LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt đề tài đồ án này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, chúng em còn nhận được sự quan tâm giúp đỡ của nhiều tập thể và cá nhân Trước hết, chúng em xin gửi tới toàn thể các thầy,.
LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt đề tài đồ án này, nỗ lực thân, chúng em nhận quan tâm giúp đỡ nhiều tập thể cá nhân Trước hết, chúng em xin gửi tới tồn thể thầy, giáo Viện Kỹ Thuật, thầy cô trường HUTECH lời cảm ơn chân thành Đặc biệt, chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Giáo viên hướng dẫn cô Th.STrương Thu Hiền, người tận tâm hưóng dẫn nhóm em suốt q trình làm hồn thiện đề tài Cuối chúng em kính chúc quý thầy, cô dồi sức khỏe thành công nghiệp cao quý Đồng thời chúc bạn lớp 19DCKA1 dồi sức khỏe, học tập ngày tốt Tp.HCM, ngày 11 tháng 12 năm 2022 CHƯƠNG : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Mở đầu Điều khiển tự động ứng dụng lý thuyết điều khiển tự động vào việc điều khiển q trình khác mà khơng cần đến can thiệp người Điều khiển tự động ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác : công nghiệp sản xuất , gia công khí , dây chuyền lắp rắp tự động … Các hệ thống điều khiển thường dùng để vận hành trình sản xuất bao gồm servo,PLC,mạch điện tử ,G code … Các hệ thống điều khiển bao gồm việc điều khiển từ đơn giản đến phức tạp , điều khiển máy móc đơn giản hệ thơng máy móc cơng nghiệp lớn Ngày với phát triển mạnh mẽ khoa học kĩ thuật , đặc biệt điều khiển tự động tạo nên động lực thúc đẩy phát triển ngành công nghiệp khác nhằm phục vụ đáp ứng nhu cầu người sống Con người với trợ giúp máy móc , cơng cụ tự động nên sống trở nên tiện ích 1.2 Lý chọn đề tài Cửa vào điểm nhấn ấn tượng , hữu ích với người gia trẻ nhỏ , khuyết tật , người sử dụng phương tiện công cụ hỗ trợ di chuyển vận chuyển hàng hóa cửa tự động giúp cho sống dễ dàng nhiều Khác với cửa truyền thống , cửa tự động không cần dùng tay để mở mà phát vật thể qua cửa nhận tín hiệu tự động mở Như mang vật nặng theo người dễ dàng di chuyển qua cửa Thiết bị báo cháy thiết bị có vai trị quan trọng ứng dụng để cảnh báo xuất cố cháy nổ cho người Khi có dấu hiệu đám cháy xảy âm còi báo cháy phát lớn để cảnh báo , giúp có đủ thời gian sơ tán khắc phục kịp thời Từ có thiết bị báo cháy nhà , nhà trở nên an toàn tránh rủi ro đáng tiếc xảy Sau nhóm chúng em xin tìm hiểu đề tài “ Ngơi nhà có cửa tự động thiết bị cảnh báo hỏa hoạn “ Đây đề tài điều khiển tự động đơn giản ứng dụng rộng rãi sống ngày 1.3 Mục tiêu đề tài Đề tài có tầm quan trọng ý nghĩa to lớn , giúp người hiểu rõ công thiết bị điện tử có mạch , đặc biệt cảm biến ARDUINO NANO tới thiết bị cửa tự động báo cháy 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Mạch cảm biến cửa tự động báo cháy sử dụng ARDUINO UNO Nghiên cứu cấu tạo ,chức , ứng dụng bo mạch ARDUINO UNO tính điểu khiển mạch cảm biến cửa tự động báo cháy 1.5 Phương pháp nghiên cứu Phương thức thu thập thông tin : link tài liệu internet Phương pháp nghiên cứu : tiến hành lắp ráp làm mạch thực tế Phần mềm mô mạch Proteus + Autocad Thu thập , phân tích tài liệu thơng tin liên quan đến đề tài Tìm hiểu bo mạch ARDUINO linh kiện liên quan đến đề tài 1.6 Ý nghĩa khoa học thực tiễn Đưa công nghệ vào đời sống xã hội người dân nắm bắt với cách hiệu Tạo thiết bị cho nhà an tồn tiện ích di chuyển CHƯƠNG : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu sơ lược mơ hình cửa tự động Mơ hình cửa đơn giản với góc đóng mở từ đến -900 2.2 Giới thiệu thiết bị cửa tự động Cửa tự động hay gọi với nhiều tên khác như: Cửa trượt tự động, cửa lùa tự động, Cửa đóng mở tự động…Là dịng cửa lắp đặt hệ thống tự động hoá giúp cho cánh cửa đóng vào mở hồn tồn tự động mà khơng cần dùng đến sức người Đây thiết bị đóng/mở tự động dựa kết hợp nguồn điện hệ thống động motor, xử lý thông minh có khả hoạt động độc lập, giúp cho việc di chuyển qua lại người trở nên dễ dàng thuận tiện nhiều Hình 2.2.1 Cửa tự động Với công nghệ ngày phát triển, đổi cho đời nhiều loại cửa tự động tiên tiến, đa dạng tính năng, thơng minh phù hợp với nhu cầu sử dụng người tiêu dùng Và hầu hết lắp đặt rộng rãi cơng trình lớn như: Nhà hàng, khách sạn, bệnh viện, khu vui chơi giải trí, khu mua sắm, ngân hàng, công ty, doanh nghiệp Cũng ứng dụng thực tiễn vào số lĩnh vực khác 2.2.1 Các loại cửa trượt tự động Hình 2.2.2 Cửa mở tự động Xét nguyên lí hoạt động cửa mở tự động giống loại cửa đóng mở tự động khác vận hành nhờ vào hệ thống nguồn điện Cánh cửa đóng vào mở nhờ vào động motor điện, board mạch điều khiển thiết bị khác, cửa mở tự động góc độ 90 Hình 2.2.3 Cửa xoay tự động Là dịng cửa thiết kế theo dạng khung tròn từ => cánh xoay quanh trục cố định Về hình dáng bên khác hẵn với mẫu cửa mở tự động Trên dòng cửa xoay tự động đươc chia rõ đường theo hai chiều tạo nên cảm giác gần gũi, thân thiện với người dùng Mang tới cảm giác lạ sang trọng sử dụng cửa Cánh cửa xoay tự động cấu tạo từ lớp khung nhơm, vận hành đóng mở tự động nhờ vào điều khiển board mạch lắp trần hay âm sàn dùng lực nhỏ đóng mở tay nhẹ nhàng Hình 2.2.4 Cửa trượt xếp lớp Thuộc dịng cửa trượt nhiều cánh, thông thường số lượng giao động từ đến cánh có độ rộng thơng thuỷ lớn mở cánh, nhằm tiết kiệm diện tích mang lại khơng gian rộng rãi Hình thức trượt theo phương ngang, di chuyển ray trượt hết cánh cửa xếp thành lớp thẩm mĩ, gọn gàng 2.2.5 Cửa trượt tự động Đối với loại cửa hầu hết người dùng lắp đặt rộng rãi tồn giới, có Việt Nam Là dòng cửa thiết kế theo kiểu đơn giản trượt ngang phía phía tuỳ vào lựa chọn người dùng 2.3 Giới thiệu thiết bị báo cháy Thiết bị báo cháy trang bị bắt buộc có hệ thống phịng cháy cơng trình Thiết bị giúp theo dõi, cảnh báo cố xảy cháy nổ tồn cơng trình Các tín hiệu cảm biến thu nhận có tín hiệu khói, nhiệt từ vụ cháy bắt đầu phát sinh báo trung tâm Thiết bị báo cháy kết nối thiết bị báo động chuông (tự động bấm tay) còi báo cháy 2.3.1 Các loại thiết bị báo cháy Hình 2.3.1 Đầu báo khói quang SOC-24VN Đầu báo khói quang SOC-24VN đầu báo khói quang thơng minh hệ với nhiều công nghệ tiên tiến sử dụng cho trung tâm báo cháy zone Ưu điểm : + Có chế độ bù vi sai, giúp hoạt động ổn định, tin tưởng hơn, chống báo giả bụi bẩn bám tu lâu ngày Tính mà trước đầu địa có + Tầm điện áp hoạt động rộng từ 8-35V.- Cho phép hoạt động mơi trường tốc độ gió cao, lên đến 4000fpm- Led hiển thị trạng thái: báo nguồn, báo ngưỡng độ nhạy, báo cháy Hình 2.3.2 Đầu báo khói HOKICHI Đầu báo khói HOCHIKI + Độ ổn định cao, buồng khói kín sáng + Dịng làm việc thấp, 45uA tạo 24VDC + Tích hợp đèn LED báo nguồn báo động + Buồng khói đa hướng + Khóa an tồn chống tháo cắp đầu báo khói + Buồng khói tháo rời để vệ sinh thay + Tương thích thay đầu báo khói ion SIJ-24 CHƯƠNG : CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH 3.1 Tổng quan ARDUINO Arduino sử dụng rộng rãi giới, ngày chứng tỏ Vi điều khiển Điện áp hoạt động Tần số hoạt động Dòng tiêu thụ Điện áp vào khuyên dùng Điện áp vào giới hạn Số chân Digital I/O Số chân Analog Dòng chân I/O Dòng tối đa (3.3V) Bộ nhớ Flash ATmega328 kiến trúc RISC với bit 5V DC 16 MHz khoảng 30mA 7-12V DC 6-20V DC 14 chân (6 chân xuất xung PWM) chân 20 mA 50 mA 32 KB tích hợp ATmega328 với SRAM EEPROM 0.5KB dùng cho bootloader KB tích hợp ATmega328 KB tích hợp ATmega328 3.2.2.3 Cấu tạo Một board Arduino đời đầu gồm cổng giao tiếp RS-232 (góc phía trái) chip Atmel Atmega8 (màu đen, nằm góc phải- phía dưới); 14 chân I/O số nằm phía chân analog đầu vào phía đáy 3.2.2.4 Nguyên lý hoạt động Arduino Uno R3 sử dụng cách gắn vào máy tính thông qua cáp USB Sau lắp đặt xong, sử dụng pin chuyển đổi AC-DC để cung cấp điện cho mạch kit Khi đấu nối thành cơng, mạch kích hoạt bắt đầu 3.3 Flame sensor 3.3.1 Flame sensor gì? Cảm biến phát lửa (flame sensor) thường sử dụng cho ứng dụng phát lửa như: xe robot chữa cháy, cảm biến lửa, Tầm phát cảm biến khoảng 80cm, góc quét 60 độ, phát lửa tốt loại có bước sóng từ 760nm 1100nm Khả phát lửa nguồn sáng có bước sóng tương tự Sử dụng cảm biến hồng ngoại YG1006 với tốc độ đáp ứng nhanh độ nhạy cao Tích hợp IC LM393 để chuyển đổi ADC, tạo ngõ số tương tự, linh động việc sử dụng Biến trở để tùy chỉnh độ nhạy cảm biến Có thể ứng dụng hệ thống báo cháy, robot chữa cháy,… Thông số kỹ thuật: Điện áp hoạt động: 3.3 ~ 5.3 VDC Dịng tiêu thụ: 15 mA Bước sóng phát được: 760 ~ 1100 nm Góc quét: - 60° Khoảng cách phát hiện: < m Nhiệt độ hoạt động: -25℃ ~ 85℃ Kích thước: 3.0 cm x 1.5 cm x 0.5 cm Sơ đồ chân: VCC > 3.3V ~ 5.3V GND > power supply ground AOUT (AO) > analog output DOUT (DO) > digital output 3.4 Khối động Servo Trong kỹ thuật điều khiển, Servo gọi tắt động Servo Nó thiết bị tự động có cảm biến phản hồi để điều chỉnh hành động Servo phận hệ thống điều khiển, cung cấp lực chuyển động cần thiết cho thiết bị máy móc vận hành Với cơng nghệ Driver Servo cịn biết đến tương tự Driver máy tính 3.4.1 Phân loại động servo Động servo chia làm nhiều loại, phụ thuộc vào góc quay tối đa chúng loại phổ biến sử dụng là: Động servo quay 180°: Futaba S3003, MG90[S] Động servo quay 360°: MG995, MG996R 3.4.2 Động Servo SG90 3.4.2.1 Tính Động servo SG90 có kích thước nhỏ, loại sử dụng nhiều để làm mơ hình nhỏ cấu kéo không cần đến lực nặng Động servo SG90 180 độ có tốc độ phản ứng nhanh, bánh làm nhựa nên cần lưu ý nâng tải nặng làm hư bánh răng, động RC Servo 9G có tích hợp sẵn Driver điều khiển động bên nên dễ dàng điều khiển góc quay phương pháp điều độ rộng xung PWM Hình 3.4.2.1 3.4.2.2 Thơng số kỹ thuật - Tên: Servo MSG90 - Điện áp hoạt động: 4.8V ~ 6V DC - Tốc độ quay: 0.12 giây/60° (4.8V) , 0.1 giây/60° (6V) - Mômen xoắn: 1.8kg/cm (4.8V) , 2.5kg/cm (6V) - Góc quay: 180° - Bánh răng: nhựa - Kích thước: 22.5 * 11.8 * 30 mm - Chiều dài dây điện: 175mm - Trọng lượng: 9g - Nhiệt độ hoạt động: 0°C ~ 55°C + Dây cam: Xung + Dây đỏ: Vcc (4.8V ~ 6V) + Dây đen: GND / 0V CHƯƠNG : SƠ ĐỒ MẠCH VÀ CODE CỬA TỰ ĐỘNG 4.1 Mạch cửa tự động Hình 4.1 Mạch cửa tự động sử dụng arduino 4.2 Code lập trình mạch cửa tự động phần mềm Arduino #include #include #define FlamePin #define buzzer int trigPin = 13; int echoPin = 10; Servo myservo ; void CuaTuDong_function() { long duration,distance; digitalWrite(trigPin,LOW); delayMicroseconds(2); digitalWrite(trigPin,HIGH); delayMicroseconds(10); digitalWrite(trigPin,LOW); duration = pulseIn(echoPin,HIGH); distance = (duration/2)/29.412; if(distance >= 20) { myservo.write(120); delay(1000); } else { myservo.write(0); } Serial.print("distance"); Serial.println(distance); delay(100); } void Flame_function() { int Flame = digitalRead(FlamePin); if(Flame==HIGH) { digitalWrite(buzzer, HIGH); } else { digitalWrite(buzzer, LOW); }} void setup() { pinMode(FlamePin, INPUT_PULLUP); pinMode(buzzer, OUTPUT); pinMode(trigPin,OUTPUT); pinMode(echoPin,INPUT); myservo.attach(9); Serial.begin(9600); } void loop() { Flame_function(); CuaTuDong_function(); } 4.3 Tài liệu tham khảo [1] Arduino ? (https://www.totolink.vn/article/531-arduino-la-gi-nhung-ung-dung-cua-arduino-trong-doi-songcon-nguoi.html) [2] Cảm biến báo cháy ? (https://homegy.vn/tim-hieu-cam-bien-bao-chay) [3] Thầy Lê Quang Đức , giáo trình Cảm biến xử lí hiệu đo, DDH Cơng nghệ , TP.HCM,2021 [4] Hồng Đức Quân , (http://valorant.asia/p/thiet-ke-mach-dktd) CHƯƠNG : TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận -Do đề tài , nên q trình tìm hiểu nhóm em gặp số khó khăn định Tổng quan mơ hình báo cháy cửa tự động Đồng thời nhóm em biết tình hình sử dụng , xu hướng phát triển đề tài -Tìm hiểu sở , ý nghĩa việc tự động thứ cần thiết sống xung quanh -Hiểu nguyên lí làm việc module mơ hình cách ghép nối chúng 5.2 Tổng quan mạch Tổng quan cửa tự động Ưu điểm cửa tự động -Được tăng cường chức bảo vệ an toàn khỏi tình trạng bị kẹp cửa -Có chức cho phép cửa tự động hoạt động tốc độ đóng mở cao -Cửa tự động đem lại cảm giác thoải mái cho người sử dụng , loại bỏ hoàn toàn cảm giác khó chịu sử dụng cửa thường -Tiết kiệm thời gian Ứng dụng cửa tự động -Ở nơi cơng cộng cửa tự động ln ưu tiên hàng đầu tính linh hoạt cho lưu thơng qua cửa nhanh chóng , dễ dàng tránh số va chạm không đáng có -Nếu dùng cửa bình thường phải ln đảm bảo đóng trước khơng có người qua lại gây tránh lãng phí Thế điều thực tế lại khó thực ý thức người không Tổng quan phận báo cháy Hệ thống báo cháy tự động hệ thống gồm tập hợp thiết bị có nhiệm vụ phát báo động có cháy xảy Việc phát tín hiệu cháy thực tự động đầu dị (khói, nhiệt, lửa,…) Ưu điểm phận báo cháy -Cung cấp phương tiện để phát đám cháy bùng phát theo phương pháp thủ công tự động – Cảnh báo cho người tịa nhà biết có cháy thông tin sơ tán 5.3 Hướng phát triển đề tài Hiện đề tài nhóm em dừng lại với mạch báo cháy cửa tự động Việc làm đề tài nhiều hạn chế định Arduino cịn làm nhiều thứ Nhất với đất nước phát triển khoa học công nghệ nước ta Qua đề tài nhóm em mong muốn sử dụng kiến thức học thời gian sinh viên để thực tiếp cận nhiều xung hướng giới ... vực khác 2. 2.1 Các loại cửa trượt tự động Hình 2. 2 .2 Cửa mở tự động Xét nguyên lí hoạt động cửa mở tự động giống loại cửa đóng mở tự động khác vận hành nhờ vào hệ thống nguồn điện Cánh cửa đóng... (3.3V) Bộ nhớ Flash ATmega 328 kiến trúc RISC với bit 5V DC 16 MHz khoảng 30mA 7-12V DC 6 -20 V DC 14 chân (6 chân xuất xung PWM) chân 20 mA 50 mA 32 KB tích hợp ATmega 328 với SRAM EEPROM 0.5KB dùng... EEPROM 0.5KB dùng cho bootloader KB tích hợp ATmega 328 KB tích hợp ATmega 328 3 .2. 2.3 Cấu tạo Một board Arduino đời đầu gồm cổng giao tiếp RS -23 2 (góc phía trái) chip Atmel Atmega8 (màu đen, nằm