TÊN ĐỀ TÀI:
THIẾT BỊ TẮT/ MỞ NGUỒN ĐIỆN BẰNG TIN NHẮN ĐIỆN
THOẠI
Lĩnh vực: Hệ thống nhúng
MỤC LỤC
TRANG
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU…………………….…………….…..2
PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ…………………………………………....3
I.Lý do chọn đề tài…………………………………….……………3
II. Mục tiêu nghiên cứu………………………………………….….3
III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu………………………….…..3
IV. Phương pháp nghiên cứu…………………………………….…3
PHẦN II. NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU……….…...4
PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………13
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………….....14
1
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU
A. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Trong quá trình học tập tại trường, em thường xuyên thấy các bạn khi ra
chơi hoặc ra về đi ra khỏi lớp hay quên tắt các thiết bị điện như quạt, đèn,… gây
lãng phí điện nên em nảy sinh ý tưởng sáng chế một thiết bị có thể tắt/ mở đèn,
quạt trong lớp học từ xa cho thầy cô chủ nhiệm hoặc ban cán sự lớp.
Từ những lí do trên, em chọn đề tài “ Thiết bị tắt/ mở nguồn điện bằng tin
nhắn điện thoại”
B.CÂU HỎI NGHIÊN CỨU
Câu 1. Mục tiêu muốn hướng đến của đề tài là gì?
- Tắt/ mở từ xa được các thiết bị điện như quạt, đèn,… trong lớp học
- Tiết kiệm tiền điện cho nhà trường.
Câu 2. Điểm mới của đề tài là gì ?
- Thiết bị hoàn toàn tự thiết kế, làm chủ được cả phần cứng, bộ điều khiển
dùng arduino và phần mềm điều khiển bằng tin nhắn điện thoại.
- Tất cả linh kiện, vật tư hồn tồn mua được ở VN.
- Tính tiện lợi, thay thế và sửa chữa dễ dàng.Có thể sản xuất hàng loạt.
Câu 3. Khả năng áp dụng của thiết bị ở đâu ?
- Áp dụng được trong các trường học, hộ gia đình.
Câu 4: Khả năng nhân rộng của thiết bị ?
- Thiết bị có thể mở rộng sản xuất hàng loạt do giá rẻ thích hợp với hộ gia
đình, trong trường học linh kiện hoàn toàn mua được ở Việt Nam.
C.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
- Tìm hiểu lý thuyết các kiến thức liên quan đến đề tài.
- Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của linh kiện, arduino.
- Tìm hiểu phần mềm lập trình arduino.
- Viết chương trình kiểm tra thiết bị. Lắp ráp thiết bị.
- Tiến hành thực nghiệm và hiệu chỉnh.
D.KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
2
- Chế tạo thành công thiết bị tắt/mở nguồn điện
- Tắt mở được nguồn điện lên đến 250V bằng điện thoại
- Thực nghiệm thành công trong khoảng cách xa.
E.KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
- Ứng dụng trong nông nghiệp như tưới tiêu, chiếu sáng, phun thuốc,… điều
khiển bằng điện thoại.
F. TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.Phạm Xuân Minh, Lý thuyết điều khiển tự động, NXB GD, năm 2008
2. Học viện hàng không Việt Nam khoa điện tử viễn thơng “Giáo trình
hướng dẫn sử dụng cơ bản Arduino” - TP. Hồ Chí Minh 2015.
3. Trang web: arduino.com.vn
4. Trang web: />5. Youtube.com.vn
PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ
I. Lý do chọn đề tài
Trong quá trình học tập tại trường, em thường xuyên thấy các bạn khi ra
chơi hoặc ra về đi ra khỏi lớp hay quên tắt các thiết bị điện như quạt, đèn,… gây
lãng phí điện nên em nảy sinh ý tưởng sáng chế một thiết bị có thể tắt/ mở đèn,
quạt trong lớp học từ xa cho thầy cô chủ nhiệm hoặc ban cán sự lớp.
Từ những lí do trên, em chọn đề tài “ Thiết bị tắt/ mở nguồn điện bằng
tin nhắn điện thoại”
II. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu mà đề tài hướng tới đó là tạo ra thiết bị:
- Tắt mở được các thiết bị điện như quạt, đèn,… trong lớp học bằng điện
thoại
- Tiết kiệm tiền điện cho nhà trường.
III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng: Các loại thiết bị tắt mở nguồn điện
- Phạm vi nghiên cứu: Trường THCS Đất Đỏ
IV. Phương pháp nghiên cứu
- Tìm hiểu lý thuyết các kiến thức liên quan đến đề tài.
- Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của linh kiện, arduino.
- Tìm hiểu phần mềm lập trình arduino.
- Viết chương trình kiểm tra thiết bị.
- Lắp ráp thiết bị.
- Tiến hành thực nghiệm và hiệu chỉnh.
3
PHẦN II. NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
I. CƠ SỞ KHOA HỌC
1. Cơ sở lý thuyết các linh kiện sử dụng trong thiết bị
1.1. Adapter
Cung cấp nguồn điện thích hợp cho các thiết bị điện tử hoạt động ổn đ ịnh.
Ngoài cung cấp nguồn điện Adapter cịn có thể sạc pin cho thi ết bị đi ển
hình nhất là pin cho laptop.
Tùy theo các thiết bị khác nhau mà Adapter có cơng suất nhất đ ịnh ví d ụ
như các laptop có màn hình lớn 14 inch sẽ tiêu thụ một nguồn điện lớn hơn
5A, 7A hay 12A.
1.2. Arduino
Arduino một nền tảng mã nguồn mở phần cứng và phần mềm.
Phần cứng Arduino (các board mạch vi xử lý) được sinh ra t ại th ị tr ấn
Ivrea ở Ý, nhằm xây dựng các ứng dụng tương tác với nhau hoặc v ới môi
trường được thuận lợi hơn. Phần cứng bao gồm một board mạch nguồn
4
mở được thiết kế trên nền tảng vi xử lý AVR Atmel 8bit, hoặc ARM Atmel
32-bit.
1.3. Module GSM/GPRS SIM 800L
Module GSM GPRS sim800L có khả năng nhắn tin SMS, nghe, gọi,
GPRS, … như một điện thoại nhưng có kích thước nhỏ nhất trong các
loại module SIM (25mm x 22mm). Điều khiển module sử dụng bộ tập
lệnh AT dễ dàng, chân kết nối dùng rào đực thơng dụng (male header)
chuẩn 100mil.
THƠNG SỐ KỸ THUẬT
Nguồn cấp: 3.7 – 4.2VDC, có thể sử dụng với nguồn dòng thấp từ
500mAh trở lên (như cổng USB, nguồn từ Board Arduino). Nhưng
khun các bạn nên dùng nguồn có dịng đủ 1A để đảm bảo mạch ho ạt
động ổn định.
Khe cắm SIM: MICROSIM
Dòng khi ở chế độ chờ: 10mA
Dòng khi hoạt động: 100mA đến 1A.
Hỗ trợ 4 băng tần phổ biến.
Kích thước: 25mm x 22mm
1.4 Relay (rơ – le)
5
Rơ le (relay) là một công tắc chuyển đổi hoạt động bằng điện. Nói là
một cơng tắc vì rơ le có 2 trạng thái ON và OFF. R ơ le ở tr ạng thái ON hay
OFF phụ thuộc vào có dịng điện chạy qua rơ le hay khơng. Khi có dòng
điện chạy qua rơ le, dòng điện này sẽ chạy qua cuộn dây bên trong và t ạo
ra một từ trường hút. Từ trường hút này tác động lên m ột địn b ẩy bên
trong làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện và như thế sẽ làm thay đổi
trạng thái của rơ le. Số tiếp điểm điện bị thay đổi có thể là 1 ho ặc nhi ều,
tùy vào thiết kế.
Rơ le có 2 mạch độc lập nhau họạt động. Một mạch là đ ể đi ều khi ển
cuộn dây của rơ le: Cho dòng chạy qua cuộn dây hay khơng, hay có nghĩa là
điều khiển rơ le ở trạng thái ON hay OFF. Một mạch điều khiển dòng đi ện
ta cần kiểm sốt có qua được rơ le hay không dựa vào tr ạng thái ON hay
OFF của rơ le.
2. Cơ sở thực tiễn
Tại trường THCS Đất Đỏ, khi ra về vẫn thường diễn ra tình trạng h ọc
sinh quên tắt các thiết bị điện như quạt, đèn,…
II. QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU
1. Lên ý tưởng, lập kế hoạch và mua linh kiện
KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU
Thời gian
Nội dung công việc
15/8/2019 đến 20/8/2019
Lên ý tưởng, làm đề cương nghiên
cứu
21/8/2019 đến 30/8/2019
Nghiên cứu các tài liệu liên quan
31/8/2019 đến 20/9/2019
Tìm hiểu các linh kiện cần thiết
Đặt mua linh kiện
6
21/9/2019 đến 15/10/2019
Lắp ráp linh kiện
16/10/2019 đến 15/11/2019
Vận hành thử, điều chỉnh sai sót (nếu
có)
16/11/2019 đến 20/11/2019
Hồn thành báo cáo
2. Test linh kiện
3. Thiết kế mẫu sơ đồ khối
7
4. Lắp ráp linh kiện
8
III. NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG
Sử dụng điện thoại nhắn tin theo cú pháp “ relay on” tới số điền thoại
được gắn trên mạch GSM/GPRS Sim800l, khi mạch GSM/GPRS sim 800L
nhận được tín hiệu sẽ truyền qua Arduino Uno R3 xử lí tín hiệu và truyền tới
Module Relay nhận lệnh cấp điện cho nguồn điện hoạt động.
Ngược lại, khi nhắn tin theo cú pháp “ relay off” tới số điền thoại được
gắn trên mạch GSM/GPRS Sim800l, khi mạch GSM/GPRS sim 800L nhận
được tín hiệu sẽ truyền qua Arduino Uno R3 xử lí tín hiệu và truyền tới Module
Relay nhận lệnh cấp điện cho nguồn điện ngưng hoạt động.
9
IV. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Sơ đồ khối
Sau một quá trình nghiên cứu và chế tạo ra thiết bị thì đạt được kế quả như sau:
- Chế tạo thành công thiết bị tắt/mở nguồn điện
- Tắt mở được thiết bị điện như đèn, quạt bằng điện thoại
10
CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG
1. Đặc điểm của trường đang học
Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, em giới hạn nghiên cứu tại trường
THCS Đất Đỏ.
Phân tích: Trường THCS Đất Đỏ hiện tại có 24 lớp học, mỗi lớp được trang
bị đầy đủ quạt trần, bóng đèn chiếu sáng.
2. Thực trạng lãng phí điện
Theo khảo sát, các bạn thường xuyên lãng phí điện của nhà trường như mở
đèn vào ban ngày, không tắt đèn quạt khi ra khỏi lớp. Trong đó, phổ biến nhất là
tình trạng không tắt đèn, quạt khi ra về.
3. Đánh giá các giải pháp
Việc tuyên truyền các bạn có thói quen tắt các thiết bị điện khi ra về hoặc khi
di chuyển sang phòng nhạc, tin học là cần thiết. Tuy nhiên, để nâng cao nhận
thức của mỗi bạn thì cần phải tuyên truyền sâu rộng và cần thời gian.
Nhà trường có 02 bảo vệ thường xun đi kiểm tra tình hình bảo quản cơ sở vật
chất các lớp, tiết kiệm điện của các lớp sau khi ra về. Tuy nhiên, rất mất thời
gian và cơng sức. Do đó, theo em cần thiết phải có một thiết bị riêng cho bảo vệ
hoặc thầy cơ chủ nhiệm có thể can thiệp, tắt các thiết bị điện khi ở khoảng cách
xa và ít tốn công sức nhất.
11
CHƯƠNG 3. GIẢI PHÁP
1. Nội dung nghiên cứu
Trong quá trình nghiên cứu, em đã tìm mua linh kiện với giá thành thấp, đồng
thời đã chế tạo thành công bộ thiết bị tắt/mở nguồn điện cung cấp cho đèn, quạt
của lớp học.
12
2. Kết quả nghiên cứu
Trong quá trình thực nghiệm, đã thực nghiệm thành công tắt/mở các thiết bị đèn,
quạt bằng tin nhắn điện thoại
13
PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
“Thiết bị tắt mở nguồn điện ”đã hoàn thành và đạt được một số kết quả như
sau:
- Tắt / mở được các thiết bị đèn, quạt bằng tin nhắn điện
- Chế tạo thiết bị với giá thành thấp.
- Thiết bị có thể sản xuất hàng loạt.
- Nhỏ gọn và đạt hiệu quả cao.
2. Kiến nghị
- Phát triển thiết bị rộng rãi cho địa phương nói chung và cho các trường học
trong Tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu.
3. Hướng phát triển
- Ứng dụng rộng rãi trong các trường học, ứng dụng trong nông nghiệp như tưới
tiêu, chiếu sáng điều khiển bằng điện thoại
14
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.Phạm Xuân Minh, Lý thuyết điều khiển tự động, NXB GD, năm 2008
2. Học viện hàng không Việt Nam khoa điện tử viễn thơng “Giáo trình
hướng dẫn sử dụng cơ bản Arduino” - TP. Hồ Chí Minh 2015.
3. Trang web: arduino.com.vn
4. Trang web: />5. Youtube.com.vn
15
MỤC LỤC
TRANG
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU…………………….…………….…..2
PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ…………………………………………....3
I.Lý do chọn đề tài…………………………………….……………3
II. Mục tiêu nghiên cứu………………………………………….….3
III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu………………………….…..3
IV. Phương pháp nghiên cứu…………………………………….…3
PHẦN II. NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU……….…...4
PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………13
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………….....14
16