điều khiển và giám sát tòa nhà cao tầng dùng at89c51

Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thò Phương Hà PHẦN I GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Chương I TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT TOÀ NHÀ BẰNG VI XỬ LÝ 89C51 I. Yêu cầu của đề tài: Trong cuộc sống hiện tại, khoa học kỹ thuật phát triển rất nhanh, những công cụ ra đời sẽ giúp giải phóng sự lao động trí óc: nghiên cứu, cải tiến, sáng tạo. Chỉ tiêu của khoa học kỹ thuật là làm sao nâng cao được chất lượng và hiệu suất công việc, hầu như công nghệ tự động ra đời là đáp ứng nhu cầu đó. Cho nên, em đã nghiên cứu về đề tài “ Điều khiển giám sát nhà cao tầng dùng vi xử lý 89C51 qua mạng RS-485. Các kít vi xử lý này có thể hoạt động hoàn toàn độc lập theo một chương trình lập sẵn. Bên cạnh đó, chúng còn có thể được giám sát và điều khiển các thiết bò trong từng phòng thông qua gởi lệnh đến đúng kít vi xử lý cần điều khiển để thi hành lệnh đó. Ngoài việc điều khiển các thiết bò dùng điện trong phòng, ta còn có thể đảm bảo an ninh cho từng phòng bằng hệ thống phát hiện cháy, phát hiện trộm bằng cảm biến quang. Một chuyên gia về công nghệ nhà thông minh ( Home Automation ) – Kenne P.Wacks – đã viết một bài báo giới thiệu về ngôi nhà thông minh như sau: “ Hơn 6 năm qua, một công nghệ mới gọi là công nghệ nhà thông minh đã được nghiên cứu và phát triển. Công nghệ này sẽ tạo nên một thế hệ mới của các thiết bò cung cấp cho người dùng chúng. Những công nghệ trước đó cùng với khái niệm ngôi nhà thông minh sau này sẽ tạo nên những sản phẩm và loại hình dòch vụ mới mẻ trong tương lai. Một số ít các công ty đang giới thiệu về ngôi nhà tự động. Một vài công ty lớn và các viện nghiện cứu đang thăm dò công nghệ mới nhưng đầy tiềm năng này. Mạng truyền thông trong nhà sẽ cung cấp những cơ sở hạ tầng để liên kết các thiết bò cảm biến, bộ điều khiển và bảng điều khiển trong nhà. Điều này sẽ trở nên khả thi bằng cách tạo ra sự phát triển công nghệ truyền thông trong những ngôi nhà tự động. Trong ngôi nhà thông minh từ “thiết bò” không chỉ đề cập đến các dụng cụ trong nhà bếp, thiết bò video/audio, các hệ thống có thể dòch chuyển , các thiết bò chiếu sáng, thiết bò sưởi ấm, làm lạnh, hệ thống an ninh Công nghệ này sẽ bật đèn xanh cho các công ty nghiên cứu cho ra đời những sản phẩm và hình thức dòch vụ mới. Các sản phẩm này sẽ có chung điểm tương đồng nào đó hay là những thuộc tính tương tự nhau. Các thuộc tính đó là: SVTH: Lê Hoàng Dũng Trang 1 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thò Phương Hà  Vai trò của các thiết bò trong nhà thông minh: hầu hết các thiết bò trong nhà đều có vỏ bằng nhựa hay kim loại. Một vài thiết bò vận hành độc lập với các thiết bò khác. Tuy nhiên cũng có những dụng cụ cần có một thiết bò khác điều khiển nó. Các thiết bò trong ngôi nhà thông minh đều có thể truyền dữ liệu. Ta sẽ nhóm các thiết bò này lại chung một nhóm. Ví dụ: hệ thống an ninh, hệ thống Audio/Video. Trong tương lai các hệ thống này có thể cho phép máy giặt hay máy rửa chén yêu cầu bộ phận nung nóng nước, chuẩn bò nước nóng khi chúng cần đến.  Sự hợp nhất các chuẩn truyền thông: các thiết bò trong tương lai đều có một chuẩn truyền thông chung, có cùng dây nối đặc biệt. Tiêu chuẩn của ngôi nhà thông minh là sẽ làm nhẹ bớt đi công việc của các nhà sản xuất về việc phải sáng chế ra giao thức truyền thông và cung cấp các đường dây dẫn dữ liệu.  Yêu cầu của đề tài mà em được giao: - Thiết kế phần cứng mạch báo cháy tự động. - Mạch động lực điều khiển thiết bò dùng điện bằng vi xử lý. - Mạch phát hiện trộm bằng cảm biến: dùng LED hồng ngoại. - Mạch giao tiếp máy tính của từng vi xử lý. - Lập trình giao tiếp bằng ngôn ngữ visual basic. II. Hướng thực hiện đề tài Để thực hiện được phần cứng đảm bảo yêu cầu như trên, em đã thiết kế mạch mô phỏng cảm biến quang phát hiện trộm và cảm biến quang đếm người ra vào phòng. Do mạch cảm biến cháy có giá trò rất cao nên em đã dùng một IC đo nhiệt độ để mô phỏng. Đó là IC nhiệt LM 335. Dùng vi xử lý 89C51 để điều khiển mạch động lực đóng tắt các thiết bò. Chuẩn truyền thông nối tiếp thông dụng hiện nay là RS-232C, tuy nhiên chuẩn truyền thông này chỉ dùng truyền số liệu trên khoảng cách ngắn (15m). Nên để có thể truyền dữ liệu từ kit vi xử lý về máy tính ở khoảng cách xa hơn ta dùng chuẩn RS-485. Để chuyển đổi từ chuẩn RS-232C sang chuẩn RS-485 ta cần phải có một mạch điện chuyển đổi. Sơ đồ khối mạch chuyển đổi như sau: SVTH: Lê Hoàng Dũng Trang 2 PC 3 7 2 TXD RTS RXD Max 232 75176 Kit vi xử lí I Kit vi xử lí II Sơ đồ khối mạch kết nối giữa máy tính và các kit vi xử lí Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thò Phương Hà Kit vi xử lý em thiết kế có những chức năng sau: • Đo nhiệt độ hiện tại trong phòng hiển thò lên LED 7 đoạn, ngoài chức năng đo nhiệt độ, mạch này còn thay thế cho cảm biến cháy. Khi nhiệt độ trên IC LM335 tăng lên, tùy theo từng mức được lập sẵn trong chương trình mà nó sẽ báo chuông, hay sẽ gởi dữ liệu về máy tính để cho biết trạng thái hiện tại trong phòng theo giao thức truyền dữ liệu theo kiểu hỏi vòng. • Ngoài ra, mạch còn có chức năng đếm số người đi ra hay vào phòng. Trong phòng để đảm bảo tính tự động hoàn toàn sẽ không có công tắc điện của những thiết bò mà vi xử lý có thể điều khiển. Nếu số người trong phòng lớn hơn hay bằng 1 thì vi xử lý sẽ gởi một tín hiệu đến mạch động lực kích đóng các thiết bò như quạt, máy lạnh, đèn. Nếu người trong phòng là không thì vi xử lý sẽ gởi một tín hiệu đến mạch động lực tắt các thiết bò trong phòng. Tuy nhiên, trên mạch có hai nút nhấn hay một số nút nhấn để người trong phòng có thể điều khiển có tín hiệu hồi tiếp về cho nên vi xử lý sẽ nhận biết các thiết bò đó đang đóng hay mở. Khi người dùng nhấn nút tương ứng thì tùy vào trạng thái của thiết bò mà vi xử lý sẽ kích đóng hay ngắt thiết bò đó. Phần này sẽ làm cho mạch được linh động, không tuân theo chương trình phần mềm cài sẵn một cách cứng ngắt. • Giả sử khi nhiệt độ ngoài trời giảm xuống khoảng 15 o C thì cũng không cần bật máy lạnh làm gì . Tuy nhiên, vi xử lý cứ nhận thấy có người trong phòng là nó sẽ đóng nguồn cho máy lạnh hoạt động. Người trong phòng có thể tắt máy lạnh bằng nút nhấn trên mạch vi xử lý. Ta có thể khắc phục được nhược điểm này bằng cách viết chương trình cho vi xử lý so sánh nhiệt độ hiện tại trong phòng với nhiệt độ chuẩn ( 15 o C chẳng hạn ). Nếu nhiệt độ đo được bé hơn 15 o C thì sẽ tắt máy lạnh đi. Do mạch sử dụng ADC 0809 sai số tương đối không nhiều, tuy nhiên do mạch gia công tín hiệu ra của IC nhiệt LM335 cho nên nhiệt độ càng thấp thì áp ra càng nhỏ và ADC sẽ đổi ra sai số tương đối cao. Sai số này là do mạch gia công gây ra đồng thời cộng thêm sai số của chính bản thân ADC 0809. Cho nên không đảm bảo rằng mạch hoạt động đúng như thiết kế ở nhiệt độ nhỏ hơn 15 o C. • Mạch cảm biến quang dùng để phát hiện trộm đặt ở những thiết bò hay dụng cụ cần gìn giữ. III. Vấn đề kết nối mạng Thuật ngữ mạng đã trở nên rất quen thuộc khi mạng thông tin Internet ngày càng trở nên rất gần gũi với con người chúng ta. Nếu quản lý thiết bò trong phòng theo phương pháp thông thường sẽ không kinh tế và tiết kiệm. Ta cần phải làm sao để tiết kiệm cho được càng nhiều càng tốt. Cho nên để tránh lãng phí ta nên điều khiển các thiết bò bằng máy tính. Chỉ cần một nhân viên cũng có thể tắt hay mở SVTH: Lê Hoàng Dũng Trang 3 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thò Phương Hà thiết bò trong từng phòng. Nếu ta tắt các thiết bò bằng tay thì sẽ không kinh tế, khi khách ra khỏi phòng mà quên tắt các thiết bò thì sẽ lãng phí rất nhiều năng lượng điện. Tiết kiệm được phần năng lượng hao phí đó ta sẽ giúp cho việc giảm giá thành khi kinh doanh cho thuê phòng chẳng hạn. Máy tính có khả năng đóng tắt các thiết bò thông qua vi xử lý, đồng lưu trữ trạng thái các thiết bò trước đó. SVTH: Lê Hoàng Dũng Trang 4 PC Khối chuyển đổi RS-485 sang R-232 B A RXD TXD RTS Khối chuyển đổi mức TTL sang RS-485 Khối chuyển đổi mức TTL sang RS-485 Khối chuyển đổi mức TTL sang RS-485 A B A A B B Kit vi xử lí phòng 1 Kit vi xử lí phòng 3Kit vi xử lí phòng 2 TXD TXD TXD RXD RXD RXD Điều khiển Điều khiển Điều khiển Sơ đồ khối mạch kết nối giữa máy tính và các kit vi xử lí Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thò Phương Hà Chương II GIỚI THIỆU VỀ CÁC MẠCH BÁO CHÁY Cảm biến dựa vào các đặc tính vật lý của vật liệu, các hiện tượng vật lý để chuyển đổi các đại lượng phi điện thành các tín hiệu điện để đơn giản trong quá trình đo lường và tính toán. Mô tả toán học của các cảm biến là một hàm truyền được ký hiệu là H. Phương trình mô tả cảm biến được biểu diễn như sau: Đại lượng ra (điện)=H x đại lượng vào (phi điện) • Các đặc tính chuẩn của cảm biến: _ Độ nhạy. _ Độ ổn đònh _ Nhiễu (có khả năng hoạt động trong mọi trường có tín hiệu gây nhiễu hay nhiễu do chính cảm biến sinh ra trong quá trình hoạt động). _ Tầm đo . _ Độ tuyến tính (cảm biến có độ tuyến tính càng cao càng tốt). • Hệ thống báo cháy thường gồm 3 loại mạch báo cháy thông dụng: _ Mạch báo cháy nhiệt. _ Mạch báo cháy khói. _ Mạch báo cháy lửa. Hầu hết các linh kiện điện tử đều có đặc tính nhiệt thay đổi theo nhiệt độ. Nhưng để làm cảm biến ta chỉ chọn vật liệu có độ nhạy cao và hàm truyền tốt mà thôi. Đây là loại cảm biến tương đối phức tạp và tinh vi, sử dụng các linh kiện điện tử chuyên dụng. Các linh kiện điện tử này có khá nhiều trên thò trường linh, kiện ở Việt Nam hiện nay. Nó sử dung nguyên tắc dòng hay áp trên các linh, kiện này sẽ thay đổi khi nhiệt độ tại nơi đặt thiết bò thay đổi. Tùy theo loại mà có thể sẽ tăng hay giảm các đại lượng điện theo nhiệt độ. Loại cảm biến này rất nhạy nhưng nó sẽ rất gây ra tình trạng báo động nhầm khi có một nguồn nhiệt để gần cảm biến. Ví dụ như thân nhiệt con người chẳng hạn. I. Chuyển đổi nhiệt điện : Chuyển đổi nhiệt điện là những chuyển đổi dựa trên các quá trình nhiệt như đốt nóng, làm lạnh, trao đổi nhiệt… Thực tế khi đo lường các đại lượng không điện theo phương pháp điện thường dùng hai hiện tượng, đó ( là hiệu ứng nhiệt điện và hiệu ứng thay đổi nhiệt trở của dây dẫn hay chất bán dẫn khi nhiệt độ thay đổi. SVTH: Lê Hoàng Dũng Trang 5 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thò Phương Hà Tương ứng với hai hiện tượng trên, người ta phân thành hai loại: chuyển đổi cặp nhiệt điện và chuyển đổi nhiệt điện trở. 1. Chuyển đổi cặp nhiệt điện: a. Nguyên lý làm việc của cặp nhiệt điện : chủ yếu dựa trên hai hiện tượng sau: Nếu hai dây dẫn khác nhau nối với nhau tại hai điểm 1 và 2, và một trong hai điểm đó ( ví dụ ta lấy tại điểm 1) được đốt nóng thì trong mạch sẽ xuất hiện một dòng điện gây bởi sức điện động gọi là sức điện động nhiệt điện, là hiệu số các hàm số nhiệt độ ET = f(t 1 )- f(t 2 ) Mạch điện như còn gọi là cặp nhiệt điện hay cặp điện ngẫu. Điểm được đốt nóng gọi là đầu công tắc ( điểm 1 ), điểm còn lại gọi là đầu tự do( điểm thứ 2 ) là hằng số f(t 2 )=const thì: ET = f(t 1 ) – C Biểu thức trên là cơ sở của phép đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt điện. Theo phương pháp này, việc đo nhiệt độ t 1 sẽ dẫn đến việc đo sức điện động của cặp nhiệt điện khi giữ cố đònh nhiệt độ đầu tự do của nó. Vật liệu dùng để chế tạo cặp nhiệt điện ngẫu cần đảm bảo các yêu cầu sau: quan hệ giữa sức điện động nhiệt điện với nhiệt độ là một hàm đơn trò, tính chất nhiệt điện không thay đổi, độ bền hóa học và cơ học phải cao, dẫn nhiệt tốt, có trò số suất điện động nhiệt lớn. Cặp nhiệt điện được nối với nhau bằng phương pháp hàn đặc biệt và đặt trong thiết bò bảo vệ nhằm tránh bò ăn mòn hóa học, thiết bò này được chế tạo từ vật liệu bền cơ học, không thấm khí, không bò ăn mòn. Thiết bò trên thường là các ống được chế tạo bằng thép đặc biệt. Đối với cặp nhiệt điện q , ống bảo vệ chế tạo bằng thạch anh và gốm. Để cách điện người ta dùng Amian (300 0 C ), ống thạch anh ( với 1000 0 C ) hoặc ống sứ đến 140 0 C. b. Những nguyên nhân gây sai số và hiệu chỉnh cho đúng: Ta biết rằng phương trình biến đổi của cặp nhiệt điện trong trường hợp chung, một cách gần đúng có thể biểu diễn dưới dạng : ET =A.t+B.t 2 +C.t 3 ET : là sức điện động nhiệt . T: hiệu nhiệt độ giữa đầu công tắc và đầu tự do. A, B, C :các hằng số phụ thuộc vào vật liệu của dây làm cặp nhiệt điện. Và độ nhạy của nó được tính như sau: S T ≈ A+2Bt +3Ct SVTH: Lê Hoàng Dũng Trang 6 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thò Phương Hà Độ nhạy không phải là hằng số mà phụ thuộc vào nhiệt độ. Do vậy các cặp nhiệt điện công nghiệp thường cho trước một bảng sức điện động ứng với các nhiệt độ khác nhau trong khoảng 1 0 C với đầu tự do ở 0 0 C. c. Chuyển đổi nhiệt điện trở: Nhiệt điện trở là chuyển đổi có điện trở thay đổi theo sự thay đổi nhiệt độ của nó. Tùy theo tác dụng nhiệt của dòng điện cung cấp chạy qua chuyển đổi người ta phân ra: nhiệt điện trở đốt nóng và nhiệt điện trở không đốt nóng. Trong nhiệt điện trở không đốt nóng dòng điện chạy qua rất nhỏ không làm tăng nhiệt độ của điện trở và nhiệt độ của nó bằng nhiệt độ môi trường. Nhiệt điện trở loại này dùng để đo nhiệt độ và các đại lượng cơ học như đo sự dòch chuyển. Nhiệt điện trở đốt nóng, dòng điện chạy qua rất lớn làm nhiệt độ của nó tăng lên cao hơn nhiệt độ môi trường , nên có sự tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh. Nhiệt điện trở loại này được dùng trong việc đo lưu lượng, lưu tốc của dòng chảy, phân tích các chất hóa học… Nhiệt điện trở được chế tạo bằng dây hoặc chất bán dẫn. Yêu cầu đối với vật liệu chế tạo là có hệ số nhiệt độ lớn, bền hóa học, điện trở suất rất lớn, khó nóng chảy… Để giảm tổn hao nhiệt dẫn, chiều dài của nhiệt điện trở cần phải lớn hơn đường kính dây gấp nhiều lần . 2. Các loại cảm biến nhiệt: a. Thermocouples: Thermocouples biến đổi đại lượng nhiệt độ thành dòng điện hay điện áp DC nhỏ. Nó gồm có hai dây kim loại khác nhau nối với nhau tại hai đầu mối nối. Khi các mối nối được đặt tại các vò trí khác nhau, trong dây dẫn xuất hiện sức điện động. Sức điện động này tỉ lệ với chênh lệch nhiệt độ giữa hai đầu mối nối. Thermocouples có hệ số nhiệt dương. b. Thermistor: Thermistor là điện trở có độ nhạy nhiệt rất cao nhưng phi tuyến vả có hệ số nhiệt âm. Điện trở giảm phi tuyến đối với sự tăng nhiệt độ vì Thermistor là điện trở nên dòng điện qua nó sinh ra nhiệt gây nên sai số rất lớn. Do đó phải hạn chế dòng qua nó rất nhỏ. c. Điện trở dò nhiệt (RTDs): Cảm biến loại này dựa vào đặc tính trở phụ thuộc nhiệt độ của vật liệu. Nó có hệ số nhiệt dương nhỏ, nhưng đo rất chính xác. d. IC cảm biến nhiệt độ bán dẫn: SVTH: Lê Hoàng Dũng Trang 7 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thò Phương Hà IC cảm biến bán dẫn kết hợp với mạch gia công bên trong. Nhờ đó IC có thể tạo tín hiệu điện áp ra tỷ lệ với nhiệt độ tuyệt đối, với độ nhạy nhiệt và độ chính xác cao. IC loại này khá phổ biến trên thò trường hiện nay. Với IC thông dụng hiện nay là LM335. II. Mạch phát hiện khói ( dùng cảm biến quang hay cảm biến ion ): 1. Mạch phát hiện khói dùng phương pháp quang ( cảm biến quang): Loại này được sử dụng linh kiện thu phát quang . Người ta sử dụng linh kiện phát quang ( LED hồng ngoại ) chiếu một tia sáng qua vùng cần bảo vệ và một linh kiện thu quang ( Photodiode, Phototransistor, quang trở…). Khi có khói bay lên vùng cần bảo vệ sẽ che chắn hay làm yếu đi cường độ ánh sáng chiếu vào linh kiện thu. Khi cường độ ánh sáng thay đổi đến một giá trò nào đó thì bộ cảm biến sẽ nhận dạng được và phát ra tín hiệu báo động. a. Điện trở quang: Điện trở quang là một linh kiện bán dẫn thụ động không có lớp chuyển tiếp PN. Vật liệu để chế tạo điện trở quang là Cds (Cadmiun Sulfid) , CdSe (Cadmiun Selenid ), ZnS ( Zine Sulfid ) hoặc các tinh thể khác. Khi bò chiếu ánh sáng, độ dẫn điện ( điện dẫn suất ) của vật liệu bán dẫn gia tăng do các hạt mang điện tích được gia tăng ra thêm. σ=e(nµ n + pµ p ) n và p : là mật độ electron và lỗ trống µ n , µ p : là độ di động của electron và lổ trống Với phương trình trên đô dẫn điện có thể gia tăng nhờ hai cách: _ Gia tăng mật độ các hạt mang điện tích. _ Gia tăng độ di động hiệu dụng.  Các đặc tính quan trọng của một điện trở quang : Điện trở quang có ba đặc tính quan trọng:  Độ dẫn suất ( σ phot ): Là hàm số của mật độ năng lượng u với độ dài sóng không thay đổi của ánh sáng : σ phot (u); λ=const.  Độ nhạy của quang trở đối với quang phổ: Đó chính là sự thay đổi dẫn suất σ phot hàm số của λ khi mật độ năng lượng không thay đổi : u= const  Vận tốc làm việc: SVTH: Lê Hoàng Dũng Trang 8 S rel (λ)= σ phot (λ) σ phot max Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thò Phương Hà Vận tốc làm việc là thời gian hồi đáp ( Reponse times) của một quang trở khi có sự thay đổi từ sáng sang tối hay từ tối sang sáng (rise ). Thời gian lên được xác đònh là thời gian cần thiết để quang trở đạt 65 % trò số cuối cùng khi được chiếu sáng từ 0 lux sang 10 lux. Thời gian trễ được xác đònh là khoảng thời gian cần thiết để một quang trở thay đổi còn 35% giá trò của nó (so với lúc được chiếu sáng – khoảng 10 lux trong 1 s) khi không còn được chiếu sáng. Với cường độ ánh sáng mạnh, quang trở làm việc nhanh hơn. Quang trở có khuynh hướng làm việc chậm đi khi trời lạnh. Quang trở làm việc chậm hơn nếu được cất giữ trong bóng tối và làm việc nhanh hơn nếu được cất giữ ngoài ánh sáng.  Các đặc tính quan trọng khác của điện trở quang:  Tiếng ồn –NEP.  Hệ số nhiệt độ của quang trở  Điện trở tối ( Dark Reasistance )  Đặc tính độ dốc  Điện thế hoạt động  Công suất tiêu tán cao nhất  Độ nhạy R[VW -1 )  Điện trở quang với sự gia tăng độ di động µ n,p  Điện trở quang với vật liệu không pha tạp chất 2. Mạch phát hiện khói dùng nguyên lý ion (cảm biến ion): Dưới tác dụng của các tia phóng xạ và tia Rơnghen, chất khí (khói ) sẽ bò ion hoá. Nếu bình ion hoá được đặt một điện áp thì các điện tử và ion sẽ chuyển động có hướng và khi đó sẽ tạo thành dòng điện ion. Khi có dòng điện sẽ kích hoạt tín hiệu báo động. Dòng ion phụ thuộc vào điện áp đặt lên bình, tính chất của tác nhân ion, môi trường ion hóa, vật liệu của thành bình và các vật thể khác nằm trên đường đi của các tác nhân ion hóa. Các tác nhân ion hóa là các tia phóng xạ như tia α, tia β, tia γ, tia Ronghen. Chuyển đổi ion hóa có thể nhiều loại khác nhau, song bất kỳ loại nào cũng cần có nguồn phóng xạ và thiết bò thu các suất phẩm của quá trình ion hóa để tạo thành dòng điện. Thiết bò đó gọi là bộ thu bức xạ. SVTH: Lê Hoàng Dũng Trang 9 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thò Phương Hà Bộ thu bức xạ có nhiệm vụ biến đổi năng lượng bức xạ hạt nhân thành điện năng. Bộ thu bức xạ dựa vào hiện tượng ion hóa các tia phóng xạ đi qua nó hoặc dựa vào hiện tượng ion hóa chất khí khi cho tia phóng xạ đi qua nó hoặc dựa vào hiện tượng phát quang của một số chất dưới tác dụng của năng lượng bức xạ hạt nhân. Có ba loại bình thu bức xạ: • Bình ion hóa . • Máy đếm phóng điện trong chất khí. • Máy đếm nhấp nháy. Trong hình đặc tính Volt Ampere của bình ion hóa và cấu tạo của một bình ion hóa bằng tia α. Dòng quang điện thường rất nhỏ( 10 -3 _10 -7 )µA. Điện áp đặt lên điện cực cao áp ( vỏ bình) cỡ hàng nghìn Volt, dòng điện ion lấy qua cực lưới được khuếch đại bằng các bộ khuếch đại đo lường. Để tránh dòng điện rò, cách điện giữa các cực lưới và vỏ (cực cao áp) phải đạt tới (10 8 – 10 13 ) MΩ, vì thế điện cực lưới được bọc bởi cực bảo vệ nối đất với mạch đo lường để thu dòng điện rò từ cực cao áp. Người ta sử dụng một lượng nhỏ chất phóng xạ để ion hóa không khí trong hộp cảm biến. Không khí bò ion hóa sẽ dẫn điện và tạo thành một dòng điện chạy giữa hai điện cực đã được nạp điện. Khi các phần tử khói lọt vào trong vùng cảm nhận được ion hóa sẽ làm tăng điện trở trong vùng cảm nhận và làm giảm luồng điện giữa hai điện cực. Khi luồng điện giảm xuống tới một giá trò nào đó thì bộ cảm biến sẽ phát điện và phát tín hiệu báo động. Nói chung thì loại cảm biến phát hiện khói kiểu ion hóa nhạy hơn và hiệu quả hơn loại dùng các linh kiện quang điện tử, nhưng linh kiện và vật liệu rất khó kiếm. Loại phát hiện khói dùng quang dù ít nhạy hơn nhưng linh kiện rất dễ tìm và lắp đặt tương đối dễ dàng. Tuy nhiên cả hai loại này có thể báo động nhằm do bụi hay khói lan vào. Cho nên khi thiết kế cần phải xem xét và qui đònh nồng độ khói nhất đònh để thiết bò hoạt động chính xác. III. Mạch phát hiện cháy : Dưới tác động của các dòng ánh sáng với bước sóng thích hợp chiếu vào Catot, điện tử đi từ Catot bò bắn ra, tạo thành dòng điện. Chuyển đổi quang điện được phân chia thành ba loại: 1. Tế bào quang điện: Là phần tử quang điện sử dụng hiệu ứng quang điện ngoài. Đó là một đèn chân không hay có khí mà Catot của nó sẽ phát ra các điện tử dưới tác dụng của dòng ánh sáng. 2. Quang điện trở: SVTH: Lê Hoàng Dũng Trang 10 [...]... các đường thu của bộ thu nếu /RE là thấp Ngõ vào bộ lái : DI thấp thì A thấp và B cao DI cao thì Acao và B thấp Nối mass Ngõ vào vộ thu và ngõ ra bộ lái đều không đảo Ngõ vào bộ thu và ngõ ra bộ lái đều đảo Nguồn cung cấp dương 4.75V ≤ Vcc ≤ 5.25V 2 4 /RE 3 5 DE 4 6 DI 5 6 7 8 7 8 1 2 GND A B Vcc • Chức năng của các đường điều khiển :  Truyền : /RE Tín hiệu vào DE Tín hiệu ra DI SVTH: Lê Hoàng Dũng B... giữa vi xử lý và PC, chẳng hạn gởi nhiệt độ, số người trong phòng…Chương trình giao diện và điều khiển truyền số liệu dùng ngôn ngữ lập trình Visual Basic 6.0 PC RS-485 BUS RS-485 RS-485 KIT VI XỬ LÝ PHÒNG 1 KIT VI XỬ LÝ PHÒNG 2 Sơ đồ khối toàn bộ hệ thống điều khiển và giám sát ngôi nhà Kit vi xử lý trong phòng 1 và phòng có cùng sơ đồ khối như sau Mạch động lực đóng cắt các thiết bò Mạch hồi tiếp trạng... năng nêu trên: _ Đèn và quạt gió bật lên khi có người vào nhà _ Đèn và quạt gió tắt khi người trong nhà đi ra ngoài hết _ Phát hiện nguy cơ gây ra hỏa hoạn và phát tín hiệu chuông báo động _ Đo nhiệt độ hiện tại trong phòng và hiển thò lên panel _ Có khả năng phát hiện trộm xâm nhập và phát tín hiệu chuông báo động Như theo yêu cầu của đề tài: tất cả các kit vi xử lý sẽ được giám sát và có thể ra lệnh... đường dây Khi đó dòng sẽ giảm và áp đặt vào điện trở công suất cũng giảm theo Để đảm bảo mạch hoạt động tốt ta dùng mạch khuếch đại áp sau đó dùng Diode Zenner để ổn áp ở mức +5V đưa vào vi xử lý 4 Mạch nguồn cung cấp: Mạch nguồn thiết kế trên nguyên tắc tạo ra nguồn đôi: +/-12V, +/-5V Để có thể được như vậy ta dùng biến áp loại 6 đầu ra: 0V, 6V, 9V, 15V, 18V và 24V Ta sẽ dùng điểm chuẩn 12V là mass... Nếu A > B là200mV, RO là cao Nếu A < B là 200mV , RO là thấp Cho phép ngõ ra bộ thu : RO được cho phéo khi /RE là thấp RO là trở kháng cao khi /RE là cao Cho phép ngõ ra lái : Các ngõ ra lái A và B được cho phép khi DE cao Các ngõ ra lái A và B là trở kháng cao khi DE thấp Nếu những ngõ ra lái được cho phép thì từng ngõ có chức năng như làcác đường lái Khi chúng là trở kháng cao , chức năng của chúng... f và với S biết được, sẽ biết T= ∆ f/S Đặc tính đo lường của tinh thể thạch anh : _ Khoảng đo:-80 đến 2500C _ Khoảng cách tuyến tính: ± 0,05% khoảng đo _ Độ nhạy : 1000Hz/0C _ Khả năng đo:0,00010C _ Độ nhanh: hằng số thời gian nhiệt 2,5 giây trong nước có vận tốc 2m/giây SVTH: Lê Hoàng Dũng Trang 14 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thò Phương Hà PHẦN II THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT NHÀ CAO TẦNG... trở 120Ω được nối vào 2 đầu đều xa nhất của mạng Chiều dài xa nhất có thể là đầu này và đầu kia là 4000 feet ( 1,2 km ) Còn gọi là điện trở đầu cuối ( Terminal Register ) Dây dẫn là loại xoắn đôi 26 AWG SVTH: Lê Hoàng Dũng Trang 28 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thò Phương Hà Ta có 2 chân điều khiển thu phát dữ liệu, để đơn giản việc điều khiển, ta thường nối chung 2 tường điều khiển này cùng nhau... 89H) : Chọn mode làm việc timer TCON ( đòa chỉ 88H) : điều khiển timer TL0 (đòa chỉ 8AH): byte thấp timer 0 TH0 (đòa chỉ 8CH): byte cao timer 0 TL1 (đòa chỉ 8BH): byte thấp timer 1 TH1 ( đòa chỉ 80H): byte cao của timer 1 vii Các thanh ghi SIO : SCON (98H) : khởi động mode và điều khiển SIO SBUF ( 99H) : chuyển dữ liệu từ nối tiếp thành song song và ngược lại viii Các thanh ghi phục vụ ngắt : Có 5 nguồn... trình điều khiển cho nó tùy theo từng nhu cầu ứng dụng riêng biệt, cũng như có thể cho phép 1 hay nhiều thiết bò cùng hoạt động khi đến giờ đònh sẵn Đèn, quạt gió và máy lạnh sẽ tự động bật lên khi có người vào phòng Máy đun nước nóng, máy giặt sẽ tự động hoạt động khi đến giờ quy đònh Hệ thống tưới cây trong vườn cũng được điều khiển từ thiết bò này Cửa gara sẽ tự mở ra khi xe vừa đến trước cổng và cũng... Max-485 ) có hai chân điều khiển hoạt động là DE và /RE Chân /RE tích cực ( mức logic 0 ) sẽ cho phép vi xử lý nhận dữ liệu từ Master: chế độ thu dữ liệu Chân DE tích cực ( mức logic 1) sẽ cho phép mạch phát dữ liệu từ vi xử lý về Master Dùng một chân từ các Port của vi xử lý cũng như chân để phát Thông thường khi lập trình giao tiếp bằng phần mềm, ta thường dùng chân RTS hay CIS để điều khiển IC 71576 Ban . làm sao nâng cao được chất lượng và hiệu suất công việc, hầu như công nghệ tự động ra đời là đáp ứng nhu cầu đó. Cho nên, em đã nghiên cứu về đề tài “ Điều khiển giám sát nhà cao tầng dùng vi xử. còn có thể được giám sát và điều khiển các thiết bò trong từng phòng thông qua gởi lệnh đến đúng kít vi xử lý cần điều khiển để thi hành lệnh đó. Ngoài việc điều khiển các thiết bò dùng điện trong phòng,. tiềm năng này. Mạng truyền thông trong nhà sẽ cung cấp những cơ sở hạ tầng để liên kết các thiết bò cảm biến, bộ điều khiển và bảng điều khiển trong nhà. Điều này sẽ trở nên khả thi bằng cách