Đồ án môn học ĐTTT và ĐTS Mạch cảnh báo khi có khí gas Đồ án môn học ĐTTT và ĐTS Mạch cảnh báo khi có khí gas LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay,với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đã tạo ra rất nhiều n[.]
Đồ án môn học ĐTTT ĐTS.Mạch cảnh báo có khí gas LỜI NĨI ĐẦU Ngày nay,với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật tạo nhiều nguồn lượng lượng nguyên tử,năng lượng hóa thạch, dầu mỏ, khí đốt, khí gas… kèm với phát triển dạng lượng nguy hiểm từ dạng lượng gây cho có khí gas nguồn lượng dùng công nghiệp,nông nghiệp…và dạng lượng chủ yếu, phổ biến dùng sinh hoạt không đảm bảo điều kiện tiêu chuẩn sử dụng khí gas nguy hiểm đến tính mạng cho người sử dụng Khí Gas hay gọi LPG ( Liquified Petroleum Gas ) khí đốt hố lỏng có nguồn gốc từ dầu mỏ,có thành phần hỗn hợp khí : propan (C3H8 ) butan (C4H10 ) Không màu , không mùi , không độc hại ( pha thêm chất Etylmecaptan có mùi đặc trưng để dễ phát có rị xì gas ) Nhiệt độ sơi gas thấp ( từ - 45 đến - 2oC ) nên để gas lỏng tiếp xúc trực tiếp với da bị lạnh điều kiện nhiệt độ môi trường gas bốc mãnh liệt , gas chuyển từ trạng thái lỏng sang thể tích tăng đến 250 lần Áp suất gasphụ thuộc vào nhiệt độ môi trường , nhiệt độ tăng áp suất gas tăng ngược lại Trong điều kiện nhiệt độ khu vực phía nam áp suất gas dao động khoảng từ - kg/cm2.Tỉ trọng gas lỏng nhẹ nước Vì đặc tính khí gas bị rị rỉ mơi trường nguy hiểm cho người sử dụng, bình gas phịng kín,khi gas bị rị rỉ ngồi gas lan truyền, dâng từ lên (vì nặng khơng khí) chiếm chỗ, đẩy dần khơng khí ngồi, gây ngạt làm giảm nồng độ oxy khơng khí dẫn nạn nhân tử vong,nếu khí gas bị rị rỉ môi trườnggặp lửa tia lửa điện hay gây cháy nổ nguy hiểm cho người sử dụng Để khắc phục cố khí gas sử dụng làm thiết bị cảnh báo khí gas bị rò rỉ, thiết bị giúp nhận biết khí gas bị rị rỉ cách dễ dàng có cố rị rỉ khí gas, thiết bị có kết cấu đơn giản,giá hợp lý, dùng phổ biến tòa nhà, hộ gia đình Rất mong nhận ý kiến đóng góp quý thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn! Đề tài : Nhóm thực Page Đồ án môn học ĐTTT ĐTS.Mạch cảnh báo có khí gas MỤC LỤC Page Phần I :Tổng quan ………………………………………………………….3 Phần II : Giới thiệu 2.1 Lý chọn đề tài……………………………………………………… 2.2 Mục đích chọn đề tài…………………………………………………….4 2.3 Đối tượng nghiên cứu ………………………………………………… 2.4 Phạm vi nghiên cứu …………………………………………………….4 2.5 Nội dung nghiên cứu…………………………………………………….4 2.6 Phương pháp nghiên cứu …………………………………………… Phần III : Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động, tổng quan sơ đồ 3.1 Sơ đồ khối chung……………………………………………………… 3.2 Khối nguồn……………………………………………………………….5 3.3 Khối cảm biến………………………………………………………… a Hình ảnh thực tế thông số hoạt động……………………………………8 b.Sơ lược nguyên lý hoạt động………………………………………… c Cách thức thực hiện……………………………………………………… d.Vòng kiểm tra bản…………………………………………………… e.Đồ thị ( MQ2)…………………………………………………………… 10 f Ưu nhược điểm cảm biến………………………………………… .11 3.4 Khối xử lý a LM358…………………………………………………………………… 12 3.5 Khối báo động a A1015…………………………………………………………………… 16 b NE555…………………………………………………………………… 18 c Phần phát tín hiệu………………………………………………………….22 3.6 Nguyên lý hoạt động chung …………………………………………….22 Phần IV : Thiết kế chi tiết a Các linh kiện sử dụng……………………………………………… 23 b Sản phẩm thực tế………………………………………………………… 25 Phần V :Chạy thử nghiệm, kết quả, xu hướng phát triển …………………25 Đề tài : Nhóm thực Page Đồ án mơn học ĐTTT ĐTS.Mạch cảnh báo có khí gas Phần I : Tổng quan Như người biết sống ngày khí gas sử dụng nhiều Ngay nhà máy xí nghiệp hay đơn giản mơi chất nén dạng gas Chính điều lên việc đảm bảo an tồn trình sử dụng vận hành thiết bị vơ quan trọng Xuất phát từ nhu cầu thực tế có nhiều giáo sư, tiễn sỹ hay sinh viên … tiến hành nghiên cứu đề tài Nhằm nghiên cứu khắc phục tình trạng gây cháy nổ gây , tránh ảnh hưởng tới kinh tế việc ảnh hưởng trực tiếp đến tính mạng người Nhận thấy nghiêm trọng cấp thiết vấn đề , nhóm chúng em tìm hiểu nghiên cứu vấn đề rị rỉ khí gas, để giảm tối đa mối nguy hiểm khí gas gây ra, ảnh hưởng đến người tài sản chung Phần II : Giới thiệu 2.1 Lý chọn đề tài : Do nhu cầu sử dụng nguồn lượng khí gas ngày tăng, cố xảy sử dụng khí gas ngày nhiều nhu cầu cấp thiết sử dụng khí gas giảm cố khơng đáng có khí gas gây cho người sử dụng Để giải vấn đề nên kết sử dụng đồng thời sử dụng khí gas an tồn để hạn chế cố khí gas khóa van dùng xong, kiểm tra van, bếp ga định kỳ báo có khí gas bị rị rỉ lắp đặt thiết bị cảnh báo có khí gas bị rị rỉ mơi trường việc lắp đặt, sử dụng hệ thống cảnh báo khí gas ưu tiên, đưa lên hàng đầu việc phát khí gas bị rị rỉ sử dụng khí gas, với kết cấu đơn giản, thuận tiện giá hợp lý độ nhạy với khí gas thiết bị cảnh báo khí ga lựa chọn hàng đầu cho người tiêu dùng thiết bị lắp đặt,phát rò rỉ sử dụng khí gas Nhận thấy nghiêm trọng cấp thiết việc lắp đặt thiết bị cảnh báo rị rỉ khí gas tịa nhà,khách sạn hộ gia đình, nhóm chúng em chọn đề tài nhằm tìm hiểu nghiên cứu sâu thiết bị cảnh báo khí gas để thiết kế sản phẩm làm giảm tối đa cố sử dụng khí gas gây tồn nhà,khách sạn,hộ gia đình Đề tài : Nhóm thực Page Đồ án môn học ĐTTT ĐTS.Mạch cảnh báo có khí gas 2.2 Mục đích nghiên cứu Đưa giải pháp an tồn sử dụng khí gas tịa nhà, khách sạn, hộ gia đình bị rị rỉ sử dụng thiết bị cảnh báo khí gas đơn giản,dễ dùng, hợp lý tạo khơng gian an tồn cho người sử dụng phân tích hệ thống, nguyên lý hoạt động hệ thống cảnh báo khí gas 2.3 Đối tượng nghiên cứu Hệ thống cảnh báo khí gas tịa nhà, khách sạn, hộ gia đình 2.4 Phạm vi nghiên cứu Được dùng để phục vụ an toàn cho tồn nhà, khách sạn, hộ gia đình có cố khí gas rị rỉ gây nguy hiểm tính mạng cho người sử dụng 2.5 Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu nguyên lý,cách hoạt động, cách lắp đặt hệ thống cảnh báo khí gas khí gas bị rị rỉ làm mơ hình tạo sản phẩm đơn giản hệ thống cảnh báo khí gas phương pháp sử dụng mạch tương tự số 2.6 Phương pháp nghiên cứu Đề tài nghiên cứu phương pháp lý thuyết với thực nghiêm với mục đích tạo sản phẩm ứng dụng vào đời sống thực tế giúp phát cố rị rỉ khí gas cách nhanh chóng, thuận tiện giúp người sử dụng an tồn Đề tài : Nhóm thực Page Đồ án môn học ĐTTT ĐTS.Mạch cảnh báo có khí gas Phần III : Sơ đồ khối , nguyên lý hoạt động, tổng quan sơ đồ 3.1 Sơ đồ khối chung : 3.2 Khối nguồn: * Sơ đồ: LM7805 Đề tài : Nhóm thực Page Đồ án môn học ĐTTT ĐTS.Mạch cảnh báo có khí gas - Absolute Maximum Rating - Electrical Characteristics (MC7805/LM7805) (Refer to test circuit ,0°C < TJ < 125°C, IO = 500mA, VI = 10V, CI= 0.33µF, CO= 0.1µF, unless otherwisespecified) Đề tài : Nhóm thực Page Đồ án mơn học ĐTTT ĐTS.Mạch cảnh báo có khí gas Electrical Characteristics (MC7805A/LM7805) (Refer to the test circuits 0°C < TJ < 125°C, Io =1A, V I = 10V, C I=0.33µF, C O=0.1µF, unless otherwise specified) - Nguồn ni cung cấp cho mạch nguồn DC 9V Để tạo nguồn DC 9V có nhiều cách sử dụng mạch đổi nguồn dùng IC ổn áp, nguồn ắc quy pin Ta lấy nguồn điện áp củ pin 9v thay cho đổi nguồn , ắc quy Lý ta nên sử dụng nguồn pin rời v có nhiều ưu điểm ngồi thị trường có nhiều loại pin dễ lựa chọn, gọn nhẹ, giá thành rẻ sử dụng vịng 3, tháng Khi ta sử dụng đổi nguồn có nhiều nhược điểm mạch phức tạp, cồng kềnh, giá thành cao Đề tài : Nhóm thực Page Đồ án môn học ĐTTT ĐTS.Mạch cảnh báo có khí gas 3.3 Khối cảmbiến : Sử dụng cảm biến MQ2 a) Hình ảnh thực tế thông số kỹ thuật: - MQ2 cảm biến khí, dùng để phát khí gây cháy Ví dụ Phát loại khí: + LPG ( Khí hóa lỏng) + i-butane + Propane + Methane + Alcohol + Hydrogen Nó cấu tạo từ chất bán dẫn SnO2 Chất có độ nhạy cảm thấp với khơng khí sạch.Nhưng mơi trường có chất gây cháy, độ dẫn thay đổi Chính nhờ đặc điểm người ta thêm vào mạch đơn gian để biến đổi từ độ nhạy sang điện áp - Khi môi trường điện áp đầu cảm biến thấp, giá trị điện áp đầu tăng nồng độ khí gây cháy xung quang MQ2 cao - MQ2 hoạt động tốt mơi trường khí hóa lỏng LPG, H2, chất khí gây cháy khác Nó sử dụng rộng rãi công nghiệp dân dụng mạch đơn giản chi phí thấp * Thơng số kỹ thuật : Đề tài : Nhóm thực Page Đồ án môn học ĐTTT ĐTS.Mạch cảnh báo có khí gas b )Sơ lược cảm biến nguyên lý hoạt động : - Trong cảm biến có chân : + Chân 1,3 A + Chân 2,5 B + Chân 4,6 C - Trong mạch có chân đầu Aout Dout Trong đó: + Aout: điện áp tương tự Nó chạy từ 0.3 4.5V, phụ thuộc vào nồng độ khí xung quang MQ2 + Dout: điện áp số, giá trị 0,1 phụ thuộc vào điện áp tham chiếu nồng độ khí mà MQ2 đo + Việc có chân số Dout tiện cho ta mắc ứng dụng đơn giản, không cần đến vi điều khiển Khi ta cần chỉnh giá trị biến trở tới giá trị nồng độ ta muốn cảnh báo Khi nồng độ MQ2 đo thấp mức cho phép Dout = Đèn Led tắt Khi nồng độ khí đo lớn nồng khí cho phép, Dout =0, đèn led sáng + Ta ghép nối vào mạch Realy để điều khiển bật tắt đèn, còi, thiết bị cảnh báo khác c) Cách thức thực : Đầu tiên đo trạng thái khơng khí sạch, giá trị thu Vout1 Cho khí ga từ bật lửa rò rỉ Ta thấy giá trị Aout tăng lên Khi đạt khoảng cách khí ga từ bật lửa hợp lý tương ứng với nồng độ khí bắt đầu nguy hiểm, ta ghi lại giá trị Vout2 Ta chọn giá trị Vout2 giá trị ngưỡng cảnh báo Nếu giá trị đo lớn ta cảnh báo Chỉnh chân biến trở để điện áp đo chân LM358 = Vout2 d) Vòng kiểm tra : Bên cạnh mạch thử nghiệm cảm biến Cảm biến cần phải đặt điện áp, điện áp nóng Đề tài : Nhóm thực Page Đồ án môn học ĐTTT ĐTS.Mạch cảnh báo có khí gas VH điện áp kiểm tra VC.VH dùng để cung cấp nhiệt độ làm việc cho cảm biến VC dùng để phát điện áp VRL điện trở tải RL cảm biến Cảm biến có phân cực ánh sang Vc cần lượng nguồn DC VC VH sử dụng cơng suất mạch phải đảm bảo hiệu suất cảm biến Để cảm biến hoạt động với hiệu suất cao giá trị RL phải đảm bảo công suất tổng thế: PS = VC2 * e) Đồ thị biểu diễn MQ2 * ) Đồ thị ảnh hưởng nhiệt độ độ ẩm: * Đồ thị biểu diễn độ nhạy MQ2 với số chất : Đề tài : Nhóm thực Page 10 Đồ án mơn học ĐTTT ĐTS.Mạch cảnh báo có khí gas Mạch thiết kế để phát khí Gas từ 200PPM (phần triệu) đến 10.000PPM Khi nồng độ khí Gas khu vực cao đầu OUT mơ-đun mức cao.Tín hiệu đến IC NE555, coi máy phát tần (nó tạo xung) chân Output IC nối với loa để đưa tín hiệu cảnh báo f) Một số ưu nhược điểm cảm biến : Nhược điểm sử dụng cảm biến : Một điều khó khăn làm việc với MQ2 khó quy từ điện áp Aout giá trị nồng độ ppm Rồi từ hiển thị cảnh báo theo ppm Do giá trị điện áp trả loại khí khác nhau, lại bị ảnh hưởng nhiệt độ, độ ẩm * Ưu điểm : MQ2 hoạt động tốt mơi trường khí hóa lỏng LPG, H2, chất khí gây cháy khác Nó sử dụng rộng rãi công nghiệp dân dụng mạch đơn giản chi phí thấp Đề tài : Nhóm thực Page 11 Đồ án mơn học ĐTTT ĐTS.Mạch cảnh báo có khí gas 3.4 Khối xử lý: Sử dụng LM358 * LM358 - Sơ đồ khối: Tương đương với op amp điện áp vào theo Analog điện áp theo digital - Hình dáng: - Ký hiệu : - Sơ đồ chân cấu trúc bên trong: OUTPUT A: Ngõ thứ INVERTING INPUT A: Ngõ vào đảo thứ Đề tài : Nhóm thực Page 12 Đồ án mơn học ĐTTT ĐTS.Mạch cảnh báo có khí gas NON INVERTING INPUT A: Ngõ vào khơng đảo thứ hai V- : Nguồn cung cấp –Vcc V+: Nguồn cung cấp +Vcc Tải FULL (26 trang): https://bit.ly/3fQM1u2 Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ OUTPUT B: Ngõ thứ hai INVERTING INPUT B: Ngõ vào đảo thứ NON INVERTING INPUT B: Ngõ vào không đảo thứ hai Trong mạch báo động khí gas này, tín hiệu từ cảm biến khí gas có dạng analog chưa thực ổn định chưa thực chống nhiễu, sử dụng với mục đích thứ để khắc phục tình trạng nhiễu làm tăng tính ổn định ngõ cảm biến, mục đích thứ hai chuyển điện áp từ analog sang digital so sánh điện áp từ cảm biến khí gas với mức báo động, có thay đổi điện áp chân tín hiệu đầu vào LM358 thực so sánh với điện áp chuẩn chân để tạo biến đổi tín hiệu đầu chân : Khi điện áp ngưỡng báo động, điện áp mức Khi điện áp vượt ngưỡng báo động điện áp mức Sau điện áp tiếp vào mạch tạo dao động NE555 để thực trình xử lý - - Cấu tạo bên LM358: Đề tài : Nhóm thực Page 13 Đồ án môn học ĐTTT ĐTS.Mạch cảnh báo có khí gas - Phạm vi hoạt động Đề tài : Nhóm thực Page 14 2569640 ... dụng khí gas ngày nhiều nhu cầu cấp thiết sử dụng khí gas giảm cố khơng đáng có khí gas gây cho người sử dụng Để giải vấn đề nên kết sử dụng đồng thời sử dụng khí gas an tồn để hạn chế cố khí gas. .. ĐTS.Mạch cảnh báo có khí gas 3.3 Khối cảmbiến : Sử dụng cảm biến MQ2 a) Hình ảnh thực tế thơng số kỹ thuật: - MQ2 cảm biến khí, dùng để phát khí gây cháy Ví dụ Phát loại khí: + LPG ( Khí hóa lỏng)... có khí gas bị rò rỉ lắp đặt thiết bị cảnh báo có khí gas bị rị rỉ mơi trường việc lắp đặt, sử dụng hệ thống cảnh báo khí gas ưu tiên, đưa lên hàng đầu việc phát khí gas bị rị rỉ sử dụng khí gas,