Ngày nay, các hệ thống tự động hóa đã trở nên phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp bằng cách đóng một vai trò quan trọng trong việc chi phối nhiều hoạt động liên quan đến quy trình. Chúng ta đang sống trong thế giới tự động hóa, trong đó hầu hết các hệ thống đều được điều khiển bởi máy móc, chẳng hạn như tự động hóa công nghiệp, tự động hóa trong gia đình và các lĩnh vực kinh doanh thay thế.
Các hệ thống tự động hóa gia đình hay Smart Home đang tiến tới các quy trình cơ giới hóa, theo đó thiết bị máy móc cần ít nỗ lực của con người hơn để điều khiển nhiều hệ thống trong gia đình. Nó liên quan đến việc điều khiển tự động các thiết bị gia dụng bằng cách sử dụng các công nghệ và bộ điều khiển hoàn toàn khác với máy tính để bàn, máy tính xách tay, điện thoại hay máy tính bảng.
Các dự án tự động hóa gia đình được thực hiện bằng cách sử dụng các công nghệ khác nhau: Arduino, DTMF (Dual-tone multi-frequency), Wi-fi, Zigbee, Bluetooth, v.v.
Smart Home với Arduino
Hệ thống được đề xuất sử dụng mô-đun Bluetooth được giao tiếp với bo mạch Arduino ở cuối bộ điều khiển. Một ứng dụng giao diện người dùng (Graphical User Interface – GUI) trên điện thoại di động sẽ gửi các lệnh ON/ OFF đến bộ điều khiển. Bằng cách điều khiển trên GUI, các tải ở có thể được ON/ OFF từ xa. Các tải được điều khiển bởi một bo mạch Arduino thông qua đầu ra Relay, Thyristor hay Triacs hoặc Opto cách ly.
Smart Home bằng điều khiển từ xa dựa trên ứng dụng Android
Hệ thống được đề xuất này sử dụng điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng dựa trên hệ điều hành Android. Bằng cách điều khiển trên GUI – ứng dụng Android hoạt động như một bộ phát, sẽ gửi các lệnh ON/ OFF tới bộ thu nơi các tải được kết nối. Sử dụng vi điều khiển họ 8051. Các tải đầu cuối kết nối vi điều khiển bằng cách ly Opto.
Smart Home sử dụng bộ điều khiển số
Mục tiêu chính của dự án này là thiết kế một hệ thống có khả năng được điều khiển từ xa bằng cách sử dụng điện thoại cố định. Hệ thống được đề xuất kiểm soát bất kỳ thiết bị gia dụng nào thông qua điện thoại cố định nếu ai đó quay số umber đã chọn để biết tải chính xác. Quay số có thể được thực hiện từ điện thoại gia đình hoặc bất kỳ điện thoại bên ngoài nào khác. Dự án này được thiết kế mà không sử dụng bất kỳ bộ vi điều khiển nào. Tuy nhiên, nó dựa trên logic kỹ thuật số sử dụng công nghệ DTMF, giúp nhận lệnh từ điện thoại để điều khiển đầu ra kỹ thuật số.
Hơn nữa, tín hiệu kỹ thuật số này được xử lý để kích hoạt cơ chế chuyển mạch thông qua trình điều khiển Relay để ON/ OFF tải. Nó có thể được sử dụng để chuyển đổi các thiết bị từ mọi nơi.
Smart Home với sóng RF
Mục tiêu chính của dự án này là thiết kế một hệ thống tự động hóa gia đình với điều khiển từ xa bằng sóng RF. Dự án này cung cấp một giải pháp đơn giản hơn cho công nghệ RF.
Dự án này sử dụng hai thiết bị RF. Một thiết bị phát sóng RF được gắn với bộ điều khiển, một bộ thu sóng RF được gắn với vi điều khiển (họ 8051). Bộ điều khiển này sẽ gửi các lệnh ON/ OFF đến bộ thu nơi các tải được kết nối. Các tải được giao tiếp với bộ vi điều khiển bằng Relay, Thyristor hay Opto.
Một số dự án Smart Home khác
Google Assistant & Smart Home dựa trên điều khiển bằng giọng nói
Ngày nay, các ứng dụng điều khiển bằng giọng nói và Google Assistant, Amazon Alexa, Siri đang trở nên rất nổi tiếng. Vì vậy, có nhiều loại dự án Smart Home khác nhau có sẵn như dựa trên IoT.
Smart Home với module wifi ESP8266
Dự án này được sử dụng để thiết kế bộ điều khiển thông minh với sự trợ giúp của module ESP8266. Bộ điều khiển được điều khiển từ xa bằng máy tính hoặc điện thoại.
Smart Home với sóng hồng ngoại IR
Thiết bị IR tạo ra các tín hiệu hồng ngoại có thể nhận được thông qua vi điều khiển để điều khiển Relay, Thyristor hay Opto.
Các tín hiệu IR khác nhau từ điều khiển từ xa sẽ được vi điều khiển nhận, giải mã. Sau đó sẽ điều khiển các rơ le tương ứng thông qua chương trình điều khiển đã được lập trình trước đó.
Sử dụng Raspberry Pi và điều khiển bằng giọng nói
Hệ thống được đề xuất này có thể được thiết kế để điều khiển thông qua giọng nói bằng điện thoại thông minh. Các lệnh thoại được gửi đến Raspberry Pi bằng cách sử dụng điện thoại thông minh và Mô-đun Bluetooth hoặc Wifi. Tín hiệu nhận được bởi Raspberry Pi được thực hiện một tác vụ cụ thể như ON/ OFF đèn, TV, quạt, …vv
Cloud và Raspberry Pi cho Smart Home
Máy tính mạnh mẽ và giá rẻ nổi tiếng nhất là Raspberry Pi. Tương tự, điện toán đám mây là một trong những nền tảng có thể mở rộng, đáng tin cậy và an toàn trong IoT. Kết nối từ Raspberry Pi đến Cloud có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các nền tảng IoT khác nhau như ThingSpeak, Blynk, v.v.
Smart Home dựa trên PLC & SCADA
Dự án này được sử dụng để thiết kế một hệ thống tự động hóa trong nhà có thể được điều khiển thông qua PLC & phần mềm SCADA. Dự án này chủ yếu được sử dụng để kiểm soát các thiết bị gia dụng.
Web Server trong Smart Home
Nền tảng web cho phép người dùng giám sát và điều khiển các thiết bị thông minh khác nhau với sự trợ giúp của Internet. Kiến trúc này đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra một giao diện giữa Smart Home và người dùng với sự trợ giúp của Internet và GSM.
Kết luận
Công nghệ dường như đã đặt chân đến mọi khía cạnh của cuộc sống, bao gồm cả không gian nội thất nhà ở (bóng đèn, máy rửa bát và…). Các nhà sản xuất đang chạy đua với công nghệ để tạo ra những sản phẩm thông minh nhất, tiện dụng nhất phù hợp với yêu cầu của người dùng. Hy vọng bài viết, sẽ giúp mọi người 1 vài ý tưởng nhỏ để có thể tự xây dựng ngôi nhà thông minh cho chính mình.