Nghiên cứu thiết kế, chế tạo module điều khiển đa thiết bị qua sóng radio sử dụng module NRF24L01+

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MODULE ĐIỀU KHIỂN ĐA
THIẾT BỊ QUA SÓNG RADIO SỬ DỤNG MODULE NRF24L01+

Giảng viên hướng dẫn: ThS. Trịnh Tuấn Dương
Sinh viên thực hiện: Phạm Mạnh Tiến
Trần Văn Khởi
Nguyễn Văn Thức
Đặng Xuân Long
Lớp: Cơ Điện Tử 2 K60,
Cơ Điện Tử 2 K59

Tóm tắt: Kết hợp mạch radio NRF24L01+ vào ổ cắm để tạo ra điện 1 chiều ổ cắm
đáp ứng được nhu cầu trên và quan trọng hơn là giá thành rẻ, bất kì 1 thiết bị điện trong
nhà khi kết nối với ổ cắm này đều cho phép ta có khả năng điều khiển từ xa vơ cùng tiện
lợi.
Chúng em đã đề xuất một vài hướng phát triển như: mở rộng kết nối với nhiều thiết
bị hơn, thu nhỏ kích thước của ổ cắm để nâng cao tính thẩm mỹ.
Từ khóa: NRF24L01, RELAY
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong thời đại 4.0 nhu cầu điều khiển các thiết bị từ xa đang là xu hướng và rất dc
ưu chuộng . Nhưng giá thành của các thiết bị thường lại không hề rẻ . Thấu hiểu được nhu
cầu đó , nhóm bọn em đã suy nghĩ và đề ra giải pháp kết hợp mạch radio NRF24L01+ vào
ổ cắm để tạo ra điện 1 chiều ổ cắm đáp ứng được nhu cầu trên và quan trọng hơn là giá
thành rẻ , bất kì 1 thiết bị điện trong nhà khi kết nối với ổ cắm này đều cho phép ta có khả
năng điều khiển từ xa vơ cùng tiện lợi.
2. CÁC NỘI DUNG CHÍNH
• Sản phẩm hoàn thiện ở một ổ cắm và 1 tay cầm điều khiển.
• Cấu tạo:
Ổ cắm:

- Khối nguồn: DC (220V) + AC (7.4V)
- Khối thu: NRF24L01 + Arduino

Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2021

32


TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

- Khối chấp hành: Relay
Tay cầm:
- Khối nguồn: AC (5V)
- Khối phát: NRF24L01 + Arduino Joystick Shield

KHỐI
NGUỒN

RELAY

NRF24L01

ARDUINO

• Nguyên lý làm việc:
+) Ổ cắm:
1. Khối nguồn: có hai bộ nguồn gồm một chiều (DC -7,4 V ) vào nguồn xoay chiều
(AC – 220V ). Khối nguồn 7,4 V gồm hai pin, mỗi pin có điện áp định mức 3,7 V sau khi
được hạ áp xuống 5 V nhờ mạch hạ áp 7805 có nhiệm vụ ni board mạch trong q trình
hoạt động. Khối nguồn AC 220V dùng để cung cấp cho thiết bị điện.

2. Khối thu: Module NRF24L01+ có nhiệm vụ thu tín hiệu đã phát từ tay cầm. Tín
hiệu được truyền đến Arduino để xử lý và truyền lệnh điều khiển đến khối chấp hành relay.
3. Khối chấp hành: module tích hợp sẵn cụm 3 relay, điều khiển 3 ổ cắm hoạt động
riêng biệt. Mỗi relay chịu được cường độ dòng điện 10A ở hiệu điện thế 220V. Module
relay sử dụng dòng một chiều DC ni mạch để kích hoạt các hệ thống tiếp điểm đóng
ngắt dịng điện xoay chiều AC. Các chân digital của arduino gồm D5, D6, D7 lần lượt nối
với các chân IN, IN2, IN3 của module relay để truyền tín hiệu từ Arduino đến relay. Mỗi
relay có 3 chân tương ứng: NO, NC và chân COM. Nhưng ở đây ta dùng cách đấu NO
Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2021

33


TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

(Normally Open- thường hở) tức là khi khơng có tín hiệu điều khiển từ tay cầm mạch hở
và ổ cắm khơng có điện. Các chân NO1, NO2, NO3 từ các relay trên module được đấu với
ba ổ cắm. Chân COM của 3 relay được đấu với thiết bị và nguồn xoay chiều AC. Relay sẽ
đóng mạch hoặc mở mạch khi nhận được tín hiệu tương ứng từ tay cầm.

Hình 1. Hồn thiện mạch ổ cắm
+) Tay cầm:
1. Khối phát: module NRF24L01+ được lấy nguồn từ Arduino. Các chân của
NRF24l01+ lần lượt là CE, CSN, SCK, MISO lần lượt đấu nối với các chân của Arduino:
D9, D10, D13, D11, D12. Arduino Joystick Shield tích hợp sẵn các nút bấm trên Arduino.
Khi thao tác lên nút bấm, tín hiệu được Arduino tiếp nhận và truyền đến mạch NRF24L01+
để thực hiện. Tín hiệu sẽ được mã hóa kết hợp với sóng cao tần để truyền đến ổ cắm.
2. Khối nguồn: là viên pin 5V được đặt ngay bên dưới Arduino Joystick Shield nối
với chân GND (cực âm) và chân 5V (cực dương) để cấp nguồn cho Arduino. Toàn bộ linh
kiện của ổ cắm đựợc đặt trong bộ vỏ đựơc thiết kế và in 3D với kích thứớc 20×7×10.

Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2021

34


TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI

Hình 2. Sản phẩm tay cầm hồn thiện

Hình 3. Sản phẩm hồn thiện
Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2021

35


TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

3. KẾT LUẬN
Những kết quả đạt được:
Quá trình tìm hiểu, nghiên cứu và thực hiện đề tài đã giúp cho nhóm chúng em khơng
chỉ củng cố và thực hành với những kiến thức đã được học mà còn được học hỏi thêm nhiều
kiến thức thực tế mới rất bổ ích. Tuy đã được kết quả là thiết kế được một bộ điều khiển
bật tắt thiết bị hồn chỉnh.
Phương hướng phát triển:
Từ những mặt cịn hạn chế của sản phẩm, để thiết bị hoạt động tốt hơn trong thực tế,
chúng em đã đề xuất một vài hướng phát triển như: mở rộng kết nối với nhiều thiết bị hơn,
thu nhỏ kích thước của ổ cắm để nâng cao tính thẩm mỹ.
Tài liệu tham khảo
[1]. />[2]. />[3]. />[4]. />

Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2021

36