no comment

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN HỌC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
THIẾT KẾ MÔ HÌNH GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN
NHÀ THÔNG MINH
Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Quân
Người hướng dẫn : Th.S Đặng Hà Dũng
Hà Nội – 2022

2. 2
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN HỌC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHUYÊN NGÀNH: TỰ ĐỘNG HÓA
Đề tài:
THIẾT KẾ MÔ HÌNH GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN
NHÀ THÔNG MINH
Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Quân
Lớp: Tự Động Hóa K59
MSV: 181603764
Người hướng dẫn: Th.S Đặng Hà Dũng
Hà Nội – 2022

3. i
LỜI CẢM ƠN
Là một sinh viên năm cuối đang theo học tại trường Đại học Giao Thông
Vận Tải, và cũng không còn nhiều thời gian trước khi ra trường.Với đồ án tốt
nghiệp này,đây là cơ hội để em có thêm những kinh nghiệm bên cạnh những kiến
thức đã được học tập. Mặc dù chưa phải là sát với thực tế, nhưng nó đã giúp em
phần nào có thêm những kinh nghiệm, củng cố lại những kiến thức đã học và tự
tin hơn trước khi bước vào cuộc sống.
Em xin chân thành cảm ơn các Qúy thầy cô trong khoa Điện – Điện Tử
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải đã truyền thụ cho em những kiến thức quý
giá làm hành trang trên bước đường đời và củng cố nghề nghiệp của mình.
Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn thầy Đặng Hà Dũng đã tận tình hướng
dẫn em để em có thể hoàn thành tốt nhất đồ án của mình. Kính chúc thầy thật
nhiều sức khỏe và ngày cành thành công hơn nữa trên con đường sự nghiệp trồng
người.
Em cũng gửi lời đồng cảm ơn đến các bạn lớp Tự Động Hóa 1 K59 đã chia
sẻ trao đổi kiến thức cũng như những kinh nghiệm quý báu trong thời gian thực
hiện đồ án. Cảm ơn đến gia đình và những người đã luôn ở bên, chia sẻ gánh vác
về kinh tế đặc biệt là tinh thần để con hoàn thành tốt nhiệm vụ đề tài trong khoảng
thời gian này. Với thời gian thực hiện đề tài ngắn, kiến thức còn hạn hẹp, điều
kiện kinh tế không cho phép, dù em đã rất cố gắng nhưng vẫn không tránh khỏi
những sai sót, em rất mong nhận được lời chỉ dẫn thêm của quý thầy cô và bạn
bè.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội ngày … tháng …. năm 202..
Sinh viên thực hiện

4. ii
MỤC LỤC
Trang
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP....................................................................................... 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP....................................................................................... 2
MỤC LỤC............................................................................................................ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................... 1
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ....................................................................... 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI................................................................ 7
1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................... 7
1.1.1. Đặt vấn đề nghiên cứu .......................................................................... 7
1.1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài............................................................. 7
1.2. Tổng quan về IoT........................................................................................ 7
1.2.1. Giới thiệu về IoT................................................................................... 7
1.2.2. Mô hình cấu trúc của IoT...................................................................... 9
1.2.3. Ứng dụng IoT trong các lĩnh vực đời sống......................................... 15
1.3. Tìn hiểu nhà thông minh........................................................................... 23
1.3.1. Tổng quan ........................................................................................... 23
1.3.2. Các thành phần cơ bản trong hệ thống nhà thông minh ..................... 24
1.4. Ứng dụng nhà thông minh trong nước và trên thế giới ............................ 28
1.4.1. Ứng dụng trong nước.......................................................................... 28
1.4.2. Ứng dụng ngoài nước ......................................................................... 31
1.5. Giải pháp thiết kế nhà thông minh trong đồ án......................................... 33
1.5.1. Giới hạn của đề tài .............................................................................. 33
1.5.2. Đề xuất giải pháp ................................................................................ 34
1.6. Kết luận chương 1..................................................................................... 34
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ LINH KIỆN VÀ CÁC PHẦN MỀM
SỬ DỤNG........................................................................................................... 35
2.1. Lựa chọn linh kiện cho đề tài.................................................................... 35

5. iii
2.1.1. Khối điều khiển trung tâm .................................................................. 35
2.1.2. Khối kết nối wifi................................................................................. 36
2.1.3. Các loại cảm biến................................................................................ 36
2.1.4. Khối nguồn.......................................................................................... 37
2.1.5. Các linh kiện khác............................................................................... 37
2.2. Các linh kiện sử dụng................................................................................ 37
2.2.1. Tổng quan về Arduino ........................................................................ 37
2.2.2. Node MCU ESP8266.......................................................................... 42
2.2.3. Cảm biến nhiệt độ DHT11.................................................................. 44
2.2.4. Cảm biến khí MQ2 ............................................................................. 46
2.2.5. Cảm biến lửa....................................................................................... 48
2.2.6. Cảm biến hồng ngoại.......................................................................... 48
2.2.7. LCD 16x2............................................................................................ 49
2.2.8. Mạch chuyển đổi điện áp.................................................................... 52
2.2.9. Còi chíp............................................................................................... 53
2.2.10. Module nguồn LM2596.................................................................... 54
2.2.11. Led .................................................................................................... 55
2.2.12. Module 4 relay 5VDC....................................................................... 56
2.3. Các phần mềm sử dụng............................................................................. 56
2.3.1. Giới thiệu phần mềm lập trình............................................................ 56
2.3.2. Tìm hiểu App Blynk ........................................................................... 58
2.4. Kết luận chương 2..................................................................................... 60
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG........................................................... 61
3.1. Thiết kế sơ đồ khối.................................................................................... 61
3.1.1. Sơ đồ khối nguồn................................................................................ 61
3.1.2. Nguyễn lý hoạt động của khối chuyển đổi điện áp............................. 61
3.1.3. Sơ đồ khối toàn hệ thống .................................................................... 65
3.1.4. Nguyên lý hoạt động của toàn hệ thống ............................................. 66

6. iv
3.2. Thiết kế phần cứng và phần mềm............................................................. 67
3.2.1. Thiết kế sơ đồ nguyên lý..................................................................... 67
3.2.2. Thiết kế thuật toán .............................................................................. 68
3.3. Thi công và thử nghiệm ............................................................................ 74
3.3.1. Thi công mô hình................................................................................ 74
3.3.2. Thử nghiệm......................................................................................... 75
3.3.3. Hướng dẫn sử dụng mô hình............................................................... 80
3.4. Kết quả thực nghiệm và đánh giá.............................................................. 83
3.4.1 Kết quả thực nghiệm............................................................................ 83
3.4.2. Đánh giá.............................................................................................. 83
3.5. Kết luận chương 3..................................................................................... 84
KẾT LUẬN ........................................................................................................ 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 86
- http://www.picvietnam.com ........................................................................... 86
- http://www.webdien.com................................................................................ 86
- http://www.dientuvietnam.net....................................................................... 86
- http://www.codientu.org................................................................................. 86
- http://www.datasheet.com.............................................................................. 86
- http://www.congdongcviet.com...................................................................... 86
- http://extremeelectronics.co.in....................................................................... 86
PHỤ LỤC........................................................................................................... 87

7. 1
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
1
ADC Analog Digital Converter Bộ chuyển đổi tín hiệu
analog sang digital
2
EIR Equipment Indentity Register Thanh ghi định dạng thiết
bị
3
IDE Integrated Development
Environment
Môi trường lập trình
4
LCD Liquid Crystal Display Màn hình tinh thể lỏng
5 LED Light Emitting Diode Đèn điốt phát quang
6
UART Universal Asynchronous
Receiver-Transmitter
Giao tiếp truyền thông nối
tiếp
7
TXD Transmit Data Truyền dữ liệu
8 RXD Receive Data Nhận dữ liệu
9
IDE Integrated Development
Environment
Môi trường phát triển
10 CPU Central Processing Unit Bộ xử lý trung tâm
11
AVR Automatic Voltage Regulator Bộ điều chỉnh biến áp
12 COM Commercial Cổng kết nối nối tiếp
13 I/O Input/Output Cổng vào / Cổng ra
14
SDRAM Static Random-Access Memory Bộ nhớ truy cập ngẫu
nhiên đồng bộ

8. 2
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
No table of figures entries found.
Bảng 2. 1: So sánh các module cho khối điều khiển trung tâm.......................... 35
Bảng 2. 2: Thông số của Arduino Uno ............................................................... 38
Bảng 2. 3: Chức năng các chân LCD.................................................................. 51
Bảng 3. 1: Bảng so sánh kết quả đo nhiệt độ ...................................................... 75
Bảng 3. 2: Bảng so sánh kết quả đo độ ẩm ......................................................... 76
Bảng 3. 3: Bảng kết quả thử nghiệm hệ thống báo cháy khí gas........................ 77
Bảng 3. 4: Bảng kết quả thử nghiệm hệ thống báo cháy khi phát hiện lửa ........ 78
Bảng 3. 1: Bảng so sánh kết quả đo nhiệt độ ...................................................... 75
Bảng 3. 2: Bảng so sánh kết quả đo độ ẩm ......................................................... 76
Bảng 3. 3: Bảng kết quả thử nghiệm hệ thống báo cháy khí gas........................ 77
Bảng 3. 4: Bảng kết quả thử nghiệm hệ thống báo cháy khi phát hiện lửa ........ 78

9. 3
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1. 1: Internet of things .................................................................................. 8
Hình 1. 2: Các thành phần của nền tảng cơ bản IoT (Nguồn: IoT Analytics).... 10
Hình 1. 3: Nền tảng IoT kích hoạt và thực hiện các hành động (Nguồn: IoT
Analytics) ............................................................................................................ 12
Hình 1. 4: IoT ứng dụng trong Smart Home....................................................... 16
Hình 1. 5: Ứng dụng trong các thiết bị đeo tay................................................... 16
Hình 1. 6: Ứng dụng trong ô tô........................................................................... 17
Hình 1. 7: IoT trong công nghiệp........................................................................ 18
Hình 1. 8: Ứng dụng thành phố thông minh ....................................................... 18
Hình 1. 9: IoT trong công nghiệp........................................................................ 19
Hình 1. 10: IoT trong bán lẻ thông minh ............................................................ 20
Hình 1. 11: IoT trong quản lý năng lượng .......................................................... 20
Hình 1. 12: IoT trong giáo dục............................................................................ 21
Hình 1. 13: IoT trong sức khỏe ........................................................................... 22
Hình 1. 14: IoT trong nông nghiệp, chăn nuôi.................................................... 22
Hình 1. 15: Nhà thông minh................................................................................ 24
Hình 1. 16: Biệt thự Thái Bình Dương của Bill Gates........................................ 31
Hình 1. 17: Biệt thự Cape Cod ở Cotuit, Massachusetts .................................... 32
Hình 1. 18: Biệt thự tháp Clock ở Brooklyn, New York.................................... 32
Hình 1. 19: Biệt thự Tuxedo Park ở Atlanta, Georgia ........................................ 33
Hình 2. 1: Arduino Uno....................................................................................... 38
Hình 2. 2: Vi điều khiển ATmega328 và các GPIO trên Arduino Uno.............. 39
Hình 2. 3: Các cổng vào ra trên Arduino Uno .................................................... 40
Hình 2. 4: NodeMCU ESP8266.......................................................................... 42
Hình 2. 5: Sơ đồ chân ESP8266.......................................................................... 43
Hình 2. 6: Cảm biến DHT11............................................................................... 44

10. 4
Hình 2. 7: Sơ đồ kết nối vi điều khiển ................................................................ 45
Hình 2. 8: Cảm biến MQ2................................................................................... 47
Hình 2. 9: Sơ đồ mạch cảm biến MQ2................................................................ 47
Hình 2. 10: Cảm biến lửa .................................................................................... 48
Hình 2. 11: Cảm biến hồng ngoại ....................................................................... 49
Hình 2. 11: Hình dáng của loại LCD thông dụng............................................... 50
Hình 2. 12: Sơ đồ chân của LCD. ....................................................................... 50
Hình 2. 13: Mạch chuyển đổi điện áp sang dòng điện........................................ 52
Hình 2. 14: Còi chip............................................................................................ 53
Hình 2. 15: Module LM2596 thực tế .................................................................. 54
Hình 2. 16: Hướng đi dòng điện trong LM2596................................................. 55
Hình 2. 17: Led.................................................................................................... 56
Hình 2. 18: Module 4 relay 5VDC kích mức thấp.............................................. 56
Hình 2. 20: Arduino IDE..................................................................................... 57
Hình 2. 21: Các thành phần của Blynk ............................................................... 59
Hình 2. 22: Thư viện cho Blynk trên Arduino.................................................... 60
Hình 3.1: NodeMCU ESP8266........................................................................... 42
Hình 3.2: Sơ đồ chân ESP8266........................................................................... 43
Hình 3. 3: Sơ đồ khối khối nguồn ....................................................................... 61
Hình 3. 4: Sơ đồ khối hệ thống ........................................................................... 65
Hình 3. 5: Sơ đồ nguyên lý ................................................................................. 67
Hình 3. 6:Lưu đồ thuật toán tổng quát hệ thống ................................................. 68
Hình 3. 7: Lưu đồ thuật toán hệ thống kiểm soát nhiệt độ phòng....................... 69
Hình 3. 8: Lưu đồ thuật toán giám sát cháy nổ................................................... 70
Hình 3. 9: Lưu đồ thuật toán cập nhật dữ liệu lên App....................................... 72
Hình 3. 10: Lưu đồ thuật toán điều khiển thiết bị............................................... 73
Hình 3. 11: Mô hình hoàn thiện sau khi thi công................................................ 74

11. 5
Hình 3. 12: Kết quả đo nhiệt độ hiển thị lên LCD.............................................. 76
Hình 3. 13: Hơ lửa trước cảm biến...................................................................... 78
Hình 3. 14: Giao diện cảnh báo trên App ........................................................... 78
Hình 3. 15: Giao diện người dùng trên App ....................................................... 79
Hình 3. 16: Vị trí cắm nguồn .............................................................................. 80
Hình 3. 17: Giao diện điều khiển trên app .......................................................... 81
Hình 3. 18: Khi không có rò rĩ khí gas hoặc cháy .............................................. 82
Hình 3. 19: Khi có rò rĩ khí gas hoặc cháy ......................................................... 83

12. 6
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay khoa học công nghệ phát triển nhu cầu của con người ngày càng
cao. Việc nghiên cứu khoa học ngày càng được đầu tư để đáp ứng nhu cầu đó, các
ngành công nghệ kỹ thuật điện tử đã có sự phát triển vượt bậc đưa khoa học vào
kỷ nguyên mới. Kỹ thuật vi xử lý vi điểu khiển là một ứng dụng lớn của khoa học
kỹ thuật vào cuộc sống phục vụ trực tiếp con người.
Nhà thông minh là ngôi nhà được trang bị các hệ thống tự động thông minh
cùng với cách bố trí hợp lý, các hệ thống này có khả năng tự điều phối các hoạt
động trong ngôi nhà theo thói quen sinh hoạt và nhu cầu cá nhân của gia chủ. Giải
pháp nhà thông minh sẽ biến những món đồ điện tử bình thường trong ngôi nhà
trở nên thông minh và gần gũi với người dùng hơn, chúng được kiểm soát thông
qua các thiết bị truyền thông như điều khiển từ xa, điện thoại di động… ngôi nhà
thông minh đơn giản nhất có thể được hình dung bao gồm một mạng điều khiển
liên kết một số lượng cố định các thiết bị điện, điện tử gia dụng trong ngôi nhà và
chúng được điều khiển thông qua một chiếc điều khiển từ xa
Ở đồ án này, em nhận được đề tài “Thiết kế mô hình giám sát và điều
khiển thông minh”. Đây cũng là một trong những đề tài rất sát với thực tế, mang
tính ứng dụng thực tiễn rất cao. Điều đó càng tạo động lực và cảm hứng cho sinh
viên tìm tòi và nghiên cứu.
Trong đồ án chắc hẳn còn nhiều sai sót, em rất mong nhận được sự chỉ bảo,
hướng dẫn của các thầy cô cũng như sự đóng góp của các bạn sinh viên để đồ án
hoàn thiện hơn.
Em chân thành cảm ơn!

13. 7
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1. Đặt vấn đề
1.1.1. Đặt vấn đề nghiên cứu
Ngày nay khoa học công nghệ phát triển nhu cầu của con người ngày càng
cao. Việc nghiên cứu khoa học ngày càng được đầu tư để đáp ứng nhu cầu đó, các
ngành công nghệ kỹ thuật điện tử đã có sự phát triển vượt bậc đưa khoa học vào
kỷ nguyên mới. Kỹ thuật vi xử lý vi điểu khiển là một ứng dụng lớn của khoa học
kỹ thuật vào cuộc sống phục vụ trực tiếp con người.
Nhà thông minh được hiểu đơn giản là ngôi nhà được lắp đặt các trang thiết
bị điện, điện tử chúng có thể được điều khiển bằng các phương pháp tự động hoặc
bán tự động. Với nhà thông minh, chủ nhân ngôi nhà có thể điều khiển các thiết
bị từ xa mà không cần có mặt trong ngôi nhà. Ngoài ra, nhà thông minh còn tự
động theo dõi các thay đổi bất thường như trộm, cháy nổ… để giúp ngôi nhà an
toàn hơn.
1.1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Đề tài đặt ra giải quyết vấn đề hiểu về các bước cơ bản lập trình Arduino,
ESP8266, hiển thị lên màn hình LCD, đọc dữ liệu từ các cảm biến và điều khiển
các thiết bị ngoại vi.
Đề tài được đưa ra với các mục tiêu cụ thể:
 Điều khiển các thiết bị điện trong ngôi nhà từ xa thông qua internet
 Giám sát nhiệt độ, độ ẩm trong phỏng, giám sát cháy thông qua cảm
biến
1.2. Tổng quan về IoT
1.2.1. Giới thiệu về IoT
Lần đầu tiên cụm từ “cách mạng công nghiệp 4.0” được đưa ra trong một
báo cáo của chính phủ Đức năm 2013. Nó có ảnh hưởng rất lớn đối với tất cả quốc
gia trên thế giới trong đó có Việt Nam chúng ta. Cách mạng công nghiệp 4.0 mang
đến cho nước ta cả cơ hội lẫn cả thách thức và rủi ro. Vậy cách mạng công nghệ

14. 8
4.0 là gì? Tại sao lại quan trọng đến vậy?
Klaus Schwab, người sáng lập và chủ tịch điều hành Diễn đàn Kinh tế Thế
Giới đã mang đến cái nhìn đơn giản hơn về Cách mạng Công nghiệp 4.0 như sau:
"Cách mạng công nghiệp đầu tiên sử dụng năng lượng nước và hơi nước để
cơ giới hóa sản xuất. Cuộc cách mạng lần 2 diễn ra nhờ ứng dụng điện năng để
sản xuất hàng loạt. Cuộc cách mạng lần 3 sử dụng điện tử và công nghệ thông tin
để tự động hóa sản xuất. Bây giờ, cuộc Cách mạng Công nghiệp Thứ tư đang nảy
nở từ cuộc cách mạng lần ba, nó kết hợp các công nghệ lại với nhau, làm mờ ranh
giới giữa vật lý, kỹ thuật số và sinh học".
Công nghiệp 4.0 sẽ diễn ra trên 3 lĩnh vực chính gồm Công nghệ sinh học,
Kỹ thuật số và Vật lý. Những yếu tố cốt lõi của Kỹ thuật số trong CMCN 4.0 sẽ
là: Trí tuệ nhân tạo (AI), Vạn vật kết nối - Internet of Things (IoT) và dữ liệu lớn
(Big Data).
Vạn vật kết nối- Internet Of Thing:
Hình 1. 1: Internet of things
Internet of Thing (IOT) hay cụ thể hơn là Mạng lưới vạn vật kết nối Internet
hoặc là Mạng lưới thiết bị kết nối Internet là một liên mạng, trong đó các thiết bị
kết nối với nhau. Việc kết nối thì có thể thực hiện qua Wifi, mạng viễn thông băng
rộng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại… Các thiết bị có thể là điện thoại

15. 9
thông minh, máy pha cafe, máy giặt, tai nghe, bóng đèn, và nhiều thiết bị khác.
Cisco, nhà cung cấp giải pháp và thiết bị mạng hàng đầu hiện nay dự báo: Đến
năm 2020, sẽ có khoảng 50 tỷ đồ vật kết nối vào Internet, thậm chí con số này còn
gia tăng nhiều hơn nữa. IoT sẽ là mạng khổng lồ kết nối tất cả mọi thứ, bao gồm
cả con người và sẽ tồn tại các mối quan hệ giữa người và người, người và thiết bị,
thiết bị và thiết bị.
1.2.2. Mô hình cấu trúc của IoT
Để đạt được giá trị từ Internet of Things (IoT), việc cần phải có một nền tảng
để tạo và quản lý ứng dụng, chạy các phân tích, lưu trữ và bảo mật dữ liệu. Giống
như một hệ điều hành dành cho máy tính, một nền tảng làm rất nhiều thứ đằng
sau đó, tạo tra môi trường cho các nhà phát triển, giúp nhà quản lý và người dùng
sử dụng dễ dàng hơn và tiết kiệm chi phí hơn.
Nhìn chung, nền tảng IoT đề cập đến các thành phần phần mềm cung cấp
giao diện giữa các cảm biến và ứng dụng, các giao tiếp, luồng dữ liệu, quản lý
thiết bị, và các chức năng của phần mềm trung gian lớp giữa (middleware). Một
nền tảng không phải là ứng dụng riêng, mặc dù nhiều ứng dụng có thể được xây
dựng hoàn toàn trong khuôn khổ một nền tảng IoT. Thông qua tham khảo, trích
dẫn một số tài liệu của một số cá nhân và tổ chức, bài viết này sẽ tập trung mô tả
thành phần cơ bản cũng như chức năng của các thành phần đó trong một nền tảng
IoT.
● Các thành phần cơ bản của một nền tảng IoT
Theo báo cáo nghiên cứu thị trường của tổ chức IoT Analytics, kiến trúc của
nền tảng IoT hiện đại cơ bản nhất, được miêu tả bao gồm 8 thành phần như sau:

16. 10
Hình 1. 2: Các thành phần của nền tảng cơ bản IoT (Nguồn: IoT Analytics)
Hình thức đơn giản nhất, một nền tảng IoT chỉ cho phép kết nối giữa “sự
vật” hoặc thiết bị. Kiến trúc cũng có thể bao gồm một nền tảng phần mềm, một
nền tảng phát triển ứng dụng hoặc một nền tảng phân tích. Trong một hình thức
phức tạp hơn, một nền tảng IoT đầu cuối đích thực bao gồm tám khối kiến trúc
quan trọng:
● Kết nối và đồng bộ hóa: Thành phần này có chức năng tích hợp đồng bộ
các giao thức khác nhau và các định dạng dữ liệu khác nhau vào một giao
diện “phần mềm” đảm bảo việc truyền dữ liệu chính xác và tương tác với
tất cả các thiết bị.
● Quản lý thiết bị: Đây là thành phần đảm bảo kết nối “mọi thứ” hoạt động
bình thường, chạy các bản vá và cập nhật phần mềm cũng như ứng dụng
đang chạy trên thiết bị hoặc các gateways ngoại biên (EDGE gateway).
● Cơ sở dữ liệu: Đây là thành phần được coi quan trọng của một nền tảng.
Ngoài lưu trữ dữ liệu quan trọng của thiết bị, nó phải có khả năng mở rộng
đáp ứng các yêu cầu cho các cơ sở dữ liệu dựa trên đám mây. Thành phần
này phải đảm bảo sự mở rộng khối lượng, sự đa dạng, vận tốc và độ tin cậy
của dữ liệu.

17. 11
● Quản lý và xử lý hoạt động: Chức năng đưa dữ liệu vào hoạt động dựa trên
nguyên tắc Event-Action-Triggers cho phép thực thi các hoạt động “thông
minh” dựa trên dữ liệu từ cảm biến cụ thể.
● Phân tích: Đây có thể được coi là bộ não của nền tảng IoT. Thành phần này
có chức năng thực hiện hàng loạt các phân tích phức tạp từ việc phân cụm
dữ liệu cơ bản và khả năng tự học để tự phân tích, dự đoán, trích xuất những
dữ liệu giá trị nhất trong luồng dữ liệu IoT.
● Dữ liệu trực quan: Cho phép con người xem xét các mẫu và quan sát các
xu hướng từ bảng điều khiển trực quan, nơi dữ liệu được miêu tả sinh động
qua biểu đồ đường thẳng, hình họa mô phỏng.
● Công cụ bổ sung: Thành phần này cho phép các nhà phát triển IoT thử
nghiệm và trước khi đưa sản phẩm ra thị trường với các trường hợp sử dụng
được biểu diễn trên hệ sinh thái mô phỏng dùng để hiển thị, quản lý và kiểm
soát thiết bị kết nối.
● Các giao diện bên ngoài: Đây là nơi cho phép tích hợp với các hệ thống của
bên thứ ba và phần còn lại của hệ thống CNTT thông qua các giao diện lập
trình ứng dụng (API), các bộ phát triển phần mềm (SDK) và các gateways.
Một nền tàng có nhiệm vụ điều phối rất nhiều khía cạnh cơ bản khác nhau
để có thể tạo thành một giải pháp IoT. Chúng xác định việc làm thế nào để một
thiết bị đầu cuối kết nối với mạng, phương pháp và vị trí thu thập dữ liệu… Điều
quan trọng nhất có lẽ làm thế nào dữ liệu đó có thể được sử dụng để tạo ra các giá
trị cốt lõi.
Dưới đây là một ví dụ minh họa hoạt động của một nền tảng IoT trên một
thiết bị thông minh. Trong trường hợp một máy giặt thông minh gặp sự cố do áp
suất nước bị giảm, nền tảng IoT sẽ thực thi hành động được chỉ định sẵn: Tắt máy;
gửi thông báo cho người dùng và cho trung tâm dịch vụ khách hàng (nguồn: IoT
Analytics):

18. 12
Hình 1. 3: Nền tảng IoT kích hoạt và thực hiện các hành động (Nguồn: IoT
Analytics)
Nền tảng IoT liên kết các máy móc, thiết bị, ứng dụng và con người với các
trung tâm dữ liệu và điều khiển. Một nền tảng lớn, tiên tiến vượt xa các khả năng
kết nối và hành động bằng cách tách các mô đun nền tảng khác nhau, cho phép
tích hợp liền mạch ở lớp giao diện bên ngoài cũng như hỗ trợ nhiều giao thức và
tiêu chuẩn. Nó không chỉ giới hạn trong một trung tâm điều hành cố định mà còn
có thể được truy cập và quản lý từ nhiều điểm địa phương khác nhau. Dữ liệu từ
một nền tảng hệ sinh thái luôn có thể được thu thập, ưu tiên, sắp xếp và khai thác
dữ liệu trực tuyến hoàn toàn. Đây là một đặc điểm quan trọng trong thời kỳ khi
mà máy móc, cảm biến và các vật thể khác đang bắt đầu tạo ra một khối lượng
thông tin mới khổng lồ.
Các loại nền tảng IoT
Hiện nay trên thế giới có 4 loại nền tảng IoT phổ biến:
● Connectivity/M2M platforms (Nền tảng kết nối M2M): Nền tảng này chủ
yếu tập trung vào việc kết nối các thiết bị IoT kết nối thông qua mạng viễn

19. 13
thông (ví dụ, thẻ SIM) nhưng hiếm khi có hoạt động xử lý và làm giàu dữ
liệu.
● IaaS backends. (Cơ sở hạ tầng như một dịch vụ) Nền tảng dịch vụ cơ sở hạ
tầng cung cấp không gian lưu trữ và khả năng xử lý cho các ứng dụng và
dịch vụ. Những backends được sử dụng để tối ưu hóa cho các ứng dụng
dành cho máy tính để bàn và di động, tuy nhiên hiện tại nó vẫn được coi là
một nền tảng IoT tập trung.
● Hardware-specific software platforms. (Nền tảng phần mềm cho phần cứng
chuyên biệt) Một số công ty sản xuất kinh doanh thiết bị kết nối đã xây
dựng phần mềm độc quyền đầu cuối của riêng họ và coi đó là như là một
nền tảng IoT. Đây là nền tảng đóng và gây ra tranh cãi về việc có nên gọi
nó là một nền tảng IoT hay không (một ví dụ là Google Nest).
● Consumer/Enterprise software extensions (Phần mở rộng của phần mềm
dành cho người tiêu dùng/doanh nghiệp). Các gói phần mềm doanh nghiệp
hiện tại và các hệ điều hành như Microsoft Windows ngày càng cho phép
mở rộng, tích hợp các thiết bị IoT. Hiện tại, các tiện ích mở rộng này tuy
chưa đủ để coi là một nền tảng IoT đầy đủ - nhưng điều này có thể sẽ đến
sớm.
Có một đặc điểm chung là các nền tảng IoT lớn thường có xu hướng cung
cấp kèm cơ sở hạ tầng phần cứng điện toán đám mây riêng, bao gồm lưu trữ, tính
toán, kết nối mạng lưới và trung tâm dữ liệu, chẳng hạn như nền tảng IoT của
Amazon hay Microsoft. Bên cạnh đó, hầu hết các nhà phát triển nền tảng nhỏ chọn
xu hướng cung cấp lớp phần mềm nền tảng được dựa trên một hoặc nhiều nhà
cung cấp đám mây công cộng lớn.
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 trong những năm gần đây đang
phải chịu những áp lực to lớn về kinh tế và môi trường. Giám sát và quản lý năng
lượng giúp giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch đang ngày càng trở nên

20. 14
cạn kiệt.
Khi tiêu thụ nhiều điện năng, doanh nghiệp cũng như các hô ̣ gia đình sẽ phải
đối mặt với tình trạng thiếu nguồn cung cấp nghiêm trọng kèm theo nguy cơ tăng
giá điện dẫn đến ảnh hưởng tới lợi nhuận của tổ chức, bằng việc quản lý điện năng
doanh nghiệp và các hộ gia đình có thể giảm nguy cơ này bằng cách kiểm soát
nhu cầu điện năng, tiết kiêm điện trên dây chuyền sản xuất từng bước tăng hiệu
quả việc đầu tư vào giá thành cho sản phẩm.
Lợi ích của việc giám sát điện năng:
 Đối với hộ gia đình: Giám sát được chi tiết điện năng từng khu vực
mong muốn liên tục 24/24, từ đó đưa ra giải pháp sử dụng hợp lí, tiết
kiệm điện.
 Đối với công ty, nhà máy: Giảm chi phí nhân công nhập liệu hàng
tháng, tránh sai sót khi thu thập dữ liệu bằng tay.
Các giao thức sử dụng trong IoT
 MQTT là một giao thức mã nguồn mở để truyền các messages giữa nhiều
Client (Publisher và Subscriber) thông qua một Broker trung gian, được thiết kế
để đơn giản và dễ dàng triễn khai. Kiến trúc MQTT dựa trên Broker trung gian
và sử dụng kết nối TCP long-lived từ các Client đến Broker. MQTT hỗ trợ tổ
chức hệ thống theo các Topics có tính phân cấp, như một hệ thống tập tin (vd:
/Home/kitchen/humidity), cung cấp nhiều lựa chọn điều khiển và QoS (Quality
of Service). MQTT là một giao thức khá nhẹ nên có thể được sử dụng cho truyền
thông 2 chiều thông qua các mạng có độ trễ cao và độ tin cậy thấp, nó cũng tương
thích với các thiết bị tiêu thụ điện năng thấp.
 CoAP là một giao thức truyền tải tài liệu theo mô hình client/server dự trên
internet tương tự như giao thức HTTP nhưng được thiết kế cho các thiết bị ràng
buộc. Giao thức này hỗ trợ một giao thức one-to-one để chuyển đổi trạng thái
thông tin giữa client và server. CoAP sử dụng UDP (User Datagram Protocol),
không hỗ trợ TCP, ngoài ra còn hỗ trợ địa chỉ broadcast và multicast, truyền

21. 15
thông CoAP thông qua các datagram phi kết nối (connectionless) có thể được sử
dụng trên các giao thức truyền thông dựa trên các gói.
 AMQP là một giao thức làm trung gian cho các gói tin trên lớp ứng dụng
với mục đích thay thế các hệ thống truyền tin độc quyền và không tương thích.
Các tính năng chính của AMQP là định hướng message, hàng đợi, định tuyến
(bao gồm point-to-point và publish-subscribe) có độ tin cậy và bảo mật cao. Các
hoạt động sẽ được thực hiện thông qua broker, nó cung cấp khả năng điều khiển
luồng (Flow Control).
 DDS là một ngôn ngữ trung gian dựa vào dữ liệu tập trung được sử dụng
để cho phép khả năng mở rộng, thời gian thực, độ tin cậy cao và trao đổi dữ liệu
tương tác.
 XMPP (trước đây gọi là “Jabber”) là giao thức truyền thông dùng cho định
hướng tin nhắn trung gian dựa trên ngôn ngữ XML. XMPP là mô hình phân
quyền client-server phi tập trung, được sử dụng cho các ứng dụng nhắn tin văn
bản. Có thể nói XMPP gần như là thời gian thực và có thể mở rộng đến hàng
trăm hàng nghìn nút. Dữ liệu nhị phân phải được mã hóa base64 trước khi nó
được truyền đi trong băng tần. XMPP tương tự như MQTT, có thể chạy trên nền
tảng TCP.
1.2.3. Ứng dụng IoT trong các lĩnh vực đời sống
Làn sóng IoT xuất hiện sẽ vượt xa làn sóng của máy tính xách tay,
smartphone. IoT hướng tới những chiếc xe thông minh, smart home, smart city,
chăm sóc sức khỏe kết nối…
Ứng dụng trong Smart home

22. 16
Hình 1. 4: IoT ứng dụng trong Smart Home
Có thể nói smarthome chính là ứng dụng được tìm kiếm nhiều nhất trên
google. Vậy như thế nào được hiểu là một ngôi nhà thông minh? Bạn sẽ có thể
bật điều hòa, bình nóng lạnh trước khi về nhà hay thậm chí tắt đèn ngay khi bạn
không có nhà, bạn có thể mở cửa cho bạn bè vào chơi trong khi bạn vẫn còn ở cơ
quan. Các công ty đang xây dựng và sản xuất hàng loạt các sản phẩm để làm cho
cuộc sống con người đơn giản và thuận tiện hơn. Smart home chính là bậc thang
mang tính cách mạng của quá trình phát triển xu hướng IoT. Sự xuất hiện của
smarthome được dự đoán sẽ trở nên phổ biến như smartphone hiện nay.
Để sống trong một ngôi nhà thông minh như vậy chủ nhà phải bỏ ra chi phí
sở hữu nhà vô cùng lớn. Các sản phẩm trong các ngôi nhà thông minh được dự
đoán sẽ giúp tiết kiệm thời gian, năng lượng và tiền bạc.
Các thiết bị đeo thông minh
Hình 1. 5: Ứng dụng trong các thiết bị đeo tay

23. 17
Hiện nay ở nhiều nước đã xuất hiện các thiết bị đeo trên người với những
tính năng vô cùng thông minh như: tai nghe, các loại kính, ba lô, vòng tay siêu
thông minh,… Những thiết bị này dần bùng nổ tại các thị trường trên toàn thế
giới. Google và Samsung là những công ty lớn có những khoản đầu tư khổng lồ
cho việc tạo ra các thiết bị như vậy. Các thiết bị đeo được cài đặt cảm biến và các
phần mềm thu thập dữ liệu, thông tin người dùng. Các thiết bị này bao gồm các
yêu cầu về thể chất, sức khỏe và có tính giải trí cao. Điều kiện tiên quyết cho các
thiết kế này là công suất cực thấp và kích thước nhỏ gọn, có tính thẩm mỹ cao.
Trong ô tô
Hình 1. 6: Ứng dụng trong ô tô
Các nhà sản xuất ô tô đã bước qua giai đoạn tập trung vào việc tối ưu hóa
các chức năng nội bộ của một chiếc xe. Giờ đây họ quan tâm đến việc tối ưu hóa
sự hài lòng của người sử dụng với việc nâng cao trải nghiệm trong xe hơi.
Một chiếc xe được kết nối là chiếc xe có khả năng tối ưu hóa hoạt động, bảo
trì cũng như sự thoải mái của khách hàng khi sử dụng. Các thương hiệu lớn như
BMW, Tesla, … đang nỗ lực cho cuộc cách mạng tiếp theo của ngành sản xuất ô
tô.
Internet công nghiệp

24. 18
Hình 1. 7: IoT trong công nghiệp
Industrial Internet là tiếng vang mới trong ngành công nghiệp, được gọi tắt
là IIoT (Industrial Internet of Thing). IIoT hỗ trợ kỹ thuật công nghiệp với các
cảm biến, phần mềm lớn để tạo ra những cỗ máy vô cùng thông minh. Máy móc
sẽ có tính chính xác và nhất quán hơn con người trong giao tiếp thông qua dữ liệu.
Từ những dữ liệu thu thập được giúp các công ty, nhà quản lý giải quyết các vấn
đề sớm hơn, đạt hiệu quả cao hơn.
IIoT có tiềm năng lớn về kiểm soát chất lượng và tính bền vững. Những ứng
dụng trao đổi thông tin giữa nhà cung cấp, nhà phân phối và nhà bán lẻ về thông
tin hàng hóa, hàng tồn kho sẽ làm tăng hiệu quả chuỗi cung ứng.
Smart city
Hình 1. 8: Ứng dụng thành phố thông minh
Thành phố thông minh là một ứng dụng của IoT tạo được sự tò mò của đông
đảo người dân. Giám sát thông minh, vận chuyển tự động, hệ thống quản lý năng
lượng thông minh hơn, phân phối nước, an ninh đô thị và giám sát môi trường tất
cả là ví dụ về internet của các ứng dụng cho thành phố thông minh. IoT giúp giải

25. 19
quyết các vấn đề gặp phải tại các thành phố lớn đó là ô nhiễm môi trường, tắc
nghẽn giao thông và thiếu năng lượng. Một ví dụ có thể kể đến của các thiết bị
được sử dụng truyền thông di động như: thùng rác thông minh, chúng sẽ gửi cảnh
báo đến bộ phận vệ sinh môi trường khi cần dọn sạch.
Bằng cách cài đặt ứng dụng và dùng các thiết bị thông minh chúng ta hoàn
toàn có thể dễ dàng tìm thấy các cây xăng, siêu thị, quán ăn hay thậm chí là những
bãi gửi xe miễn phí. Ngoài ra hệ thống điện cũng được bảo vệ bởi các cảm biến
sẽ giúp phát hiện nhanh chóng các vấn đề gây nhiễu, trục trặc, hay các vấn đề về
lắp đặt.
IoT trong nông nghiệp
Hình 1. 9: IoT trong công nghiệp
Với sự gia tăng liên tục của dân số đồng nghĩa với việc nhu cầu sử dụng
lương thực tăng lên nhiều lần. Nông dân có thể áp dụng các kỹ thuật mới, công
nghệ tiên tiến để tăng sản lượng sản xuất nông nghiệp. Nông nghiệp thông minh
có thể nói là lĩnh vực phát triển nhanh nhất với IoT.
Những thông tin người nông dân thu được giúp họ có những quyết định đầu
tư sáng suốt tránh tình trạng “được mùa mất giá, được giá mất mùa” như hiện nay.
Cảm biến độ ẩm, chất dinh dưỡng của đất, mức độ hấp thụ nước góp phần quan
trọng vào việc kiểm soát sự tăng trưởng của cây trồng giúp người gieo trồng có
thể xác định, tùy chỉnh lượng phân bón cần thiết.
Bán hàng thông minh

26. 20
Hình 1. 10: IoT trong bán lẻ thông minh
IoT tạo nên một sự kết nối mật thiết giữa nhà bán lẻ với khách hàng giúp
nâng cao trải nghiệm của khách hàng khi đến với cửa hàng. Tiềm năng phát
triển IoT trong lĩnh vực bán lẻ là vô cùng lớn.
Smartphone là thiết bị phổ biến nhất được sử dụng để các nhà bán lẻ duy trì
kết nối với khách hàng của mình khi khách hàng đến với cửa hàng hay thậm chí
ngay cả khi họ ra khỏi cửa hàng. Tương tác qua điện thoại và việc sử dụng các
công nghệ giúp cho các nhà bán lẻ phục vụ khách hàng tốt hơn, thay đổi cách bài
trí cửa hàng cho phù hợp với nhu cầu tiêu dùng.
Năng lượng
Hình 1. 11: IoT trong quản lý năng lượng

27. 21
Mạng lưới điện trong vài năm tới sẽ trở nên thông minh và đáng tin cậy hơn.
Khái niệm lưới điện thông minh đang trở nên phổ biến trên toàn thế giới.
Dữ liệu được thu thập một cách tự động để phân tích hành vi tiêu dùng điện
của người dùng và nhà cung cấp để góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng điện.
Lưới điện thông minh giúp phát hiện nguồn ngắt điện thông minh ở cấp độ các hộ
gia đình.
Giáo dục và học tập
Hình 1. 12: IoT trong giáo dục
IoT cải thiện hệ thống giáo dục và mang lại nhiều giá trị gia tăng cho môi
trường giảng dạy vật lý và học tập có cấu trúc. Trường học thông minh có các cơ
sở hoạt động một cách trơn tru với các phương pháp học tập được cá nhân hóa
cao. Công nghệ vật lý củng cố điều này có thể sử dụng Wifi và mạng để gửi và
nhận dữ liệu, hướng dẫn và tài liệu học tập. Điều này, cùng với sức mạnh tính
toán tuyệt đối của IoT, có thể tạo ra một bộ não đằng sau các trường học để theo
dõi và duy trì kế hoạch bài học, theo dõi tiến bộ của học sinh, điều chỉnh các tài
liệu nhất định cho học sinh yếu và nhiều hơn nữa

28. 22
Sức khỏe
Hình 1. 13: IoT trong sức khỏe
Đây có thể nói là một lĩnh vực chưa được khai phá hết của Internet of Things
bởi những ứng dụng không ngờ mà nó mang lại. Một hệ thống chăm sóc sức khỏe
được kết nối cùng các thiết bị y tế thông minh mang lại tiềm năng to lớn cho các
công ty đầu tư sản xuất. IoT trong chăm sóc sức khỏe giúp mọi người có cuộc
sống khỏe mạnh hơn bằng việc đeo các thiết bị kết nối. Các dữ liệu thu thập được
giúp phân tích sức khỏe của người dùng thiết bị kết nối và nhà cung cấp, sản xuất
sẽ có được những thiết kế để chống lại bệnh tật.
IoT và chăn nuôi gia cầm, sản xuất nông trại.
Hình 1. 14: IoT trong nông nghiệp, chăn nuôi
Kiểm soát các khâu trong quy trình chăn nuôi giúp tiết kiệm thời gian và chi
phí. Sử dụng các công cụ IoT để thu thập dữ liệu về sức khỏe của gia súc, các chủ

29. 23
trang trại có thể biết sớm về bệnh tật của động vật giúp ngăn ngừa số lượng lớn
các gia súc bị bệnh bởi virus lây lan. Với những dữ liệu thu thập được cũng giúp
chủ trang trại tăng nhanh được sản lượng gia súc, gia cầm.
1.3. Tìn hiểu nhà thông minh
1.3.1. Tổng quan
Nhà thông minh là ngôi nhà được trang bị các hệ thống tự động thông minh
cùng với cách bố trí hợp lý, các hệ thống này có khả năng tự điều phối các hoạt
động trong ngôi nhà theo thói quen sinh hoạt và nhu cầu cá nhân của gia chủ.
Chúng ta cũng có thể hiểu ngôi nhà thông minh là một hệ thống chỉnh thể mà
trong đó, tất cả các thiết bị điện tử gia dụng đều được liên kết với thiết bị điều
khiển trung tâm và có thế phối hợp với nhau để cùng thực hiện một chức năng.
Các thiết bị này có thể tự đưa ra cách xử lý tình huống được lập trình trước, hoặc
là được điều khiển và giám sát từ xa.
Giải pháp nhà thông minh sẽ biến những món đồ điện tử bình thường trong
ngôi nhà trở nên thông minh và gần gũi với người dùng hơn, chúng được kiểm
soát thông qua các thiết bị truyền thông như điều khiển từ xa, điện thoại di động…
ngôi nhà thông minh đơn giản nhất có thể được hình dung bao gồm một mạng
điều khiển liên kết một số lượng cố định các thiết bị điện, điện tử gia dụng trong
ngôi nhà và chúng được điều khiển thông qua một chiếc điều khiển từ xa. Chỉ với
kết nối đơn giản như trên cũng đủ để hài lòng một số lượng lớn các cá nhân có
nhu cầu nhà thông minh ở mức trung bình.

30. 24
Hình 1. 15: Nhà thông minh
Vậy liệu nhà thông minh có làm thay đổi các thói quen vốn đã rất gắn bó từ
trước đến nay với hầu hết mọi người?
Chúng ta đều biết phần lớn căn hộ từ trung bình đến cao cấp đều sử dụng các
loại điều khiển từ xa để điều khiển máy lạnh, ti vi…còn lại phần lớn các thiết bị
khác như hệ thống đèn, bình nước nóng lạnh…phải điều khiển bằng tay. Những
việc như vậy đôi lúc sẽ đem lại sự bất tiện, khi mà chúng ta mong muốn có một
sự tiện nghi và thoải mái hơn, vừa có thể tận hưởng nằm trên giường coi ti vi vừa
có thể kiểm soát được hệ thống các thiết bị trong nhà chỉ với một chiếc smartphone
hay máy tính bảng.
1.3.2. Các thành phần cơ bản trong hệ thống nhà thông minh
Mô hình mô phỏng ngôi nhà trong thực tế và sự phân bố khá hợp lý các hệ
thống đi kèm.
Việc bố trí rất quan trọng, những thiết bị không sử dụng nên sắp xếp vào chỗ

31. 25
hợp lý tránh gây bất tiện trong sinh hoạt. Vì vậy, khi thiết kế ngôi nhà thông minh
cần quan tâm đến sự thay đổi mềm dẻo trong cách thức lắp đặt và cấu hình sử
dụng.
1.3.2.1. Hệ thống quản lý chiếu sáng
Các thiết bị chiếu sáng như bóng đèn sợi đốt, đèn neon, đèn ngủ, trang
trí…được sử dụng rất nhiều. Vì vậy nếu phối hợp chiếu sáng không hợp lý sẽ dẫn
tới bị “ô nhiễm” ánh sáng. Ngoài ra, việc chiếu sáng như vậy còn gây lãng phí
điện, giảm tuổi thọ thiết bị. Bên cạnh đó số lượng đèn dùng để chiếu sáng là khá
lớn, gia chủ sẽ gặp những bất tiện nhỏ trong việc bật tắt, điều chỉnh độ sáng cho
phù hợp.
Hệ thống chiếu sáng sẽ được tích hợp chung với các hệ thống khác hoặc sẽ
được tách riêng ra để điều khiển độc lập. Các giải pháp đều nhằm tối ưu hóa hệ
thống và giúp gia chủ điều khiển dễ dàng hơn. Các giải pháp kết hợp sẽ được tính
đến để tự động hóa tới mức tối đa.
1.3.2.2. Hệ thống kiểm soát vào ra
Khi chủ nhà đi vắng, việc kiểm soát các hệ thống vào ra trong ngôi nhà là rất
quan trọng, giúp đề phòng trộm v.v… Ngôi nhà thông minh cung cấp hệ thống
kiểm soát vào ra cho phép chủ nhà quản lý và cấp quyền “đăng nhập” cho các
thành viên trong gia đình và người thân.
Hệ thống cửa ra vào ở các phòng sẽ được lắp đặt các khóa vân tay hoặc khóa
phím v.v… nhằm nhận dạng người trong nhà hoặc khách để cấp quyền “đăng
nhập”. Ngoài ra, còn có thể dùng hệ thống nhận diện khuôn mặt hay giọng nói tùy
vào phòng riêng của mỗi người.
Mỗi khi có sự kiện mới, hệ thống kiểm soát ra vào này cũng sẽ kích hoạt các
hệ thống khác để lưu giữ các thay đổi do người dùng tạo ra.
1.3.2.3. Hệ thống quan sát, thông tin liên lạc
Một ngôi nhà bình thường sẽ có từ 4 đến 5 phòng kín, và do vậy sẽ có một
vài vấn đề khó khăn khi giao tiếp từ phòng này sang phòng khác. Một hệ thống

32. 26
thông tin liên lạc nội bộ có thể giúp giải quyết vấn đề này.
Hệ thống liên lạc nội bộ đơn giản có thể là các điện thoại cố định hoặc điện
thoại mẹ bồng con. Ngoài chức năng liên lạc trong nhà, hệ thống này cần được
kết nối với mạng điện thoại để tiện cho việc giao tiếp và công việc hơn, để làm
việc này cần đến một bộ chuyển kênh.
Hệ thống quan sát sẽ giúp việc kiểm soát an ninh, người vào/ra ngôi
nhà…giúp cho gia chủ nhận diện khách nhanh chóng thông qua camera.
1.3.2.4. Hệ thống giải trí đa phương tiện
Ngôi nhà là nơi sinh hoạt của một gia đình có thể gồm nhiều thế hệ và mỗi
thế hệ lại có nhu cầu giải trí khác nhau. Do đó, một hệ thống giải trí đa phương
tiện sẽ cung cấp cho các thành viên những hoạt động giải trí phù hợp…
1.3.2.5. Hệ thống quản lý cấp điện, nước, gas
Đối với một ngôi nhà bình thường thì việc cung cấp và đo lường các chỉ số
điện nước đều phải thông qua các cơ quan nhà nước.
Ngôi nhà thông minh cung cấp giải pháp nhằm đo lường và báo lại các thông
số điện, nước thường xuyên, kết hợp với hệ thống quản lý chiếu sáng và hệ thống
kiểm soát vào ra, từ đó tự động bật/tắt các thiết bị trong nhà nhằm tiết kiệm năng
lượng. Ngoài ra, các cảm biến sẽ giúp hạn chế và cảnh báo các nguy cơ khác như
rò rỉ gas, mực nước ở bể chứa thấp, bể đường ống nước, cháy chập điện…
1.3.2.6. Hệ thống cảm biến và báo động, báo cháy
Hệ thống các cảm biến là thành phần quan trọng trong bất kì hệ thống nào
của ngôi nhà, các cảm biến có nhiệm vụ gửi các thông số đo được về cho bộ xử
lý trung tâm để có giải pháp phù hợp với từng gói dữ liệu và xử lý từng tình huống
tương ứng.
Các cảm biến cơ bản như cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, cảm biến gas, cảm biến
áp suất, cảm biến hồng ngoại…
1.3.2.7. Hệ thống điều hòa không khí, kiểm soát môi trường
Thông thường thì một ngôi nhà cần có những không gian xanh, nó không chỉ

33. 27
giúp các thành viên trong gia đình thư giãn mà còn giúp điều hòa không khí. Việc
xây dựng và duy trì màu xanh trong ngôi nhà là cần thiết, do đó hệ thống điều hòa
không khí và kiểm soát môi trường sẽ giúp ích rất nhiều trong việc chăm sóc cây
như độ ẩm cần thiết, hay là ánh sáng phù hợp…
1.3.2.8. Hệ thống các công tắc điều khiển trạng thái
Hệ thống các công tắc và bảng hiển thị sẽ cung cấp thông tin cũng như nhận
lệnh điều khiển từ gia chủ. Đảm bảo sự tương tác hai chiều giữa các thành viên
và hệ thống tự động. Hệ thống bao gồm: các điều khiển từ xa, các công tắc gắn
tường, các bảng điều khiển tương tác HMI, điện thoại thông minh…
1.3.2.9. Hệ thống mạng, xử lý trung tâm và sự kết hợp hoạt động
Ngôi nhà thông minh được đánh giá cao và khác hẳn những ngôi nhà bình
thường là do nó được trang bị một hệ thống mạng điều khiển và toàn bộ các thay
đổi và điều khiển tự động trong ngôi nhà được xử lý đồng nhất thông qua hệ thống
mạng và xử lý trung tâm. Nó có vai trò quan trọng, làm nhiệm vụ liên kết các hệ
thống khác trong ngôi nhà lại với nhau, điều phối của hệ thống chấp hành một
cách nhịp nhàng theo các điều kiện tác động được lập trình từ trước. Chúng ta gọi
đó là các hoạt cảnh – hay là các điều kiện môi trường trong ngôi nhà. Một vài sự
kết hợp tiêu biểu:
- Hệ thống chiếu sáng với Hệ thống xử lý trung tâm có thể được lập trình theo
thói quen của người sử dụng. Các thiết bị chiếu sáng sẽ hoạt động theo chu
trình thời gian đặt trước.
- Hệ thống chiếu sáng kết hợp với Hệ thống cảm biến cung cấp khả năng tự
động điều khiển ánh sáng như: đèn tự động tắt khi không có người trong
phòng, một số khu vực tự sáng đèn khi qua 18h…
- Hệ thống cảnh báo kết hợp với hệ thống chiếu sáng: khi có vấn đề xảy ra như
cháy nổ, phát hiện ăn trộm… các bóng đèn sẽ chớp sáng liên tục, đồng thời
sẽ có tiếng còi báo hiệu.

34. 28
- Hệ thống cảm biến kết hợp với hệ thống xử lý trung tâm báo cáo tình trạng
lưu trữ điện trong các UPS, báo cáo mực nước trong bồn chứa… nhằm đảm
bảo nguồn cung cho nhu cầu sinh hoạt hằng ngày.
- Hệ thống giải trí đa phương tiện kết hợp với hệ thống chiếu sáng nhằm đem
lại những giây phút thư giãn cho thành viên trong gia đình.
1.4. Ứng dụng nhà thông minh trong nước và trên thế giới
1.4.1. Ứng dụng trong nước
a. Nhà thông minh BKAV
Chạm để điều khiển
Ví dụ sau giúp hình dung được phần nào hoạt động của hệ thống: Khi khách
đến, chỉ cần chạm vào “Tiếp khách”, đèn phòng khách bật sáng rực rỡ, rèm kéo
lên, điều hòa giảm xuống độ mát sâu hơn, giảm âm lượng nhạc phát… thông
thường để làm được việc này bạn phải chạy khắp căn phòng và bấm rất nhiều
công tắc. Thật tiện nghi khi chỉ cần chạm vào một nút trên màn hình. Một ví dụ
khác khi đi ngủ, thay vì phải kéo rèm, đóng cửa, tắt điện, mò mẫm đi lên giường,
chỉ việc chạm vào “Đi ngủ” trên điện thoại hoặc máy tính bảng, hệ thống sẽ thực
hiện giúp những điều này, đồng thời kích hoạt hệ thống an ninh, báo động khi
phát hiện xâm nhập trái phép.
Hệ thống ánh sáng thông minh
Hệ thống ánh sáng trong và ngoài ngôi nhà được chia thành nhiều khu vực,
chỉ những khu vực nào có người đèn mới được bật sáng và tự động tắt khi không
có người. Không những thế, hệ thống ánh sáng còn tự động điều chỉnh ở chế độ
phù hợp theo sở thích của gia chủ như: khi tiếp khách ánh sáng ở chế độ rực rỡ,
tất cả các đèn sáng lên, từ đèn trần, đèn hắt, đèn chùm, đèn tranh mức độ sáng của
các hệ đèn này còn được tự động thay đổi vào mỗi thời điểm khác nhau. Chẳng
hạn vào ban ngày, ánh sáng sẽ bật tự động ở mức 50% độ sáng nhưng vào buổi
tối hệ thống ánh sáng sẽ bật ở mức 100% để phù hợp với nhu cầu và sinh hoạt của
gia chủ, đem tới sự tiện nghi và tiết kiệm năng lượng. Hệ thống có khả năng học

35. 29
thói quen của gia chủ. Ví dụ theo kịch bản cài đặt sẵn, ban ngày hệ thống đèn tự
động tắt sau 15 phút khi không có người, ban đêm tự động tắt sau 5 phút và thời
gian được coi là chuyển sang ban đêm là 11 giờ. Tuy nhiên mỗi gia đình có thói
quen sinh hoạt khác nhau, do đó hệ thống sẽ tự động học thói quen để điều chỉnh
mốc thời gian ban đêm này một cách thông minh, phù hợp với gia chủ.
Hệ thống điều khiển rèm mành
Với Bkav SmartHome, hệ thống rèm mành ngoài việc điều khiển từ xa, chế
độ đóng mở theo các kịch bản đặt trước, hệ thống còn cho phép điều khiển kết
hợp với hệ thống ánh sáng, âm thanh, giải trí đa phương tiện… theo các kịch bản
mong muốn, phù hợp trong các tình huống sử dụng trong thực tế như tiếp khách,
xem phim, đi ngủ. Bkav Smarthome còn tự động hoạt động theo thói quen của
người dùng, như buổi sáng rèm tự động kéo lên, đi ngủ rèm tự động đóng lại, hệ
thống còn phân biệt được nhu cầu ánh sáng của mùa đông, mùa hè khác nhau để
tự động điều chỉnh đóng mở cho phù hợp. Với giao diện điều khiển trực quan 3D,
trên màn hình cảm ứng người dùng có thể bấm trực tiếp vào rèm mành để điều
khiển.
Hệ thống an ninh
Hệ thống an ninh trong ngôi nhà nắm giữ vai trò quan trọng, bảo vệ ngôi nhà
24/7, kiểm soát các nguy cơ cháy nổ (rò rỉ khí gas, chập điện), bị xâm nhập trái
phép… Hệ thống này gồm các thiết bị kiểm soát vào ra ACS (chuông cửa có hình
kết hợp kiểm soát vào ra bằng vân tay, mã số, thẻ từ), cảm biến phát hiện người,
cảm biến phát hiện kính vỡ, cảm biến khói, hệ thống IP camera ghi hình, hàng rào
điện tử.
Hệ thống kiếm soát môi trường
Môi trường không khí có vai trò đặc biệt quan trọng đối với sức khỏe. Nhà
thông minh Bkav SmartHome được trang bị hệ thống kiểm soát môi trường với
các cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ oxy đặt ở khắp các vị trí thích hợp trong
ngôi nhà. Các thông số được chuyển về hệ thống trung tâm để tính toán, đưa ra

36. 30
lệnh điều khiển tới các thiết bị điều hòa nhiệt độ, máy hút ẩm, quạt thông gió...
b.Nhà thông minh Acis
Điều khiển chéo theo khu vực
Với thế mạnh hệ thống giao tiếp không dây, việc điều khiển các thiết bị điện
ở các khu vực trong nhà đơn giản, từ vị trí này có thể tắt/mở các thiết bị ở khu vực
khác nhau mà không cần phải thi công dây điện liên thông phức tạp. Việc điều
khiển chéo được thực hiện qua 2 cách: bằng công tắc cảm ứng hoặc remote. Với
remote đã được thiết lập chế độ (tùy chỉnh theo mong muốn), việc điều khiển thiết
bị điện như tivi, máy lạnh, quạt, rèm cửa... trở nên nhanh gọn hơn rất nhiều.
Điều khiển từ xa qua smartphone,tablet,pc,…
Điều khiển thiết bị sử dụng điện từ xa qua Smartphone, tablet, laptop... có
kết nối hệ thống internet (wifi, 3G) là giao thức điều khiển thay thế cho điều khiển
tắt/mở công tắc cảm ứng, remote thuận tiện nhất khi chủ nhà đi vắng. Điều khiển
từ xa qua Smartphone, tablet, laptop... chính là tính năng nổi bật nhất trong hệ
thống nhà thông minh. Ví dụ: Đang làm việc tại công ty hay ở xa, chủ nhà có thể
sử dụng thiết bị di động cá nhân để theo dõi căn nhà qua hệ thống camera hoặc
kiểm tra trạng thái hoạt động của các thiết bị sử dụng và điều khiển tắt/mở thiết
bị theo mong muốn. Ngoài ra chủ nhà cũng có thể sử dụng điện thoại để mở cửa
trong trường hợp người thân quên chìa khóa để vào nhà.
Điều khiển hoạt động theo lịch trình
Giải pháp Nhà thông minh Easy Control dễ dàng thiết lập lịch trình cho các
thiết bị sử dụng điện hoat động theo khung thời gian cố định, tức là hệ thống tự
động điều khiển ngôi nhà dựa vào thời gian biểu trong ngày, tuần, tháng hay thói
quen sinh hoạt chủ nhà. Ví dụ: con trẻ hay chơi ở nhà vào thứ 3,5,7. Chúng ta có
thể đặt lịch trình để ngắt điện ổ cắm điện trong phòng để giúp con được an toàn
hơn. Các ổ cắm điện trong nhà bếp cũng có thể được đặt lịch trình mở trong khung
thời gian làm bếp và tự động tắt khi không sử dụng giúp an toàn cho các thiết bị
điện.

37. 31
1.4.2. Ứng dụng ngoài nước
Ở nhiều nước phát triển, hạ tầng hiện đại, nhà thông minh đã được thịnh hành
từ lâu và người ta không coi nó là thứ xa xỉ, mà là những cái cần thiết, rất đời
thường khiến cuộc sống tiện nghi hơn.
Hiện tại trên thế giới có rất nhiều hãng cung cấp nhà thông minh. trong đó
nổi bật nhất là các hãng Home Automation Inc (HAI- Nay là Leviton security &
Automation), ELK, Vantage, Control4.
Dưới đây là một số nhà thông minh nổi tiếng thế giới:
Hình 1. 16: Biệt thự Thái Bình Dương của Bill Gates
Biệt thự Thái Bình Dương của Bill Gates, được mệnh danh là "ngôi nhà
thông minh" đầu tiên trong lịch sử loài người cả về nghĩ đen và nghĩa bóng, do có
những hệ thống trang, thiết bị điện tử tinh vi, hiện đại và rất phức tạp được bố trí
ở nội thất bên trong

38. 32
Hình 1. 17: Biệt thự Cape Cod ở Cotuit, Massachusetts
Công nghệ của ngôi nhà thông minh rộng 7,6 mẫu (gần 31.000 mét vuông)
không chỉ là các hệ thống trong nhà chính gồm 4 phòng ngủ, mà còn cả ánh sáng,
nhiệt và các tiện nghi khác trong cả ngôi nhà để hàng 1 phòng ngủ. Hệ thống công
nghệ này điều khiển audio/video, 14 chiếc TV màn hình phẳng và cả nhiệt độ
trong hầm rượu vang.
Ngôi biệt thự có 4 năm tuổi này cũng có tới 8 phòng tắm, 4 lò sưởi và một
bể bơi cực đẹp
Hình 1. 18: Biệt thự tháp Clock ở Brooklyn, New York
Những khung cửa sổ của ngôi nhà này rất đặc biệt, được chạm khắc hình ảnh

39. 33
4 chiếc đồng hồ khổng lồ, và cả bốn chiếc đồng hồ này vẫn đang hoạt động bình
thường. Ngoài ra, ngôi nhà được trang bị các hệ thống kỹ thuật số với hệ thống
điều khiển Crestron kiểm soát ánh sáng, nhiệt, điều hoà không khí, nghe/nhìn và
bóng râm.
Những tiện nghi khác của ngôi nhà bao gồm 3,5 phòng ngủ, cầu thang máy
riêng, trần nhà cao từ 16-50 foot (4,8 mét đến 15 mét) và dịch vụ bảo vệ 24 giờ.
Hình 1. 19: Biệt thự Tuxedo Park ở Atlanta, Georgia
Ngôi biệt thự rộng 2 mẫu (hơn 8.000 mét vuông) này hội tụ đầy đủ mọi loại
công nghệ tiên tiến nhất, từ nhà hát tại gia có giá gần 1 triệu USD đến hệ thống
ánh sáng, nhiệt và rất nhiều thứ bạn có thể điều khiển từ xa.
Hầu như mọi căn phòng trong ngôi nhà đều kết nối với hệ thống bảo mật và
âm nhạc, được trang bị cáp CAT5, hệ thống tổng đài điện thoại PBX và truy cập
Internet tốc độ cao. Ngoài ra, căn nhà cũng có hệ thống nhiệt/làm mát công nghệ
cao và các cửa sổ điều chỉnh nhiệt cùng chức năng cách nhiệt hữu dụng.
1.5. Giải pháp thiết kế nhà thông minh trong đồ án
1.5.1. Giới hạn của đề tài
Căn cứ vào yêu cầu cũng như giới hạn của đề tài về mặt thời gian và trình
độ, em xin lựa chọn một số hệ thống thuộc nhà thông minh để thực hiện thiết kế
mô hình mô phỏng như sau:

40. 34
 Hệ thống chiếu sáng
 Hệ thống theo dõi nhiệt độ phòng
 Hệ thống cảnh báo cháy nổ
1.5.2. Đề xuất giải pháp
Từ những nghiên cứu về hệ thống nhà thông minh trên thị trường, căn cứ vào
phạm vi đề tài cũng như khả năng bản thân. Em xin đưa ra phương án mô phỏng
lại hệ thống nhà thông minh đồ án tốt nghiệp như sau:
 Hệ thống sử dụng cảm biến nhiệt độ, độ ẩm không khí. Cảm biến có
ưu điểm dễ dàng tìm kiếm, dễ sử dụng và theo dõi nhiệt độ cũng như
khí trong không khí
 Về bộ xử lý trung tâm: Hệ thống xử dụng vi điều khiển. Vi điều khiển
có nhiêm vụ nhận dữ liệu từ các cảm biến để theo dõi thông tin của
ngôi nhà. Ngoài ra bộ xử lý trung tâm còn giao tiếp khối wifi kết nối
tới điện thoại, mô phỏng lại tính năng điều khiển thiết bị từ điện thoại
 Để mô phỏng hệ thống đèn, em sử dụng hệ thống đèn led nhỏ
 Để điều khiển các thiết bị trực tiếp từ điện thoại một cách tức thì, em
sử dụng module kết nối wifi.
1.6. Kết luận chương 1
Như vậy ở chương 1 em đã đi tìm hiểu hệ thống nhà thông minh, đề suất các
tính năng mô phỏng lại hệ thống nhà thông minh và đưa ra phương pháp thiết kế.
Trong chương 2 em sẽ đi sâu vào tìm hiểu các linh kiện sử dụng trong hệ thống.

41. 35
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ LINH KIỆN VÀ
CÁC PHẦN MỀM SỬ DỤNG
2.1. Lựa chọn linh kiện cho đề tài
2.1.1. Khối điều khiển trung tâm
Khối điều khiển trung tâm có nhiệm vụ điều khiển toàn bộ hệ thống. Phù
hợp với nhu cầu điều khiển có một số module như sau:
 Module arduino như Uno, R3, Mega…
 Các loại PIC, AVR
 ESP8266
Bảng so sánh một số nhu cầu trong đồ án của từng module thông dụng
làm khối điều khiển trung tâm
Bảng 2. 1: So sánh các module cho khối điều khiển trung tâm
Nhu cầu Arduino PIC, AVR ESP8266
Hệ thống nhỏ Phù hợp Không phù hợp Phù hợp
Giá rẻ Phù hợp Phù hợp Phù hợp
Tích hợp wifi Không Không Có
Cộng đồng hỗ trợ Lớn Nhỏ Lớn
Hoạt động ổn
định
Có Có Có
Thiết kế lại mạch Không cần Có cần Không cần
Dễ lập trình Dễ dàng Khó khăn Dễ dàng
Giao tiếp UART Có Có Có
Nhỏ gon Nhỏ Trung bình Trung bình
Căn cứ vào bảng trên và để đáp ứng nhiệm vụ điều khiển emm lựa chọn
module Arduino Uno với những ưu nhược điểm sau:
a. Ưu điểm
 Giá thành rẻ, phù hợp với sinh viên

42. 36
 Thích hợp với các hệ thống mô hình nhỏ
 Nhỏ gọn, dễ dàng lập trình, phù hợp giao tiếp với máy tính
 Cộng động hỗ trợ lớn, nhiều mã nguồn mở
 Hoạt động ổn định, tuổi thọ linh kiện cao
b. Nhược điểm
 Linh kiện từ Trung Quốc do vậy tồn tại hiện tượng nhiễu
 Chì phù hợp với hệ thống nhỏ, đơn giản. Hiệu năng điều khiển
chưa đủ nhanh
2.1.2. Khối kết nối wifi
Để đáp ứng nhiệm vụ điều khiển một số ngoại vi như đèn và giao tiếp với
điện thoại. Em lựa chọn module ESP8266 với những ưu nhược điểm sau:
a. Ưu điểm
 Giá thành rẻ, phù hợp với sinh viên
 Thích hợp với các hệ thống mô hình nhỏ
 Tích hợp sẵn module wifi, phù hợp giao tiếp với điện thoại
 Cộng động hỗ trợ lớn, nhiều mã nguồn mở
 Hoạt động ổn định, tuổi thọ linh kiện cao
b. Nhược điểm
 Linh kiện từ Trung Quốc do vậy tồn tại hiện tượng nhiễu
 Chì phù hợp với hệ thống nhỏ, đơn giản. Hiệu năng điều khiển
chưa đủ nhanh
2.1.3. Các loại cảm biến
Để đo dữ liệu nhiệt độ phòng, em lựa chọn DHT11, khí ga em lựa chọn MQ2,
cảm biến lửa sử dụng cảm biến hồng ngoại với những lý do sau
a. Ưu điểm
 Giá thành rẻ, phù hợp với sinh viên
 Thích hợp với các hệ thống mô hình nhỏ
 Dễ tìm kiếm trên thị trường

43. 37
 Kết nối tới vi điều khiển dễ dàng
b. Nhược điểm
 Dữ liệu đo nhiệt độ và khí ga chưa hoàn toàn chính xác, tuy nhiên
với phạm vi đồ án việc này không ảnh hưởng quá nhiều
 Bị nhiễu bởi môi trường ngoài
2.1.4. Khối nguồn
Hệ thống bao gồm những linh kiện hoạt động với dải điện áp thấp. Module
nguồn 24V 1-2A được em lựa chọn sử dụng. Nguồn dễ dàng tìm kiếm tại các quán
điện tử trên thị trường. Tuy nhiên, do nguồn nhập từ Trung Quốc nên còn dễ hỏng
và nhiễu nguồn.
2.1.5. Các linh kiện khác
Ngoài các thành phần chính, hệ thống sử dụng các linh kiện khác như:
 Màn hình LCD 16x2. Đây là màn hình phổ biến, dễ sử dụng, ứng
dụng nhiều cho các đồ án mô hình
 Module relay để bật hoặc tắt thiết bị điện
 Đèn led để mô phỏng đèn trong ngôi nhà
 Còi báo mini để cảnh báo cháy
 Mạch chuyển đổi điện áp thành dòng điện
2.2. Các linh kiện sử dụng
2.2.1. Tổng quan về Arduino
Nhắc tới dòng mạch Arduino dùng để lập trình, cái đầu tiên mà người ta
thường nói tới chính là dòng Arduino Uno. Với thiết kế nhỏ gọn, ứng dụng cao,
hoạt động ổn đinh, Arduino Uno chính là lựa chọn hàng đầu khi sử dụng Arduino

44. 38
Hình 2. 1: Arduino Uno
Một vài thông số của Arduino Uno
Bảng 2. 2: Thông số của Arduino Uno
Vi điều khiển ATmega328 họ 8bit
Điện áp hoạt động 5V DC (chỉ được cấp qua cổng USB)
Tần số hoạt động 16 MHz
Dòng tiêu thụ khoảng 30mA
Điện áp vào khuyên dùng 7-12V DC
Điện áp vào giới hạn 6-20V DC
Số chân Digital I/O 14 (6 chân hardware PWM)
Số chân Analog 6 (độ phân giải 10bit)
Dòng tối đa trên mỗi chân I/O 30 mA
Dòng ra tối đa (5V) 500 mA
Dòng ra tối đa (3.3V) 50 mA
Bộ nhớ flash
32 KB (ATmega328) với 0.5KB dùng bởi
bootloader
SRAM 2 KB (ATmega328)
EEPROM 1 KB (ATmega328)

45. 39
a. Vi điều khiển
Hình 2. 2: Vi điều khiển ATmega328 và các GPIO trên Arduino Uno
Arduino Uno sử dụng vi điều khiển họ 8bit AVR là ATmega328. Bộ não này
có thể xử lí những tác vụ đơn giản như điều khiển đèn LED nhấp nháy, xử lí tín
hiệu cho xe điều khiển từ xa, làm một trạm đo nhiệt độ - độ ẩm và hiển thị lên
màn hình LCD. Thiết kế tiêu chuẩn của Arduino Uno sử dụng vi điều khiển
ATmega328 với giá khoảng 90.000đ.
Nguồn.
Arduino Uno có thể được cấp nguồn 5V thông qua cổng USB hoặc cấp nguồn
ngoài với điện áp khuyên dùng là 7-12V DC và giới hạn là 6-20V. Thường thì cấp
nguồn bằng pin vuông 9V là hợp lí nhất nếu không có sẵn nguồn từ cổng USB.
Nếu cấp nguồn vượt quá ngưỡng giới hạn trên, sẽ làm hỏng Arduino Uno.
 GND (Ground): Cực âm của nguồn điện cấp cho Arduino Uno.
 5V: Cấp điện áp 5V đầu ra. Dòng tối đa cho phép ở chân này là 500mA.
 3.3V: Cấp điện áp 3.3V đầu ra. Dòng tối đa cho phép ở chân này là 50mA.
 Vin (Voltage Input): Để cấp nguồn ngoài cho Arduino Uno

46. 40
 IOREF: Điện áp hoạt động của vi điều khiển trên Arduino Uno có thể được
đo ở chân này. Điện áp luôn là 5V.
 RESET: Việc nhấn nút Reset trên board để reset vi điều khiển tương đương
với việc chân RESET được nối với GND qua 1 điện trở 10KΩ.
b. Bộ nhớ.
Vi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn cung cấp cho người dùng:
 32KB bộ nhớ Flash: Những đoạn lệnh lập trình sẽ được lưu trữ trong bộ
nhớ Flash của vi điều khiển. Thường thì sẽ có khoảng vài KB trong số này
sẽ được dùng cho bootloader
 2KB cho SRAM (Static Random Access Memory): Giá trị các biến bạn
khai báo khi lập trình sẽ lưu ở đây. Khai báo càng nhiều biến thì càng cần
nhiều bộ nhớ RAM. Khi mất điện, dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất.
 1KB cho EEPROM: Đây giống như một chiếc ổ cứng mini – nơi có thể
đọc và ghi dữ liệu của mình vào đây mà không phải lo bị mất khi cúp điện
giống như dữ liệu trên SRAM.
c. Các cổng ra vào.
Hình 2. 3: Các cổng vào ra trên Arduino Uno
Arduino Uno có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu. Chúng chỉ
có 2 mức điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là 40mA. Ở

47. 41
mỗi chân đều có các điện trở pull-up từ được cài đặt ngay trong vi điều khiển
ATmega328 (mặc định thì các điện trở này không được kết nối).
Một số chân digital có các chức năng đặc biệt như sau:
 2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): dùng để gửi (transmit – TX) và nhận
(receive – RX) dữ liệu TTL Serial. Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết
bị khác thông qua 2 chân này. Kết nối bluetooth thường thấy nói nôm na
chính là kết nối Serial không dây. Nếu không cần giao tiếp Serial, bạn
không nên sử dụng 2 chân này nếu không cần thiết
 Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép bạn xuất ra xung PWM với
độ phân giải 8bit (giá trị từ 0 → 28
-1 tương ứng với 0V → 5V) bằng hàm
analogWrite(). Nói một cách đơn giản, có thể điều chỉnh được điện áp ra ở
chân này từ mức 0V đến 5V thay vì chỉ cố định ở mức 0V và 5V như những
chân khác.
 Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ngoài các
chức năng thông thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu bằng
giao thức SPI với các thiết bị khác.
 LED 13: trên Arduino Uno có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L). Khi bấm
nút Reset, sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu. Nó được nối với chân số
13. Khi chân này được người dùng sử dụng, LED sẽ sáng.
Arduino Uno có 6 chân analog (A0 → A5) cung cấp độ phân giải tín hiệu
10bit (0 → 210
-1) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V. Với
chân AREF trên board, có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các
chân analog. Tức là nếu cấp điện áp 2.5V vào chân này thì có thể dùng các chân
analog để đo điện áp trong khoảng từ 0V → 2.5V với độ phân giải vẫn là 10bit.
Đặc biệt, Arduino Uno có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp
I2C/TWI với các thiết bị khác.

48. 42
2.2.2. Node MCU ESP8266
Module ESP8266 là module wifi được đánh giá rất cao cho các ứng dụng
liên quan đến Internet và Wifi cũng như các ứng dụng truyền nhận sử dụng thay
thế cho các module RF khác với khoảng cách truyền lên tới 100 mét (Môi trường
không có vật cản). Trên 400m với anten và router thích hợp.
- ESP8266 cung cấp một giải pháp kết nối mạng Wi-Fi hoàn chỉnh và khép
kín, cho phép nó có thể lưu trữ các ứng dụng hoặc để giảm tải tất cả các chức
năng kết nối mạng Wi-Fi từ một bộ xử lý ứng dụng.
- Khi ESP8266 là máy chủ các ứng dụng hay khi nó chỉ là bộ vi xử lý ứng
dụng có trong thiết bị, nó có thể khởi động trực tiếp từ một flash ngoài. Nó
có tích hợp bộ nhớ cache để cải thiện hiệu suất của hệ thống trong các ứng
dụng này, và để giảm thiểu các yêu cầu bộ nhớ.
- Luôn phiên, phục vụ như một bộ chuyển đổi Wi-Fi, truy cập internet không
dây có thể được thêm vào bất kỳ thiết kế vi điều khiển nào dựa trên kết nối
đơn giản qua giao diện UART hoặc giao diện cầu CPU AHB.
- Khả năng lưu trữ và xử lý mạnh mẽ cho phép nó được tích hợp với các bộ
cảm biến, vi điều khiển và các thiết bị ứng dụng cụ thể khác thông qua GPIO
với chi phí tối thiểu và một PCB tối thiểu. Với mức độ tích hợp cao trên chip,
trong đó bao gồm các anten chuyển đổi balun, bộ chuyển đổi quản lý điện
năng…
Hình 2. 4: NodeMCU ESP8266

49. 43
Cấu tạo của NODEMCU ESP8266
Module ESP8266 có các chân dùng để cấp nguồn và thực hiện kết nối. Chức
năng của các chân như sau:
- VCC: 3.3V đến 5V.
- GND: Chân nối đất.
- Tx: Chân Tx của giao thức UART, kết nối đến chân Rx của vi điều khiển.
- Rx: Chân Rx của giao thức UART, kết nối đến chân Tx của vi điều khiển.
- RST: Chân reset, kéo xuống mass để reset.
- 10 chân GPIO từ D0 – D8, có chức năng PWM, IIC, giao tiếp SPI, 1-Wire
và ADC trên chân A0.
- Kết nối mạng wifi (có thể là sử dụng như điểm truy cập và/hoặc trạm máy
chủ lưu trữ một, máy chủ web), kết nối internet để lấy hoặc tải lên dữ liệu.
Hình 2. 5: Sơ đồ chân ESP8266
Thông số kỹ thuật:
- Hỗ trợ chuẩn 802.11 b/g/n.
- Wi-Fi 2.4 GHz, hỗ trợ WPA/WPA2.
- Chuẩn điện áp hoạt động: 3.3V.
- Chuẩn giao tiếp nối tiếp UART với tốc độ Baud lên đến 115200.
- Tích hợp ngăn xếp giao thứcTCP / IP.
- Tích hợp chuyển đổi TR, balun, LNA, bộ khuếch đại công suất và phù hợp
với mạng.

50. 44
- Tích hợp PLL, bộ quản lý, và các đơn vị quản lý điện năng.
- Công suất đầu ra +19.5dBm trong chế độ 802.11b.
- Tích hợp cảm biến nhiệt độ.
- Hỗ trợ nhiều loại anten.
- Wake up và truyền các gói dữ liệu trong < 2ms.
- Chế độ chờ tiêu thụ điện năng < 1.0mW (DTIM3).
- Hỗ trợ cả 2 giao tiếp TCP và UDP.
- Làm việc như các máy chủ có thể kết nối với 5 máy con.
- Hỗ trợ các chuẩn bảo mật như: OPEN, WEP, WPA_PSK, WPA2_PSK,
WPA_WPA2_PSK.
- Có 3 chế độ hoạt động: Client, Access Point, Both Client and Access Point.
2.2.3. Cảm biến nhiệt độ DHT11
DHT11 là cảm biến nhiệt độ và độ ẩm. Nó ra đời sau và được sử dụng thay
thế cho dòng SHT1x ở những nơi không cần độ chính xác cao về nhiệt độ và độ
ẩm.
Hình 2. 6: Cảm biến DHT11
DHT11 có cấu tạo 4 chân như hình. Nó sử dụng giao tiếp số theo chuẩn 1 dây.
Thông số kỹ thuật:
 Do độ ẩm: 20%-95%
 Nhiệt độ: 0-50ºC

51. 45
 Sai số độ ẩm ±5%
 Sai số nhiệt độ: ±2ºC
Nguyên lý hoạt động
Hình 2. 7: Sơ đồ kết nối vi điều khiển
Bước 1: Khởi tạo
 MCU thiết lập chân DATA là Output, kéo chân DATA xuống 0 trong
khoảng thời gian >18ms. Khi đó DHT11 sẽ hiểu MCU muốn đo giá trị nhiệt
độ và độ ẩm.
 MCU đưa chân DATA lên 1, sau đó thiết lập lại là chân đầu vào.
 Sau khoảng 20-40us, DHT11 sẽ kéo chân DATA xuống thấp. Nếu >40us
mà chân DATA không được kéo xuống thấp nghĩa là không giao tiếp được
với DHT11.
 Chân DATA sẽ ở mức thấp 80us sau đó nó được DHT11 kéo nên cao trong
80us. Bằng việc giám sát chân DATA, MCU có thể biết được có giao tiếp
được với DHT11 không. Nếu tín hiệu đo được DHT11 lên cao, khi đó hoàn
thiện quá trình giao tiếp của MCU với DHT.
Bước 2: Đọc giá trị trên DHT11
DHT11 sẽ trả giá trị nhiệt độ và độ ẩm về dưới dạng 5 byte. Trong đó:
 Byte 1: giá trị phần nguyên của độ ẩm (RH%)
 Byte 2: giá trị phần thập phân của độ ẩm (RH%)
 Byte 3: giá trị phần nguyên của nhiệt độ (TC)

52. 46
 Byte 4: giá trị phần thập phân của nhiệt độ (TC)
 Byte 5: kiểm tra tổng.
Nếu Byte 5 = (8 bit) (Byte1 +Byte2 +Byte3 + Byte4) thì giá trị độ ẩm
và nhiệt độ là chính xác, nếu sai thì kết quả đo không có nghĩa.
Đọc dữ liệu:
Sau khi giao tiếp được với DHT11, DHT11 sẽ gửi liên tiếp 40 bit 0
hoặc 1 về MCU, tương ứng chia thành 5 byte kết quả của Nhiệt độ và độ
ẩm.
Sau khi tín hiệu được đưa về 0, ta đợi chân DATA của MCU được
DHT11 kéo lên 1. Nếu chân DATA là 1 trong khoảng 26-28 us thì là 0, còn
nếu tồn tại 70us là 1. Do đó trong lập trình ta bắt sườn lên của chân DATA,
sau đó delay 50us. Nếu giá trị đo được là 0 thì ta đọc được bit 0, nếu giá trị
đo được là 1 thì giá trị đo được là 1. Cứ như thế ta đọc các bit tiếp theo.
2.2.4. Cảm biến khí MQ2
2.2.4.1. Giới thiệu
MQ2 là cảm biến khí, dùng để phát hiện các khí có thể gây cháy. Nó
được cấu tạo từ chất bán dẫn SnO2. Chất này có độ nhạy cảm thấp với không
khí sạch. Nhưng khi trong môi trường có chất ngây cháy, độ dẫn của nó thay
đổi ngay. Chính nhờ đặc điểm này người ta thêm vào mạch đơn gian để biến
đổi từ độ nhạy này sang điện áp.

53. 47
Hình 2. 8: Cảm biến MQ2
Khi môi trường sạch điện áp đầu ra của cảm biến thấp, giá trị điện
áp đầu ra càng tăng khi nồng độ khí gây cháy xung quang MQ2 càng cao.
MQ2 hoạt động rất tốt trong môi trƣờng khí hóa lỏng LPG, H2, và các
chất khí gây cháy khác. Nó đƣợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và
dân dụng do mạch đơn giản và chi phí thấp.
2.2.4.2. Sơ đồ mạch cảm biến MQ2
Hình 2. 9: Sơ đồ mạch cảm biến MQ2
 Aout: điện áp ra tương tự. Nó chạy từ 0.3à4.5V, phụ thuộc vào nồng
độ khí xung quanh MQ2.
 Dout: điện áp ra số, giá trị 0,1 phụ thuộc vào điện áp tham chiếu và
nồng độ khí mà MQ2 đo được.
 Việc có chân ra số Dout rất tiện cho ta mắc các ứng dụng đơn giản,
không cần đến vi điều khiển. Khi đó ta chỉ cần chỉnh giá trị biến trở
tới giá trị nồng độ ta muốn cảnh báo. Khi nồng độ MQ2 đo được thấp
hơn mức cho phép thì Dout = 1. Đèn Led tắt. Khi nồng độ khí đo
được lớn hơn nồng khí cho phép, Dout =0, đèn led sáng.

54. 48
 Việc ra chân tương tự Aout dành cho những xử lý đòi hỏi cần độ
chính xác : Đầu tiên đo trạng thái không khí sạch, giá trị thu được
Vout1.Cho khí ga từ bật lửa rò rỉ ra. Ta thấy giá trị Aout tăng lên.
Khi đạt khoảng cách khí ga từ bật lửa hợp lý rồi tương ứng với nồng
độ khí bắt đầu nguy hiểm, ta ghi lại giá trị Vout2. Ta chọn giá trị
Vout2 là giá trị ngưỡng cảnh báo. Nếu giá trị đo đƣợc lớn hơn ta sẽ
cảnh báo. Chỉnh chân biến trở để điện áp đo tại chân 3 của L358 =
Vout2.
2.2.5. Cảm biến lửa
Hình 2. 10: Cảm biến lửa
Cảm biến phát hiện lửa thường được sử dụng trong hệ thông báo cháy. Tầm
phát hiện trong khoảng 80cm, góc quét là 60 độ. Có thể phát hiện lửa tốt nhất là
loại có bước sóng từ 760nm – 1100nm. Mạch được tích hợp IC LM393 so sánh
để tạo mức tín hiệu. Ta có thể chỉnh độ nhạy bằng biến trở.
 Nguồn: 3.3V – 5V, 15mA
 Ngõ ra: Digital
 Khoảng cách: 80cm
 Góc quét: 60 độ
 Kích thước: 3.2 x 1.4cm
2.2.6. Cảm biến hồng ngoại
Cảm biến vật cản hồng ngoại có khả năng thích nghi với môi trường, có một

55. 49
cặp truyền và nhận tia hồng ngoại. Tia hồng ngoại phát ra một tần số nhất định,
khi phát hiện hướng truyền có vật cản (mặt phản xạ), phản xạ vào đèn thu hồng
ngoại, sau khi so sánh, đèn màu xanh sẽ sáng lên, đồng thời đầu cho tín hiệu số
đầu ra (một tín hiệu bậc thấp). Khoảng cách làm việc hiệu quả 2 ~ 5cm, điện áp
làm việc là 3.3 V đến 5V. Độ nhạy sáng của cảm biến vật cản hồng ngoại được
điều chỉnh bằng chiết áp, cảm biến dễ lắp ráp, dễ sử dụng,…. Có thể được sử dụng
rộng rãi trong robot tránh chướng ngại vật, xe tránh chướng ngại vật và dò
đường….
Hình 2. 11: Cảm biến hồng ngoại
Thông số kỹ thuật:
 Bộ so sánh sử dụng LM393.
 Điện áp làm việc: 3.3V – 5V DC.
 Khi bật nguồn, đèn báo nguồn màu đỏ sáng.
 Lỗ vít 3 mm, dễ dàng cố định, lắp đặt.
 Kích thước: 3.2cm * 1.4cm.
2.2.7. LCD 16x2
2.2.7.1. Hình dáng và cấu tạo
Có rất nhiều loại LCD được sử dụng trong nhiều ứng dụng của vi điều
khiển. LCD có rất nhiều ưu điểm so với các dạng hiển thị khác: nó có khả năng

56. 50
hiển thi kí tự đa dạng, trực quan (chữ, số, kí tự đồ họa) dễ dàng đưa vào mạch ứng
dụng theo nhiều giao thức giao tiếp khác nhau, tốn ít tài nguyên hệ thống và giá
thành rẻ...
Có rất nhiều loại LCD với nhiều hình dáng và kích thước khác nhau.
Hình 2. 12: Hình dáng của loại LCD thông dụng.
Khi sản xuất LCD, nhà sản xuất đã tích hợp chíp điều khiển (HD44780)
bên trong lớp vỏ và chỉ đưa các chân giao tiếp cần thiết. Các chân này được đánh
số thứ tự và đặt tên như hình:
Hình 2. 13: Sơ đồ chân của LCD.
2.2.6.2. Chức năng các chân

57. 51
Bảng 2. 3: Chức năng các chân LCD
Chân
Ký
hiệu
Mô tả
1 Vss
Chân nối đất cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này với
GND của mạch điều khiển.
2 VDD
Chân cấp nguồn cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này với
VCC=5V của mạch điều khiển.
3 VEE Điều chỉnh độ tương phản của LCD.
4 RS
Chân chọn thanh ghi (Register select). Nối chân RS với logic
“0” (GND) hoặc logic “1” (VCC) để chọn thanh ghi.
+ Logic “0”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi lệnh IR của
LCD (ở chế độ “ghi” - write) hoặc nối với bộ đếm địa chỉ của
LCD (ở chế độ “đọc” - read).
+ Logic “1”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi dữ liệu DR bên
trong LCD.
5 R/W
Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write). Nối chân R/W với logic
“0” để LCD hoạt động ở chế độ ghi, hoặc nối với logic “1” để
LCD ở chế độ đọc.
6 E
Chân cho phép (Enable). Sau khi các tín hiệu được đặt lên bus
DB0-DB7, các lệnh chỉ được chấp nhận khi có 1 xung cho phép
của chân E.
+ Ở chế độ ghi: Dữ liệu ở bus sẽ được LCD chuyển vào(chấp
nhận) thanh ghi bên trong nó khi phát hiện một xung (high-to-
low transition) của tín hiệu chân E.
+ Ở chế độ đọc: Dữ liệu sẽ được LCD xuất ra DB0-DB7 khi phát
hiện cạnh lên (low-to-high transition) ở chân E và được LCD
giữ ở bus đến khi nào chân E xuống mức thấp.

58. 52
2.2.8. Mạch chuyển đổi điện áp
Hình 2. 14: Mạch chuyển đổi điện áp sang dòng điện
Module chuyển đổi tín hiệu điện áp 0-2.5/3.3/5.0/10/15/24V sang tín hiệu
dòng điện 4-20mA có thể chuyển đổi tín hiệu điện áp 0-3.3V/0-5V/0-10V/0-
15V/0-24V sang tín hiệu dòng điện 4-20mA. Trong quá trình mạch truyền tín hiệu
điện áp, khoảng cách truyền tăng sẽ gây suy hao, việc sử dụng tín hiệu dòng điện
để tránh suy yếu tín hiệu.
Thông số kỹ thuật:
 Điện áp làm việc: Từ 12 đến 24VDC.
 Điện áp đầu vào: Điều chỉnh được trong khoảng 0 đến 5VDC.
 Điện áp đầu ra: 4 đến 24ma.
7 - 14
DB0
-
DB7
Tám đường của bus dữ liệu dùng để trao đổi thông tin với MPU.
Có 2 chế độ sử dụng 8 đường bus này :
+ Chế độ 8 bit : Dữ liệu được truyền trên cả 8 đường, với bit
MSB là bit DB7.
+ Chế độ 4 bit : Dữ liệu được truyền trên 4 đường từ DB4 tới
DB7, bit MSB là DB7.
15 - Nguồn dương cho đèn nền
16 - GND cho đèn nền

59. 53
 Kích thước: 55(dài)* 25(rộng)
 Trọng lượng: 10g.
2.2.9. Còi chíp
Buzzer là một thiết bị tạo ra tiếng còi hoặc tiếng bíp. Có nhiều loại nhưng cơ
bản nhất là buzzer áp điện, là một miếng phẳng của vật liệu áp điện với hai điện
cực. Loại buzzer này đòi hỏi phải có các bộ dao động (hoặc vi điều khiển) để điều
khiển nó. Chúng được sử dụng ở những vị trí cần phát ra âm thanh nhưng không
quan tâm đến việc tái tạo âm thanh trung thực, như lò vi sóng, báo cháy và đồ
chơi điện tử. Chúng rẻ và kêu to mà không cần sử dụng nhiều năng lượng. Chúng
cũng rất mỏng, vì vậy có thể được sử dụng trong các vật phẳng như thiệp chúc
mừng.
Yếu tố áp điện cũng tạo ra một điện áp khi có áp lực. Do đó, buzzer áp điện
cũng có thể được sử dụng như một cảm biến áp suất hoặc micro.
Bộ buzzer phức tạp hơn bao gồm mạch dao động và loa, vì vậy khi cấp điện
áp ta sẽ được một tiếng bíp hoặc tiếng còi. Sonalert là tên thương hiệu phổ biến
cho các thiết bị này, nên đôi khi bạn sẽ nghe thấy từ “Sonalert” được sử dụng để
chỉ bất kỳ loại còi hoặc module còi nào.
x
Hình 2. 15: Còi chip
Ngoài ra còn có còi điện, sử dụng một cuộn dây và một tiếp điểm điện động.
Khi cuộn dây được cấp điện, tiếp điểm được kéo về phía cuộn dây, nhưng nó
nhanh chóng đóng mạch và tiếp điểm trở lại vị trí ban đầu tạo ra một âm thanh
lớn. (Nếu bạn thêm một miếng sắt vào bộ này, bạn sẽ được chuông điện). Bạn có

60. 54
thể tạo một bộ buzzer với rơle điện bằng cách mắc nối tiếp cuộn dây với tiếp điểm
thường đóng, mặc dù nó có thể sẽ kêu không to. Chuông điện thường được sử
dụng trong hệ thống báo động, chuông cửa, và chuông ở trường học.
Thông số kỹ thuật còi chip 5V
 Điện áp hoạt động: 3.5V – 5.5V
 Dòng hoạt động: <25mA
 Tần số âm thanh: 2500Hz
2.2.10. Module nguồn LM2596
Mạch Giảm Áp LM2596 là module giảm áp có khả năng điều chỉnh được
dòng ra đến 3A. Tức là khi cấp nguồn 9v vào module, sau khi giảm áp ta có thể
dùng được nguồn 3A < 9v... như 5V hay 3.3V
Hình 2. 16: Module LM2596 thực tế
Thông số kỹ thuật:
 Module nguồn không sử dụng cách ly
 Nguồn đầu vào từ 4V - 35V.
 Nguồn đầu ra: 1V - 30V.
 Dòng ra Max: 3 A
 Kích thước mạch: 53mm x 26mm
 Đầu vào: INPUT +, INPUT-

61. 55
 Đầu ra: OUTPUT+, OUTPUT-
Nguyên lý hoạt động
Hình 2. 17: Hướng đi dòng điện trong LM2596
Khi cấp nguồn thô vào chân INPUT+, INPUT- ta sẽ nhận được nguồn ra từ
chân OUTPUT+ , OUTPUT-
Điện áp đầu ra được tùy chỉnh bằng cách vặn biến trở trên module... Biến trở
trên module này hỗ trợ vặn 14 vòng.
2.2.11. Led
LED (Light-emitting diode – Đi-ốt bức xạ ánh sáng)
Bản chất của LED là một đi-ốt, nó chứa một chíp bán dẫn có pha các tạp chất
để tạo ra một tiếp giáp P-N, kênh P chứa lỗ trống, kênh N chứa điện tử, dòng điện
truyền từ A-nốt( kênh P) đến K-tốt (kênh N), khi điện tử lấp đầy chỗ trống nó sinh
ra bức xạ ánh sáng, các bước sóng phát ra có màu khác nhau tùy thuộc vào tạp
chất trong chíp bán dẫn. LED phân thành ba loại chính theo dải công suất: cỡ nhỏ,
cỡ trung bình, cỡ lớn.