Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
1
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU
HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG
1. Nhiệm vụ đồ án:
- Tìm hiểu...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
2
Tuần 4: Thiết kế sơ đồ nguyên lý
Tuần 5: Thiết kế mạch in, Mô phỏng mạch dù...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
3
Sơ đồ khối
- Nguyên lý hoạt động: Quy trình hoạt động của hệ thống báo cháy...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
4
LỜI MỞ ĐẦU
Trong cuộc sống chúng ta luôn tồn tại những khu vực dễ cháy nên ...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
5
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.............................................
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
6
MỤC LỤC
Đề cương..............................................................
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
7
3.2 Chương trình .............................................................
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
8
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Tổng quan
1.1.1 Đặtvấn đề
Với những tiến bộ ...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
9
tốn kém ,phức tạp để bảo vệ công chúng tốt hơn và đáp ứng các qui định khi ...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
10
1.2 Nguyên lý hoạt động
Về mặt lý thuyết, Khi cháy xảy ra ở các khu vực bả...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
11
+ Vùng lệnh: Bao gồm các nút lệnh menu (File, Edit, Sketch, Tools, Help). ...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
12
Các điểm đặc trưng của Altium Designer :
 Giao diện thiết kế, quản lý và ...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
13
1.4 Mô tả linh kiện điện tử
1.4.1 Module cảm biến nhiệt độ DHT 11
- Thông ...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
14
Dữ liệu truyền về của DHT11 gồm 40 bit dữ liệu theo thứ tự: 8 bit biểu thị...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
15
+ 4 chân: VCC (cực (+) nguồn), GND (cực (-) nguồn, A0 tín hiệu đầu ra tươn...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
16
+ Dòng tiêu thụ: 30 mA
+ Điện áp vào khuyên dùng: 7-12 VDC
+ Điện áp vào g...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
17
+ 32KB bộ nhớ Flash: những đoạn lệnh bạn lập trình sẽ được lưu trữ trong b...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
18
Wiring lại là một biến thể của C/C++. Một số người gọi nó là Wiring, một s...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
19
+ Chân NET: lắp anten , có thể dùng anten đi kèm hoặc ăn ten mở rộng .
+ C...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
20
+ Lệnh: AT+CMGR=x<CR><LF>
x là địa chỉ tin nhắn cần đọc
Mô tả : Đọc một nh...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
21
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
2.1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý
2.1.1 Sơ đồ nguy...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
22
- Nhiệm vụ : Hạ áp 12V từ bộ cấp nguồn xuống còn 9V để cung cấp cho arduin...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
23
- Mạch layout:
Hình 2.4
- Nguyên lý: Các chân ở CN2 và CN3 được kết nối vớ...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
24
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN MỀM
3.1 Lưu đồ giải thuật
Bắt đầu
Đọc giá trị nhiệ...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
25
3.2 Chương trình
#include <DHT.h>
#include "SoftwareSerial.h"
SoftwareSeri...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
26
Serial.print("nnong do gas: ");
Serial.println(gas);
Serial.print("nhiet d...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
27
}
void call_on()
{
SIM800.println("ATD+841649196984;"); // goi dien
delay(...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
28
}
if(t>50)
{
SIM800.print(" - nhiet do tang vuot muc");
SIM800.print("n - ...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
29
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
4.1 Kết quả
Sau thời gian nổ lực học...
Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận
30
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
(1) Thư viện DHT11 at: http://k1.arduino.vn/im...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

1

Share

Download to read offline

Quyen bao cao

Download to read offline

he thong bao chay tu dong

Related Books

Free with a 30 day trial from Scribd

See all

Related Audiobooks

Free with a 30 day trial from Scribd

See all

Quyen bao cao

  1. 1. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 1 ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG 1. Nhiệm vụ đồ án: - Tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của cảm biến môi trường + Khái niệm + Nguyên tắc hoạt động - Giới thiệu các linh kiện dùng trong mạch + Mạch arduino Uno R3 + Cảm biến DHT11 + Cảm biến MQ135 + Module sim + Còi báo động - Tính toán thiết kế: + Mạch nguồn + Mạch lắp đặt cảm biến - Mô phỏng mạch dung phần mềm: Protues. - Thi công mạch: + Sơ đồ layout + Chạy thực tế 2. Ngày giao đồ án: 08/02/2017 3. Ngày hoàn thành đồ án: 4. Tiến độ thực hiện: Tuần 1: Nhận đề tài, tìm tham khảo tài liệu Tuần 2: Xây dựng đề cương đồ án Tuần 3: Nộp đề cương + Phân công nhiệm vụ cho từng thành viên
  2. 2. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 2 Tuần 4: Thiết kế sơ đồ nguyên lý Tuần 5: Thiết kế mạch in, Mô phỏng mạch dùng phần mềm: altium, protues. Tuần 6: Làm phần cứng Tuần 7: Test mạch, hiệu chỉnh mạch và viết slide Tuần 8: Nộp đồ án (quyển và file) + chạy phần cứng cho GV xem 5. Ngày báo cáo đồ án (dự kiến): 6. Họ tên người hướng dẫn: Th.S Trần Quang Thuận Nội dung và yêu cầu của ĐA đã được thông qua Ngày tháng năm 2017 TRƯỞNG BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN
  3. 3. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 3 Sơ đồ khối - Nguyên lý hoạt động: Quy trình hoạt động của hệ thống báo cháy là một quy trình khép kín. Khi có hiện tượng về sự cháy(chẳng hạn như nhiệt độ gia tăng đột ngột, có sự xuất hiện của khói hoặc khí gas) các thiết bị đầu vào (cảm biến nhiệt độ, khí gas) nhận tín hiệu và truyền cho khối điều khiển. Tại đây khối điều khiển sẽ xử lý thông tin nhận được,xác định ngưỡng quy định nguy cơ xảy ra hoặc đã xảy ra cháy và truyền thông tin đến các thiết bị đầu ra (chuông báo động, module sim), các thiết bị này sẽ phát tín hiệu âm thanh, ánh sáng để mọi người nhận biết khu vực đang xảy ra sự cháy và xử lý kịp thời. - Chức năng: + Nguồn cung cấp: Cung cấp nguồn điện cho các khối chức năng hoạt động. + Khối điều khiển: Nhận các thông số từ các cảm biến đo được, xử lý xác định mức ngưỡng nguy cơ xảy ra cháy hoặc đã cháy để gửi tín hiệu cho thiết bị đầu ra (chuông báo động, module sim) thông báo cháy. + Cảm biến nhiệt độ, khí gas: đo thông số nhiệt độ, khí gas, khối,… cung cấp số liệu cho khối điều khiển. + Chuông báo cháy, module sim: thực hiện nhiệm vụ báo động khi xảy ra cháy hoặc nguy cơ xảy ra cháy. Khối điều khiển Nguồn cung cấp Cảm biến nhiệt độ Cảm biến khí gas Chuông báo cháy Module sim
  4. 4. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 4 LỜI MỞ ĐẦU Trong cuộc sống chúng ta luôn tồn tại những khu vực dễ cháy nên việc lắp đặt hệ thống báo cháy có tầm quan trọng hết sức lớn lao. Nó giúp ta phát hiện nhanh chóng và chữa cháy kịp thời đem lại sự bình yên cho mọi người, bảo vệ tài sản của nhân dân, nhà máy xưởng sản xuất,… Ngày nay, việc phòng cháy chữa cháy trở thành mối quan tâm hàng đầu của nước ta cũng như nhiều nước trên thế giới. Nó trở thành nghĩa vụ của mỗi người dân. Trên các phương tiện thông tin đại chúng luôn tuyên truyền giáo dục cho mỗi người dân ý thức phòng cháy, chữa cháy, nhằm mục đích hạn chế những vụ cháy đáng tiếc xảy ra. Cùng với sự phát triển của hệ thống điện tử thì việc báo cháy tại chỗ thông qua còi báo động và điện thoại ngày càng trở nên phổ biến, nó giúp ta báo kịp thời thông tin vụ cháy đến các cơ quan chức năng. Xuất phát từ những ý tưởng trên, em chọn đề tài “ Hệ thống báo cháy tự động” cho đồ án thiết kế mạch điện tử. Em xin chân thành cảm ơn thầy Ths.Trần Quang Thuận đã tận tình hướng dẫn, chỉ dạy cho em trong thời gian qua, giúp em hoàn thành tốt nhiệm vụ đề ra. Do thời gian và sự hiểu biết có hạn, chắc chắn trong quá trình làm việc chúng em cũng có nhiều thiếu sót, mong thầy cô và các bạn chân thành góp ý. TP.Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 Nhóm sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Hoàng Võ Văn Hiệp Mạc Thanh Ca Nguyễn Trường Phúc
  5. 5. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 5 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... ..........................................................................................................................
  6. 6. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 6 MỤC LỤC Đề cương......................................................................................................... 1 Mục lục ........................................................................................................... 4 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG ............................................................. 8 1.1 Tổng quan ................................................................................................. 8 1.1.1 Đặt vấn đề ........................................................................................ 8 1.1.2 Mục đích đề tài ................................................................................ 9 1.2 Nguyên lý hoạt động .............................................................................. 10 1.3 Mô tả phần mềm..................................................................................... 10 1.3.1 Intergrated Development Enviroment (IDE) ................................. 10 1.3.2 Altium Designed ............................................................................ 11 1.4 Mô tả linh kiện điện tử............................................................................ 13 1.4.1 Module cảm biến nhiệt độ DHT11 ................................................ 13 1.4.2 Cảm biến chất lượng không khí MQ135 ....................................... 14 1.4.3 Arduino Uno R3 ............................................................................ 15 1.4.4 Module sim800L............................................................................ 18 1.4.5 Còi đèn Alarm 5V.......................................................................... 20 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG...................................................... 21 2.1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý........................................................................ 21 2.1.1 Sơ đồ nguyên ................................................................................ 22 2.2 Sản phẩm thực tế ................................................................................... 23 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN MỀM ....................................................... 24 3.1 Lưu đồ giải thuật ................................................................................... 24
  7. 7. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 7 3.2 Chương trình ......................................................................................... 25 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ............................... 29 4.1 Kết quả .................................................................................................. 29 4.2 Hướng phát triển đề tài ......................................................................... 29
  8. 8. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 8 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Tổng quan 1.1.1 Đặtvấn đề Với những tiến bộ trong các bộ cảm biến, vi điện tử và công nghệ thông tin, cũng như sự hiểu biết lớn hơn của vật lý cháy, nhiều công nghệ mới phát hiện cháy và khái niệm đã được phát triển trong thập kỷ qua. Có thể thấy như, kỹ thuật hiện nay cho phép để đo lường hầu như bất kỳ loại khói hay khí nào phát sinh trước hoặc trong quá trình bị đốt cháy . Các sợi quang-học cảm biến nhiệt độ đã được giới thiệu để cung cấp giải pháp phòng cháy chữa cháy mới ứng dụng cho những khu vực,những môi trường đặc biệt nhiều điều kiện khó khăn xung quanh như đường hầm, đường sắt ngầm và các bến-trạm . Chỉ cần một nguồn-lửa phát ra được phát hiện bởi cảm biến các loại khác nhau, chẳng hạn như khói, hơi nóng và dấu hiệu CO, có thể được xử lý cùng một lúc thông qua một thuật toán thông minh để phân biệt xử lý chính xác giữa lửa cháy thật và điều kiện không nguy hiểm đến tính mạng hoặc là cháy giả tạo . Ngoài ra, các hệ thống phát hiện lửa được tích hợp với hệ thống của dịch vụ xây dựng khác để giảm thiểu các báo động sai, nâng cao tốc độ sơ tán và hỗ trợ cho việc chữa cháy . Những tiến bộ trong công nghệ phát hiện cháy đã có hiệu quả làm giảm sự mất mát tài sản và cuộc sống con người liên quan đến cháy,hỏa-hoạn. Theo dữ liệu Chữa cháy quốc gia Mỹ (NFPA) cho thấy rằng ở Mỹ, đã có sự suy giảm về hỏa-hoạn với số lượng đáng kể, được tổng kết giảm đến 45,3 % trong 21 năm qua, một phần nhờ vào hệ thống báo cháy tự động với chi phí thấp đã được giới thiệu trong nhà ở . Trong thập kỷ qua, còn phải tính đến các vật liệu cách nhiệt và vật liệu xây dựng, và đồ nội thất đã trải qua một biến đổi lớn từ các vật liệu tự nhiên, chẳng hạn như gỗ và bông, vật liệu tổng hợp. Do đó, rủi ro đối với cuộc sống và tài sản con người cũng thay đổi hoàn toàn kể từ khi có các sự cố cháy với các vật liệu tổng hợp, không chỉ rất nguy hiểm vì khói và khói độc hại, mà còn có khí carbon monoxide ở mức độ cao vượt quá mức tự nhiên của các vật liệu , các sự cố cháy vật liệu này bùng phát rất nhanh sẽ làm giảm đáng kể số thời gian cho phép để sơ-tán, và thoát ra khỏi các vụ cháy . Nhân sự trong số các địa điểm cần bảo vệ sẽ phải tăng cao hơn, như các trung tâm báo cháy qua viễn thông, trung tâm giám sát và điều khiển từ xa,các cơ sở PCCC ,và các dịch vụ cấp cứu hỏa hoạn cần thiết sẽ trở nên tốn kém hơn. Đối với nhiều trường hợp, cháy chỉ có thể được phát hiện sau khi nguồn bùng cháy đã được phát triển đầy đủ, dẫn đến thiệt hại nghiêm trọng đến tài sản hoặc mất mát của cuộc sống. Công nghệ chữa cháy và phát hiện cháy nổ vẫn phải đối mặt với những thách thức liên quan đến việc giảm thiểu các báo động sai-lầm, tăng độ nhạy và năng động trong mức độ phản ứng, cũng như cung cấp các phương thức các dịch vụ bảo vệ cao cấp
  9. 9. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 9 tốn kém ,phức tạp để bảo vệ công chúng tốt hơn và đáp ứng các qui định khi xã hội phát triển. 1.1.2 Mục đích đề tài - Mục đích của người thực hiện đề tài đã tiến hành nghiên cứu là: Trước tiên là để hoàn thành môn học. - Với bản thân người thực hiện đề tài, đây chính là cơ hội tốt để có thể tự kiểm tra lại kiến thức của mình, đồng thời có cơ hội để nổ lực vận động tìm hiểu, tiếp cận nghiên cứu được với những vấn đề mình chưa biết , chưa hiểu rõ nhằm trang bị cho bản thân kiến thức bổ ích sau này có thể ứng dụng vào thực tế cuộc sống. - Tập tính làm việc độc lập, khả năng tư duy tìm tòi, học hỏi phát huy năng lực bản thân. - Ngoài ra, còn tạo được một sản phẩm có tính ứng dụng thực tế. 1.1.3 Lập kế hoạch nghiên cứu Để thực hiện đề tài này em đã kết hợp sử dụng nhiều phương pháp và phương tiện hỗ trợ gồm có: - Tham khảo tài liệu: Kit arduino, cảm biến DHT11, MQ135, module sim,… - Quan sát thực tế. - Thực nghiệm. - Tổng kết kinh nghiệm. - Phương tiện: Laptop, Internet, thư viện,… 1.1.4 Giới hạn đề tài Với thời gian va trình độ chuyên môn có hạn, dù em đã cố gắng hết sức để hoàn thành đồ án này nhưng chỉ giải quyết được vấn đề sau: - Dùng cảm biến DHT11, MQ135 đo nhiệt độ và nồng độ gas. - Dùng ngôn ngữ lập trình IDE cho arduino. - Sử dụng tập lệnh AT thực hiện cuộc gọi và thực hiện gửi số liệu thông qua tin nhắn trên module sim. - Dùng altium vẽ mạch.
  10. 10. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 10 1.2 Nguyên lý hoạt động Về mặt lý thuyết, Khi cháy xảy ra ở các khu vực bảo vệ, các yếu tố môi trường sự cháy (nhiệt độ, khói, ánh sáng) thay đổi sẽ tác động lên các đầu báo cháy. Khi các yếu tố này đạt tới ngưỡng làm việc thì các đầu báo cháy sẽ làm việc tạo ra tín hiệu truyền về trung tâm (gồm tín hiệu hệ thống báo cháy và tín hiệu báo địa chỉ của thiết bị báo cháy). Tại trung tâm hệ thống báo cháy sẽ diễn ra các hoạt động xử lý tín hiệu truyền về theo chương trình đã cài đặt để đưa ra tín hiệu thông báo khu vực xảy ra cháy qua còi báo động và module sim. Đồng thời các thiết bị ngoại vi tương ứng sẽ kích hoạt để phát tín hiệu báo động cháy và thực hiện các nhiệm vụ đã đề ra. Quy trình hoạt động của hệ thống báo cháy là một quy trình khép kín. Khi có hiện tượng về sự cháy (chẳng hạn như nhiệt độ gia tăng đột ngột, có sự xuất hiện của khói hoặc các tia lửa) các thiết bị đầu vào (cảm biến nhiệt độ, khí gas, khói,..) nhận tín hiệu và truyền thông tin của sự cố về trung tâm hệ thống báo cháy. Tại đây trung tâm sẽ xử lý thông tin nhận được và truyền thông tin đến các thiết bị đầu ra (chuông, còi, đèn, điện thoại), các thiết bị này sẽ phát tín hiệu âm thanh, ánh sang, thực hiện cuộc gọi để mọi người nhận biết khu vực đang xảy ra sự cháy và xử lý kịp thời. 1.3 Mô tả phần mềm 1.3.1 IntergratedDevelopmentEnvironment (IDE) Công cụ này dung để lập trình Arduino phát triển và có thể chạy trên Windows , MAC OS X và Linux. - Về giaodiện: Hình 1.1
  11. 11. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 11 + Vùng lệnh: Bao gồm các nút lệnh menu (File, Edit, Sketch, Tools, Help). Phía dưới là các icon cho phép sử dụng nhanh các chức năng thường dùng của IDE được miêu tả như sau: Hình 1.2 + Vùng viếtchương trình: Bạn sẽ viết các đoạn mã của mình tại đây. + Vùng thông báo( debug):Những thông báo từ IDE sẽ được hiển thị tại đây. Để ý rằng góc dưới cùng bên phải hiển thị loại board Arduino và cổng COM được sử dụng. Luôn chú ý tới mục này bởi nếu chọn sai loại board hoặc cổng COM, bạn sẽ không thể upload được code của mình. Hình 1.3 1.3.2 Altium Designer Phần mềm thiết kế mạch tự động Altium Designer là một môi trường thiết kế điện tử đồng nhất, tích hợp cả thiết kế nguyên lý, thiết kế mạch in PCB, lập trình hệ thống nhúng và FPGA.
  12. 12. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 12 Các điểm đặc trưng của Altium Designer :  Giao diện thiết kế, quản lý và chỉnh sửa thân thiện, dễ dàng biên dịch, quản lý file, quản lý phiên bản cho các tài liệu thiết kế.  Hỗ trợ mạnh mẽ cho việc thiết kế tự động, đi dây tự động theo thuật toán tối ưu, phân tích lắp ráp linh kiện. Hỗ trợ việc tìm các giải pháp thiết kế hoặc chỉnh sửa mạch, linh kiện, netlist có sẵn từ trước theo các tham số mới.  Mở, xem và in các file thiết kế mạch dễ dàng với đầy đủ các thông tin linh kiện, netlist, dữ liệu bản vẽ, kích thước, số lượng…  Hệ thống các thư viện linh kiện phong phú, chi tiết và hoàn chỉnh bao gồm tất cả các linh kiện nhúng, số, tương tự…  Đặt và sửa đối tượng trên các lớp cơ khí, định nghĩa các luật thiết kế, tùy chỉnh các lớp mạch in, chuyển từ schematic sang PCB, đặt vị trí linh kiện trên PCB.  Mô phỏng mạch PCB 3D, đem lại hình ảnh mạch điện trung thực trong không gian 3 chiều, hỗ trợ MCAD-ECAD, liên kết trực tiếp với mô hình STEP, kiểm tra khoảng cách cách điện, cấu hình cho cả 2D và 3D  Hỗ trợ thiết kế PCB sang FPGA và ngược lại. Có thể thấy rằng Altium Designer có nhiều điểm mạnh so với các phần mềm khác như đặt luật thiết kế, quản lý dự án dễ dàng ,giao diện thân thiện …. Hình 1.4
  13. 13. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 13 1.4 Mô tả linh kiện điện tử 1.4.1 Module cảm biến nhiệt độ DHT 11 - Thông số kĩ thuật: + Điện áp hoạt động: 3.3 --> 5V + Dải nhiệt độ đo: 0 -> 55°C với độ chính xác là ±2°C + Ngưỡng nhiệt độ cao nhất đo được: 105°C + Dải độ ẩm đo: 20 -> 90% với độ chính xác là 5% + Kích thước: 15.5mm x 12mm x 5.5mm + Tần số lấy mẫu: 1Hz , nghĩa là 1 giây DHT11 lấy mẫu một lần. + 3 chân: VCC( cực (+) nguồn ), DATA(chân tín hiệu), GND(cực (-) nguồn) Hình 1.5 - Điều khiển: DHT11 gửi và nhận dữ liệu với một dây tín hiệu DATA, với chuẩn dữ liệu truyền 1 dây này, chúng ta phải đảm bảo sao cho ở chế độ chờ (idle) dây DATA có giá trị ở mức cao, nên trong mạch sử dụng DHT11, dây DATA phải được mắc với một trở kéo bên ngoài(thông thường giá trị là 4.7kΩ).
  14. 14. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 14 Dữ liệu truyền về của DHT11 gồm 40 bit dữ liệu theo thứ tự: 8 bit biểu thị phần nguyên của độ ẩm + 8 bit biểu thị phần thập phân của độ ẩm + 8 bit biểu thị phần nguyên của nhiệt độ + 8 bit biểu thị phần thập phân của nhiệt độ + 8 bit check sum. Ví dụ: ta nhận được 40 bit dữ liệu như sau: 0011 0101 0000 0000 0001 1000 0000 0000 0100 1101 Tính toán: 8 bit checksum: 0011 0101 + 0000 0000 + 0001 1000 + 0000 0000 = 0100 1101 Độ ẩm: 0011 0101 = 35H = 53% (ở đây do phần thập phân có giá trị 0000 0000, nên ta bỏ qua không tính phần thập phân) Nhiệt độ: 0001 1000 = 18H = 24°C (ở đây do phần thập phân có giá trị 0000 0000, nên ta bỏ qua không tính phần thập phân) 1.4.2 Cảmbiến chất lượng không khí MQ-135 - Mô tả: thường được dùng trong thiết bị kiểm tra chất lượng không khí trong cao ốc, văn phòng, thích hợp để phát hiện khí gas, khói, NH3, ancol,… - Thông số kĩ thuật: + Điện áp nguồn cấp: ≤24V DC + Điện áp của heater: 5V±0.1 + AC/DC Điện trở tải: thay đổi được (2kΩ-47kΩ) + Điện trở của heater: 33Ω±5% + Công suất tiêu thụ của heater: ít hơn 800mW + Khoảng phát hiện: 10 - 300 ppm NH3, 10 - 1000 ppm + Benzene, 10 - 300 Alcol Kích thước: 32mm*20mm + Khoảng đo rộng Bền, tuổi thọ cao + Phát hiện nhanh, độ nhạy cao + Mạch adapter được thiết kế đơn giản
  15. 15. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 15 + 4 chân: VCC (cực (+) nguồn), GND (cực (-) nguồn, A0 tín hiệu đầu ra tương tự, D0 tín hiệu đầu ra số Hình 1.6 - Điều khiển: + Đầu ra tương tự ( AOUT):Điện áp ra tương tự thay đổi tuyến tính trong khoảng từ 0.5V-4.5V phụ thuộc vào nồng độ khí xung quanh. + Đầu ra số (DOUT): Đầu ra số 0-1 rất tiện cho các bạn thực hiện các ứng dụng nhỏ mà không cần vi điều khiển.Kết hợp với module relay để bật tắt các thiết bị như còi, đèn để cảnh báo khí mà cảm biến có thể nhận biết được. 1.4.3 Arduino Uno R3 - Mô tả: Arduino UNO R3 dùng vi điều khiển 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,… hay những ứng dụng khác - Thông số kĩ thuật: + Vi điều khiển: ATmega 328 họ 8 bit + Điện áp hoạt động: 5 VDC (chỉ được cấp qua cổng USB) + Tần số hoạt động: 16 MHz
  16. 16. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 16 + Dòng tiêu thụ: 30 mA + Điện áp vào khuyên dùng: 7-12 VDC + Điện áp vào giới hạn: 6-20 VDC + Số chân Digital I/O: 14 ( 6 chân hardware PWM) + Số chân analog: 6 ( độ phân giải 10 bit) + Dòng tối đa trên mỗi chân I/O: 30 mA + Dòng ra tối đa (5V): 500mA + Dòng ra tối đa (3.3V): 50mA + Bộ nhớ flash: 32KB với 0.5KB dùng để bootloader + SRAM: 2KB + EEROM: 1KB Hình 1.7 - Bộ nhớ:
  17. 17. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 17 + 32KB bộ nhớ Flash: những đoạn lệnh bạn 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. Bạn khai báo càng nhiều biến thì càng cần nhiều bộ nhớ RAM. Tuy vậy, thực sự thì cũng hiếm khi nào bộ nhớ RAM lại trở thành thứ mà bạn phải bận tâm. Khi mất điện, dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất. + 1KB cho EEPROM (Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory): đây giống như một chiếc ổ cứng mini – nơi bạn 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. - Các cổng vào ra: 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 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). - Ngõ ra I/O: + 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, bạn 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, bạn 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, bạn có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân analog. Tức là nếu bạn cấp điện áp 2.5V vào chân này thì bạn 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. - Lập trình cho arduino: Các thiết bị dựa trên nền tảng Arduino được lập trình bằng ngôn riêng. Ngôn ngữ này dựa trên ngôn ngữ Wiring được viết cho phần cứng nói chung. Và
  18. 18. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 18 Wiring lại là một biến thể của C/C++. Một số người gọi nó là Wiring, một số khác thì gọi là C hay C/C++. Để lập trình cũng như gửi lệnh và nhận tín hiệu từ mạch Arduino, nhóm phát triển dự án này đã cũng cấp đến cho người dùng một môi trường lập trình Arduino được gọi là Arduino IDE (Intergrated Development Environment) 1.4.4 Module sim800L - Mô tả: Module GMS sim800L có khả năng nhắn tin SMS, nghe, gọi, GPRS,… như một điện thoại có kích thước nhỏ nhất trongg các loại module SIM ( 25mm x 22mm). Điều khiển module sử dụng bộ tập lệnh AT, chân kết nối dùng rào đực thông dụng. - Thông số kĩ thuật: + Nguồn cung cấp : 3.8 – 4.2VDC. + Dòng cung cấp: 1A trở lên để đảm bảo trong quá trình khởi động cũng như thực hiện gọi điện hay gửi SMS. + Dòng ở chế độ chờ: 10mA – rất tiết kiệm. + Hỗ trợ 4 băng tần phổ biến ở Việt Nam, sim mạng nào dùng cũng được. + Khe cắm sim: chuẩn Micro sim ( sim IP4) Hình 1.8 - Chức năng các chân:
  19. 19. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 19 + Chân NET: lắp anten , có thể dùng anten đi kèm hoặc ăn ten mở rộng . + Chân VCC- GND : cấp nguồn dương- âm. + RST: chân reset : sử dụng khi cần khởi động lại module sim . + RXD – TXD : giao tiếp chuẩn serial đặc trưng của module sim. + RING: đổ chuông khi có cuộc gọi đến + DTR: Chân UART DTR + SPKP, SPKN: ngõ ra âm thanh, nối với loa để phát âm thanh. + MICP, MICN: ngõ vao âm thanh, phải gắn thêm Micro để thu âm thanh. - Tập lệnh AT điều khiển cuộc gọi: + Lệnh: AT+CLIP=1<CR><LF> Mô tả : Hiển thị thông tin cuộc gọi đến + Lệnh: ATD[Số_điện_thoại];<CR><LF> Mô tả : Lệnh thực hiện cuộc gọi + Lệnh: ATH<CR><LF> Mô tả : Lệnh thực hiện kết thúc cuộc gọi , hoặc cúp máy khi có cuộc gọi đến + Lệnh: ATA<CR><LF> Mô tả : Lệnh thực hiện chấp nhận khi có cuộc gọi đến - Tập lệnh AT điều khiển tinnhắn: + Lệnh: AT+CMGF=1<CR><LF> Mô tả : Lệnh đưa SMS về chế độ Text , phải có lệnh này mới gửi nhận tin nhắn dạng Text + Lệnh: AT+CMGS=”Số_điện _thoại”<CR><LF> Đợi đến khi có ký tự ‘>’ được gửi về thì đánh nối dung tin nhắn Mô tả : Lệnh gửi tin nhắn
  20. 20. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 20 + Lệnh: AT+CMGR=x<CR><LF> x là địa chỉ tin nhắn cần đọc Mô tả : Đọc một nhắn vừa gửi đến, lệnh được trả về nội dung tin nhắn, thông tin người gửi, thời gian gửi + Lệnh: AT+CMGDA="DEL ALL"<CR><LF> Mô tả : Xóa toàn bộ tin nhắn trong các hộp thư + Lệnh: AT+CNMI=2,2<CR><LF> Mô tả :Hiển thị nội dung tin nhắn ngay khi có tin nhắn đến * Sau mỗi lệnh các bạn thường thấy <CR><LF> thực chất nó là hai mã điều khiển <CR> tương ứng 0x0D(hexa) ,<LF> tương ứng 0x0A(hexa) 1.4.5 Còiđèn Alarm 5V - Mô tả: thực hiện tính năng phát ra tín hiệu âm thanh khi xảy ra cháy. - Thông số kĩ thuật: + Điện áp vào: 5-12 VDC + Dòng vào 280 mA + Cường độ âm thanh: 107 ± 3DB / 1m
  21. 21. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 21 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 2.1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý 2.1.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống Hình 2.1 2.1.2 Mạchgiảmáp Mạch giảm áp 9v Bộ cấp nguồn 12V
  22. 22. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 22 - Nhiệm vụ : Hạ áp 12V từ bộ cấp nguồn xuống còn 9V để cung cấp cho arduino, và giữ ổn định điện áp đầu vào. - Mạch layout: Hình 2.2 -Mạch 3D: Hình 2.3 - Nguyên lý: Nguồn 12V được cấp vào HD1 đi qua tụ C1 ổn định điện áp trước khi vào LM7809. LM7809 giữ chức năng hạ áp xuống còn 9V và xuất điện áp ở chân HD2. 2.1.3 Mạchgắnlinh kiện - Nhiệm vụ: gắn linh kiện điện tử và kết nối với board mạch Arduino
  23. 23. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 23 - Mạch layout: Hình 2.4 - Nguyên lý: Các chân ở CN2 và CN3 được kết nối với Arduino. Linh kiện DHT11, MQ135, module sim được kết nối như sơ đồ layout. Vị trí chân CN1 được gắn còi báo động. 2.2 Sản phẩm thực tế Hình 2.5
  24. 24. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 24 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN MỀM 3.1 Lưu đồ giải thuật Bắt đầu Đọc giá trị nhiệt độ (t), nồng độ gas (gas) Gas > 300 || t>50 Còi bật báo động, module sim gọi điện nhắn tin thông báo
  25. 25. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 25 3.2 Chương trình #include <DHT.h> #include "SoftwareSerial.h" SoftwareSerial SIM800(2,3); int MQ135 = A5; int DHTPIN = A4; int DHTTYPE = DHT11; DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); int ALARM = 7; void setup() { pinMode(ALARM, OUTPUT); pinMode(MQ135, INPUT); pinMode(DHTPIN, INPUT); Serial.begin(9600); SIM800.begin(9600); } void loop() { int gas = analogRead(MQ135); float t = dht.readTemperature();
  26. 26. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 26 Serial.print("nnong do gas: "); Serial.println(gas); Serial.print("nhiet do: "); Serial.println(t); delay(2000); if (gas > 300||t>50) { digitalWrite(ALARM, HIGH); call_on(); delay(2000); send_sms(gas,t); } else { digitalWrite(ALARM, LOW); }
  27. 27. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 27 } void call_on() { SIM800.println("ATD+841649196984;"); // goi dien delay(20000); // thuc hien cuoc goi trong 20s SIM800.println("ATH"); } void send_sms(int gas,int t) { SIM800.println("AT+CMGF=1"); delay(1000); SIM800.println("AT+CMGS="+841649196984"r"); //sdt nhan tin nhan r kiem tra ki tu cuoi cung delay(1000); if(gas>300) { SIM800.print(" - nong do gas tang vuot muc"); SIM800.print("n - nong do gas: "); SIM800.print(gas); SIM800.print("n - nhiet do: "); SIM800.print(t); delay(100);
  28. 28. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 28 } if(t>50) { SIM800.print(" - nhiet do tang vuot muc"); SIM800.print("n - nong do gas: "); SIM800.print(gas); SIM800.print("n - nhiet do: "); SIM800.print(t); delay(100); } if(gas >300 && t>50) { SIM800.print(" - nong do gas va nhiet do tang vuot muc"); SIM800.print("n - nong do gas: "); SIM800.print(gas); SIM800.print("n - nhiet do: "); SIM800.print(t); delay(100); } SIM800.println((char)26); // send sms delay(1000); }
  29. 29. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 29 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 4.1 Kết quả Sau thời gian nổ lực học tập, tìm hiểu dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của GVHD: Ths. Trần Quang Thuận, đồ án mạch điện tử đã hoàn thành đúng thời hạn quy định, giải quyết các yêu cầu đặt ra ban đầu: - Tìm hiểu về Kit Arduino - Tìm hiểu cảm biến nhiệt độ DHT11, cảm biến khí gas MQ135 - Tìm hiểu về module sim - Thiết kế mạch in - Sản phẩm thực tế 4.2 Hướng phát triển đề tài - Thay thế cảm biến DHT11 bằng cảm biến Thermocouples để đọc giá trị nhiệt độ ổn định chính xác và khả năng chịu nhiệt độ cao tốt. - Sử dụng thêm cảm biến MG811 thu thập thêm lượng khói khi xảy ra cháy. - Khai thác tính năng điều kiển qua tin nhắn qua Module sim - Sử dụng module wifi ESP8266 để cập nhật dữ liệu liên tục trên cloud server.
  30. 30. Hệ thống báo cháy GVHD: Ths.Trần Quang Thuận 30 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO (1) Thư viện DHT11 at: http://k1.arduino.vn/img/2014/05/28/0/527_12320-1401263494- 0-dht11.zip (2) AT Documents ,Copyright ©Shanghai SIMComWireless SolutionsLtd. 2011. (3) DHT11 Humidity & Temperature Sensor, D-Robotic UK at: www.droboticsonline.com (4) Technical data MQ-135 Gas Sensor at: https://www.olimex.com/Products/.../SNS- MQ135/.../SNS-MQ135.pdf
  • LongNguyn520

    Jun. 26, 2020

he thong bao chay tu dong

Views

Total views

3,066

On Slideshare

0

From embeds

0

Number of embeds

10

Actions

Downloads

90

Shares

0

Comments

0

Likes

1

×