Thông thường, nhiều thiết bị gia dụng có thể được điều khiển bằng công tắc. Tuy nhiên, ngày nay, chúng ta thường thấy việc tự động hóa các thiết bị gia dụng sử dụng nhiều công nghệ. Bài viết này giới thiệu hệ thống tự động hóa nhà thông minh dựa trên DTMF sử dụng vi điều khiển. DTMF (Dual Tone Multi Frequency) là một hệ thống tín hiệu để nhận dạng các phím trên bàn phím DTMF. Nó được sử dụng cho tín hiệu viễn thông qua đường dây điện thoại analog trong băng tần thoại giữa các thiết bị liên lạc và điện thoại cầm tay.

DTMF là viết tắt của Dual Tone Multi Frequency (Tần số Đa Âm Kép). Vì vậy, khi bạn gọi đến tổng đài chăm sóc khách hàng, họ sẽ yêu cầu bạn nhấn bất kỳ số nào. Khi bạn nhấn bất kỳ số nào từ điện thoại di động, một hành động cụ thể sẽ diễn ra nhờ chế độ đa âm kép. Khi một nút được nhấn từ bàn phím điện thoại, hành động đó sẽ ngay lập tức tạo ra một âm báo gồm hai tần số. Những âm báo này được gọi là tần số cột và tần số hàng.

 Ở đây, trong hình minh họa trên, tần số cột là tần số cao, và tần số hàng là tần số thấp. Các tần số hàng và cột này được chọn cho DTMF theo cách không có mối quan hệ hài hòa với các tần số khác. Do đó, chúng sẽ không tạo ra cùng một âm sắc. Tần số hàng thấp hơn một chút so với tần số cột.

Sơ đồ mạch vi điều khiển hệ thống tự động hóa nhà dựa trên DTMF

Các thành phần bắt buộc

Mạch điều khiển hệ thống tự động hóa gia đình dựa trên DTMF chủ yếu bao gồm các thành phần sau:

• Vi điều khiển ATmega8
• HT9107BIC
• Tiếp sức
• Tải AC
• Bộ dao động tinh thể
• Điện trở
• Tụ điện

IC giải mã bao gồm một bộ khuếch đại tích hợp, và để tách tần số thấp và cao, đầu ra của bộ khuếch đại thuật toán được đưa đến các bộ tiền lọc. Sau đó, nó được đưa qua bộ tách mã và mạch tần số - mã nhị phân 4 bit được chốt. Âm thanh phát ra từ máy di động được gửi đến bộ khuếch đại thuật toán thông qua tụ điện và điện trở của DTMF ở chân 1.

• Ở đây, chân 1 là chân không đảo ngược, được kết nối với chân 4 là Vref.
• Chân 3 là đầu ra của bộ khuếch đại thuật toán, phản hồi về chân 2 bằng điện trở 100Kohm.
• Chân 7 và chân 8 được kết nối với bộ dao động tinh thể.
• Chân 15 là chân dữ liệu hợp lệ. Khi phát hiện tín hiệu DTMF, chân này sẽ lên mức cao.
• Quy trình chuyển tín hiệu từ phát hiện tần số sang số hóa được thực hiện thông qua mạch điều khiển bao gồm điện trở 10k, tụ điện, RT/GT và EST.
• Chân 11 và Chân 14 là chân đầu ra của DTMF được kết nối với chân PB0 đến PB3 của bộ điều khiển.
• PD0 và PD1 là các chân ngõ ra của bộ điều khiển được kết nối với rơle. Ngõ ra rơle được kết nối với các nguồn khác nhau như quạt, đèn, v.v.

Mạch hoạt động

Khi mạch thiết bị gia dụng điều khiển bằng DTMF được cấp nguồn, bộ điều khiển sẽ liên tục kiểm tra các đầu vào. Khi nhấn phím 1 từ bàn phím DTMF hoặc bàn phím di động, IC giải mã sẽ giải mã tín hiệu âm thanh và tạo ra 1 (0001), tín hiệu này được truyền đến vi điều khiển ATmega8 , sau đó vi điều khiển này sẽ tạo ra ngõ ra cao tại chân PD0 và ngõ ra này được kết nối với một rơle. Tại đây, rơle được sử dụng để đóng ngắt mạch, do đó đèn sẽ sáng. Nếu ngõ ra nhận được là 2, đèn sẽ tắt. Tương tự, nếu ngõ vào nhận được là 3, quạt sẽ BẬT và nếu ngõ vào nhận được là 4, quạt sẽ tắt.

Thiết bị gia dụng điều khiển di động

Hệ thống điều khiển thiết bị gia dụng có thể được truy cập bằng điện thoại di động để điều khiển, phối hợp và giám sát các thiết bị gia dụng. Hệ thống này cho phép người dùng điều khiển thiết bị gia dụng từ xa bằng điện thoại di động. Hệ thống này là một công cụ linh hoạt và mạnh mẽ, có thể thực hiện dịch vụ này mọi lúc mọi nơi. Nguyên lý hoạt động của một thiết bị gia dụng điều khiển bằng điện thoại di động thông thường như sau:

Hệ thống tự động hóa nhà được kết nối với điện thoại di động thông qua tai nghe. Để kích hoạt bộ phận điện thoại di động trên các thiết bị gia dụng, người gọi phải thực hiện cuộc gọi. Sau ba hoặc bốn hồi chuông, người dùng điện thoại di động sẽ nhấc máy. Để truy cập hệ thống và điều khiển các thiết bị gia dụng, người dùng phải nhập mật khẩu. Khi người gọi nhập một mật khẩu cụ thể, các rơle sẽ được kích hoạt. Nếu nhập sai mật khẩu bốn lần liên tiếp, từ giao diện - một âm thanh báo lỗi sẽ được phát ra. Và do đó, tính bảo mật được giữ nguyên vẹn vì những mật khẩu này chỉ được những người được chọn biết và sở hữu. Ví dụ, hệ thống này bao gồm một bộ phận báo động được sử dụng để cung cấp thiết bị bật/tắt ẩn danh. Bộ phận này có khả năng thông báo về bản chất của sự kiện, tức là tối đa năm số điện thoại khác nhau qua mạng điện thoại.

Ưu điểm của Hệ thống tự động hóa nhà dựa trên DTMF

Ưu điểm của hệ thống tự động hóa nhà dựa trên DTMF là

• Có thể điều khiển từ bất cứ đâu.
• Nó làm giảm lãng phí điện khi ai đó quên tắt quạt và đèn.
• Chi phí của nó rất thấp so với các công nghệ khác như GSM.