1. Sơ đồ khối của hệ thống:

Hình 1: Sơ đồ khối của hệ thống

Hệ thống bao gồm các khối có chức năng như sau:

Khối cảm biến gồm:

• FM52 sensor: Có khả phát hiện ra tia hồng ngoại khi tấm pin mặt trời đi qua gửi tín hiệu về khối vi điều khiển ESP32.
• CDS-NVZ1 sensor: Có chức năng đọc giá trị ánh sáng môi trường gửi tín hiệu về khối vi điều khiển ESP32.
• PVX81218 sensor: Có tác dụng giống như nút ấn bằng tay thay thế bằng va chạm của bộ phận cơ khí, làm cho quá trình chuyển động cơ khí thành tín hiệu điện gửi tín hiệu về khối vi điều khiển ESP32.
• Voltage DC sensor: Có chức năng đó điện áp DC từ BATTERY gửi tín hiệu đo được về khối vi điều khiển Arduino Uno.
• Khối vi điều khiển ESP32 gồm:
• Điều khiển hoạt động khối cảm biến và khối động cơ.
• Có nhiệm vụ đọc giá trị từ các cảm biến và gửi dữ liệu đó lên phần mềm Blynk IoT 2.0.
• Khối vi điều khiển Arduino Uno R3:

• Đọc dữ liệu từ cảm biến đo điện áp DC hiển thị trên màn hình LCD.

• Phần mềm Blynk IoT 2.0: Dữ liệu của ESP32 sẽ được gửi về Blynk để giám sát hệ thống.

• Khối nguồn gồm:

• Power supply 1: có chức năng cung cấp nguồn cho ESP32 và Arduino Uno.
• Power supply 2: có chức năng cung cấp nguồn cho động cơ Servo.

• Khối động cơ: Servo là động cơ chính trong hệ thống điều khiển tấm pin mặt trời.
• Khối hiển thị: Hiển thị các giá trị như đo điện áp từ cảm biến đưa ra màn hình LCD thông qua vi điều khiển Arduino.

• Khối hệ thống điện năng lượng mặt gồm:

• Solar cell: có nhiệm vụ thu nhận và chuyển đổi năng lượng mặt trời thành dòng điện.
• Solar battery charge controller: có chức năng điều chỉnh dòng điện từ pin mặt trời và sạc cho battery. Nó cũng ngăn chặn dòng điện ngược từ battery vào pin mặt trời khi không có ánh sáng mặt trời.

• Battery: là nơi lưu trữ năng lượng từ pin mặt trời.

2. Lưu đồ thuật toán của hệ thống

2.1 Lưu đồ thuật toán tổng quan:

Hình 2: Lưu đồ thuật toán

* Giải thích lưu đồ thuật toán:

Đầu tiên, hệ thống sẽ tiến hành kết nối WiFi để ESP32 được kết nối với internet. Nếu kết nối không thành công hệ thống sẽ tiến hành kết nối lại.

Sau khi đã kết nối WiFi, hệ thống sẽ tiến các kết nối input, output, tiến hành thiết lập xung PWM cho động cơ Servo, tiếp theo lấy thời gian thực từ Network Time Protocol(NTP) server.

Hệ thống sẽ đọc dữ liệu từ các chức năng điều khiển khác nhau. Dựa trên các dữ liệu này hệ thống sẽ quyết định cách điều khiển động cơ servo.

Dựa trên dữ liệu từ các cảm biến, hệ thống sẽ điều khiển động cơ servo để xoay đến một góc cụ thể. Góc xoay của động cơ servo sẽ phụ thuộc vào dữ liệu từ các cảm biến.

Hệ thống sẽ gửi dữ liệu lên Blynk để có thể theo dõi trạng thái của hệ thống từ xa.

2.2 Lưu đồ thuật toán của từng chức năng trong hệ thống:

Hình 3: Lưu đồ thuật toán của từng chức năng

* Giải thích lưu đồ thuật toán:

Đầu tiên, hệ thống sẽ tiến hành kết nối WiFi để ESP32 được kết nối với internet. Nếu kết nối không thành công hệ thống sẽ tiến hành kết nối lại.

Sau khi đã kết nối WiFi, hệ thống sẽ tiến các kết nối input, output, tiến hành thiết lập xung PWM cho động cơ Servo, tiếp theo lấy thời gian thực từ Network Time Protocol(NTP) server.

Hệ thống sẽ đọc dữ liệu từ các chức năng điều khiển khác nhau. Dựa trên các dữ liệu này hệ thống sẽ quyết định cách điều khiển động cơ servo.

Dựa trên dữ liệu từ các cảm biến, hệ thống sẽ điều khiển động cơ servo để xoay đến một góc cụ thể. Góc xoay của động cơ servo sẽ phụ thuộc vào dữ liệu từ các cảm biến.

Hệ thống sẽ gửi dữ liệu lên Blynk để có thể theo dõi trạng thái của hệ thống từ xa.