Hội thi sáng tạo thanh, thiếu niên, nhi đồng cấp huyện - Sản phẩm: Bàn làm việc thông minh, tiết kiệm điện - Dương Tấn Đạt

BÀI THUYẾT TRÌNH
Tác giả: Dương Tấn Đạt - Lớp 9A4, Trường THCS Lương Tâm
Địa chỉ: Ấp 3 – Lương Tâm – Long Mỹ - Hậu Giang
Tên sản phẩm: “BÀN LÀM VIỆC THÔNG MINH – TIẾT KIỆM ĐIỆN”
Lĩnh vực dự thi: Các dụng cụ sinh hoạt gia đình và đồ chơi trẻ em 
( Có sử dụng Phần mềm tin học)
I. Ý TƯỞNG – MỤC TIÊU
	Hiện nay, công nghệ thông tin phát triển kéo theo sự phát triển của việc tự động hóa, con người muốn sống trong môi trường hiện đại, càng tiện ích càng tốt. Việc sử dụng điện lãng phí trong gia đình, trong công ty và cơ quan nhà nước diễn ra rất phổ biến. Giá điện cũng ngày một tăng cao, nhà nước khuyến khích chúng ta sử dụng điện tiết kiệm, nhằm mang lại lợi ích cho gia đình và cơ quan. Chính vì những lí do trên tôi đã làm ra sản phẩm: “BÀN LÀM VIỆC THÔNG MINH – TIẾT KIỆM ĐIỆN” nhằm giải quyết những vấn đề nêu trên.
II. TÍNH MỚI, TÍNH SÁNG TẠO CỦA SẢN PHẨM
	Sản phẩm này chưa thấy bán trên thị trường, và chưa có gia đình, công ty hoặc cơ quan nhà nước sử dụng.
	Đây là sự kết hợp giữa Tin học (lập trình vi điều khiển) và các thiết bị điện tử trong gia đình, tạo ra sản phẩm mang tính tự động hóa, vận hành theo nhu cầu và mong muốn của người sử dụng.
	Sản phẩm này giúp tự động tắt mở quạt gió, đèn theo chương trình đã cài đặt sẵn, giúp tiết kiện điện và tạo ra sự tiện lợi, tiện nghi cho người sử dụng.
	Với những phần cứng đã có trong sản phẩm, ta có thể thêm một số cảm biến và nâng cấp sản phẩm, để điều khiển thêm hệ thống bơm nước tự động, tưới cây tự động, dội nước tự động trong nhà vệ sinh
III. YÊU CẦU PHẦN CỨNG – VẬT LIỆU LÀM RA MÔ HÌNH
Mạch Arduino UNO	350 000 đồng
Pin, Quạt gió, đèn	 95 000 đồng	
Cảm biến khoảng cách	 135 000 đồng
Cảm biến ánh sáng	 60 000 đồng
Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm	120 000 đồng
Rờ le	 45 000 đồng
Dây cáp nhỏ	 30 000 đồng
Bản mạch	 20 000 đồng
IV. CÁCH LẮP RÁP – LẮP ĐẶT SẢN PHẨM
Kết nối cảm biến khoảng cách vào mạch Arduino:
+ Vcc: nối với cực dương 5V
+ Trip: nối với chân Pin Digital 7
+ Echo: nối với chânn Pin Digital 8
+ Gnd: nối với Gnd của Arduino
Kết nối cảm biến nhiệt độ, độ ẩm vào mạch Arduino (cảm biến quay lên trên. Chân 1, 2, 3, 4 tính từ trái qua phải):
+ Chân 1: nối với cực dương 5V
+ Chân 2: nối với chân Pin Digital 5
+ Chân 3: (Không sử dụng)
+ Chân 4: nối với Gnd của Arduino
Kết nối cảm biến ánh sáng vào mạch Arduino
+ VCC+: nối với cực dương 5V
+ GND: nối với Gnd của Arduino
+ DO: (Không sử dụng)
+ AO: nối với chân Pin Digital 10
Kết nối rờ le vào mạch Arduino và pin 5V
+ DC+: nối với cực dương 5V
+ DC-: nối với Gnd của Arduino
+ IN: nối với chân Pin Digital 4
+ COM: nối với cực dương của nguồn điện sử dụng cho quạt gió (Pin 9V)
+ NO: nối với cực dương của quạt gió
Kết nối quạt qua rờ le và nguồn điện
+ Cực dương: nối với chân NO của Rờ le
+ Cực âm: nối với cực âm của nguồn điện sử dụng cho quạt gió (Pin 9V)
Kết nối đèn vào mạch Arduino
+ Cực dương:
Led1: nối với chân Pin Digital 3
Led2: nối với chân Pin Digital 9
Led3: nối với chân Pin Digital 11
Led4: nối với chân Pin Digital 12
+ Cực âm: nối với Gnd của Arduino
(Thời gian lắp ráp: 30 phút)
V. GIẢI THÍCH MÃ CODE – CÁCH VẬN HÀNH
1. Giải thích mã Code
const int led1 = 3; //cực dương của đèn kết nối với chân số 3
const int led2 = 9; //cực dương của đèn kết nối với chân số 9
const int led3 = 11; //cực dương của đèn kết nối với chân số 11
const int led4 = 12; //cực dương của đèn kết nối với chân số 12
const int Relay = 4; //cực dương của quạt kết nối với chân số 4 (thông qua rờ )
const int trig = 7; //chân phát của cảm biến khoảng cách kết nối với chân 7
const int echo = 8; // chân thu của cảm biến khoảng cách kết nối với chân 8
const int as = 10; // chân tín hiệu của cảm biến ánh sáng kết nối với chân 10 
int kc; //Khai báo biến lưu giá trị khoảng cách
#include "DHT.h" 
#define DHTPIN 5 
#define DHTTYPE DHT11
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
void setup()
{
 dht.begin();
 pinMode(trig,OUTPUT); //pinMode xuất tín hiệu đầu ra cho cảm biến khoảng cách 
 pinMode(echo,INPUT); //pinMode thu tín hiệu đầu vào cho cảm biến khoảng cách
 pinMode(led1,OUTPUT); //pinMode xuất tín hiệu đầu ra cho đèn led1
 pinMode(led2,OUTPUT); //pinMode xuất tín hiệu đầu ra cho đèn led2
 pinMode(led3,OUTPUT); //pinMode xuất tín hiệu đầu ra cho đèn led3
 pinMode(led4,OUTPUT); //pinMode xuất tín hiệu đầu ra cho đèn led4
 pinMode(13, OUTPUT); // pinMode xuất tín hiệu đầu ra cho pin 13
 digitalWrite(13, HIGH); //Đặt Pin13 cấp độ cao
 pinMode(Relay, OUTPUT); // pinMode xuất tín hiệu đầu ra cho Relay
 Serial.begin(9600);
 }
void loop()
{
 float h = dht.readHumidity(); //Lưu giá trị độ ẩm vào biến h
 float t = dht.readTemperature(); //Lưu giá trị nhiệt độ vào biến t
 int value = digitalRead(as); //Lưu giá trị ánh sáng vào biến value
 unsigned long duration; 
 digitalWrite(trig,0); //Khai báo biến lưu giá trị khoảng cách 
 delayMicroseconds(2); //Chờ 2 Micro giây
 digitalWrite(trig,1); //xuất giá trị từ chân trig với giá trị 1
 delayMicroseconds(5); //Chờ 5 Micro giây 
 digitalWrite(trig,0); //xuất giá trị từ chân trig với giá trị 0
 duration = pulseIn(echo,HIGH); //xuất giá trị từ chân trig với giá trị 0 
 kc = int(duration/2/29.412); //Lưu giá trị khoảng cách vào biến kc
 Serial.print("Nhiet do: ");
 Serial.println(t); //Xuất nhiệt độ?
 Serial.print("Do am: ");
 Serial.println(h); //Xuất độ ẩm
 Serial.print("Khoang cach: ");
 Serial.println(kc); //Khoảng cách
 Serial.print("Anh sang: ");
 Serial.println(as); //Khoảng cách 
 if(kc>10 && kc<200){
 // Nếu khoảng cách từ 10 cm đến 200 cm thì mở đèn và quạt theo điều kiện
 digitalWrite(led1, value);// Trời tối thì mở đèn led1
 digitalWrite(led2, value);// Trời tối thì mở đèn led2
 digitalWrite(led3, value);// Trời tối thì mở đèn led3
 digitalWrite(led4, value);// Trời tối thì mở đèn led4
 if (t>=28) {digitalWrite(Relay,HIGH); }
 delay(30000);
 } else {
 digitalWrite(led1, LOW);
 digitalWrite(led2, LOW);
 digitalWrite(led3, LOW);
 digitalWrite(led4, LOW);
 digitalWrite(Relay,LOW); 
// Nếu khoảng cách ngoài khoảng 10 cm đến 200 cm không mở đèn và quạt
 } 
}
2. Cách vận hành
Với hệ thống thiết bị tự động này, khi có người ngồi vào bàn làm việc, nếu nhiệt độ cao, thời tiết nóng nực (Mặc định là trên 28 0C), thì quạt gió sẽ tự động bật lên, còn trời lạnh thì quạt gió không bật. Nếu trời tối (Không đủ ánh sáng) thì đèn được tự động bật lên, còn trời sáng thì đèn không mở. Khi người ra khỏi bàn làm việc (Khoảng cách mặt định 2 mét), thì đèn và quạt tự động tắt (Khoảng thời gian mặt định để tắt thiết bị là 30 giây).
VII. MÔ TẢ HÌNH ẢNH SƠ ĐỒ LẮP MẠCH
Cảm biến khoảng cách
Bản mạch
Cảm biến nhiệt độ
Board
Arduino UNO
Relay
(Rờ le)
Pin 9V
Dây điện
Pin 9V
Cảm biến ánh sáng
Quạt gió
Đèn Led
VIII. KHẢ NĂNG ÁP DỤNG
- Sản phẩm có thể sử dụng để điều khiển đèn, quạt trong gia đình, cơ quan.
- Có thể cải tiến sản phẩm bằng cách mắt thêm nhiều đèn, nhiều quạt.
- Sản phẩm có thể tích hợp chức năng tắt mở tivi, bơm nước tự động, tưới cây tự động, tự động xã nước khi đi vệ sinh
IX. HIỆU QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
	Sản phẩm đã được sử dụng ở gia đình (Ấp 3, Lương Tâm - Long Mỹ - Hậu Giang) hai tháng và hoạt động tốt. Sản phẩm có thể sử dụng cho các công ty và các cơ quan nhà nước.
Sản phẩm giúp tiết kiệm điện và nâng cao việc ứng dụng tự động hóa, tạo ra sự tiện nghi trong cuộc sống, mang lại tiện ích cho người dùng.
	Lương Tâm, Ngày 01 tháng 4 năm 2016
	Người thực hiện
 Dương Tấn Đạt
DUYỆT CỦA BGH