BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO ĐẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
TRƯỜNG BÁCH KHOA

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH
NGƠI NHÀ THƠNG MINH

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

TS. Quách Ngọc Thịnh

Tháng 05/2023


Mục lục

MỤC LỤC

MỤC LỤC .................................................................................................................. i
MỤC LỤC HÌNH .................................................................................................... iv
MỤC LỤC BẢNG ................................................................................................. viii
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NGÔI NHÀ THÔNG MINH ............................1
1.1. Giới thiệu chung ...................................................................................................1
1.2. Các chỉ tiêu về kỹ thuật ........................................................................................4
1.2.1. Chỉ tiêu về ánh sáng ......................................................................................4
1.2.2. Chỉ tiêu về thơng gió.....................................................................................4
1.2.3. Chỉ tiêu về nhiệt độ .......................................................................................5

1.2.4. Chỉ tiêu về an toàn ........................................................................................5
1.3. Một số chức năng của ngôi nhà thông minh ........................................................5
1.4. Ưu điểm của nhà thông minh ...............................................................................6
1.5. Nhược điểm của nhà thông minh .........................................................................6
1.6. Tầm quan trọng của việc quản lý năng lượng ......................................................6
1.7. Nội dung đề tài .....................................................................................................6
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CÁC LINH KIỆN TRONG MƠ
HÌNH ..........................................................................................................................8
2.1. Cấu tạo của hệ thống ngôi nhà thông minh ..........................................................8
2.2. Nguyên lý hoạt động của ngôi nhà thông minh ...................................................8
2.3. Các linh kiện trong mơ hình .................................................................................9
2.3.1. Giới thiệu Arduino Mega2560 ......................................................................9
2.3.1.1. Sơ lược về Arduino ...............................................................................9
2.3.1.2. Arduino Mega2560..............................................................................10
2.3.2. Giới thiệu Module Wifi ESP8266 nodeMCU ............................................12
2.3.3. Giới thiệu module cảm biến khí gas MQ2..................................................14
2.3.4. Giới thiệu module cảm biến thân nhiệt chuyển động PIR SR505 ..............15
2.3.5. Giới thiệu module cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT11.............................17
2.3.6. Giới thiệu module cảm biến mưa................................................................18
2.3.7. Sơ lược về Relay 5 V ..................................................................................19
2.3.8. Giới thiệu module cảm biến thẻ từ RFID ...................................................20
2.3.9. Giới thiệu thiết bị hiển thị LCD 16×2 ........................................................22
i


Mục lục
2.3.10. Giới thiệu module cảm biến ánh sáng Photoresistor ................................23
2.3.11. Giới thiệu module đo điện AC giao tiếp UART PZEM - 004T ...............24
2.3.12. Giao tiếp I2C .............................................................................................25
2.3.13. Module còi chip ........................................................................................26

2.3.14. Giới thiệu bàn phím ma trận 4×4 ..............................................................27
2.3.15. Giới thiệu động cơ servo...........................................................................27
2.3.16. Các linh kiện khác.....................................................................................28
2.3.16.1. Dây bus UL2468 26AWG .................................................................28
2.3.16.2. Dây cắm USB ....................................................................................28
2.3.16.4. Nút nhấn 4 chân .................................................................................28
2.3.16.5. Đèn ....................................................................................................29
2.3.16.6. Quạt tản nhiệt 5 VDC ........................................................................29
2.4. Phần mềm liên quan ...........................................................................................30
2.4.1. Giới thiệu phần mềm Visual Studio Code ..................................................30
2.4.2. Giới thiệu ứng dụng Blynk .........................................................................32
CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ ..........................................................34
3.1. Thiết kế ngơi nhà thông minh ............................................................................34
3.1.1. Yêu cầu thiết kế ..........................................................................................34
3.1.2. Thiết kế chức năng thông minh cho từng khu vực trong ngôi nhà .............34
3.1.3. Sơ đồ khối hệ thống của ngôi nhà thơng minh ...........................................35
3.1.4. Kích thước tổng thể của ngơi nhà ...............................................................36
3.2. Thiết kế các khu vực của ngôi nhà .....................................................................37
3.2.1. Thiết kế chức năng thông minh khu vực sân ..............................................37
3.2.2. Thiết kế chức năng thơng minh khu vực phịng khách ...............................38
3.2.3. Thiết kế chức năng thông minh khu vực phòng ngủ 1 và phòng ngủ 2 .....40
3.2.4. Thiết kế chức năng thơng minh khu vực phịng bếp ..................................40
3.2.5. Thiết kế chức năng thông minh khu vực nhà vệ sinh .................................41
3.3. Sơ đồ kết nối giữa Blynk, Arduino Mega2560 và ESP8266 .............................42
3.4. Lưu đồ thuật toán ...............................................................................................42
3.4.1. Lưu đồ thuật toán điều khiển đèn và quạt...................................................42
3.4.1.1. Điều khiển bằng app Blynk .................................................................43
3.4.1.2. Điều khiển bằng nút nhấn ....................................................................44
3.4.1.3. Điều khiển đèn bằng cảm biến chuyển động PIR SR505 mini ...........46
3.4.1.4. Điều khiển đèn bằng cảm biến ánh sáng Photoresistor .......................47

3.4.2. Lưu đồ thuật toán giám sát nhiệt độ và độ ẩm bằng cảm biến DHT11 ......48
3.4.3. Lưu đồ thuật toán mở cổng bằng cảm biến thẻ từ RFID ............................49
ii


Mục lục
3.4.4. Lưu đồ thuật toán điều khiển sào phơi quần áo bằng cảm biến mưa .........51
3.4.5. Lưu đồ thuật toán mở cửa bằng mật khẩu ..................................................53
3.4.6. Lưu đồ thuật tốn điều khiển cịi báo bằng cảm biến khí gas MQ2 ...........55
3.4.7. Lưu đồ thuật toán của module đo điện AC giao tiếp UART PZEM-004T 57
3.5. Sơ đồ đấu nối linh kiện ......................................................................................57
3.5.1. Sơ đồ đấu nối linh kiện trong khu vực phòng ngủ 1...................................57
3.5.2. Sơ đồ đấu nối linh kiện trong khu vực phòng ngủ 2...................................59
3.5.3. Sơ đồ đấu nối linh kiện trong khu vực nhà vệ sinh ....................................60
3.5.4. Sơ đồ đấu nối linh kiện trong khu vực khu vực bếp ...................................61
3.5.5. Sơ đồ đấu nối linh kiện trong khu vực phòng khách ..................................62
3.5.6. Sơ đồ đấu nối linh kiện trong khu vực sân .................................................65
3.5.7. Sơ đồ kết nối linh kiện trong hệ thống giám sát năng lượng ......................66
3.5.8. Sơ đồ kết nối giữa Arduino Mega2560 với ESP8266 ................................67
CHƯƠNG 4. XÂY DỰNG MƠ HÌNH ..................................................................69
4.1. Xây dựng mơ hình ngôi nhà thông minh ...........................................................69
4.1.1. Vật liệu để làm mô hình..............................................................................69
4.1.2. Tổng quan về mơ hình ................................................................................69
4.2. Phương thức điều khiển ở mỗi khu vực .............................................................73
4.2.1. Khu vực sân ................................................................................................74
4.2.2. Khu vực phòng khách .................................................................................79
4.2.3. Khu vực phòng ngủ 1 và phòng ngủ 2 .......................................................84
4.2.4. Khu vực nhà vệ sinh ...................................................................................86
4.2.5. Khu vực nhà bếp .........................................................................................87
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .........................................................90

5.1. Kết luận ..............................................................................................................90
5.2. Kiến nghị ............................................................................................................90
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................92
PHỤ LỤC 1: CODE CHO ARDUINO MEGA2560 ............................................93
PHỤ LỤC 2: CODE CHO ESP8266 ...................................................................108

iii


Mục lục hình

MỤC LỤC HÌNH
Hình 1.1. Dự báo thị trường SmartHome tại Việt Nam giai đoạn 2021-2025............2
Hình 1.2. Hệ thống nhà thơng minh BKAV ...............................................................2
Hình 1.3. Ngơi nhà thơng mịnh VSMARTHOME .....................................................3
Hình 1.4. Nhà thơng minh LUMI................................................................................3
Hình 1.5. Mơ hình ngơi nhà thơng minh ACIS ...........................................................3
Hình 1.6. Một số chức năng của ngơi nhà thơng minh ...............................................5
Hình 2.1. Cấu tại của một hệ thống nhà thơng minh cơ bản .......................................8
Hình 2.2. Một số loại Arduino Arduino: Uno R3 (a); RedBoard Arduino (b); Arduino
Leonado (c) .................................................................................................................9
Hình 2.3. Ứng dụng của Arduino làm Robot điều khiển ..........................................10
Hình 2.4. Arduino Mega2560 ...................................................................................10
Hình 2.5. Module Wifi ESP8266 nodeMCU ............................................................12
Hình 2.6. Sơ đồ chân của Module Wifi ESP8266 nodeMCU ...................................14
Hình 2.7. Module cảm biến khí gas MQ2.................................................................15
Hình 2.8. Sơ đồ chân của modul cảm biến khí gas MQ2 .........................................15
Hình 2.9. Module cảm biến chuyển động PIR HC-SR505 .......................................16
Hình 2.10. Cấu tạo của Module cảm biến chuyển động PIR HC-SR505 .................17
Hình 2.11. Module cảm biến đo nhiệt độ và độ ẩm DHT11 .....................................17

Hình 2.12. Module cảm biến mưa .............................................................................18
Hình 2.13. Module Relay 5 V ...................................................................................20
Hình 2.14. Module cảm biến thẻ từ RFID ................................................................21
Hình 2.15. Thiết bị hiển thị LCD 16 × 2 ..................................................................22
Hình 2.16. Sơ đồ chân thiết bị hiển thị LCD 16×2 ...................................................23
Hình 2.17. Module cảm biến ánh sáng Photoresistor ...............................................23
Hình 2.18. Module đo điện AC giao tiếp UART PZEM - 004T ..............................24
Hình 2.19. Ảnh biến dòng của module đo điện AC giao tiếp UART PZEM-004T..25
Hình 2.20. Giao tiếp I2C ...........................................................................................26
Hình 2.21. Cịi Buzzer ...............................................................................................26
Hình 2.22. Bàn phím ma trận 4×4 .............................................................................27
Hình 2.23. Động cơ servo SG90 ...............................................................................27
Hình 2.24. Dây Bus ...................................................................................................28
Hình 2.25. Dây cáp USB ...........................................................................................28
Hình 2.26. Nút nhấn 4 chân ......................................................................................29
iv


Mục lục hình
Hình 2.27. Bóng đèn: LED trái ớt (a), LED ruồi (b) ...............................................29
Hình 2.28.Quạt tản nhiệt 5 VDC ...............................................................................29
Hình 2.29. Phần mềm Visual Stuidio Code ..............................................................30
Hình 2.30. Giao diện của Visual Studio Code ..........................................................32
Hình 2.31. Ứng dụng Blynk ......................................................................................32
Hình 2.32. Phương thức hoạt động của ứng dụng Blynk ..........................................33
Hình 3.1. Sơ đồ khối phần cứng biểu diễn các chức năng của ngơi nhà thơng
minh ...........................................................................................................................35
Hình 3.2. Bản vẽ mặt bằng của ngơi nhà ..................................................................37
Hình 3.3. Sơ đồ kết nối giữa Blynk, Arduino Mega2560 và ESP8266 ....................42
Hình 3.4. Lưu đồ thuật tốn điều khiển đèn bằng app Blynk ...................................43

Hình 3.5. Lưu đồ thuật toán điều khiển quạt bằng app Blynk ..................................44
Hình 3.6. Lưu đồ thuật tốn điều khiển đèn bằng nút nhấn ......................................45
Hình 3.7. Lưu đồ thuật tốn điều khiển quạt bằng nút nhấn .....................................46
Hình 3.8. Lưu đồ thuật tốn điều khiển đèn bằng cảm biến thân nhiệt chuyển động
PIR SR505 .................................................................................................................47
Hình 3.9. Lưu đồ thuật tốn điều khiển đèn bằng cảm biến ánh sáng Photoresistor 48
Hình 3.10. Lưu đồ thuật toán giám sát nhiệt độ và độ ẩm bằng cảm biến DHT11 ..49
Hình 3.11. Lưu đồ thuật tốn điều khiển mở cổng bằng cảm biến thẻ từ RFID.......50
Hình 3.12. Lưu đồ thuật tốn điều khiển đóng mở cửa cổng bằng Blynk ................51
Hình 3.13. Lưu đồ thuật tốn điều khiển sào phơi quần áo bằng cảm biến mưa ......52
Hình 3.14. Lưu đồ thuật toán điều khiển sào phơi quần áo bằng Blynk...................53
Hình 3.15. Lưu đồ thuật tốn mở cửa bằng bàn phím ma trận .................................54
Hình 3.16. Lưu đồ thuật tốn mở cửa bằng app Blynk .............................................55
Hình 3.17. Lưu đồ thuật tốn điều khiển cịi báo bằng cảm biến khí gas MQ2 .......56
Hình 3.18. Lưu đồ thuật tốn kết nối PZEM-004T với Arduino Mega2560 và
ESP8266....................................................................................................................57
Hình 3.19. Sơ đồ đấu nối linh kiện trong khu vực phịng ngủ 1 ...............................58
Hình 3.20. Sơ đồ đấu nối linh kiện trong khu vực phòng ngủ 2 ...............................60
Hình 3.21. Sơ đồ đấu nối linh kiện trong khu vực nhà vệ sinh .................................61
Hình 3.22. Sơ đồ đấu nối linh kiện trong khu vực bếp .............................................62
Hình 3.23. Sơ đồ đấu nối linh kiện trong khu vực phòng khách ..............................64
Hình 3.24. Sơ đồ đấu nối linh kiện trong khu vực sân..............................................65
Hình 3.25. Sơ đồ kết nối linh kiện trong hệ thống giám sát năng lượng ..................67
Hình 3.26. Sơ đồ kết nối linh kiện điều khiển qua wifi ............................................68
Hình 4.1. Tấm fomex ................................................................................................69
Hình 4.2. Bản vẽ mặt bằng của mơ hình ...................................................................70
v


Mục lục hình

Hình 4.3. Mơ hình đang hoạt động ...........................................................................71
Hình 4.4. Mơ hình được chụp từ trên xuống .............................................................72
Hình 4.5. Mơ hình được chụp từ trước ra sau ...........................................................72
Hình 4.6. Mơ hình được chụp từ bên phải ................................................................73
Hình 4.7. Mơ hình được chụp từ bên trái ..................................................................73
Hình 4.8. Mơ hình được chụp từ sau ra trước ...........................................................73
Hình 4.9. Khu vực sân...............................................................................................74
Hình 4.10. Cổng chính trong mơ hình ......................................................................74
Hình 4.11. Nơi gắn đèn và nút nhấn điều khiển........................................................75
Hình 4.12. Nơi lắp cảm biến và sào phơi đồ .............................................................75
Hình 4.13. Màn hình giao diện chế độ Manual trên app Blynk ................................76
Hình 4.14. Đèn sân sáng khi nhấn nút nhấn 1...........................................................76
Hình 4.15. Sào thu vào mái che ................................................................................77
Hình 4.16. Sào kéo ra khỏi mái che ..........................................................................77
Hình 4.17. Giao diện khi điều khiển đèn và sào phơi quần áo khu vực sân trên app
Blynk..........................................................................................................................78
Hình 4.18. Màn hình giao diện chế độ Auto trên app Blynk ....................................78
Hình 4.19. Giao diện điều khiển mở cổng trên app Blynk .......................................79
Hình 4.20. Cổng mở ..................................................................................................79
Hình 4.21. Ảnh khu vực phịng khách ......................................................................80
Hình 4.22. Đèn sáng ở khu vực phịng khách ...........................................................80
Hình 4.23. Quạt ở khu vực phịng khách đang quay .................................................81
Hình 4.24. Giao diện điều khiển khu vực phịng khách trên app Blynk ...................81
Hình 4.25. Nhiệt độ và độ ẩm được hiển thị lên màn hình LCD ..............................82
Hình 4.26. Màn hình hiển thị lúc mới khởi động ......................................................82
Hình 4.27. Màn hình hiển thị khi nhập mật khẩu “2222’ .........................................82
Hình 4.28. Màn hình hiển thị khi nhập mật khẩu “2222” và nhấn phím [#] mở cửa82
Hình 4.29. Màn hình hiển thị khi nhập mật khẩu vào khác “2222” .........................83
Hình 4.30. Màn hình hiển thị khi nhập mật khẩu khác “2222] và nhấn phím [#] ....83
Hình 4.31. Giao diện điều khiển mở cửa trên app Blynk .........................................83

Hình 4.32. Cửa mở ....................................................................................................84
Hình 4.33. Khu vực phịng ngủ 1 ..............................................................................84
Hình 4.34. Khu vực phịng ngủ 2 ..............................................................................85
Hình 4.35. Đèn ở phịng ngủ 1 và phịng ngủ 2 khi đang hoạt động ........................85
Hình 4.36. Giao diện điều khiển phòng ngủ 1 trên app Blynk .................................86
Hình 4.37. Giao diện điều khiển phịng ngủ 2 trên app Blynk .................................86
Hình 4.38. Khu vực nhà vệ sinh ................................................................................86
vi


Mục lục hình
Hình 4.39. Đèn ở nhà vệ sinh khi đang hoạt động ....................................................87
Hình 4.40. Giao diện điều khiển đèn WC trên app Blynk ........................................87
Hình 4.41. Khu vực bếp ............................................................................................88
Hình 4.42. Đèn, quạt ở khu vực bếp khi đang hoạt động .........................................88
Hình 4.43. Giao diện cảnh báo rị rỉ khí gas trên app Blynk .....................................89
Hình 4.44. Giao diện giám sát năng lượng của thiết bị.............................................89

vii


Mục lục bảng

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 1.1. Bảng so sánh giữa nhà thơng minh có dây và nhà thơng minh khơng dây 4
Bảng 2.1. Bảng thông số kỹ thuật của Arduino Mega2560 ......................................11
Bảng 2.2. Bảng thông số kỹ thuật của Module Wifi ESP8266 nodeMCU ...............12
Bảng 2.3. Bảng thông số kỹ thuật của module cảm biến khí gas MQ2 ....................15
Bảng 2.4. Bảng thông số kỹ thuật của module cảm biến chuyển động PIR SR505 .16

Bảng 2.5. Bảng thông số kỹ thuật của module cảm biến đo nhiệt độ và độ ẩm
DHT11:......................................................................................................................17
Bảng 2.6. Bảng thông số kỹ thuật của module cảm biến mưa ..................................18
Bảng 2.7. Các thông số kỹ thuật của Relay 5 V........................................................20
Bảng 2.8. Bảng thông số kỹ thuật của module cảm biến thẻ từ RFID ......................21
Bảng 2.9. Bảng thông số kỹ thuật của thiết bị hiển thị 16×2 ....................................22
Bảng 2.10. Bảng thông số kỹ thuật của module cảm biến ánh sáng Photoresistor ...24
Bảng 2.11. Bảng thông số kỹ thuật của module đo điện AC giao tiếp .....................25
UART PZEM - 004T ................................................................................................25
Bảng 2.12. Bảng thơng số kỹ thuật của cịi Buzzer ..................................................26
Bảng 2.13. Bảng thông số kỹ thuật của động cơ servo .............................................27
Bảng 2.14. Bảng thông số kỹ thuật của quạt tản nhiệt 5 VDC .................................30
Bảng 3.1. Kích thước cụ thể của các khu vực của ngôi nhà .....................................36

viii


Chương 1. Tổng quan về ngôi nhà thông minh

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ NGÔI NHÀ THÔNG MINH
1.1. Giới thiệu chung
Khái niệm “Nhà thông minh” lần đầu tiên được đưa ra vào năm 1984 bởi Hội
Liên Hiệp Xây dựng Hoa Kỳ. Ngôi nhà thơng minh bắt đầu được hình thành từ những
ý tưởng khơng có thật của các nhà văn, các nhà làm phim từ đó thiết kế ra hình tượng
những ngơi nhà thơng minh với đầy đủ các tính năng cần thiết, phục vụ một cách tự
động hố hồn tồn bằng thiết bị điện tử hoặc trí tuệ nhân tạo [1].
Năm 1999, bộ phim có tựa đề "Smart House" đã phác thảo về nhà thông minh
qua một câu chuyện: Một cậu bé 13 tuổi giành được giải thưởng trong một cuộc thi

máy tính là một "Ngơi nhà của tương lai" với cô giúp việc ảo PAT (Công nghệ ứng
dụng cá nhân) [2]. Ngơi nhà thơng minh với nền tảng chính là cơng nghệ tự động hóa
ngơi nhà, là hình thức kiến trúc nhà được lắp đặt các thiết bị điện, điện tử có tác dụng
tự động hóa hồn tồn hoặc bán tự động nhằm thay thế con người trong việc thực
hiện một hoặc một số thao tác quản lý, điều khiển. Khơng đơn thuần là sự kiểm sốt
các thiết bị, hệ thống ngơi nhà thơng minh có thể cho phép ngơi nhà có khả năng học
thói quen của chủ nhà và điều khiển các hoạt động của các thành phần trong hệ thống
cho phù hợp với chủ nhà.
Trên thế giới, nhiều kiến trúc sư đang cân nhắc đến hệ thống nhà thông minh
trong thiết kế và xây dựng nhà. Khi hệ thống được tích hợp trong q trình xây dựng
nhà, chi phí cho việc lắp đặt, bảo trì giảm xuống đồng thời hệ thống cũng được triển
khai đầy đủ, linh hoạt hơn.
Cuối những năm 1990, nhà thông minh vẫn được xem là một thứ xa xỉ của nhà
giàu. Tuy nhiên, với sự ra đời và phổ biến của công nghệ vi điện tử và chi phí ngày
càng giảm cho phép các cơng nghệ điều khiển thơng minh có thể được ứng dụng rộng
rãi. Theo báo cáo của Zion Market Research năm 2016, thị trường nhà thơng minh
tồn cầu đã đạt giá trị khoảng 24,1 tỉ USD, năm 2022 dự kiến đạt 53,45 tỉ USD với
mức tăng trưởng trung bình hàng năm trên 14,5% [3].
Ở Việt Nam, nhà thơng minh có mặt từ đầu năm 2003, nhưng mới gây được
sự chú ý trong khoảng vài năm gần trở lại đây. BKAV là một trong những đơn vị
trong nước giới thiệu hệ thống BKAV Smart Home (Hình 1.2) thế hệ đầu tiên vào
năm 2014. Đến năm 2017, BKAV tham gia cuộc thi “Nhà thông minh không dây”
1


Chương 1. Tổng quan về ngơi nhà thơng minh
theo sóng Zigbee và Wifi, trang bị đầy đủ hệ thống âm thanh, an ninh, điều khiển
giọng nói tiếng Việt... đơn giản và dễ sử dụng với giá gói hợp lý hơn [4].

Hình 1.1. Dự báo thị trường SmartHome tại Việt Nam giai đoạn 2021-2025

Hiện nay, trên thị trường xuất hiện nhiều thương hiệu lớn của nước ngoài như:
Siemens (Đức), Schneider (Pháp), Smart G4 (Mỹ), Gamma (Đức), Fibaro (Ba Lan),
Philips Hue (Phần Lan), Xiaomi (Trung Quốc),… Bên cạnh đó, nhiều doanh nghiệp
bất động sản Việt Nam cũng đang đẩy mạnh việc phát triển các căn hộ, tịa nhà thơng
minh như: Nhà thơng minh FPT, nhà thông minh Vsmart, nhà thông minh Homegy,
nhà thơng minh ACIS…

Hình 1.2. Hệ thống nhà thơng minh BKAV
Vsmart Home (Hình 1.3) cung cấp giải pháp nhà thơng minh, giải pháp quản
lý điều khiển tự động cho các chung cư, biệt thự, khách sạn, văn phòng, dự án nhà
cao tầng, trung tâm thương mại [5]...
2


Chương 1. Tổng quan về ngơi nhà thơng minh

Hình 1.3. Ngơi nhà thơng mịnh VSmartHome
Nhà thơng minh Lumi (Hình 1.4) điều khiển các thiết bị điện thông qua điện
thoại hoặc máy tính bảng, điều khiển bằng giọng nói và cũng sử dụng công nghệ
truyền dẫn không dây Zigbee của Singapore [3].

Hình 1.4. Nhà thơng minh LUMI
Ngồi ra, nhà thơng minh ACIS (Hình 1.5) là một thương hiệu nhà thơng minh
Việt Nam chiếm thị phần lớn ở phía Nam.

Hình 1.5. Mơ hình ngơi nhà thơng minh ACIS
3


Chương 1. Tổng quan về ngôi nhà thông minh

Trên thị trường hiện nay có hai hệ thống nhà thơng minh phổ biến là nhà thơng
minh có dây và nhà thơng minh không dây. Các ưu điểm và nhược điểm của hai loại
nhà thơng minh có dây và nhà thơng minh không dây được thể hiện trong Bảng 1.1.
Bảng 1.1. Bảng so sánh giữa nhà thơng minh có dây và nhà thơng minh khơng dây

Ưu điểm

Nhược điểm

Nhà thơng minh có dây

Nhà thông minh không dây

- Kết nối nhanh và ổn định.
- Đảm bảo kết nối cho cả những
cơng trình lớn.
- Khả năng truyền tải mạnh mẽ.
- Hạn chế rủi ro chập điện.

- Giá thành rẻ có thể dễ dàng
thay đổi, nâng cấp khi cần.
- Lắp đặt dễ dàng, có thể tương
thích với mọi ngôi nhà dù đang
xây hay đã sử dụng lâu và muốn
chuyển sang nhà thông minh.
- Thời gian thi cơng nhanh.
- Có nhiều tính năng mở rộng hơn.
- Tốc độ phản hồi chậm hơn so
với hệ thống nhà thông minh có
dây, nhưng khơng q rõ rệt nếu

sử dụng kết nối Zigbee hay Zwave.
- Một số thiết bị đòi hỏi thay thế
pin trong quá trình sử dụng.
- Phụ thuộc vào bộ xử lý trung
tâm.
- Địi hỏi người dùng có kiến
thức cơ bản về lắp đặt.

- Cần phải đục tường để đi dây
nên tính thẩm mỹ thấp.
- Mất nhiều thời gian thi cơng
và địi hỏi kỹ thuật cao.
- Giá thành đầu tư cao hơn so
với hệ thống khơng dây.
- Khó khăn trong việc thay đổi
và nâng cấp.

1.2. Các chỉ tiêu về kỹ thuật
1.2.1. Chỉ tiêu về ánh sáng
Đảm bảo ánh sáng theo yêu cầu sử dụng như chất lượng ánh sáng và tiết kiệm điện,
ánh sáng phải phân bố đều, không để nơi quá sáng hoặc quá tối. Ánh sáng có thể được tắt
mở thông qua hệ thống tự động điều khiển hoặc điều khiển từ xa. Ngoài ra thiết bị ánh
sáng cần được kết nối với một số thiết bị trong nhà như: Thiết bị báo trộm, báo cháy [6].
1.2.2. Chỉ tiêu về thơng gió
Đảm bảo lượng gió vừa đủ, tốc độ gió phù hợp với u cầu chung. Ngồi ra, lượng
gió và tốc độ gió có thể được thay đổi tùy theo yêu cầu của người sử dụng. Hệ thống tự
4


Chương 1. Tổng quan về ngôi nhà thông minh

động nhận biết nhiệt độ trong nhà điều chỉnh phù hợp với khí hậu mơi trường, tránh tình
trạng khi ra vào nhà với hai môi trường nhiệt độ khác xa nhau, gây bệnh cho người [6].
1.2.3. Chỉ tiêu về nhiệt độ
Nhiệt độ trong ngơi nhà có thể thay đổi được tùy theo sở thích của mỗi người,
thơng qua hệ thống điều khiển từ xa. Phải trang bị các thiết bị phát tín hiệu cảnh báo
và phòng chống khi xảy ra sự cố quá nhiệt độ như thiết bị báo cháy, còi báo động [6].
1.2.4. Chỉ tiêu về an toàn
Cần đảm bảo việc phát hiện và cảnh báo khi có người lạ xâm nhập như phát
qua còi báo động, bật đèn, tự động liên hệ với chủ nhà, tự động đóng kín các cửa ra
vào. Cần đảm bảo an toàn về độ bền, tùy theo từng vùng mà cảnh báo về độ bền của
ngơi nhà khi có bão hoặc khi có sự cố cháy nổ [6].
1.3. Một số chức năng của ngôi nhà thông minh
Ngôi nhà thông minh Smart Home điều khiển được hầu hết các thiết bị trong
nhà qua các công tắc, các cảm biến nên có một số chức năng như [3]:
- Hệ thống chiếu sáng và điều khiển rèm cửa tự động.
- Hệ thống thống kiểm sốt các thơng số của mơi trường.
- Hệ thống âm thanh giải trí đa vùng.
- Hệ thống an ninh.
- Hệ thống tưới vườn tự động.
- Hệ thống đóng mở cửa tự động.
Hình 1.6 thể hiện các chức năng của ngơi nhà thơng minh.

Hình 1.6. Một số chức năng của ngôi nhà thông minh

5


Chương 1. Tổng quan về ngôi nhà thông minh
1.4. Ưu điểm của nhà thông minh
Ngôi nhà thông minh đem lại một số lợi ích tuyệt vời cho người sử dụng như:

- Sử dụng công nghệ không dây tiên tiến.
- Kiểm sốt dễ dàng thơng qua điện thoại và máy tính bảng.
- Chống trộm hoàn hảo với hệ thống camera an ninh, chng báo động.
- Tiết kiệm và kiểm sốt năng lượng.
- Hiện đại và sang trọng.
1.5. Nhược điểm của nhà thông minh
Bên cạnh các ưu điểm như trên song ngôi nhà thơng minh cũng có một số
nhược điểm sau:
- Các thiết bị điều khiển có thể bị nhiễu dẫn đến hoạt động chưa chính xác.
- Ngơi nhà có sử dụng các thiết bị điện tử cũng như các cảm biến nên cần có
các kiến thức chun mơn để cài đặt, thi công và sử dụng.
- Khi điều khiển các thiết bị trong nhà thơng qua điện thoại hay máy tính bảng
thì cần thiết phải có kết nối mạng internet.
- Chi phí đầu tư và lắp đặt cao.
1.6. Tầm quan trọng của việc quản lý năng lượng
Quản lý năng lượng sẽ thu thập dữ liệu về lượng điện năng tiêu thụ tại nơi
được lắp đặt, tạo điều kiện cho việc kiểm sốt hoạt động của các thiết bị, giảm chi
phí và góp phần đảm bảo chất lượng điện sử dụng. Quản lý và giám sát năng lượng
là chìa khóa để tiết kiệm năng lượng trong các tổ chức thương mại, công nghiệp và
chính phủ cũng như trong các hộ gia đình.
Việc quản lý năng lượng giúp giám sát được chi tiết điện năng trong từng khu
vực mong muốn liên tục 24/24 mọi lúc mọi nơi để có thể kiểm sốt và có thể điều
chỉnh các thiết bị điện đảm bảo hiệu suất hoạt động và đưa ra những giải pháp sử
dụng hợp lí, tiết kiệm điện.
1.7. Nội dung đề tài
Để hịa nhập cuộc sống vào trong thời đại 4.0 thì ngơi nhà thông minh sẽ là
lựa chọn phù hợp cho ngôi nhà của chúng ta, nhằm đáp đáp ứng tốt các yêu cầu về tính
hiện đại, độ thẩm mỹ, tính an tồn cao và cùng nhiều tiện ích khác mà ngơi nhà thông
minh mang lại. Nội dung của đề tài được xây dựng với bố cục gồm có 5 chương:
- Chương 1: Tổng quan về ngôi nhà thông minh

6


Chương 1. Tổng quan về ngôi nhà thông minh
- Chương 2: Cơ sở lý thuyết về các linh kiện trong mơ hình
- Chương 3: Tính tốn và thiết kế
- Chương 4: Xây dựng mơ hình
- Chương 5: Kết luận và kiến nghị

7


Chương 2. Cơ sở lý thuyết về các linh kiện trong mơ hình

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CÁC LINH KIỆN TRONG MƠ HÌNH
2.1. Cấu tạo của hệ thống ngơi nhà thơng minh
Một hệ thống nhà thơng minh (Hình 2.1) cơ bản gồm [6]:
- Trung tâm điều khiển: Là bộ não của ngơi nhà, có nhiệm vụ kết nối các thiết
bị với nhau và điều khiển toàn bộ hệ thống.
- Các thiết bị đầu vào: Là các cảm biến, bàn phím nhập mật khẩu…
- Các thiết bị đầu cuối: Là những vật dụng điện tử trong nhà như điều hòa, các
hệ thống chiếu sáng, quạt, tivi, bếp, hệ thống camera giám sát, bảo vệ an ninh...

Hình 2.1. Cấu tại của một hệ thống nhà thông minh cơ bản
Trung tâm điều khiển và các thiết bị đầu cuối kết nối và hoạt động theo nguyên
lý sử dụng phương pháp kết nối tiêu chuẩn là Internet Protocol (IP). Mọi thiết bị được
kết nối và sử dụng wifi thông qua địa chỉ IP của nó để truyền tải thơng tin đến bộ định
tuyến kết nối Internet, được điều khiển thông qua App từ mọi thời điểm và mọi vị trí.

2.2. Nguyên lý hoạt động của ngôi nhà thông minh
Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhà thông minh là tập trung chủ yếu vào
việc giải quyết tương tác giữa hệ thống với môi trường. Thông qua các cảm biến được
kết nối Internet và các tín hiệu được thu nhận, sau đó các tín hiệu này sẽ được lưu trữ,
xử lý và tùy theo yêu cầu của từng điều kiện đặt ra mà điều khiển các thiết bị theo
mục đích cụ thể. Để nhà thông minh hoạt động một cách ổn định, người dùng sẽ cài
đặt các thiết bị và cho trung tâm điều khiển học lệnh của tất cả các thiết bị đó.
8


Chương 2. Cơ sở lý thuyết về các linh kiện trong mơ hình
2.3. Các linh kiện trong mơ hình
2.3.1. Giới thiệu Arduino Mega2560
2.3.1.1. Sơ lược về Arduino
Arduino là một bo mạch vi điều khiển do một nhóm giáo sư và sinh viên người
Ý thiết kế và đưa ra đầu tiên vào năm 2005. Mạch Arduino được sử dụng để cảm
nhận và điều khiển nhiều đối tượng khác nhau. Nó có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ
từ lấy tín hiệu từ cảm biến đến điều khiển đèn, động cơ, và nhiều đối tượng khác.
Phần cứng bao gồm một board mạch nguồn mở được thiết kế trên nền tảng vi xử
lý AVR Atmel 8 bit, hoặc ARM Atmel 32 bit. Những Model hiện tại được trang bị gồm
một cổng giao tiếp USB, 6 chân đầu vào analog, 14 chân I/O kỹ thuật số tương thích với
nhiều board mở rộng khác nhau.
Một số loại Arduino như: Arduino Uno, Arduino Diecimila, Arduino
Duemilanove, Arduino Leonardo, Arduino Mega, Arduino Mega2560 R3, Arduino
Nano, Arduino Due, Arduino Pro Mini… được thể hiện trong Hình 2.2.

(a)
(b)
(c)
Hình 2.2. Một số loại Arduino Arduino: Uno R3 (a); RedBoard Arduino (b); Arduino

Leonado (c)
Một số lợi ích của việc sử dụng Arduino:
- Phần mềm hỗ trợ đa nền tảng, có thể chạy trên các hệ điều hành.
- Chi phí Arduino ít tốn kém.
- Phần mềm Arduino được xuất bản dưới dạng các công cụ mã nguồn mở,
ngơn ngữ có thể được mở rộng thêm bởi các chun gia lập trình viên có kinh nghiệm
thông qua các thư viện ngôn ngữ C++. Đối với những người nghiên cứu về kỹ thuật
có thể tích hợp và nhúng ngôn ngữ AVR vào Arduino nếu cần.
- Hỗ trợ kết nối các thiết bị ngoại vi đa dạng thơng qua các module.
Một số ứng dụng của Arduino (Hình 2.3): Làm robot, game tương tác, máy
bay không người lái, điều khiển tín hiệu đèn giao thơng, điều khiển các thiết bị cảm
biến, làm máy in 3D,…
9


Chương 2. Cơ sở lý thuyết về các linh kiện trong mơ hình

Hình 2.3. Ứng dụng của Arduino làm Robot điều khiển
2.3.1.2. Arduino Mega2560
Arduino Mega2560 (Hình 2.4) là một bo mạch vi điều khiển dựa trên
ATmega2560 và là phiên bản nâng cấp của Arduino Mega1280. Arduino Mega2560
khác với tất cả các vi xử lý trước vì khơng sử dụng FTDI chip điều khiển chuyển tín
hiệu từ USB để xử lý mà sử dụng ATmega16U2 lập trình như là một cơng cụ chuyển
đổi tín hiệu từ USB.
Arduino Mega2560 được thiết kế với 54 chân đầu vào/đầu ra kỹ thuật số.
Trong đó 15 chân có thể được sử dụng làm đầu ra PWM, 16 đầu vào tương tự, 4
UART (cổng nối tiếp phần cứng), bộ dao động tinh thể thạch anh 16 MHz, kết nối
USB, giắc cắm nguồn, đầu cắm ICSP, và một nút đặt lại. Arduino Mega2560 chứa
mọi thứ cần thiết để hỗ trợ vi điều khiển chỉ cần kết nối nó với máy tính bằng cáp
USB hoặc cấp nguồn bằng bộ chuyển đổi AC to DC hoặc pin để bắt đầu [7].


Hình 2.4. Arduino Mega2560
Bo mạch Mega2560 tương thích với hầu hết các tấm chắn được thiết kế cho
Uno và các bo mạch trước đây là Duemilanove hoặc Diecimila. Ngoài ra, Arduino
Mega2560 cơ bản vẫn giống Arduino Uno R3, chỉ khác số lượng chân và nhiều tính
năng mạnh mẽ hơn.
10


Chương 2. Cơ sở lý thuyết về các linh kiện trong mơ hình
Các thơng số kỹ thuật của Arduino Mega2560 được thể hiện trong Bảng 2.1:
Bảng 2.1. Bảng thông số kỹ thuật của Arduino Mega2560
STT

Arduino Mega2560

Thông số kỹ thuật

1

Vi điều khiển

2

Nguồn cung cấp

3

Số chân I/O số


4

Số chân I/O tương tự

5

Xung clock

16 MHz (NSX cài đặt là 1MHz)

6

Bộ nhớ flash

128 kB

7

SRAM

8

Cổng giao tiếp

9

Bộ Timer

10


PWM

12 (2÷16 bit)

11

ADC

16 (10 bit)

12

USART

4

13

Ngắt thay đổi chân

24

14

Kích thước

101,52 mm x 53,3 mm

15


Trọng lượng

37 gam

AVR ATMega2560 (8 bit)
7 V ÷ 12 V
54 chân
16

8 kB
USB, ICSP, SPI, I2C và USART
2 (8bit) + 4 (16bit) = 6 Timer

Chân điều khiển:
- Reset: Arduino Mega2560 có sẵn mạch reset với nút ấn để thiết lập lại hệ
thống và chân này có thể được sử dụng khi kết nối các thiết bị khác để thiết lập lại bộ
điều khiển.
- XTAL1, XTAL2: Thạch anh được kết nối với xung clock cung cấp cho bộ
điều khiển.
- AREF: Được dùng khi sử dụng ADC để chuyển đổi tín hiệu với điện áp tham
chiếu bên ngồi mà không muốn sử dụng điện áp tham chiếu nội bộ 1,1 V hoặc 5 V.
Các chân Digital (70): Từ 0÷53 (số) và 0÷15 (tương tự) có thể được sử dụng
làm đầu vào hoặc đầu ra cho thiết bị.
Chân tương tự (16): Từ 0 ÷ 15 (Analog) có thể được sử dụng như chân đầu vào
tương tự cho bộ ADC, nếu khơng sử dụng thì sẽ hoạt động như chân Digital bình thường.
Chân có chức năng thay thế:
- Chân SPI (Giao diện ngoại vi nối tiếp) (Chân 22-SS, 23_SCK, 24-MOSI, 25 11


Chương 2. Cơ sở lý thuyết về các linh kiện trong mơ hình

MISO): Sử dụng cho giao tiếp nối tiếp với giao thức SPI để liên lạc giữa 2 thiết bị trở lên.
- Chân I2C: Chân 20 cho SDA và 21 cho SCK (tốc độ 400 kHz) để cho phép
liên lạc hai dây với các thiết bị khác.
- Chân PWM: Chân 2 ÷ 13 có thể được sử dụng như đầu ra PWM với hàm
analogWrite () để ghi giá trị pwm từ 0÷255.
- Chân USART: Sử dụng cho giao tiếp nối tiếp giữa bo mạch với máy tính
hoặc hệ thống khác để chia sẻ, ghi dữ liệu .
- Chân ngắt: Sử dụng để ngắt và kích hoạt chân ngắt phải cài đặt bật ngắt toàn cục.
+ Chân digital: 0, 22, 23, 24, 25, 10, 11, 12, 13, 15, 14.
+ Chân analog: 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15.
- Chân ngắt phần cứng: Chân 18 ÷ 21, 22, 23 ngắt phần cứng được sử dụng
cho các ứng dụng ngắt. Ngắt phần cứng phải được bật với tính năng ngắt toàn cục để
ngắt quãng từ các thiết bị khác.
2.3.2. Giới thiệu Module Wifi ESP𝟖𝟐𝟔𝟔 nodeMCU
Module Wifi ESP8266 nodeMCU (Hình 2.5) là một vi mạch dạng SoC
(System-on-a-Chip) do hãng ESPRESSIF của Trung Quốc sản xuất và đã trở nên phổ
biến trên tồn thế giới khi tích hợp được module wifi vào vi mạch. Với thiết kế dễ sử dụng
và đặc biệt là có thể sử dụng trực tiếp trình biên dịch của Arduino để lập trình và nạp
code trở nên dễ dàng sử dụng và lập trình các ứng dụng trên ESP8266 đơn giản hơn.

Hình 2.5. Module Wifi ESP8266 nodeMCU
Khơng như ứng dụng vi điều khiển, module Wifi ESP8266 nodeMCU muốn
hoạt động được phải có thêm bộ nhớ Flash bên ngồi để chứa dữ liệu chương trình
và phải được thiết kế antena tốt mới có cho kết nối Wifi ổn định. Do đó, sử dụng
module ESP8266 đã được tích hợp sẵn bộ nhớ Flash để lưu chương trình và Antena
là lựa chọn tốt nhất cho người dùng phổ thông.
Các thông số kỹ thuật của Module Wifi ESP8266 nodeMCU được thể hiện
như trong Bảng 2.2.
Bảng 2.2. Bảng thông số kỹ thuật của Module Wifi ESP8266 nodeMCU


12


Chương 2. Cơ sở lý thuyết về các linh kiện trong mơ hình
STT

Module Wifi
ESP2866 nodeMCU

Thơng số kỹ thuật

1

CPU

ESP8266EX

2

RAM

Tùy thuộc vào ứng dụng, dung lượng RAM còn
lại vào khoảng 50 kB

3

ROM

Bộ nhớ ngồi để lưu chương trình thực thi, bộ
nhớ Flash giao tiếp SPI dung lượng đến 16 MB


4

Ngôn ngữ lập trình

5

Giao tiếp

6

Wifi

7

Hỗ trợ bảo mật

8

Tích hợp giao thức

9

Tốc độ truyền Serial

10

Nguồn áp từ USB

5V


11

Điện áp hoạt động

3,3 V

12

Điện áp ra I/O

Max 3,6 V

13

Bộ nhớ Flash

4 Mb

14

Kích thước

C/C++, Micropython,…
Cable Micro USB
2,4 GHz, 802,11 b/g/n
WPA/WPA2
TCP/IP
115.200 (Max)


24,75 mm x 14,5 mm

Chân được sử dụng khi khởi động:
- GPIO16: Chân ở mức cao khi khởi động.
- GPIO0: Lỗi khởi động nếu kéo mức thấp.
- GPIO2: Chân ở mức cao khi khởi động, không khởi động nếu kéo mức thấp.
- GPI015: Lỗi khởi động nếu kéo mức cao.
- GPIO3: Chân ở mức cao khi khởi động.
- GPIO1: Chân ở mức cao khi khởi động, không khởi động nếu kéo mức thấp.
- GPIO10: Chân ở mức cao khi khởi động.
- GPIO9: Chân ở mức cao khi khởi động.
Chân mức cao khi khởi động: GPIO16, GPIO3, GPIO1, GPIO10, GPIO9.
Sơ đồ thể hiện chi tiết các chân của Module Wifi ESP8266 nodeMCU được
thể hiện như Hình 2.6.

13


Chương 2. Cơ sở lý thuyết về các linh kiện trong mơ hình

Hình 2.6. Sơ đồ chân của Module Wifi ESP8266 nodeMCU
Đầu vào Analog: Module Wifi ESP2866 nodeMCU chỉ hỗ trợ đọc Analog
trong một GPIO. GPIO đó được gọi là ADC0 và thường được đánh dấu trên màn lụa
là A0. Điện áp đầu vào tối đa của chân ADC0 là 0 đến 3,3 V.
LED trên board mạch: Hầu hết các bo phát triển ESP8266 đều có đèn LED
tích hợp và thường được kết nối với GPI02.
Chân RST: Khi chân RST được kéo thấp, ESP8266 sẽ RESET.
GPIO0: Khi GPIO0 được kéo thấp khi đó ESP8266 vào chế độ bộ nạp khởi
động cũng giống như nhấn nút FLASH/BOOT trên bo mạch.
I2C: ESP8266 khơng có chân I2C phần cứng, nhưng nó có thể được triển khai

trong phần mềm. Do đó có thể sử dụng bất kỳ GPIO nào làm I2C nhưng thông thường
các GPIO được sử dụng làm chân I2C là GPIO5(SCL), GPI04 (SDA).
Các chân được sử dụng làm SPI trong ESP8266 là: GPIO12 (MISO), GPIO13
(MOSI), GPIO14 (SCLK), GPIO15 (CS).
Chân PWM: ESP8266 cho phép phần mềm PWM ở tất cả các chân I/0 từ
GPIO0 đến GPIO16. Tín hiệu PWM trên ESP8266 có độ phân giải 10 bit.
Chân ngắt: ESP8266 hỗ trợ chân ngắt trong bất kỳ GPIO nào, ngoại trừ
GPI016.
Một số ứng dụng của module wifi ESP2866: Điều khiển thiết bị từ xa qua
Website, cập nhật Firmware từ xa cho ESP8266 (OTA), điều khiển bằng giọng nói
sử dụng ESP8266, điều khiển xe từ xa qua ESP8266, sử dụng ESP8266 hiển thị lên
LED ma trận.
2.3.3. Giới thiệu module cảm biến khí gas MQ𝟐
14


Chương 2. Cơ sở lý thuyết về các linh kiện trong mơ hình
Module cảm biến khí gas MQ2 (Hình 2.7) là loại cảm biến sử dụng để nhận
biết nồng độ các loại khí: LPG, I-butan, Propane, Methane, Alcohol, Hydrogen,
Smoke và khí ga từ 200 ppm đến 10.000 ppm.

Hình 2.7. Module cảm biến khí gas MQ2
Module cảm biến khí gas sử dụng phần tử SnO2 có độ dẫn điện thấp hơn trong
khơng khí sạch, khi khí dễ cháy tồn tại, cảm biến có độ dẫn điện cao hơn, nồng độ
chất dễ cháy càng cao thì độ dẫn điện của SnO2 sẽ càng cao và được tương ứng chuyển
đổi thành mức tín hiệu điện [11]. Các chân của cảm biến khí gas MQ2 được thể hiện
trong Hình 2.7.

Hình 2.8. Sơ đồ chân của modul cảm biến khí gas MQ2
Các thơng số kỹ thuật của cảm biến khí gas MQ2 được thể hiện như Bảng 2.3:

Bảng 2.3. Bảng thông số kỹ thuật của module cảm biến khí gas MQ2
STT Module cảm biến khí gas MQ2

Thông số kỹ thuật

1

Điện áp hoạt động

2

Độ nhạy

3

Cảm kháng

4

Thời gian đáp ứng

≤ 10 s

5

Thời gian phục hồi

≤ 30s

6


Trở kháng khi nóng

31 Ω ± 3 Ω

7

Dịng tiêu thụ khi nóng

≤ 180 mA

5 VDC
Rin air/Rin typical gas ≥ 5
1 KΩ ÷ 20 KΩ/ 50 ppm

8
IC so sánh
LM393
2.3.4. Giới thiệu module cảm biến thân nhiệt chuyển động PIR SR𝟓𝟎𝟓

15


Chương 2. Cơ sở lý thuyết về các linh kiện trong mơ hình
Cảm biến chuyển động PIR HC-SR505 (Hình 2.9) có kích thước nhỏ gọn chỉ
10 mm, được sử dụng để phát hiện chuyển động của các vật thể phát ra bức xạ hồng
ngoại: Con người, con vật, các vật phát nhiệt [9].

Hình 2.9. Module cảm biến chuyển động PIR HC - SR505
Các thông số kỹ thuật của cảm biến chuyển động PIR HC-SR505 được thể

hiện như trong Bảng 2.4.
Bảng 2.4. Bảng thông số kỹ thuật của module cảm biến chuyển động PIR HC - SR505
STT

Module cảm biến chuyển động
PIR HC-SR505

Thơng số kỹ thuật

1

Điện áp hoạt động

4,5 ÷ 20 VDC

2

Dịng điện tiêu thụ

< 60 µA

3

Mức tín hiệu

4

Trigger

5


Thời gian trễ sau khi kích hoạt

6

Góc qt

7

Khoảng cách bắt

8

Đường kính thấu kính

9

Nhiệt độ hoạt động

10

Kích thước

High: 3,3 V
Low: 0 V
Repeatable trigger
8 s ( ± 30 %)
Max 100o
3m
10 mm

-20oC ÷ 80oC
10 mm x 23 mm

Các chân chức năng của cảm biến chuyển động PIR HC-SR505 (Hình 2.10):
- Chân nguồn: Cấp nguồn cho cảm biến 5 V.
- Chân GND: Nối cực âm của mạch.
- Chân Signal Output: Chân ngõ ra tín hiệu.

16