cũng nhƣ sản suất. ừ những thời gian đầu phát triển vi xử lý đã cho thấy sự ƣu việt
của nó v cho tới ng y nay t nh ƣu việt đó ng y c ng đƣợc kh ng định thêm.

hững th nh

tựu của nó đã có thể biến đƣợc những cái tƣởng chừng nhƣ khơng thể th nh những cái có
thể, góp phần n ng cao đời sống vật chất v tinh thần cho con ngƣời.
Để góp phần l m sáng tỏ hiệu quả của những ứng dụng trong thực tế của các môn
học sau một thời gian học tập đƣợc các thầy cô trong Khoa giảng dạy về các kiến thức
chuyên ng nh, đồng thời đƣợc sự giúp đ nhiệt t nh của các thầy cô trong khoa Điện-Điện
tử, c ng với sự lỗ lực của cả nhóm, nhóm chúng em đã thiết kế ra “Mơ hình điều hiển ừ
ằn

iọn n i” nhƣng do thời gian, kiến thức v kinh nghiệm của chúng em cịn có hạn

nên s khơng thể tránh khỏi những sai sót. Chúng em rất mong đƣợc sự giúp đ v tham
khảo ý kiến của thầy cô v các bạn nhằm đóng góp phát triển thêm đề t i.

xii

MỤC LỤC
HI

Đ

HƢỚ G D

HI

Đ

HI

GIA KH A

HI

HE D I I

G K ......................................................................................................... iii

ỜI CA

/Đ

Đ A .........................................................................................................xv
CỦA GI

VI

H

CỦA GI

VI

ĐỘ H C HIỆ Đ

ỜI

GHIỆ ................................................ iv

ĐỘ H C HIỆ ............................................................. xiii

H
I

............................................................................... ii

IĐ

HƢỚ G D
H

........................................................ xvi

BIỆ ...............................................................x

Ô H C............................................................... xi

............................................................................................................. xii

C

C .................................................................................................................. xiii

C

CH

H .........................................................................................................xv

C

CB

G ...................................................................................................... xvi

DANH M C KÍ HIỆU ............................................................................................... xvi
DANH M C VI
Chƣơng 1.

........................................................................................... xvii

TỔNG QUAN CHUNG ..........................................................................1

1. 1.

Lý do chọn đề tài............................................................................................2

1. 2.

Mục tiêu chọn đề tài .......................................................................................2

1. 3.

Giới hạn đề tài ................................................................................................2

1. 4.

hƣơng pháp thực hiện ..................................................................................2

Chƣơng 2.

CƠ SỞ LÝ THUY T ..............................................................................4

2. 1.

Các thiết bị đóng cắt ......................................................................................4

2. 2.

Các thiết bị điều khiển ...................................................................................4

2.2.1.

Arduino Uno R3 ......................................................................................4

2.2.2.

Node MCU ..............................................................................................6

2..3.

Đối tƣợng điều khiển .....................................................................................7

2.3.1.

ơ le điện tử ............................................................................................7

2.3.2.

ột số đối tƣợng điều khiển ..................................................................9

2.4.

Các cảm biến ................................................................................................10

2.4.1.

DHT 11..................................................................................................10
xiii


2.4.2.

MQ 02 ...................................................................................................11
hần mềm lập tr nh ......................................................................................12

2.5.
2.5.1.

hần mềm lập tr nh cho Arduino (Arduino IDE) .................................12

2.5.2.

hần mềm Blynk ...................................................................................12

2.5.3.
Chƣơng 3.

Ứng dụng IF

.....................................................................................14

MƠ HÌNH KH A

.....................................................................15

3. 1.

ơ h nh điều khiển từ xa bằng giọng nói ....................................................15

3. 2.

ƣu đồ ..........................................................................................................16

3. 3.

Sơ đồ ............................................................................................................17

Chƣơng 4.

K T QU TH C NGHIỆM ................................................................20

4. 1.

ơ h nh điều khiển từ xa bằng giọng nói ....................................................20

4. 2.

Giao diện trên Google Assitant ....................................................................21

4. 3.

Giao diện trên Blynk ....................................................................................22

4. 4.

Kết quả thực nghiệm ....................................................................................23

Chƣơng 5.

K T LU N VÀ KI N NGH ..............................................................32

5.1. Kết luận và kiến nghị ......................................................................................32
5.1. 1.

Kết quả đồ án đã l m đƣợc....................................................................32

5.1. 2.

Hạn chế của đồ án .................................................................................32

5.1. 3.

Kiến nghị ...............................................................................................32

5.2. Hƣớng phát triển..............................................................................................32
TÀI LIỆU THAM KH O ............................................................................................33

xiv


MỤC LỤC HÌNH
Hình chƣơng 2
Hình 2. 1.Arduino UNO R3 ............................................................................................5
Hình 2. 2 ESP8266 nodeMCU ........................................................................................6
Hình 2. 3 Chân relay 2 kênh. ..........................................................................................7
Hình 2. 4 Cảm biến nhiệ độ - độ ẩm DH 11 ...............................................................10
Hình 2. 5 Cảm biến kh kh GAS (

- 02). ...............................................................12

Hình 2. 6 Kết nối Blynk ................................................................................................13
Hình chƣơng 3
Hình 3.1 Bản thiết kế mơ h nh ......................................................................................15
Hình 3.2 Sơ đồ đấu d y .................................................................................................17

Hình 3.3 Sơ đồ đấu d y DHT11 với ode C ..........................................................18
Hình 3.4 Sơ đồ đấu d y

-02 với ode C ...........................................................18

Hình 3.5 Sơ đồ cấp nguồn cho các đối tƣợng điều khiển .............................................19
Hình chƣơng 4
Hình 4.1 rạng thái mơ h nh khi khơng hoạt động .......................................................19
Hình 4.2 Giao diện Google Assistant khi chƣa hoạt động............................................20
Hình 4.3 Giao diện Blynk khi chƣa hoạt động .............................................................21
Hình 4.4 Giao diện Google Assistant khi bật đ n 1 .....................................................22
Hình 4.5 Giao diện Blynk khi bật đ n 1 .......................................................................23
Hình 4.6

ơ h nh khi đ n 1 sáng ..................................................................................24

Hình 4.7 Giao diện Google Assitant khi bật đ n 2 .......................................................25
Hình 4.8 Giao diện Blynk khi bật đ n 2 .......................................................................26
Hình 4.9

ơ h nh khi đ n 2 sáng..................................................................................27

Hình 4.10 Giao diện Google Assitant khi bật quạt 1 ...................................................28
Hình 4.11 Giao diện Blynk khi bật quạt 1 ....................................................................29
Hình 4.12

ơ h nh khi quạt 1 hoạt động ......................................................................30
xv

Hình 4.13 Giao diện Google Assitant khi bật quạt 2 ....................................................31
Hình 4.14 Giao diện Blynk khi bật quạt 2 ....................................................................32
Hình 4.15

ơ h nh khi quạt 2 hoạt động ......................................................................33

Hình 4.16 Giao diện Google Assitant khi bật tất cả thiết bị .........................................34
Hình 4.17 Giao diện Blynk khi bật tất cả thiết bị .........................................................35
Hình 4.1

ơ h nh khi đ n v quạt hoạt động .............................................................36

Hình 4.19 Giao diện Google Assitant khi nói tắt các thiết bị .......................................37
Hình 4.20 Giao diện Blynk khi báo có nguy hiểm .......................................................38
Hình 4.21 Giao diện Blynk khi báo có nguy hiểm .......................................................39
Hình 4.22

ơ h nh khi cảm biến báo có nguy hiểm ...................................................40

MỤC ỤC ẢNG
ảng chƣơng 2
Bảng 2.1 Các thiết bị đóng cắt ........................................................................................4
Bảng 2.2 hơng số kỹ thuật Arduino UNO R3 ..............................................................5
Bảng 2.3 hông số kỹ thuật ES

266 node C . .........................................................7

Bảng 2.4 Các thiết bị đối tƣợng điều khiển ...................................................................9

DANH MỤC KÍ HIỆU

STT

Tên

Kí hiệu

1

Quạt 1

DC1

2

uạt 2

DC2

3

Đ n1

DB1

4

Đ n2

DB2

5

Bơm

DB3

6

Chuông báo

DA4

xvi


ANH MỤC VIẾT TẮT
STT

K hiệu

Tên đầy đủ

1

E - Stop

Emergency Stop

2

CB

Circuit Breaker

3

IDE

Intergrated Development Environment

4

RAM

Random Access Memory

5

ROM

Read Only Memory

6

IoT

Internet Of Things

7

USB

Universal Serial Bus

xvii


Chƣơng 1. TỔNG QUAN CHUNG
1. 1. Lý do chọn đề tài
g y nay, xã hội c ng hiện đại, khoa học kỹ thuật c ng phát triển th cuộc sống
của con ngƣời c ng có nhu cầu sử dụng đầy đủ các thiết bị thông minh để phục vụ cho
cuộc sống của m nh.
ột thực tế gần gũi với con ngƣời l trong ch nh căn nh của m nh, mong muốn
đƣợc sử dụng công nghệ thông minh c ng đƣợc rộng rãi, tất cả đồ d ng trong nh từ
phòng ngủ, phòng khách đều gắn các bộ điều khiển điện tử có thể kết nối với Internet
v điện thoại thông minh phát triển cho phép điều khiển vật dụng từ xa hoặc lập tr nh
cho thiết bị ở nh hoạt động theo lịch thời gian đúng mong muốn.
hu cầu về kiểm soát hệ thống điện v điều khiển các thiết bị thông qua điện
thoại thông minh ngày càng cao nhƣ điều khiển v giám sát trạng thái của đ n, quạt,
máy lạnh v các thiết bị khác.

hƣng các bộ giám sát v điều khiển hiện nay do nƣớc

ngo i sản xuất có giá th nh cao, mức đầu tƣ lớn, do đó khơng ph hợp các nhu cầu
điều khiển đơn lẻ cũng nhƣ l giảng dạy. V vậy, nhóm đã t m hiểu, nghiên cứu v
chọn “Mơ hình điều hiển hiế

ừ

ằn

iọn n i” l m đề t i cho khóa luận tốt

nghiệp.
Do kinh ph của nhóm cịn hạn chế nên nhóm chỉ dừng lại ở việc ứng dụng
module điều khiển Arduino, module wifi để chế tạo th nh board mạch điều khiển,
giám sát một số thiết bị điện qua phần mềm của điê thoại thông minh.
1. 2. Mục tiêu chọn đề tài
Với “Mơ hình điều hiển hiế

ừ

ằn

iọn n i” nhóm mong muốn s

x y dựng mơ h nh có thể ứng dụng:
 Giám sát, điều khiển thiết bị điện trong nh với cách thức điều khiển đơn giản,
điều khiển bằng giọng nói v bằng phần mềm trên điện thoại thơng minh, có
sự tƣơng tác qua lại giữa ngƣời d ng v thiết bị, có giá th nh thấp, ph hợp
với mọi ngƣời d ng.


ghiên cứu t nh ƣu việt của k t vi xử lý A D I

3v

ode C

ESP 8266 để ho n th nh đƣợc bộ điều khiển, giám sát thông hệ thống thiết bị

điện của nh thông minh.

1




hiết bị có thể hỗ trợ cho sinh viên các khóa sau có mơ h nh thực tập v tiếp
tục nghiên cứu để chế tạo th nh nhiều sản phẩm thiết bị thơng minh hơn góp
phần n ng cao tay nghề thực h nh v n ng cao chất lƣợng học tập.

1. 3. Giới hạn đề tài
 Điều khiển các thiết bị sử dụng t n hiệu số
 hiết bị đƣợc điều khiển có cơng suất vừa v nhỏ
 Bộ điều khiển hạn chế ng ra v ng v o
 Sử dụng nền tảng mở nên s khơng có sever riêng để quản lý
 ốc độ phản hồi phụ thuộc v o tốc độ đƣờng truyền internet
 Hệ thống chỉ mới dụng dụng đƣợc kết nối wifi
1. 4.
-

Phƣơng pháp thực hiện
Áp dụng kiến thức lý thuyết để xây dựng mô hình thực nghiệm.
guyên lý hoạt động

2


-

Các bƣớc thực hiện:

hận đề t i

h n t ch đề t i

ác dịnh v mua thiết bị

ập lƣu đồ

ắp ráp mô h nh

Viết chƣơng tr nh

Kiểm tra

Ho n th nh sản phẩm

1


Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1.

Các thiết bị đ ng ngắt (C - Switch – Estop)

Bảng 2.1 Các thiết bị đóng cắt
Tên – ảnh

inh họa thiết bị

Cơng dụng

Cầu dao tự động
(Circuit Breaker)

N t nhấn dừng kh n
cấp (

ergency stop

Công tắc
ON – OFF
(Switch)

2.2.

Khởi động cho mô h nh.

Dừng khẩn cấp khi có sự cố.

Cấp nguồn cho Arduino v
NodeMCU

Các thiết bị điều khiển

2.2.1. Arduino UNO R3
a. Tổng quan chung:
Arduino là một board mạch vi xử lý, nhằm xây dựng các ứng dụng tƣơng tác với
nhau hoặc với môi trƣờng đƣợc thuận lợi hơn. hần cứng bao gồm một board mạch

nguồn mở đƣợc thiết kế trên nền tảng vi xử lý AVR Atmel 8bit, hoặc ARM Atmel 32bit. Những Model hiện tại đƣợc trang bị gồm 1 cổng giao tiếp

SB, 6 ch n đầu vào

analog, 14 chân I/O kỹ thuật số tƣơng th ch với nhiều board mở rộng khác nhau.
Đƣợc giới thiệu v o năm 2005,

hững nhà thiết kế của Arduino cố gắng mang

đến một phƣơng thức d dàng, không tốn kém cho những ngƣời yêu thích, sinh viên và
giới chuyên nghiệp để tạo ra những thiết bị có khả năng tƣơng tác với môi trƣờng
thông qua các cảm biến v các cơ cấu chấp hành. Những ví dụ phổ biến cho những
2


ngƣời yêu thích mới bắt đầu bao gồm các robot đơn giản, điều khiển nhiệt độ và phát
hiện chuyển động. Đi c ng với nó là một mơi trƣờng phát triển tích hợp (IDE) chạy
trên các máy t nh cá nh n thông thƣờng v cho phép ngƣời dùng viết các chƣơng tr nh
cho Aduino bằng ngôn ngữ C hoặc C++.

Hình 2.1: Arduino UNO R3
Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật của Arduino Uno R3
Vi điều khiển

Atmega328 họ 8bit

Điện áp hoạt động

5V DC (chỉ đƣợc cấp qua cổng USB)

Tần số hoạt động

16 MHz

Dòng tiêu thụ

Khoảng 30mA

Điện áp vào khuyên dung

7-12V DC

Điện áp vào giới hạn

6-20V DC

Số chân tín hiệu tƣơng tự

14 (6 chân hardware PWM)

Số chân tín hiệu số

6 (độ phân giải 10bit)

Dịng tối đa trên mỗi chân tín hiệu

30 mA

Dịng tối đa ra (5V)

500 mA

Dòng tối đa ra (3.3V)

50 mA

Bộ nhớ Flash

32 KB (Atmega328) với 0.5KB dùng bởi
0.5KB dùng bởi bootloader

RAM

2 KB (Atmega328)

ROM

1KB (Atmega328)
3


b. Ƣu điểm
 Arduino đƣợc thiết kế chuyên biệt dành cho những ngƣời khơng chun về điện
tử vẫn có thể l m đƣợc;
 Không phải mất thời gian ở giai đoạn làm mạch, mọi thứ đã có sẵn nên chỉ cần
tập trung cho phần điều khiển;
 Nếu có g đó không ổn xảy ra, cũng s đ mất thời gian hơn cho việc rà soát lỗi
ở phần mạch, mọi lỗi s nằm ở code của chính mình;
 Arduino rất d sử dụng, trực quan, trên mạch có ký hiệu rất r r ng,đầy đủ các
chân, cực kỳ thuận tiện trong q trình sử dụng;

 Ngơn ngữ lập trình d hiểu;
 Nền tảng mở: Arduino đƣợc phát triển dựa trên nguồn mở nên phần mềm chạy
trên Arduino đƣợc chia sẻ d dàng và tích hợp vào các nền tảng khác nhau;
 Đơn giản và nhanh: Rất d dàng lắp ráp,lập trình và sử dụng thiết bị;
 D dàng chia sẻ: Mọi ngƣời d dàng chia sẻ mã nguồn với nhau mà không lo
lắng về ngôn ngữ hay hệ điều h nh m nh đang d ng;
c. Nhƣợc điểm
 Trong quá trình sử dụng có thể xảy ra tình trạng bị nhi u tín hiệu;
 Độ chính xác khơng cao;
 Tốc độ phản hồi chậm.
2.2.2. NodeMCU

Hình 2.2 ESP8266 nodeMCU

4


ESP8266 là một mạch vi điều khiển có thể giúp chúng ta điều khiển các thiết bị
điện tử.Thêm vào đó nó đƣợc tích hợp wi-fi 2.4GHz có thể dùng cho dự án IoT.
Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật ESP8266 nodeMCU
Wifi

2.4 GHz hỗ trợ chuẩn 802.11 b/g/n

Điện áp hoạt động

3.3V

Điện áp vào

5V
11 (tất cả các ch n đều có

Số chân tín hiệu tƣơng tự

Interrupt/PWM/I2C/One-wire, trừ chân D0)

Số chân tín hiệu số

1 (điện áp vào tối đa 3.3V)

Bộ nhớ Flash

4MB

Chuẩn giao tiếp

Cable Micro USB

Hổ trợ bảo mật

WPA/WPA2

Tích hợp giao thức

TCP/IP

Ngơn ngữ lập trình

C/C++, icropython…

2.3. Đối tƣợng điều khiển
2.3.1. Rơ e điện tử

a. Module Relay 2-Channel 5V

Hình 2.3 Chân relay 2 kênh
5


Module Relay 2-Channel 5V đƣợc d ng nhiều trong các ứng dụng đóng ngắt
các thiết bị.

odule có thể đóng ngắt c ng lúc hai kênh bằng t n hiệu điều khiển

(với mức điện áp 3V hoặc 5V) từ các vi điều khiển khác nhau nhƣ: Arduino, 051,
AVR, ARM, ARM,.. đồng thời module đƣợc cách ly bằng optocoupler giúp bảo vệ
tốt hơn cho các vi điều khiển.
 Modu e đƣợc kết nối với các board điều khiển bằng 4 chân header nhƣ sau:


VCC cung cấp nguồn cho các opto.



GND kết nối với GND của board điều khiển.



IN1 và IN2 d ng để điều khiển relay 1 và relay 2, tích cực mức thấp

 Thơng số kỹ thuật


Đóng ngắt đƣợc dịng điện cao: AC250V 10A, DC30V 10A



2 led báo trạng thái relay



Điện áp điều khiển: 5V



Mạch cách ly bằng opto



K ch thƣớc: 50x45 mm

b. Module relay 4 kênh 5V
elay 4 Kênh 5V gồm 4 rơ le hoạt động tại điện áp 5VDC, chịu đƣợc hiệu
điện thế lên đến 250VAC 10A. elay 4 kênh 5V đƣợc thiết kế chắc chắn, khả
năng cách điện tốt. rên module đã có sẵn mạch k ch relay sử dụng transistor v
IC cách ly quang giúp cách ly ho n to n mạch điều khiển (vi điều khiển) với rơ
le bảo đảm vi điều khiển hoạt động ổn định. Có sẵn header rất tiện dụng khi kết
nối với vi điều khiển. elay 4 kênh sử dụng ch n kịch mức hấp (0V), khi có t n
hiệu 0V v o ch n I

th relay s nhảy qua thƣờng Hở của elay. ứng dụng với

relay module khá nhiều bao gồm cả điện DC hay AC.
 Ngõ vào:

 DC+: Nối vào cực (+) của pin hoặc v o đầu VCC của vi điều khiển
 DC-: Nối vào cực (-) của pin hoặc v o đầu GND của vi điều khiển
 CH1: Đƣa t n hiệu vào từ ngõ ra của vi điều khiển để điều khiển relay 1
 CH2: Đƣa t n hiệu vào từ ngõ ra của vi điều khiển để điều khiển relay 2
 CH3: Đƣa t n hiệu vào từ ngõ ra của vi điều khiển để điều khiển relay 3
6