Đang tải... (xem toàn văn)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN KHOA ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC HỆ THỐNG NHÚNG ĐỀ TÀI THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT MÔ HÌNH HỆ THỐNG IOT CẢNH BÁO KHÍ DỄ CHÁY Giảng viên hướng dẫn NGUYỄN TIẾN DUY Sinh.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN KHOA: ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC: HỆ THỐNG NHÚNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT MƠ HÌNH HỆ THỐNG IOT CẢNH BÁO KHÍ DỄ CHÁY Giảng viên hướng dẫn: NGUYỄN TIẾN DUY Sinh viên thực hiện: DƯƠNG VĂN TÚ LƯƠNG ĐỨC TIỆP Lớp: K55KĐT.01 Thái Nguyên 2022 TRƯỜNG ĐH KTCN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự - Hạnh phúc BỘ MÔN TIN HỌC CN o0o - PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN MÔN HỌC Sinh viên 1: Dương Văn Tú MSSV: K195520207056 Sinh viên 2: Lương Đức Tiệp MSSV: K195520207054 Lớp: K55KĐT.01 Ngành: Kỹ Thuật Điện Tử Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Tiến Duy Ngày giao đề tài: Ngày hoàn thành: Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT MÔ HÌNH HỆ THỐNG IoT CẢNH BÁO KHÍ DỄ CHÁY Nội dung thuyết minh tính tốn: Các chức sản phẩm đồ án: Đo nồng độ khí dễ cháy hiển thị lên hình LCD Phát cháy, chữa cháy Điều khiển bật tắt quạt hút khí, bơm dập lửa hiển thị nồng độ khí dễ cháy, nhiệt độ, độ ẩm thơng qua ứng dụng Blynk Nồng độ khí gas vượt mức an tồn có cháy nổ: Tự động bật quạt gió hút khí dễ cháy ngồi , cịi báo động có khí dễ cháy rị rỉ phịng Thơng số khí gas hiển thị thơng qua ứng dụng Blynk Nếu có cháy, tự động bật hệ thống bơm nước dập lửa Thiết kế hệ thống: Module phần cứng: - Sử dụng module Esp32 làm trung tâm xử lý - Cảm biến khí gas MQ-2 - Cảm biến phát lửa Flame Sensor - Quạt gió, máy bơm, đèn led tín hiệu, cịi báo Phần mềm: - Sử dụng phần mềm Arduno IDE để lập trình - Sử dụng ứng dụng Blynk để điều khiển hệ thống online Báo cáo, chương trình: Báo cáo word, slide powerpoint Mã nguồn chương trình phần mềm Sơ đồ nguyên lý mạch Video Demo Sản phẩm Demo Thông qua phần Phân tích tốn Thơng qua phần Thiết thống kế hệ Thông qua phần Demo Đồng ý cho bảo vệ TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TS Nguyễn Tiến Duy Mục lục: LỜI MỞ ĐẦU .3 I PHÂN TÍCH BÀI TỐN 1.1 SƠ ĐỒ KẾT CẤU HỆ THỐNG 1.2 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ 1.3 XÁC ĐỊNH BÀI TOÁN 1.3.1 CÁC YÊU CẦU 1.3.2 NHIỆM VỤ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG 1.3.3 GIỚI HẠN CHỈ ĐỊNH .6 1.4 ĐẶC TẢ HỆ THỐNG: .7 II THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.1 SƠ ĐỒ KHỐI 2.2 PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG CỦA CÁC KHỐI .8 2.2.1 KHỐI NGUỒN KHỐI NGUỒN .8 KHỐI CẢM BIẾN KHỐI XỬ LÍ TRUNG TÂM 15 KHỐI MẠCH LỰC .19 KHỐI HIỂN THỊ LCD .20 2.3 SƠ ĐỒ MẠCH NGUYÊN LÝ .25 III CÀI ĐẶT TRÊN APP BYNK IV THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN 26 4.1 THUẬT TỐN CHƯƠNG TRÌNH CHÍNH 26 4.2 THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN BẬT TẮT 27 V XÂY DỰNG CODE .28 5.1 PHẦN MỀM LẬP TRÌNH .28 5.2 LẬP TRÌNH CODE 29 5.3 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 37 VI ĐÁNH GIÁ, KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 37 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, khoa học công nghệ phát triển cách mạnh mẽ, việc ứng dụng cho hệ thống nhúng ngày trở nên phổ biến vào đời sống, từ ứng dụng đơn giản như: điều khiển LED, bật tắt thiết bị điện tử… đến ứng dụng cho xã hội như: Điều khiển đèn giao thông, hệ thống cầu thang máy, cửa tự động… ứng dụng lớn Robot, phi thuyền khơng người lái, kiểm sốt nhà máy hạt nhận… Các hệ thống tự động trước sử dụng nhiều công nghệ khác hệ thống tự động hoạt động nguyên lý khí nén, thủy lực, relay điện, mạch điện tử số, thiết bị máy móc tự động cam chốt khí Các thiết bị, hệ thống có chức xử lý mức độ tự động thấp so với hệ thống tự động đại xây dựng tảng hệ thống nhúng Với kiến thức học tìm hiểu từ trường học khoa học công nghệ sống đại, chúng em muốn góp thêm phần phát triển xã hội cách học hỏi đưa sản phẩn có ích cho sống.Chúng em xin giới thiệu sản phẩm thiết thực cho sống chúng ta: “Hệ thống IoT cảnh báo khí dễ cháy” Với ý tưởng chúng em mong muốn góp phần bảo vệ cho gia đình, tập thể hay cơng ty có sử dụng khí Gas an tồn Mạch phát rị rỉ khí Gas cảnh báo cho biết có khí Gas bị rị rỉ khỏi bình chứa ống dẫn để tránh tai nạn đáng tiếc xảy ra, đồng thời hẹn để nhắc nhở đầu bếp tới nấu ăn Sau thời gian học tập rèn luyện, với bảo tận tình thầy giáo Nguyễn Tiến Duy trợ giúp bạn nhóm tài liệu có liên quan, chúng em hồn thành xong đề tài Đồ án hoàn thành , kiến thức kinh nghiệm hạn chế nên khơng thể tránh khỏi nhiều thiếu sót mong thầy, giáo thông cảm bảo thêm để đề tài ứng dụng rộng rãi vào thực tế Chúng em xin chân thành cảm ơn góp ý thầy cô! Thái nguyên, ngày…tháng…năm 2022 Sinh viên thực Dương Văn Tú Lương Đức Tiệp I.PHÂN TÍCH BÀI TỐN Khảo sát phân tích tốn Hiện việc phát rị rỉ khí gas phát cháy nổ vô quan trọng gia đình, tập thể, cơng ty liên quan trực tiếp đến tính mạng người, thiết bị máy móc,… Trên thị trường có số thiết bị phát rị rỉ khí ga như: Guardsman GS-202 Nhưng chúng em sử dụng cảm biến MQ-2, cảm biến báo cháy 1.1 SƠ ĐỒ KẾT CẤU HỆ THỐNG - Khối cảm biến: phát rị rỉ khí gas, cháy nổ gửi tín hiệu tới khối vi xử lý - Khối xử lý: kiểm tra, xử lý tín hiệu vào ,ứng với kết thực công việc khác đưa tới khối chấp hành - Khối chấp hành: nhận thông báo từ khối vi xử lý, thực phần cảnh báo, xử lý an toàn Khối cảm biến Khối xử lý Khối chấp hành 1.2 Giải pháp thiết kế - Để phát rò rỉ khí gas ta dùng module cảm biến khí gas MQ-2, cảm biến cháy đặt gần chỗ đặt bình ga khoảng 15cm - Xử lý, điều khiển dùng Module Esp32 : lập trình để vi xử lý nhận tín hiệu vào từ cảm biến, tính tốn xử lý để đưa lệnh cảnh báo, tín hiệu điều khiển hệ thống báo xử lý cháy nổ, khí gas - Thơng số khí gas hiển thị lên ứng dụng Blynk để người dùng tiện theo dõi - Khi phát khí rị rỉ cịi kêu báo động, hệ thống quạt hút khí hoạt động, cửa tự động mở nồng độ khí gas đạt ngưỡng nguy hiểm hệ thống tự động ngắt điện tồn khu vực có khí dễ cháy - Khi phát có cháy cịi báo động kêu, hệ thống bơm nước dập lửa hoạt động cửa tự động mở - Để hiển thị nồng độ khí ta dùng LCD lấy tín hiệu từ vi xử lý để hiển thị khí gas rị rỉ, hiển thị lên app blynk thơng qua hệ thống Internet - Để báo động nhóm em dùng cịi hú điều khiển tín từ vi xử lý, sử dụng quạt hút gió để hút khí gas khỏi phòng, sử dụng bơm nước để dập lửa điều khiển rơ le - Các thiết bị dùng mơ hình, cơng suất điện áp thay đổi làm hệ thống thực 1.3 XÁC ĐỊNH BÀI TOÁN 1.3.1 Các yêu cầu: - Hệ thống phát cố rị rỉ khí ga áp dụng cho phịng bếp gia đình, phịng có sử dụng thiết bị dùng khí gas - Thơng số khí gas phịng hiển thị lên ứng dụng blynk hiển thị trực tiếp thông qua hình LCD - Khi phát rị rỉ khí gas hệ thống tự động bật quạt hút khí bên ngồi, tự động mở cửa cịi báo động kêu cảnh báo đồng thời điều khiển quạt hút gió, cửa qua ứng dụng blynk làm giảm nồng độ khí gas Khi phát có cháy hệ thống tự động bật bơm nước còi cảnh báo đồng thời điều khiển bơm nước qua ứng dụng blynk để dập lửa - Hệ thống chế độ làm việc tự động - Làm việc với điện áp 12v/1,5A mơ hình - Có khả nâng cấp, cải tiến 1.3.2 Nhiệm vụ hệ thống : Phát hiện, cảnh báo, tự động hút khí gas, dập lửa nhằm mục đích ngăn chặn, phịng chống cố cháy nổ khí Gas 1.3.3 Giới hạn hạn định: - Làm việc ban ngày lẫn ban đêm - Sử dụng mạng điện lưới gia đình 220V-50Hz 1.4 ĐẶC TẢ HỆ THỐNG: II THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.1 Sơ đồ khối 2.2 Phân tích chức khối : 2.2.1 Khối nguồn: Khối nguồn: Khối tạo điện áp chiều từ nguồn adapto 12V-DC với đầu 5V-DC 12V-DC để cung cấp cho linh kiện hệ thống Hình 1: ADAPTOR 12V_2A Hình 2: IC ổn áp LM2576 10 ... thống IoT cảnh báo khí dễ cháy” Với ý tưởng chúng em mong muốn góp phần bảo vệ cho gia đình, tập thể hay cơng ty có sử dụng khí Gas an tồn Mạch phát rị rỉ khí Gas cảnh báo cho biết có khí Gas bị... biến khí gas: Khối cảm biến khí ga có nhiệm vụ nhận biết xuất khí gas bị rị rỉ đưa tín hiệu thông báo đến khối xử lý Khi xảy tượng rị rỉ khí ga khối nhận biết lượng khí ga rị rỉ đến mức cảnh báo. .. để đưa lệnh cảnh báo, tín hiệu điều khiển hệ thống báo xử lý cháy nổ, khí gas - Thơng số khí gas hiển thị lên ứng dụng Blynk để người dùng tiện theo dõi - Khi phát khí rị rỉ cịi kêu báo động, hệ