BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ROBOT KHỬ TRÙNG TIA UV

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS.LÊ QUANG ĐỨC

Sinh viên thực hiện:

MSSV:

Lớp:

Hồ Đại Dương

1711050039

17DTDA1

Phạm Văn Đan

1711050083

17DTDA1

Trịnh Hồng Trí Dũng

1711050090

17DTDA1

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 09 năm 2021


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ROBOT KHỬ TRÙNG TIA UV

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS.LÊ QUANG ĐỨC

Sinh viên thực hiện:

MSSV:

Lớp:

Hồ Đại Dương

1711050039

17DTDA1

Phạm Văn Đan


1711050083

17DTDA1

Trịnh Hồng Trí Dũng

1711050090

17DTDA1

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 09 năm 2021


MỤC LỤC
PHIẾU ĐĂNG KÍ ĐỀ TÀI
PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................... vii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ..................................................................................... viii
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................x
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ......................................................................................xi
Chương 1: GIỚI THIỆU ..........................................................................................4
I. Giới thiệu đề tài .............................................................................................................. 4
1. Nêu vấn đề ................................................................................................................. 4
2. Nêu đề tài ................................................................................................................... 4
II. Công nghệ diệt khuẩn bằng tia UV ............................................................................... 5
1. Khái niệm ................................................................................................................... 5
2.Nghiên cứu .................................................................................................................. 5

3. Cấu tạo ....................................................................................................................... 6
4. Sản phẩm.................................................................................................................... 7

Chương 2:TỔNG QUAN GIẢI PHÁP ....................................................................8
I. Tổng quan về dự án ........................................................................................................ 8
1. Sơ đồ hệ thống dự án ................................................................................................. 8
2. Chức năng bộ phận .................................................................................................... 9
3. Bảo vệ ........................................................................................................................ 9
4. Nhiệm vụ.................................................................................................................... 9
5. Ưu điểm ................................................................................................................... 10
II. Sản phẩm tương tự và công dụng ................................................................................ 10
1. Sản phẩm “Máy khử trùng, diệt khuẩn cho lớp học bằng tia uv” ............................ 10
2. Sản phẩm “Đèn UV diệt khuẩn mini cho gia đình” ................................................. 11

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ .............................................................12
I. Phương án thực hiện ..................................................................................................... 12
1. Phương án đề xuất, thay thế .................................................................................... 12
2. Phương án thiết kế ................................................................................................... 12

iii


II. Các thiết bị chính ........................................................................................................ 12
1. Bộ phận đèn ............................................................................................................. 12
2. Bộ phận di chuyển ................................................................................................... 14
3. Bộ phận quan sát ...................................................................................................... 15
III. Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của robot................................................................. 15
1. Cấu tạo chung .......................................................................................................... 15
2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động............................................................................... 16
3. Danh sách các thao tác thực hiện đối với robot ....................................................... 17

4. Các hoạt động khác .................................................................................................. 18
5. Nguồn điện ............................................................................................................... 19

Chương 4: QUY TRÌNH THIẾT KẾ ....................................................................20
I. Quy trình thiết kế .......................................................................................................... 20
1. Thiết kế mơ hình ...................................................................................................... 20
2. Thiết kế hệ thống điều khiển.................................................................................... 20
II. Thiết kế mơ hình ......................................................................................................... 21
1. Tính tốn .................................................................................................................. 21
2. Chọn vật liệu ............................................................................................................ 21
3. Bảng giá vật liệu ...................................................................................................... 23
4.Hình ảnh bản vẽ thiết kế mô phỏng .......................................................................... 24
III. Thiết kế hệ thống hoạt động ...................................................................................... 25
1. Sơ đồ cấu hình tổng hệ thống .................................................................................. 25
2. Hệ thống di chuyển của robot .................................................................................. 26
2.1. Bánh xe ............................................................................................................. 26
2.2. Bo mạch L298D ................................................................................................ 26
2.3. Bo mạch Aruidno .............................................................................................. 27
2.4. Mạch thu phát bluetooth HC-05 ....................................................................... 28
3. Hệ thống đèn ............................................................................................................ 29
3.1. Bộ cảm biến thông minh apollo ........................................................................ 29
3.2. Bộ đèn Diệt Khuẩn Điện Quang ĐQ GLT8 UVC 20 ....................................... 30
4. Hệ thống điều khiển ................................................................................................. 30
IV. Thiết kế phần mềm điều khiển hệ thống.................................................................... 31
1. Hệ thống di chuyển .................................................................................................. 31
2. Thiết kế app điều khiển ............................................................................................ 34
3. Hệ thống đèn ............................................................................................................ 35

Chương 5: THI CƠNG MƠ HÌNH........................................................................38


iv


I. Thi công, lắp ráp phần cứng ......................................................................................... 38
1. Chọn vật liệu để làm vỏ mơ hình ............................................................................. 38
2. Tiến hành lắp ráp thân mơ hình ............................................................................... 39
2.1. Lắp ráp bộ phận di chuyển ................................................................................ 40
2.2. Lắp ráp bộ phận gắn đèn và nguồn đèn ............................................................ 40
2.3. Thiết kế bộ phận điều khiển motor bánh xe...................................................... 41
2.4. Hồn thiện mơ hình........................................................................................... 42
II. Thi cơng phần mềm và điều khiển .............................................................................. 43
1. Nạp Code ................................................................................................................. 43
2. Phần mềm điều khiển ............................................................................................... 43
3. Thử nghiệm mơ hình................................................................................................ 44

Chương 6 : ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN ................................................45
I. Đánh giá kết quả ........................................................................................................... 45
1. Thành quả đạt được ................................................................................................. 45
2. Kết Luận .................................................................................................................. 45
II. Khuyến nghị ................................................................................................................ 45
1. Tồn đọng của đồ án .................................................................................................. 45
2. Phương án phát triển ................................................................................................ 45

Tài Liệu Tham Khảo ...............................................................................................47
I. Thông số các linh kiện dùng trong dự án ..................................................................... 48
1. Đèn diệt khuẩn ......................................................................................................... 48
1.1. Điểm đặc biệt sản phẩm .................................................................................... 48
1.2. Thông số kỹ thuật ............................................................................................. 48
1.3. Vệ sinh và bảo dưỡng sản phẩm ....................................................................... 49
2. Bộ điều khiển đèn thông minh Apollo ..................................................................... 49

2.1. Điểm đặc biệt của sản phẩm ............................................................................. 49
2.2. Thông số kỹ thuật ............................................................................................. 50
2.3. Vệ sinh và bảo dưỡng sản phẩm ....................................................................... 50
3. Mạch Arduino Uno R3 ............................................................................................ 51
4. Mạch điều khiển động cơ L293D ............................................................................ 52
4.1. Motor Driver Shield L293D là shield mở rộng dành cho Arduino................... 52
4.2. Các thành phần Motor Driver Shield L293D có thể điều khiển ....................... 52
4.3. Các chân trên Shield được kết nối với board Arduino như sau ........................ 53
5. Mạch thu phát Bluetooth HC-05 .............................................................................. 53
6. Động Cơ DC Giảm Tốc JGB37-520 ........................................................................ 54

v


7. Cặp bánh xe Mecanum ............................................................................................ 54
8. Raspberry Pi 4B ...................................................................................................... 55
9. Pi camera.................................................................................................................. 56
10. Relay ..................................................................................................................... 56
II. Các phần mềm và code đã sử dụng ............................................................................. 57
1. Code Aruidno ........................................................................................................... 57
2. Code Raspberry Pi ................................................................................................... 59
3. Phần mềm điều khi .................................................................................................. 59
III. Hình ảnh bản vẽ kỹ thuật ........................................................................................... 60
1. Bản vẽ mặt cắt.......................................................................................................... 60
2. Bản vẽ thân trên ....................................................................................................... 61
3. Bản vẽ thân dưới ...................................................................................................... 62

vi



DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
1. eV = electron volt
2. UV = Tia cực tím
3. nm = nanometre
4. ARN = Genne gần giống với DNA
5. V = Volt ( đơn vị dòng điện )
6. Hz = hertz ( tần số )
7. W = watt ( đơn vị công suất )
8. kg = kilôgam
9. mA = mili Ampe
10. RPM = Revolutions per minute ( số vòng quay motor trên 1 phút )
11. kg.cm = momen xoắn
12. v/p = số vòng trên 1 phút
13. m/p = số mét di chuyển trong 1 phút
14. mm = milimet
15. cm = centimet
16. AC = Nguồn xoay chiều
17. DC = Nguồn 1 chiều
18. L + R = Left and Right ( trái và phải )
19. I/O = Input/Output ( đầu vào, đầu ra )
20. MHz = mega hertz
21. Mbps = megabit per second ( tốc độ truyền dữ liệu trên 1 giây )

vii


DANH MỤC HÌNH ẢNH
HÌNH

TRANG


Hình 1. 1: Cấu tạo bóng đèn UV ................................................................................6
Hình 1. 2: Hiệu nng các loại đèn UV tại Việt Nam ...................................................7
Hình 2. 1: Máy diệt khuẩn bằng tia UV ...................................................................10
Hình 2. 2: Máy khử trùng UV mini ..........................................................................11
Hình 3. 1: Đèn UV điện quang .................................................................................13
Hình 3. 2: Motor giảm tốc 12VDC ..........................................................................14
Hình 3. 3: Camera Raspberry V2 .............................................................................15
Hình 4. 1: Nhơm định hình và kích thước ................................................................21
Hình 4. 2: Nhơm ốp thân robot ................................................................................22
Hình 4. 3: Giá đỡ motor ...........................................................................................22
Hình 4. 4: Trụ đỡ dèn ...............................................................................................23
Hình 4. 5: Bản vẽ thiết kế mơ phỏng 3D ..................................................................24
Hình 4. 6: Bánh xe 3600...........................................................................................26
Hình 4. 7: Bo mạch Aruidno UNO ..........................................................................26
Hình 4. 8: Bo mạch L298D ......................................................................................27
Hình 4. 9: Mạch Bluetooth HC-05 ...........................................................................28
Hình 4. 10: Cảm biến Apollo ...................................................................................29
Hình 4. 11: Bóng đèn UV Điện Quang ....................................................................30
Hình 4. 12: Bo mạch Raspberry Pi 4 ........................................................................31
Hình 4. 13: Thiết kế phần mềm trên web .................................................................34
Hình 4. 14: Phần mềm trên điện thoại ......................................................................34
Hình 4. 15: Các thao tác trên phần mềm ..................................................................35
Hình 4. 16: Hệ thống đèn UV ..................................................................................36
HÌNH 5. 1: Vật liệu thiết kế .....................................................................................38
HÌNH 5. 2: Định hình vật liệu ..................................................................................39
HÌNH 5. 3: Lắp ghép thân robot ..............................................................................39
HÌNH 5. 4: Lắp ghép bộ phận di chuyển .................................................................40
HÌNH 5. 5: Lắp ráp bệ đèn .......................................................................................40
HÌNH 5. 6: Đặt các thiết bị vào thân robot ..............................................................41


viii


HÌNH 5. 7: Mơ hình hồn chỉnh ..............................................................................42
HÌNH 5. 8: Nạp code cho bo mạch ..........................................................................43
HÌNH 5. 9: Phần mềm hiển thị .................................................................................44
HÌNH 5. 10: Mơ hình hoạt động ..............................................................................44
PHỤ LỤC 1: Đèn UV .............................................................................................48
PHỤ LỤC 2: Cảm biến quét ...................................................................................49
PHỤ LỤC 3: Bo mạch Aruidno UNO ....................................................................51
PHỤ LỤC 4: Bo mạch L298D ................................................................................52
PHỤ LỤC 5: Mạch Bluetooth HC-05 .....................................................................53
PHỤ LỤC 6: Motor giảm tốc ..................................................................................54
PHỤ LỤC 7: Bánh xe 360o .....................................................................................54
PHỤ LỤC 8: Mạch Raspberry Pi 4 .........................................................................55
PHỤ LỤC 9: Camera Raspberry V2 .......................................................................56
PHỤ LỤC 10: Relay ...............................................................................................56
PHỤ LỤC 11: Code phần mềm ..............................................................................59
PHỤ LỤC 12: Bản vẽ mặt cắt robot .......................................................................60
PHỤ LỤC 13: Bản vẽ thân trên robot .....................................................................61
PHỤ LỤC 14: Bản vẽ thân dưới robot....................................................................62

ix


DANH MỤC CÁC BẢNG
BẢNG

TRANG


Bảng 3.1: Danh sách thao tác robot ..........................................................................17
Bảng 3.2: Danh sách các thao tác khác của robot ....................................................18
Bảng 3.3: Bảng thông tin nguồn điện .......................................................................19
Bảng 4.1: Danh sách tính tốn thiết kế .....................................................................21
Bảng 4.2: Danh sách vật liệu thi công ......................................................................23

x


DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
SƠ ĐỒ

TRANG

Sơ Đồ 2.1: Sơ đồ tổng quan hệ thống .........................................................................8
Sơ Đồ 4. 1: Sơ đồ quy trình thiết kế mơ hình ...........................................................20
Sơ Đồ 4. 2: Sơ đồ quy trình thiết kế hệ thống ..........................................................20
Sơ Đồ 4. 3: Sơ Đồ Kết Nối Hệ Thống ......................................................................25
Sơ Đồ 4. 4: Sơ đố đấu nối Motor ..............................................................................27
Sơ Đồ 4. 5: Sơ đồ đấu nối mạch Aruidno và L298D, HC-05 ...................................28
Sơ Đồ 4. 6: Thuật toán điều khiển ............................................................................31
Sơ Đồ 4. 7: Thuật toán hệ thống đèn ........................................................................35

xi


 LỜI MỞ ĐẦU 

❖ Sức khỏe con người đang là sự quan tầm hang đầu của thế giới khi mà khơng

khí ngày càng ơ nhiễm, các mầm bệnh ngày càng nguy hiểm, dịch bệnh và
các loại virus mới biến đổi không ngừng.
❖ Do sự phát triển không ngừng nghỉ đó, thế giới đã phải gánh chịu một đại
dịch lớn trong 2 năm qua đó là đại dịch Covid-19. Thách thức toàn bộ cơ
quan y tế trên thế giới trong đó có Việt Nam, Việt Nam đã áp dụng rất nhiều
biện pháp cứng rắng nhằm chống lại đại dịch như đeo khẩu trang khi tiếp
xúc, rửa tay bằng cồn, xịt khuẩn khơng gian sinh hoạt. Nhưng vì sự đột biến
của loại virus này nên nó có sức lây lan rất nhanh và tồn tại rất lâu so với các
loại vi khuẩn khác.
❖ Theo nghiên cứu của nhóm về đề tài, được biết trên thị trường đã cho ra loại
robot khử trùng dùng tia tử ngoại UVC. Robot có thể phát ra tia tử ngoại
(UVC) với hiệu suất sử dụng năng lượng lớn nhất, cường độ tia UV đạt đến
270μW / CM2, làm tăng tính hiệu quả trong việc khử trùng vì tia này có thể
phá hủy DNA của virus, vi khuẩn, nấm mốc và những mầm bệnh khác.
Ngoài ra, Robot AGV cịn được phát triển thêm nhiều tính năng ưu việt như:
Khử trùng đa điểm trong nhà, Thiết lập cấu hình theo dõi nhiệt độ cơ thể,
phát hiện nhiệt độ cơ thể vào ban ngày và khử trùng vào ban đêm, Khả năng
tự điều hướng và định vị.
❖ Trong bối cảnh đại dịch Covid – 19 đang diễn biến phức tạp, robot khử
khuẩn là giải pháp hoàn hảo thay thế cho các nhân viên y tế trong việc khử
khuẩn hằng ngày tại các nơi làm việc, bệnh viện và các khu cách ly để giảm
tình trạng lây nhiễm chéo. Đặc biệt sử dụng robot khử khuẩn bằng tia cực
tím giúp tiết kiệm chi phí khử trùng, giảm thiểu việc phải sử dụng các hóa
chất độc hại.

1


❖ Vào ngày 26/5/2020, nhóm nghiên cứu TRT, Trường đại học Sư Phạm Kỹ
Thuật – ĐH Đà Nẵng đã trao tặng robot diệt khuẩn bằng tia cực tím (UV)

cho bệnh viện Đà Nẵng phục vụ tại các khu cách ly, phòng mổ. Robot là
thành quả của sự lên ý tưởng, chế tạo, vận hành của nhóm nghiên cứu TRT.
Theo nhóm nghiên cứu, so với phương pháp diệt khuẩn bằng hóa chất, diệt
khuẩn bằng UV có thể tiêu diệt các mầm bệnh ở trong khơng khí, ở những
nơi khó khử trùng bằng hóa chất, như: thiết bị điện tử, thiết bị y tế, đồng thời
có thể tiết kiệm chi phí khử trùng và giảm việc sử dụng hóa chất.
❖ Đáng chú ý, UV robot của nhóm nghiên cứu TRT có giá thành rẻ hơn rất
nhiều so với một số robot diệt khuẩn bằng tia UV cùng tính năng trên thị
trường. Tổng chi phí nguyên vật liệu chế tạo khoảng 50 triệu đồng. PGS.TS
Phan Cao Thọ, Hiệu trưởng Trường ĐH Sư phạm kỹ thuật, cho rằng đơn giá
robot này rất rẻ trong điều kiện thị trường hiện nay. Để trao tặng cho Bệnh
viện Đà Nẵng, nhóm nghiên cứu đã phải kiểm tra rất nhiều lần với quy trình
rất chặt chẽ. Khi thử nghiệm, UV robot có khả năng diệt khuẩn tại các môi
trường làm việc khác nhau tại Bệnh viện Đà Nẵng, như: phòng bệnh, phòng
pha chế, các phòng tiểu phẫu và đại phẫu.Các kết quả kiểm tra vô trùng được
xác nhận bởi Khoa Vi sinh, Bệnh viện Đà Nẵng cho đến thời điểm hiện tại là
rất khả quan. Các phòng sau khi được diệt khuẩn bởi Robot UV đều đạt tiêu
chí vi sinh của phịng mổ.Các bộ phận chun mơn của Bệnh viện Đà Nẵng
đã có những đánh giá rất tích cực và cam kết tiếp tục hỗ trợ để giúp sản
phẩm ngày một hoàn thiện hơn.
❖ Để giúp đỡ cho nền y tế và bảo vệ con người, qua thời gian học tại Trường
Đại Học Công Nghệ Hutech, tụi em đã tìm hiểu và quyết định chọn đề tài
“Robot Khử Trùng Tia UV”, đưa ra các giải pháp nhằm tiêu diệt vi khuẩn và
ngăn chặn sự lây lan của dịch bệnh thông qua công nghệ Tia UV nhằm bảo
vệ con người khỏi những tác nhân dịch bệnh gây ra như hiện nay.

2


❖ Robot khử trùng tia UV sử dụng các phần mềm hỗ trợ như: phần mềm MIT

App Inventer để tạo app cho điện thoại android, phần mềm Microsof Visio
để vẽ cấu hình hệ thống và vẽ lưu đồ thuật tốn, phần mềm Auto cad để thiết
kế bản vẽ, mơ hình.
❖ Kết cấu đề tài bao gồm:
- Chương 1 (Giới Thiệu):
+ Giới thiệu đề tài
+ Công nghệ diệt khuẩn bằng tia UV.
- Chương 2 (Tổng Quan Giải Pháp):
+ Tổng quan về dự án
+ Sản phẩm tương tự và công dụng.
- Chương 3 (Phương Pháp Thiết Kế):
+ Phương pháp thực hiện
+ Các thiết bị chính
+ Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của robot.
- Chương 4 (Quy Trình Thiết Kế):
+ Quy trình thiết kế
+ Thiết kế mơ hình
+ Thiết kế hệ thống hoạt động
+ Thiết kế phần mềm điều khiển hệ thống.
- Chương 5 ( Thi Công ):
+ Thi công lắp ráp phần cứng
+ Thi công phần mềm điều khiển ,thành quả.
- Chương 6 ( Đánh Gía Kết Qủa ):
+ Đánh giá
+ Khuyến Nghị.

3


Chương 1


GIỚI THIỆU
I. Giới thiệu đề tài :
1. Nêu vấn đề:
❖ Trong thời gian 2 năm trở lại đây , thế giới đã và đang gánh chịu đợt dịch
bệnh khủng khiếp đó là Virus Corona hay cịn gọi là Sa-nCoV2 . Dịch bệnh
gây thiệt hại nghiêm trọng lên toàn thế giới trong đó Việt Nam cũng khơng
ngoại lệ , với sức lây lan khủng khiếp của dịch bệnh như hiện nay các cơ
quan y tế đã có nhiều biện pháp bảo vệ và phòng tránh virus xâm nhập vào
cộng dồng như : giãn cách xã hội , đeo khẩu trang ngăn ngừa lây lan , tiêm
chủng , vv…. Nhưng quan trọng nhất trong các khâu đó là biện pháp khử
trùng bàn tay , bề mặt tiếp xúc và nơi ở bằng cồn hoặc dung dịch khử khuẩn ,
hoặc thiết bị khử khuản bằng tia UV .
❖ Các thiết bị khử khuẩn bằng tia UV hiện đang được sử dụng trong các phòng
phẫu thuật tại các trung tâm y tế sử dụng tia cực tím (hay tia tử ngoại , tia UV)
là sóng điện từ có bước sóng ngắn hơn ánh sáng nhìn thấy nhưng dài hơn tia
X (mắt người khơng nhìn thấy được), có năng lượng từ 3 eV đến 124 eV. Phổ
tia cực tím có thể chia ra thành tử ngoại gần (có bước sóng từ 380 đến 200 nm)
và tử ngoại xa hay tử ngoại chân khơng (có bước sóng từ 200 đến 10 nm). Tia
cực tím có tác dụng rất mạnh trên Nucleo Protein của vi khuẩn, nó có thể làm
biến dạng hoặc giết chết vi khuẩn .

2. Nêu đề tài:
❖ Tia UV có rất nhiều ưu điểm như : Diệt khuẩn nhanh khơng cần hóa chất,
khơng tạo sản phẩm phụ , hiệu quả diệt khuẩn tới 99,99% , khơng làm thay đổi
thành phần lý hóa của nước, giữ nguyên được mùi vị của nước , lắp đặt và bảo
dưỡng dễ dàng . Tận dụng công dụng của đèn UV và trước tình hình dịch diễn

4



biến phức tạp , chúng em đã thiết kế một sản phẩm mang tính ứng dụng cao
đó chính là ROBOT KHỬ TRÙNG BẰNG TIA UV .
❖ Robot khử trùng bằng tia UV được thiết kế nhằm mục đích diệt vi khuẩn ở

các bề mặt không gian cần tới sự sạch sẽ ngăn chặn virus như : Phòng mổ ,
phòng khám y tế , trường học , các không gian tập trung đông người . Robot
được điều khiển di chuyển xung quanh khơng gian phịng qua thiết bị
Raspberry Pi và Arduino , sau đó đèn UV sẽ chiếu tia cực tím lên các bề mặt
trong khoảng thời gian nhất định để diệt sạch vi khuẩn .
II. Công nghệ diệt khuẩn bằng tia UV :
1. Khái niệm:
- Tia cực tím (UV) là một loại bức xạ điện từ tự nhiên có trong ánh sáng mặt
trời và thực sự chiếm khoảng 10% tổng lượng ánh sáng do mặt trời tạo ra .
Tia UV là năng lượng điện từ có bước sóng ngắn hơn ánh sáng nhìn thấy
nhưng dài hơn tia X . Bước song của ánh sáng này nằm trong khoảng từ
10nm đến 400nm và được phân thành ba dải con :
o UVA, hoặc gần UV (315 – 400 nm)
o UVB, hoặc UV trung bình (280 – 315 nm)
o UVC, hoặc tia cực tím xa (180 – 280 nm)

2.Nghiên cứu:
- Các nhà khoa học đã chứng minh rằng virus Sa-nCoV2 bám trên bề mặt và
trong khơng khí bị tiêu diệt bởi tia UV tại các bước sóng và thời gian chiếu
nhất định . Nhóm nghiên cứu của Đại học California tại Santa Barbara và Đại
học quốc gia Oregon (Mỹ) hợp tác với các đồng nghiệp ở Đại học Manchester
(Anh) và Đại học Bách khoa liên bang ở Zurich (Thụy Sĩ) nhận thấy virus
corona có đặc điểm nhạy cảm với tia cực tím (UV), vì vậy tập trung nghiên
cứu chủ đề này.Họ so sánh hai kết quả nghiên cứu về khử khuẩn đối với virus
bám trên bề mặt bằng tia UV-B, gồm một nghiên cứu trên mơ hình lý thuyết


5


được công bố vào tháng 6-2020 và một nghiên cứu thực nghiệm được cơng
bố một tháng sau đó.Nghiên cứu lý thuyết khẳng định virus bị vơ hiệu hóa
nếu dùng tia UV-B tác động lên ARN của chúng. Song nhóm nghiên cứu
quan sát thấy khơng chỉ có vậy.Nghiên cứu trong phịng thí nghiệm cho thấy
các virus trong một chất tương tự nước bọt khi tiếp xúc với đèn phát tia UV-B
từ 10 - 20 phút đã bị vơ hiệu hóa nhanh tám lần hơn so với nghiên cứu lý
thuyết.

3. Cấu tạo:
- Các loại đèn UV được cấu tạo gồm một ống thủy tinh hình trụ trịn bên
trong có tráng một lớp bột huỳnh quang mỏng và hai điện cực. Điện cực
làm bằng dây vonfram có dạng lị xo xoắn, được tráng một lớp bari-oxi để
phát ra điện tử. Có 2 điện cực ở hai đầu ống, mỗi điện cực có hai đầu tiếp
điện đưa ra ngoài gọi là chân đèn để nối với nguồn điện.

Hình 1. 1: Cấu tạo bóng đèn UV

6


4. Sản phẩm:
- Các sản phẩm đèn UV diệt khuẩn tại Việt Nam có bước sóng phù hợp với
việc tiêu diệt vi khuẩn Sa-nCoV2 : Đèn UV Phillips có bước sóng 265 nm ,
đèn UV Điện Quang có bước sóng 253,7 nm , vv….

Hình 1. 2: Hiệu nng các loại đèn UV tại Việt Nam


7


Chương 2

TỔNG QUAN GIẢI PHÁP
I. Tổng quan về dự án :

Computer or
Smart Phone

1. Sơ đồ hệ thống dự án :

Data Back

Wifi
Connect

Video Data

Raspberry Pi

Bộ Phận Đèn

Bộ Phận Di Chuyển

Control

On/Off


Sơ Đồ 2.1: Sơ đồ tổng quan hệ thống

8

Rotation

Bộ Phận Quan Sát


2. Chức năng bộ phận :
- Wifi Conect : sử dụng laptop để kết nối với Raspberry Pi thông qua wifi, từ
giao diện raspberry kết nối bluetooth với Arduino để điều khiển Robot.
Bluetooth Connect : Chuyển tín hiệu từ Raspberry Pi về bộ phận di chuyển
Adruino .
- Bộ phận di chuyển : nhận tín hiệu từ điều khiển từ Bluetooth Conect và
hoạt động các motor đưa Robot di chuyển theo mệnh lệnh .
- Bộ phận đèn : nhận tín hiệu điều khiển từ Raspberry Pi để điều chỉnh độ
cao đèn , bật tắt đèn và chức năng bảo vệ .

3. Bảo vệ :
- Vì tia UV có khả năng gây tổn thương lên da của con người nên Robot khử
trùng bằng tia UV có khả năng bảo vệ con người bằng cách nhận biết sự
xuất hiện của con người qua cảm biến và ngừng phát đèn UV cho đến khi
chắc chắn con người rời đi . Robot cũng có khả năng tự đóng tắt nguồn khi
quá thời gian hoạt động cho phép để ngăn ngừa quá tải và hư hỏng thiết bị .
- Để bảo vệ độ bền của đèn, sử dụng timer để mỗi lần sử dụng 30 phút đèn sẽ
được nghỉ cho tới khi nhiệt độ đèn giảm.
- Bảo vệ ngắn mạch khi cấp nguồn cho robot bằng mạch relay 12 V – 220 V
và CB.


4. Nhiệm vụ :
- Robot có nhiệm vụ diệt khuẩn mọi bề mặt trong phịng học và các phịng tại
mơi trường trường học trong khoảng thời gian vắng người để chuẩn bị một
môi trường sạch sẽ cho lần sử dụng tiếp theo . Trong q trình thực hiện
Robot có nhiệm vụ bảo vệ con người khỏi tác dụng của Đèn UV .

9


5. Ưu điểm:
- Phù hợp với thực tế dịch Covid diễn biến phức tạp hiện nay.
- Công nghệ đơn giản , phù hợp với chuyên môn.
- Phần mềm tiên tiến dễ dàng thao tác .
- Thiết bị hiện đại , mạnh mẽ .
II. Sản phẩm tương tự và công dụng :
1. Sản phẩm “Máy khử trùng, diệt khuẩn cho lớp học bằng tia uv” :

Hình 2. 1: Máy diệt khuẩn bằng tia UV

- Công nghệ: Đèn UV tia UV-C, điều khiển từ xa qua remote on/off
- Công dụng: Diệt khuẩn các không gian nhỏ như bàn làm việc , không gian
bếp, bàn ngủ , toilet, vv…

10


2. Sản phẩm “Đèn UV diệt khuẩn mini cho gia đình” :

Hình 2. 2: Máy khử trùng UV mini


- Cơng nghệ: Đèn UV tia UV-C dùng pin lithium
- Công dụng: Diệt các loại vi khuẩn, virus, nấm mốc, mạt bụi, và các vi sinh
vật khác. Loại bỏ các mùi hôi gây khó chịu, nhỏ gọn dùng trong khơng gian
xe hơi, tủ quần áo,vv…

11


Chương 3

PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ
I. Phương án thực hiện :
1. Phương án đề xuất, thay thế:
- Chiều cao của đèn được điều chỉnh phù hợp
- Tăng không gian chiếu của máy
- Máy có thể di chuyển thơng qua tự động hóa
- Tối ưu thời gian diệt khuẩn bề mặt để đạt hiểu quả cao
- Tăng mức độ an toàn bằng các thiết bị tự động hóa
- Sử dụng phầm mềm mới , thiết bị hiện đại .
2. Phương án thiết kế:
- Trụ đèn có thể điều chỉnh độ cao qua motor và bo mạch L298D
- Thiết kế 6 đèn để phủ sáng 3600 và hiệu quả nhanh
- Lắp đặt bộ điều khiển di chuyển thông qua motor, bo mạch Aruidno, vi điều
khiển Raspberry Pi
- Sử dụng các cảm biến và bộ timer để bảo vệ sản phẩm lẫn con người
- Sử dụng phầm mềm điều khiển được qua điện thoại mang tính tiên tiến và
hữu dụng

II. Các thiết bị chính :

1. Bộ phận đèn :
- Đèn UV : Diện tích phòng học cần diệt khuẩn dao động từ 30 m2 – 100 m2
- Đèn UV hiệu quả sau 10s chiếu sáng trong khoảng cách 50 cm . Loại đèn
đáp ứng được nhu cầu là :

12


Hình 3. 1: Đèn UV điện quang

-Với các thơng số chính như :
*Thơng số điện:
+ Điện áp: 220 V
+ Tần Số: 50 Hz
+ Công suất: 20 W
*Thông số quang:
+ Nhiệt độ làm việc: 0 ÷ 500C
+ Góc chiếu: 3600
+ Loại bước sóng: UVC – 253,7 nm
*Kích thước sản phẩm:
+ Chiều dài đèn: 589 mm
+ Đường kính đèn: 25,4 mm
=> Đèn sẽ chiếu được 50 cm2 sau 10s
=> Đèn sẽ hoàn thành nhiệm vụ sau 10 – 33 phút ứng với 30 m2 – 100 m2

13


2. Bộ phận di chuyển:
- Mơ hình Robot có cân nặng khoảng 5 – 7 kg nên dùng động cơ DC giảm

tốc:

Hình 3. 2: Motor giảm tốc 12VDC

- Các thơng số chính:
*Loại 12VDC 35RPM:
+ Tỉ số truyền 168:1 (động cơ 168 vịng trục chính hộp giảm tốc quay 1
vịng).
+ Dịng khơng tải: 50 mA
+ Dịng chịu đựng tối đa khi có tải: 1,2 A
+ Tốc độ khơng tải: 35 RPM (35 vòng 1 phút)
+ Tốc độ chịu đựng tối đa khi có tải: 28 RPM (28 vịng 1 phút)
+ Lực kéo Moment định mức: 2,5 kg.cm
+ Lực léo Moment tối đa: 10 kg.cm
+ Chiều dài hộp số L: 26,5 mm
=> Motor khi có tải quay 28 v/p
=> Đường kính bánh là 6 cm , vậy bánh xe di chuyển được 1,68 m/p .

14