Cảnh báo khí gas bằng giọng nói Đồ án sử dụng cảm biến gas MQ3 để xác định nồng độ gas Nếu nồng độ vượt qua từng ngưỡng, hệ thống sẽ phát thông báo Điều đặc biệt ở đồ án này là không phải sử dụng còi báo đơn điệu để thông báo rò rỉ gas, mà sử dụng giọng nói thông báo mức độ rò rỉ gas, giúp người dùng dễ nắm được nồng độ khí gas đang rò rỉ để có hướng xử lý kịp thời. Các bạn có nhu cầu hỗ trợ đồ án ,đặt đồ án, liên hệ : https:www.facebook.comdoangiaresv Số điện thoại Zalo : 0565271668
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC xxxx THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG CẢNH BÁO KHÍ GAS SỬ DỤNG ARDUINO CBHD : SSSi Sinh viên thực : sssss Mã số sinh viên : ssss HÀ NỘI – 2021 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN Hà Nội, ngày tháng năm Người nhận xét MỤC LỤC DANH SÁCH VIẾT TẮT ADC: Analog Digital Converter DC: Direct Current I/O: Input/ output SRAM:Static Random Access Memory EEPROM:Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory USART: Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter PWM: Pulse width modulation PCB: Printed circuit board DANH MỤC HÌNH Để hồn thành đề tài em có tham khảo số tài liệu có liên quan đến cảm biến khí gas MQ-2, Module Sim 800L vi điều khiển Arduino Em xin cam đoan đề tài em thực hiện, số liệu kết đề tài trung thực Mọi giúp đỡ cho báo cáo cảm ơn thơng tin trích dẫn báo cáo ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Sinh viên LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, lời em xin cảm ơn chân thành đến tồn thể thầy trường Đại học xxxxx thầy cô khoa SSSS nói riêng, người tận tình hướng dẫn, dạy dỗ trang bị cho em kiến thức bổ ích bốn năm vừa qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy ssss hướng dẫn cho em kiến thức, kỹ cần có để hồn thành đề tài nghiên cứu Sau em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè động viên, cổ vũ đóng góp ý kiến q trình học tập, nghiên cứu trình làm đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên trình nghiên cứu đề tài, kiến thức chun ngành cịn hạn chế nên em cịn nhiều thiếu sót tìm hiểu, đánh giá trình bày đề tài Rất mong nhận quan tâm, góp ý thầy cô giảng viên môn để đề tài em dầy đủ hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn! LỜI MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Như biết, gần thiết bị tự động nhà máy, đời sống gia đình ngày hoạt động độc lập với nhau, thiết bị có quy trình sử dụng khác tuỳ thuộc vào thiết lập, cài đặt người sử dụng Chúng chưa có liên kết với mặt liệu Nhưng hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thơng qua gọi điện thoại lại khác Ở đây, thiết bị điều khiển tự động kết nối với thành hệ thống hoàn chỉnh qua một thiết bị trung tâm giao tiếp với mặt liệu Điều khiển thiết bị gọi điện thông qua mạng di động ứng dụng mang tính đại có giá trị thực tiễn cao Với điện thoại di động tay, đâu hay làm quản lý, giám sát điều khiển thiết bị điện gia đình, khơng cần phải lo lắng bật hay tắt thiết bị nhà hay chưa Qua cho thấy giải pháp điều khiển thiết bị thông qua gọi điện thoại giải pháp hữu dụng thực tiễn Chính mà em thực đề tài định chọn đề tài “Thiết kế mơ hình hệ thống cảnh báo khí gas giọng nói sử dụng Arduino” đề tài tốt nghiệp Đối tượng nghiên cứu Hệ thống sử dụng cảm biến khí gas, để phát gia đình hay nhà máy có rị rỉ khí gas hay khơng Nếu phát rị rỉ khí gas, hệ thống bật còi báo, đồng thời thực gọi đến hay nhiều số điện thoại cài sẵn để cảnh báo, giúp người có khắc phục kịp thời, tránh cháy nổ xảy Nội dung nghiên cứu Tìm hiểu : Module ghi âm phát lại giọng nói DY-SV5W Arduino ATMEGA328P Cảm biến khí gas MQ-2 Phạm vi nghiên cứu Kiểm tra nồng độ khí gas khơng khí đưa cảnh báo nồng độ khí gas vượt qua ngưỡng qui định Với đề tài “Thiết kế mơ hình hệ thống cảnh báo khí gas sử dụng Arduino” báo cáo em gồm nội dung sau: Chương 1: Nghiên cứu tổng quan Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Cấu trúc, nguyên lý hoạt động thiết kế mạch Chương 4: Kết CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu đề tài Như biết, gần thiết bị tự động nhà máy, đời sống gia đình ngày hoạt động độc lập với nhau, thiết bị có quy trình sử dụng khác tuỳ thuộc vào thiết lập, cài đặt người sử dụng Chúng chưa có liên kết với mặt liệu Nhưng hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thông qua gọi điện thoại lại khác Ở đây, thiết bị điều khiển tự động kết nối với thành hệ thống hoàn chỉnh qua một thiết bị trung tâm giao tiếp với mặt liệu Từ yêu cầu thực tế, đòi hỏi ngày cao sống, cộng với hợp tác, phát triển mạnh mẽ mạng di động nên em chọn đề tài " Thiết kế mơ hình hệ thống cảnh báo khí gas giọng nói sử dụng arduino " để đáp ứng nhu cầu ngày cao người góp phần vào tiến bộ, văn minh, đại nước nhà 1.2 Ứng dụng hệ thống cảnh báo khí gas 1.2.1.Khái niệm Hiện nay, với đặc tính nguồn nhiên liệu thân thiện với mơi trường khí gas dần khẳng định vị trí quan trọng đời sống góp phần tạo nên văn minh xã hội Lợi ích gas tích cực, sử dụng rộng rãi dân dụng, thương mại, vận tải ứng dụng công nghiệp Gas hỗn hợp chất Hydrocacbon, thành phần chủ yếu khí Propane (C3H8), Butane (C4H10) số thành phần khác 1.2.2.Ứng dụng khí gas cơng nghiệp Khí cơng nghiệp loại nguyên liệu khí sản xuât để sử dụng cơng nghiệp Các khí cơng nhiệp sửu dụng nhiều như: nitrogen, oxy, caarbon dioxide, hydro, acetylen,… 10 Hình 19 Khối nguồn 3.6 Khối xử lý trung tâm Khối xử lý : nhận giá trị từ cảm biến xử lý giá trị nhận đồng thời phát tín hiệu cảnh báo đến module dy-sv5w Hình 20 Khối vi điều khiển 3.7 Khối Module DFPlayer mini Module ghi âm DFPlayer minicó chức phát cảnh báo có tín hiệu nồng độ khí gas vượt qua ngưỡng cảnh báo cài đặt từ trước Và âm phát thu lại phát cảnh báo khác tùy sở thích người sử dụng 39 Hình 21 DFPlayer mini 3.8 Khối cảm biến Khối cảm biến: phát thay đổi môi trường gửi giá trị khối xử lý Hình 22 Khối cảm biến 3.9 Khối LCD Hiển thị thơng số theo u cầu Hình 23 khối LCD 40 3.10 Thiết kế mạch 3.10.1.Mạch phần mềm Hình 24 Mạch PCB 2D 41 Hình 25 Mạch PCB 3D (mặt trước) Hình 26 Mạch PCB 3D (mặt sau) 42 3.10.2 Lắp ráp mơ hình thực tế Hình 27 mơ hình thực tế 43 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 4.1 Kết test Hình 28 hệ thống an tồn 44 Hình 29 cảnh báo mức 45 Hình 30 cảnh báo mức 4.2.Kết luận Trong thời gian thực đồ án em tìm hiểu linh kiện điện tử cách sử dụng chúng để áp dụng vào việc thiết kế mạch đồ án.Cuối em hoàn thành thiết kế thi cơng đề tài“THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG CẢNH BÁO KHÍ GAS SỬ DỤNG ARDUINO”, sản phẩm sau em thi công chạy thử nhiều lần hệ thống hoạt động ổn định với đầy đủ chức đề đề tài Ưu điểm + Hệ thống hoạt động ổn định 46 + Chi phí để thi cơng sản phẩm thấp đáp ứng đầy đủ tính + Sản phẩm giúp không xảy tượng cháy nổ giữ cho ngơi nhà an tồn khơng bị hỏa hoạn Nhược điểm + Sản phẩm chưa tích hợp nhiều tính thơng báo nhiệt độ , độ ẩm + Cơng suất sản phẩm cịn nhỏ + Mạch in lớn cồng kềnh dùng module linh kiện cắm Hướng khắc phục + Có thể dùng linh kiện dán để thu gọn kích thước mạch + Thay đổi công suất động để tăng công suất 4.3.Hướng phát triển đề tài + Tăng tính thơng minh báo nhiệt độ , độ ẩm… + Điều khiển qua internet thuận tiện cho việc sử dụng + Thiết kế giao diện thông qua website, tạo app Android điều khiển từ xa… + Dùng nhiều linh kiện dán mạch in nhiều lớp để thu gọn kích thước mạch + Thu gọn code hệ thống hoạt động ổn định Em hoàn thành đồ án với yêu cầu đề ban đầu, với trình độ kiến thức kinh nghiệm làm sản phẩm thực tế cịn hạn hẹp nên khơng thể tránh khỏi sai sót thiếu hồn chỉnh Em mong nhận góp ý ,những ý kiến đóng góp quý báu thầy cô 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO GIÁO TRÌNH THAM KHẢO [1] Lập trình điều khiển với Arduino tác giả Phạm Quang Huy – Lê Cảnh Trung (Nhà xuất bản: NXB Khoa học kỹ thuật ; 09/2016) [2] H-2 Tecnik, LC12S Datasheet, (9/2017) [3] Bách khoa toàn thư mở Wikipedia, Arduino, (21/12/2018) WEBGSITE THAM KHẢO [4] https://www.arduino.cc/en/guide/introduction [5]https://drive.google.com/file/d/0BwJmY0TV86JwSmdtYXNPUGx6azA/vi ew [6] http://arduino.vn/bai-viet/273-arduino-nano-nho-tien-loi-mang-tren-minhtinh-hoa-cua- arduino-uno _ [7] https://linhkienbandan.com/shop/atmega328-vi-dieu-khien-8-bit/ [8] https://dientunhattung.com/product/module-sim800l-gsm-gprs-modulesim/ [9] https://nshopvn.com/product/cam-bien-khi-gas-mq-2/ [10]https://dailygas.vn/tin-tuc/khi-gas-co-vai-tro-gi-doi-voi-nganh-congnghiep-san-xuat 48 49 PHỤ LỤC //code gas_alarm demo #include #include #define Gas_sensor A3 #define Led_alarm #define Button 13 #include // thư viện lcd LiquidCrystal_I2C lcd = LiquidCrystal_I2C ( 0x27 , 16, ) ; int gas_detect1 = 300; // ngưỡng gas int gas_detect2 =600; // ngưỡng int sensor_value=0; int EN=1; #include "DFRobotDFPlayerMini.h" SoftwareSerial mySoftwareSerial(11,10); // RX, TX DFRobotDFPlayerMini myDFPlayer; void setup() { mySoftwareSerial.begin(9600); if (!myDFPlayer.begin(mySoftwareSerial, true, false)) { {delay(0); } } myDFPlayer.volume(25); lcd.init(); lcd.backlight(); lcd.clear(); delay(300); 50 while(true) lcd.setCursor(4, 0); // Set the cursor on the third column and first row lcd.print("HE THONG"); // Print the string "Hello World!" lcd.setCursor(0, 1); // Set the cursor on the third column and first row lcd.print("canh bao gas"); // Print the string "Hello World!" Serial.begin(9600); Serial.println("gas alarm"); pinMode(Led_alarm,OUTPUT); pinMode(Button,INPUT); digitalWrite(Led_alarm, HIGH ); delay(1000); sensor_value = analogRead(Gas_sensor); } // the loop routine runs over and over again forever: void loop() { lcd.clear(); sensor_value = analogRead(Gas_sensor); //Muc an toan while(sensor_value gas_detect1)) { lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" canh bao muc "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("gas value : " ); lcd.print(sensor_value); myDFPlayer.play(1); // phát cảnh báo mức ngưỡng an toàn digitalWrite(Led_alarm, HIGH ); // if ( digitalRead( Button) == 0) // { // digitalWrite(Led_alarm, LOW ); // delay(10000); 52 // } delay(5000); sensor_value = analogRead(Gas_sensor); EN=1; } //Canh bao nguy hiem gay chay no while(sensor_value > gas_detect2) { lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" canh bao muc "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("gas value : " ); lcd.print(sensor_value); digitalWrite(Led_alarm, HIGH ); myDFPlayer.play(2); // if ( digitalRead( Button) == 0) // { // phát cảnh báo gây chay nổ // digitalWrite(Led_alarm, LOW ); // delay(10000); // } delay(5000); sensor_value = analogRead(Gas_sensor); EN=1; } } 53 ... điều hịa nói chung hệ thống làm lạnh nói riêng Các loại gas sử dụng máy điều hóa khơng khí gas R22, gas R410A, gas R32 sử dụng nhiều gas R22 Gas R410A Gas điều hòa R22 Gas R22 loại gas sử dụng... hiểu : Module ghi âm phát lại giọng nói DY-SV5W Arduino ATMEGA328P Cảm biến khí gas MQ-2 Phạm vi nghiên cứu Kiểm tra nồng độ khí gas khơng khí đưa cảnh báo nồng độ khí gas vượt qua ngưỡng qui định... mơ hình hệ thống cảnh báo khí gas giọng nói sử dụng arduino " để đáp ứng nhu cầu ngày cao người góp phần vào tiến bộ, văn minh, đại nước nhà 1.2 Ứng dụng hệ thống cảnh báo khí gas 1.2.1.Khái niệm