NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÔNG MINH

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ NHIỆM VỤ THƯ
Côngnghệngàycàngpháttriển dẫnđếnnhucầucủa con
ngườivềtựđộngtrongsinhhoạtđờisốngcũngngàycàngtăngcao .
Và do ucầucủađềtàimơnhọcchúngemxinthiếtkếmơhìnhđènthơngminh .
Tênđồán :Thiếtkếhệthốngchiếusángthơngminhcólưutrữ
Nội dung chínhcủađồán :





Tìmhiểucơbảnvệhệthốngchiếusángthơngminhcólưutrữ
Tìmhiểucơbảnvềcấutạongunlíhoạtđộngthiếtbịsửdụng .
Thiếtkếphầncứngcho 1 hệthốngnhỏ .
Thiếtkếphầnmềm .

Thiếtbịsửdụng ban đầu :





Vi điềukhiểnarduino(atmega328);
Cảmbiếnchuyểnđộng .
Nguồnlưutrữ
Tựđộngchuyểnnguồn

1


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2 .1 Hệthốngchiếusángthơngminh
Mộthệthốngchiếusángthơngminh bao gồmrấtnhiềunhữnghệthốngbêntrong
chúngkếthợpvớinhaucóthể qua rấtnhiềunhữnggiaothứckhácnhaunhưinternet hồngngoại
Bluetooth .
Nhữngchúngđềucóchungnhữngmụcđíchlàlàmtốiưuhóaviệcsửdụngđiệncũngnhưchiếusáng
đúngthờiđiểmvàđúngchỗtránhhaophí .
Cácthiếtbịchiếusánggiờirạckhichúngkếtnốivớinhauthành 1
hệthốngchúngcóthểtạonênrấtnhiềuchếđộhoạtđộngthơngminh
.Vàhơnhếtchúngcũngcóthểkếtnốivớicácthiếtbịthơngminhkhác qua đườngtruyềnnộibộ .
Vàsốlượngcácthiếtbịcóthểmởrộnggầnnhưlàkhơnggiớihạn . Tạonênhệthốngđơngbộ
chúngcókhảnăngthuthậpcácthóiqncủachủnhàđềđápứngnhucầutốthơn .

2 .2 Mộtsốphươngphápđiềukhiển
2 .3 Phươngphápđiềukhiểndùng IC sốmạch logic
Phươngphápnàycógiáthànhrẻ

vàcócấutạođơngiản

mạchnhỏgọnrẽthaotáclắpđặtcũngnhưthaythế .Tuynhiênmạchchỉdựavàocáctácđộng logic
đơngiản

khảnăngđápứngnhucầuhạnchế

tínhtùybiến

linhđộngkhơngcaokhóđiềuchỉnhvớicácdựánlớn ítkhảnăngnângcấphệthốngsaunày .
Vìvậy ta nênthaythếcácmạch logic nàybằngcácdịng vi điềukhiển

cácdịng vi

điềukhiểnhiện nay đượcsảnsuấtrấtphổbiếnnêngiáthànhrẻ rẽtiếpcậnvớingườisửdụng .

2 .4 Phươngphápđiềukhiểndùng vi điềukhiển
Vớinhữngtịanhàlớnucầuđiềukhiểncàngmởrộnghơnnênviệcápdụngcácdịng

vi

điềukhiểncàngcầnthiết .
Vớitkhảnăngđápứngvớiđiềukiệnmơitrườngthayđổinhưnhiệtđộ độẩmvàcáctiếnhiệunghiễu
do cácthiếtbịkhácảnhhưởng . Tốcđộxửlícủa vi điềukhiểnlàmộtđiểmcộnglớn vớicácdịng
vi

điềukhiểnhiệnhànhtốcđộxửlícóthểlênđếnhàngtriệucâulệnhtrên

micro

giây

hồntồndápứngvớinhucầucầntácđộngnhanhvàchínhxác .

2


Vàmộtđiểmcộnglớnnữalàmạchtíchhợpvơcùngnhỏgọn

khảnănglấptrìnhtùybiếncao

thíchứngtốtvớinhucầupháttriểnmởrộngcácdựánsaunày .

2 .5 . Hệthốngđiềukhiểntrựctiếp

Hệthốngđiềukhiểntrựctiếpsửdụngcáctiếpđiểnvậtlídướisựtácđộngtrựctiếpcủa con
ngườiđiềukhiển .
Ưuđiểm :





Cóđộ tin cậycao
Giáthànhrẻhơnkhisửdụngcácphươngphápkhác .
Phổbiếnhơn chúng ta cóthểmua ở mọicửahàngđồđiện .
Sửlý bảodươngđơngiảnvà an tồn

Ngượcđiểm:






Tínhlinhhoạtkhơngcao .
Khảnăngđápứngnhucầu con ngườitrongthờikìpháttriểnvềcơngnghệ .
Khảnăngđadạnghóaphươngthứcđiềukhiểnthấp
Khảnăngmởrộnghệthốngthấp
Khảnăngđơngbộhóahệthốngkhácthấp .

KẾT LUẬN
Vớiucầutựđộnghóa

kếtnốivạnvậtcũngnhưtínhnhucầumớicủa

vàcũngnhưucầucủađồánmơnhọc
điềukhiểnvớicácmạch

con

vàcáctínhnăngvượttrộihơnhẳncủa
logic

đơngiản

người
vi
.

Chúngemlựachọnthiếtkếhệthốngđènthơngminhcólưutrữbậttắttựđộngkhipháthiệnchuyểnđộ
nghoặcbằngtaydùng vi điềukhiểnápdụngquymơnhỏ mangtínhtìmhiểuvàhọchỏi .

3


CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG HỆ THỐNG
3 .1 Sơđồkhốicủahệthông

KHỐI NGUỒN
CHÍNH

KHỐI NGUỒN
DỰ PHỊNG

KHỐI CHUYỂN
NGUỒN

KHỐI CẢM
BIẾN CHUYỂN
ĐỘNH

KHỐI ĐIỀU
KHIỂN

KHỐI NÚT
NHẤN

KHỐI KÍCH
MỞ ĐÈN

3 .2 Tổngquanvề Arduino

Hìnhảnh Arduino nano
4


Arduino làmột board mạch vi xửlýđượcsinh ra tạithịtrấn Ivrea ở Ý
nhằmxâydựngcácứngdụngtươngtácvớinhauhoặcvớimôitrườngđượcthuậnlợihơn .
Phầncứng bao gồmmột board mạchnguồnmởđượcthiếtkếtrênnềntảng vi xửlý AVR Atmel
8bit hoặc ARM Atmel 32-bit . Những Model hiệntạiđượctrangbịgồm 1 cổnggiaotiếp
USB 6 chânđầuvào analog 14 chân I/O kỹthuậtsốtươngthíchvớinhiều board
mởrộngkhácnhau .
Đượcgiớithiệuvàonăm 2005 Nhữngnhàthiếtkếcủa Arduino
cốgắngmangđếnmộtphươngthứcdễdàng khơngtốnkémchonhữngngườiuthích

sinhviênvàgiớichunnghiệpđểtạo ra nhữngthiếtbịcókhảnăngtươngtácvớimơitrườngthơng
qua cáccảmbiếnvàcáccơcấuchấphành .
Nhữngvídụphổbiếnchonhữngngườiuthíchmớibắtđầu bao gồmcác robot đơngiản
điềukhiểnnhiệtđộvàpháthiệnchuyểnđộng . Đicùngvớinólàmộtmơitrườngpháttriểntíchhợp
(IDE)
chạytrêncácmáytínhcánhânthơngthườngvàchophépngườidùngviếtcácchươngtrìnhchoAdui
nobằngngơnngữ C hoặc C++ .
Thơng tin thiếtkếphầncứngđượccungcấpcơngkhaiđểnhững ai muốntựlàmmộtmạch
Arduino bằngtaycóthểtựmìnhthựchiệnđược (mãnguồnmở) . Người ta
ướctínhkhoảnggiữanăm 2011 cótrên 300 ngànmạch Arduino chính 2
thứcđãđượcsảnxuấtthươngmại vàvàonăm 2013 cókhoảng 700
ngànmạchchínhthứcđãđượcđưatớitayngườidùng .

3 .2 .1 Lịchsử
Arduino đượckhởiđộngvàonăm 2005 nhưlàmộtdựándànhchosinhviêntrại Interaction
Design Institute Ivrea (Việnthiếtkếtươngtác Ivrea) tại Ivrea Italy .MassimoBanzi
mộttrongnhữngngườisánglập giảngdạytại Ivrea . Cáitên "Arduino" đếntừmộtquán bar tại
Ivrea nơimộtvàinhàsánglậpcủadựánnàythườngxuyêngặpmặt . Bảnthânquán bar
nàycóđượclấytênlà Arduino Bátướccủa Ivrea vàlàvuacủa Italy từnăm 1002 đến 1014 .

3 .2 .2Phầncứng
Mộtmạch Arduino bao gồmmột vi điềukhiển AVR vớinhiềulinhkiệnbổ sung
giúpdễdànglậptrìnhvàcóthểmởrộngvớicácmạchkhác . MộtkhíacạnhquantrọngcủaArduino
5


làcáckếtnốitiêuchuẩncủanó chophépngườidùngkếtnốivới CPU của board vớicác module
thêmvàocóthểdễdàngchuyểnđổi đượcgọilà shield . Vài shield truyềnthôngvới board
Arduino trựctiếpthông qua cácchânkhácnhau nhưngnhiều shield đượcđịnhđịachỉthông
qua serial bus I²Cnhiều shield cóthểđượcxếpchồngvàsửdụngdướidạng song song .

Arduino chínhthứcthườngsửdụngcácdịng chip megaAVR đặcbiệtlà ATmega8
ATmega168 ATmega328 ATmega1280 và ATmega2560 . Mộtvàicácbộ vi
xửlýkháccũngđượcsửdụngbởicácmạch Arduino tươngthích .
Hầuhếtcácmạchgồmmộtbộđiềuchỉnhtuyếntính 5V vàmộtthạchanhdaođộng 16 MHz
(hoặcbộcộnghưởng ceramic trongmộtvàibiếnthể) mặcdùmộtvàithiếtkếnhưLilyPadchạytại
8 MHz vàbỏ qua bộđiềuchỉnhđiệnáp onboard do hạnchếvềkíchcỡthiếtbị . Một vi
điềukhiển Arduino cũngcóthểđượclậptrìnhsẵnvớimột boot loader chophépđơngiảnlà
upload chươngtrìnhvàobộnhớ flash on-chip so
vớicácthiếtbịkhácthườngphảicầnmộtbộnạpbênngồi . Điềunàygiúpchoviệcsửdụng
Arduino đượctrựctiếphơnbằngcáchchophépsửdụng 1
máytínhgốcnhưlàmộtbộnạpchươngtrình .
Theo nguntắc khisửdụngngănxếpphầnmềm Arduino tấtcảcác board đượclậptrìnhthơng
qua mộtkếtnối RS-232 nhưngcáchthứcthựchiệnlạitùythuộcvàođờiphầncứng . Các board
Serial Arduino cóchứamộtmạchchuyểnđổigiữa RS232 sang TTL . Các board Arduino
hiệntạiđượclậptrìnhthơng qua cổng USB thựchiệnthơng qua chip chuyểnđổi USB-toserial nhưlà FTDI FT232 . Vàibiếnthể như Arduino Mini vàBoarduinokhơngchínhthức
sửdụngmột board adapter hoặccápnối USB-to-serial cóthểtháorờiđược Bluetooth
hoặccácphươngthứckhác . (Khi sửdụngmộtcơngcụlậptrình vi
điềukhiểntruyềnthốngthayvìArduinoIDE cơngcụlậptrình AVR ISP
tiêuchuẩnsẽđượcsửdụng .)
Board Arduino sẽđưa ra hầuhếtcácchân I/O của vi
điềukhiểnđểsửdụngchonhữngmạchngoài . Diecimila Duemilanove vàbâygiờlà Uno đưa
ra 14 chân I/O kỹthuậtsố 6 trongsốđócóthểtạoxung PWM (điềuchếđộrộngxung) và 6
chân input analog cóthểđượcsửdụngnhưlà 6 chân I/O số .
Nhữngchânnàyđượcthiếtkếnằmphíatrênmặt board thơng qua các header cái 0 .10-inch
(2 .5 mm) . Nhiều shield ứngdụng plug-in cũngđượcthươngmạihóa . Các board Arduino
6


Nano và Arduino-compatible Bare Bones Board vàBoarduinocóthểcungcấpcácchân
header đực ở mặttrêncủa board dùngđểcắmvàocác breadboard .

Cónhiềubiếnthểnhư Arduino-compatible và Arduino-derived .
Mộtvàitrongsốđócóchứcnăngtươngđươngvới Arduino vàcóthểsửdụngđểthaythế qua lại .
Nhiềumởrộngcho Arduino đượcthựcthiệnbằngcáchthêmvàocác driver đầu ra
thườngsửdụngtrongcáctrườnghọcđểđơngiảnhóacáccấutrúccủacác 'con rệp' vàcác robot
nhỏ . Những board khácthườngtươngđươngvềđiệnnhưngcóthayđổivềhìnhdạngđơikhicịnduytrìđộtươngthíchvớicác shield đơikhikhơng . Vàibiếnthểsửdụngbộ vi
xửlýhồntồnkhácbiệt vớicácmứcđộtươngthíchkhácnhau .

7


3 .2 .3 Cácloại Arduino

HìnhẢnhCácloại Arduino

8


3 .3 Giới thiệu các loại thiếtbị trong hệ thống
3 .3 .1Cảmbiếnchuyểnđộng (PIR)
PIR làgì
Nólàchữviếttắtcủa Passive InfraRed sensor (PIR sensor)
tứclàbộcảmbiếnthụđộngdùngnguồnkíchthíchlàtiahồngngoại . Tia hồngngoại (IR)
chínhlàcáctianhiệtphát ra từcácvậtthểnóng . Trongcáccơthểsống trongchúng ta
lncóthânnhiệt (thơngthườnglà ở 37 độ C) vàtừcơthểchúng ta sẽlnphát ra cáctianhiệt
hay cịngọilàcáctiahồngngoại người ta sẽdùngmộttếbàođiệnđểchuyểnđổitianhiệt ra
dạngtínhiệuđiệnvànhờđómàcóthểlàm ra
cảmbiếnpháthiệncácvậtthểnóngđangchuyểnđộng .
Cảmbiếnnàygọilàthụđộngvìnókhơngdùngnguồnnhiệttựphát (làmnguồntíchcực hay
chủđộng) màchỉphụthuộcvàocácnguồnthanhiệt đólàthânnhiệtcủacácthựcthểkhác như con
người con vật . . .

Trênđâylàđầudò PIR loạibêntronggắn 2 cảmbiếntianhiệt nócó 3 chân ra mộtchânnối
masse mộtchânnốivớinguồn volt DC mứcáplàmviệccóthểtừ 3 đến 15V . Gócdịlớn .
Đểtăngđộnhậychođầudị Bạndùngkính Fresnel nóđượcthiếtkếcholoạiđầucó 2 cảmbiến
gócdịlớn cótácdụngngăntiatửngoại .
Thơngsốkĩthuật
- Sửdụngđiệnáp: 4 .5-12V DC
- Đầu ra: 1 .5 - 3 .3V
9


- Thờigiantrễ: điềuchỉnhtrongkhoảng 4-200 giây
- Thờigiankíchhoạt: 2 .5s (Chốngnhiễu)
- Kíchthước PCB: 32mmx24mm
- Gócquét: <100 độ
- Khoảngcácpháthiện: 2-4 .5m
Nguyênlýlàmviệc
Cácnguồnnhiệt (vớingườivà con vậtlànguồnthânnhiệt) đềuphát ra tiahồngngoại qua kính
Fresnel qua kíchlọclấytiahồngngoại nóđượcchotiêutụtrên 2
cảmbiếnhồngngoạigắntrongđầudị vàtạo ra điệnápđượckhuếchđạivới transistor FET . Khi
cómộtvậtnóngđingang qua từ 2 cảmbiếnnàysẽchoxuấthiện 2
tínhiệuvàtínhiệunàysẽđượckhuếchđạiđểcóbiênđộđủcaovàđưavàomạch so
ápđểtácđộngvàomộtthiếtbịđiềukhiển hay báođộng .

3 .3 .2 Relayđiệntừ
Cấutạocủa relay (rơ – le)
10


Vềcấutrúccơbảncủa relay (rơ – le) sẽ bao

gồmmộtcuộndâykimloạiđồnghoặcnhơmđượcquấnquanhmộtlõisắttừ .
Bộphậnnàycóphầntĩnhđượcgọilàáchtừ (Yoke) vàphầnđộngđượcgọilàphầncứng
(Armature) . Phầncứngsẽđượckếtnốivớimộttiếpđiểmđộng
cuộndâycótácdụnghútthanhtiếpđiểmlạiđểtạothànhtrạngthái NO và NC . Mạchtiếpđiểm
(mạchlực) cónhiệmvụđóngcắtcácthiếtbịtảivớidịngđiệnnhỏvàđượccáchlybởicuộnhút .

Ngunlýlàmviệccủa relay (rơ – le)
Cácbạncóthểquansátsơđồmơtảbênmìnhcungcấpbêndướiđểtiệnchoviệchình dung nhé . Khi
dịngđiệnchạy qua mạchthứnhất (1) thìnósẽkíchhoạtnamchâmđiện (màunâu) vàtạo ra
từtrườngđểthuhútmộttiếpđiểm (màuđỏ) vàkíchhoạtmạchthứhai (2) . Khi tắtnguồn mộtlị
xo đượclắptrướcvàotiếpđiểmcónhiệmvụkéotiếpđiểmtrởlạivịtrí ban đầu
tắtmạchthứhaimộtlầnnữa .

Đâylàmộtvídụvềrơ le “thườngmở” (NO) .
Cáctiếpđiểmtrongmạchthứhaikhơngđượckếtnốitheomặcđịnhvàchỉbậtkhidịngđiệnchạy
11


qua namchâm . Cácrơ le kháclà “thườngđóng” (NC) .
Cáctiếpđiểmđượckếtnốiđểdịngđiệnchạy qua chúngtheomặcđịnh)
vàchỉtắtkhinamchâmđượckíchhoạt kéohoặcđẩycáctiếpđiểm ra xanhau .
Thơngthườngrơlemởlàphổbiếnnhất .
Bêndướilàmộthìnhảnhđộngkhácchothấycáchmột relay liênkếthaimạchvớinhau . Ở
phíabêntrái cómộtmạchđầuvàođượccungcấpbởimộtcơngtắchoặcmộtloạicảmbiếnnàođó .
Khi mạchnàyđượckíchhoạt
nócungcấpdịngđiệnchomộtnamchâmđiệnkéocơngtắckimloạiđónglạivàkíchhoạtmạchđầu
ra thứhai (ở phíabênphải) . Dịngđiệntươngđốinhỏtrongmạchđầuvào do
đókíchhoạtdịngđiệnlớnhơntrongmạchđầu ra .
Thứnhất: mạchđầuvào (vịngmàuxanh) bịtắtvàkhơngcódịngđiệnchạy qua
chođếnkhimộtcáigìđó (cóthểlàcảmbiếnhoặcđóngcơngtắc) bậtnó . Mạchđầu ra

(vịnglặpmàuđỏ) cũngbịtắt .
Thứhai: khimộtdịngđiệnnhỏchạytrongmạchđầuvào . Nósẽkíchhoạtnamchâmđiện
(đượchiểnthị ở đâydướidạngmộtcuộndâymàuxanhđậm) . Vàtạo ra
mộttừtrườngxungquanhnó .
Thứba: namchâmđiệnnănglượngkéothanhkimloạitrongmạchđầu ra vềphíanó
đóngcơngtắcvàchophépdịngđiệnlớnhơnnhiềuchạy qua mạchđầu ra .
Thứtư: mạchđầu ra vậnhànhmộtthiếtbịcódịngđiệncaonhưđènhoặcđộngcơđiện .
Cácloại relay (rơ – le) trênthịtrườnghiện nay
Theo mìnhđượcbiếtthìtrênthịtrườnghiện nay sẽcóhaidạng relay là module rơ-le đóng ở
mứcthấp (nốicựcâmvàochântínhiệurơ-le sẽđóng) và module rơ-le đóng ở mứccao
(nốicựcdươngvàochântínhiệurơ-le sẽđóng) . Nếuchúng ta so sánhgiữa 2 module rơ-le
cócùngthơngsốkỹthuậtthìhầuhếtmọilinhkiệncủanóđềugiốngnhau chỉkhácnhau ở chỗcái
transistor củamỗi module . Chínhvìbộphận transistor nàynên ta mớicóđược 2 loại module
rơ-le (có 2 loại transistor là NPN – kích ở mứccao và PNP – kích ở mứcthấp) .

12


Mộtsốloạirơ-le trênthịtrường

3 .3 .3 Pin lithium
Cấutạo

Cấutạomộtviên pin Li-ion hìnhtrụcơbảngồm: Vỏngồi cựcdương cựcâm
màngngăncáchđiệnvà dung mơi .
Cựcdương (Positive) cịngọilàCathodđượccấutạotừ Lithium cacbonat oxide (LiCo2) .
Cócấutrúcphântử bao gồmphântử Oxide cobanliênkếtvớinguntừ Lithium . Khi
códịngđiệnchạy qua nguyêntừ Lithium dểdàngtáchkhỏicâutrúctạothành ion dương
Lithium Li+ .
Cựcâm (Negative) cấutạotừ graphene (than chì) cóchứcnănglưugiữcác ion Lithium L+

trongtinhthể .
Màngngăncáchđiện (seperator) làmỏnglàmbằngnhựa PE hoặc PP
nằmgiữacựcdươngvàcựcâm
13


cónhiềulỗnhỏcóchứcnăngngăncáchgiữacựcdươngvàcựcâmnhưngvẫnchocác ion Li+ đi
qua . Mộtsố pin màngngăncáchcókhảnăngkhítlạikhinhiệtđộcao khơngcho Li+ đi qua .
Dung dịchđiệnphân: làchấtlỏnglấpđầycựcdương cựcâmvàmàngngăn chứa LiPF6 và
dung môihữucơ chứarấtítnước( thấphơn 0 .001%) vì Lithium tácdụngvớinước . Dung
dịchcóchứcnăngnhưvậtdẫncác ion Li+ từ .Cácládàiđượcquấnlạithànhnhiềuvịng
épchặtvớinhau ở giữachúnglà dung dịchđiệnphânnhưhình .
Lớpvỏbênngồithườnglàmbằngkimloạiđểnénchặtcáclớpvậtliệubêntrong . Pin
cịnđượctrangbịlỗthốtkhíđểtránhđể pin nổkhiápsuấtbêntrongtăngcao .
Pin Lithium ion cónhiềuưuđiểmnhư : Chu kỳsạcxảlớn
sạcbấtcứlúcnàocũngkhơngảnhhưởngđếntuổithọcủa pin .
Bêncạnhđónóvẫntồntạimộtsốnhượcđiểm : Pin lithium ion
bịsuygiảmchấtlượngtheothờigian dùchobạncóxài hay khơng . Pin lithium – ion
phảiđượcbọctronglớpvỏbằngkimloại và dung mơiđiệnphândễcháynổnếu pin bịvađập
biếndạng .
Hơnnữa cuộcsốngngàycàngpháttriểnmangđếnnhiềuđiềusángtạo
trongđócócácthiếtbịđeođượcnhư Smartwatch hay Smartphone cong địihỏiviên pin
phảicongtheothiếtbịđểtăngtínhthẩmmỹ thờitrang . Pin Lithium ion
khơngđápứngđượcđiềuđó .
Vìnhữngnhượcđiểmtrên ngày nay cácnhàsảnxuấtđangchuyển sang sửdụngmộtloại pin
tốthơn khắcphụcnhữngnhượcđiểmvàduytrìnhữngưuđiểmcủa pin Lithium ion .

HìnhảnhthựctếPin Lithium
14

3 .4 Cáckhốimạchthiếtkế
3 .4 .1Khốichuyểnnguồn

Khốichuyểnnguồntựđộngkhinguồnchínhmất .
Jack J1 làđầuvàokếtnốivớinguồnchính
Tụ C1 cónhiệmvụlọcnhiễuvàổnđịnhđiệnápđầuvào
R1 hạndịngcholed D1 báocónguồnvào
Nguồnchínhcấpvàotiếpđiểmthườngmở relay
Nguồnphụcấpvàotiếpđiểmthườngđóngcửa relay
Ngunlýhoạtđộng : Khi cấpđiệnvào jack j lậptứccuộnhútcủa relay
cóđiệnvàtiếpđiểmthườngmởcủa relay đónglạicấpnguồnchomạch .
Ngượclạikhimấtđiệnthìtiếpđiểmnhả ra chuyểnnguồncấp sang nguồn pin dựphịng .
3 .4 .1 .2 Khốicảmbiếnchuyểnđộng
Khi có con
ngườiđivàovùngqtcủacảmbiếnchuyểnđộngthìcảmbiếnchuyểnđộngsẽđẩychân Out
từmứcthấplênmứccaovàsẽgiữmứccaođếnkhingườiđi ra khỏivùngqtcủacảmbiến chân
Out sẽtrảlạimứcthấp từchứcnăngnhưvậyđưavào vi điềukhiểnxửlýkíchmởbóngđèn .

15


Tínhnăng:
+ Tựđộngcảmứng: Khi cóngườivàophạm vi cảmứng OUT: 1 .5-3 .3V;
khơngpháthiện ở 0V
+ Khơnglặplạikíchhoạt: module tựđộngđưavềmứcthấpkhihếtthờigiantrễ
+ Cólặplạikíchhoạt: module lngiữ ở
mứccaochođếnkhikhơngcịnngườichuyểnđộng
+ Thiếtlậpthờigian: module hoạtđộngổnđịnhkhicàiđặt>5s
Thôngsốkĩthuật:

+ Sửdụngđiệnáp: 4 .5-12V DC
+ Đầu ra: 1 .5 - 3 .3V
+ Thờigiantrễ: điềuchỉnhtrongkhoảng 4-200 giây
+ Thờigiankíchhoạt: 2 .5s (Chốngnhiễu)
+ Kíchthước PCB: 32mmx24mm
+ Gócqt: <100 độ
+Khoảngcácpháthiện: 2-4 .5m

16


3 .4 .2 Khốinútnhấn

Khốinútnhấnđểđiềukhiểnbóngđènbậttắtkhi ở chếđộ ban ngày
Khốinàyđượcmắcnốitiếpgiữa 1 điệntrởvới 1 nútnhấnđồngthờilấytínhiệu ở điểmnốiđưavề
vi điềukhiểnđểxửlý .
Khi nútnhấnđượcnhấnđiểm a ở trênsẽđượckéoxuốngmass ta nhậnbiếtđượctrạngtháinhấn
Khi khongtácđộngnútnhấnđượckéolênVCC ta nhậnđượctrạngtháikhikhơngnhấn

3 .4 .3Khốiđiềukhiểnbóngđèn
Chúng ta dùngbóngđèn led thaychobóng 220v để an tồnkhi di
chuyểnmàvẫnđảmbảoucầucủađồánmơnhọc . Transitordùnđểkíchmởbóngled điệntrở R5
dùngđểhạndịngtrênbóng led .

-

Thôngsốkỹthuật :
17

-

ChọnUnguon =5v
Uled=2v
Cườngđộdịngđiện qua led I=15mA =0 .015A
Mắcnốitiếp2bóngvới R5 nên:
R5 ==66
Cơngsuất P = U .I=5*0 .015*2=0 .15W

3 .4 .5 Khốiđiềukhiểnsạc pin
Modunsửdụngic TP4056 chophépđiềukhiểndịngsạcvàđiệnápsạcchopin
.Cóchứcnăngngắttảibảovệ pin khiđiệnápxuốngqthấpđểtránhlàmhưhỏng pin (chai pin)
mạchđượcsửdụngđểsạcchocácloại pin Lithium cóđiệnáp 3 .7~4 .2VDC (Pin Lipo Pin
18650 . . .) mạchcókíchthướcnhỏgọnvớicổng USB kếtnốitiệndụng
đènbáođangsạcvàsạcđầyhiểnthịtrạngthái pin . Tựđộngngắtkhi pin sạcđầy

Thôngsốkỹthuật:
-

Nguồnđầuvào:
+ 4 .5~8VDC: Chânnguồnvào + / -

-

Nguồnsạcđầy: 4 .2VDC
Dịngsạc: 1A cóthểbiếnđổitheotrạngthái pin .
Charging method: Linear charging 1%
Charging precision: 1 .5%
Chứcnăngngắttảibảovệ pin khiđiệnápxuốngquáthấpđểtránhlàmhưhỏng pin (chai

-

pin) .
Đèntrạngtháisạc:
18


-

+

Đènđỏ: đangsạc chưađầy

+

Đènxanhlá: Đãsạcđầy .

Kíchthước: 17x22x5mm

KẾT LUẬN
Từnhữngkhốichứcnăngtrênvànhữnglinhkiệnđãchuẩnbịđảmbảochấtlượng ta
bắtđầutiếnhànhlàmmơhìnhthựcnhiệmđểcóthểxemđượcmạchthiếtkếvàmơhìnhcóthểđápứng
đượccácucầucủađồán cũngnhưnhucầuthựctếcủa con người .

19


SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

20

CHƯƠNG 4 :LẶP TRÌNH PHẦN MỀM
4 .1Lưuđồthuậttốn

BẮT ĐẦU

KHỞI TẠO I/O

CBAS=1

BUTTON=0

SAI

SAI

ĐÚNG
TRANGTHAIDEN=0

ĐÚNG

TRANGTHAIDEN=1

TRANGTHAIDEN=!
TRANGTHAIDEN

TRANGTHAIDEN=1

ĐÚNG

BẬT ĐÈN

SAI

TẮT ĐÈN

21


4 .2Giớithiệuvềphầnmền Arduino IDE
Mơitrườngpháttriểntíchhợp (IDE) của Arduino làmộtứngdụngcrossplatform (đanềntảng)
đượcviếtbằng Java vàtừ IDE nàysẽđượcsửdụngchoNgơnngữlậptrìnhxửlý (Processing
programming language) và project Wiring .
Nóđượcthiếtkếđểdànhchonhữngngườimớitậplàmquenvớilĩnhvựcpháttriểnphầnmềm . Nó
bao gồmmộtchươngtrình code editor vớicácchứcnăngnhưđánh 7 dấucúpháp tựđộng brace
matching vàtựđộngcanhlề cũngnhưcompile(biêndịch) và upload chươngtrìnhlên board
chỉvới 1 cúnhấpchuột .
Mộtchươngtrìnhhoặc code viếtcho Arduino đượcgọilàmột sketch . Cácchươngtrình
Arduino đượcviếtbằng C hoặc C++ . Arduino IDE
đikèmvớimộtthưviệnphầnmềmđượcgọilà "Wiring" từ project Wiring gốc
cóthểgiúpcácthaotác input/output đượcdễdànghơn . Ngườidùngchỉcầnđịnhnghĩa 2
hàmđểtạo ra mộtchươngtrìnhvịngthựcthi (cyclic executive) cóthểchạyđược:
setup(): hàmnàychạymỗikhikhởiđộngmộtchươngtrình dùngđểthiếtlậpcáccàiđặt
loop(): hàmnàyđượcgọilặplạichođếnkhitắtnguồn board mạch

4 .3Mãchươngtrình
#define LED 13
#define BUTTON 3
#define CBCD 4

bool trangthailed=0; // khaibáobiếntrạngtháiđèn
bool dem=0;
long last;
void setup() {
// khaibáođầu ra đầuvào
pinMode(LED OUTPUT);
pinMode(BUTTON INPUT);
22


pinMode(CBCD INPUT);
last=millis();
}
void loop() {
//chươngtrìnhchính
if(digitalRead(CBCD)== 1 &&trangthailed == 0 && dem==0 )
{
trangthailed=1;
dem=1;
}
if(digitalRead(CBCD)== 0 &&trangthailed==1 && dem==1 )
{
trangthailed=0;
dem=0;
}

if(digitalRead(BUTTON)== 0)
{
delay(30);
if(digitalRead(BUTTON)== 0) trangthailed=!trangthailed;

while(digitalRead(BUTTON)== 0);
}
if(trangthailed==1) {
23


digitalWrite(LED HIGH);
}
else if(trangthailed==0)
{
digitalWrite(LED LOW);
}
}

24


HỒN THÀNH MƠ HÌNH

25