Cảm biến và xử lí tín hiệu đề tài cảnh báo rò rỉ khí gas

05:25 09/06/2023 Documents Downloader CẢM BIẾN VÀ XỬ LÍ TÍN HIỆU Đềtài CẢNHBÁORỊRỈKHÍGAS Giảng viên hướng dẫn: TS.NGUYỄN HỮU QUANG Các thành viên nhóm: Dương Văn Việt20195230 Võ Trường Giang20194992 Cao Mạnh Trường 20195209 https://documents-downloader.pages.dev/ document 1/23 Giớithiệuchung 1.Mụctiêu,lídothựchiệnđềtài 1.1.Mụctiêu • Thiếtkế1hệthốngđotựđộngsửdụngviđiềukhiểnvàcảmbiếnvớimộtmứcđộchính xácnhấtđịnh • Tìmhiểukỹvềcácthơngsốđặctrưngcủaloạicảmbiếnđãlựachọn,xửlítínhiệuracủac ảmbiến • Biếtcáchghépnốicảmbiếnvàmạchxửlítínhiệuvớiviđiềukhiển,lậptrìnhviđi ềukhiểnđểtínhtốn,xửlítínhiệuvàhiểnthịkếtquảđo 1.2.Lýdochọnđềtài • Hiệnnayviệccháynổxảyrakháthườngxunvàphổbiến,nhiềusựviệcxảy đáng tiếcngâyranhiềutổnhạiđếntàisảncũnglàtínhmạngconngười • Nhờ có thiết bị cảnh báo giúp người chủ động việc phòngtránhcũngnhưlàgiảmtốiđathiệthạidocháynổgâyra Giới thiệu chung Tổng quan phần trình bày Giới thiệu Servo SG90 Giới thiệu còi SFM 27 thiệu Nodemcu esp8266  Giới thiệu cảm biến khí gas MQ-5 Sơ đồ đấu nối Giải thích chương trình code Tài liệu tham khảo Giới Giới thiệu servo SG 90 THÔNG SỐ KỸ THUẬT Điện áp hoạt động: 4.8-5VDC Tốc độ: 0.12 sec/ 60 deg (4.8VDC) Lực kéo: 1.6 Kg.cm Kích thước: 21x12x22mm Trọng lượng: 9g o Phương pháp điều khiển PWM: Độ rộng xung 0.5ms ~ 2.5ms tương ứng 0-180 độ Tần số 50Hz, chu kỳ 20ms o Sơ đồ dây: Đỏ: Dương nguồn Nâu: Âm nguồn Cam: Tín hiệu o Giới thiệu cịi SFM 27  THƠNG SỐ KĨ THUẬT Model: SFM-27 Điện áp định mức : 12V Điện áp hoạt động : 3-24V Dòng định mức : ≤ 30mA Mức âm : ≥85dB Tần số cộng hưởng : 3000 ± 500Hz Đường kính: 30mm Độ dày: 15mm Chiều dài đầu lỗ : 40mm  GiớithiệuvềNodeMCUESP8266 • Bo mạch phát triểnNodeMCU ESP8266 đikèmvớimơ-đunESP12EchứachipESP8266 có vi xử lý Tensilica Xtensa 32bitLX106RISC.Bộvixửlýnà y hỗtrợRTOSvàho ạtđộngởtầnsốxungnhịpcóthểđiềuchỉnhtừ80MHz đến160MHz NodeMCUcóRAM128KBvàbộnhớFlash4MBđểl ưutrữdữliệuvàchươngtrình.Sứcmạnhxửlýcao củanóvớicácnhnăngWiFi /Bluetoothv Deep S l e e p O p e r a  n g  ch h ợpsẵnkhiếnnótrởnênlýtưởngchocácdựánIoT • NodeMCUcóthểđượccấpnguồnbằnggiắccắ mMicroUSBvàchânVIN(Chânnguồncungcấpb ênngồi).NóhỗtrợgiaodiệnUART,SPIvàI2C Cấu hình sơ đồ chân bảng phát triển NodeMCU DanhmụcPin Tên Môtả: Nguồn MicroUSB,3 V , GN D , Vi n Micro-USB: NodeMCU cấp nguồn thông ĐiềukhiểnGhim EN,RST Chốtvànútđặtlạibộviđiềukhiển Pintươngtự A0 Đượcsửdụngđể đo ệ n áp tươngtựtrongph m vi0- , V ChânGPIO GPIO1đếnGPIO16 NodeMCUcó16chânđầuvàođầurađanăngtrênbomạchcủamình ChânSPI SD1,CMD,SD0,CLK NodeMCUcóbốnchâncósẵnđểgiaoếpSPI ChânUART TXD0,RXD0,TXD2,RXD2 NodeMCU có hai giao diện UART, UART0 (RXD0 & TXD0) vàUART1(RXD1&TXD1).UART1đượcsửdụngđểtảilênphầnsụn/chươngtrình ChânI2C quacổngUSB 3.3V: 3.3Vquyđịnhcóthểđượccungcấpchochânnàyđểcấpng uồnchobomạch GND: Chânnốiđất Vin:Nguồnđiệnbênngồi NodeMCUcóhỗtrợchứcnăngI2Cnhưngdochứcnăng bêntrongcủacácchânnày,bạnphải m m chânnàolàI2C NodeMCUESP8266Thơngsốkỹthuật&Tínhnăng • Viđiềukhiển:Tensilica32bitRISCCPUXtensaLX106 • Điệnáphoạt động:3.3V • Điệnápđầu vào:7-12V • ChânI/Okỹthuậtsố(DIO):16 • Chânđầuvàotươngtự(ADC):1 • UART:1 • SPIs:1 • I2C:1 • BộnhớFlash:4MB • SRAM:64KB • Tốcđộxungnhịp:80MHz • USBTTLdựatrênCP2102đượcbaogồmtrênbomạch,Bậ tPlugnPlay • ĂngtenPCB • Mơđuncókíchthướcnhỏđểphùhợpt h n g minhbên trongcácdựánIoT Giới thiệu cảm biến khí gas MQ-5 m Các thơng số kĩ thuật cảm biến MQ-5 Giới thiệu vềcảm biếnkhí gasMQ-5 THƠNGSỐKĨTHUẬT Nguồn  cungcấp:2.5V~5V Tích  hợpMQ–5gasSensor m Kíchthước:40mm*21mm Ledbáohiệu Sơđồkếtnốichân Sơđồkếtnối -ChânDOUT:digitaloutput -ChânAOUT:analogoutput -ChânGND:đấtchung -ChânVCC:kếtnốinguồn2.5V~5V Ngunlíhoạtđộng - Khi cảm biến hoạt động nósẽ truyềntín hiệu từcác chân DOUT AOUT vềvi điều khiển TínhiệuDOUT: -Tínhiệuthấp:cókhígas -Tínhiệucao:khơngcókhígas. TínhiệuAOUT:chotínhiệutươngtự Vàkhicókhígas2đènLEDtrênmodulesẽphátsáng  Trong hình ảnh động trên, có chai chứa LPG, phun, nồng độ khí m MạchcấutạoMQ-5 • Trong sơ đồ, có op-amp LM393, op-amp điện áp bù thấp, cóthểđượcđiềukhiểnbởinguồncungcấp+5V.Mạchkhơngthểđượccấpnguồnbằng3.3Vvìđiệnáplàm việctốithiểucủaCảmbiếnMQ-5là5V.Chứcnăngcủabộkhuếchđạiop-amp chuyển đổi n hiệu tương tự đầu vào thành n hiệu kỹ thuật số Bêncạnh đó, mơ-đun Cảm biến khí MQ-5 có chiết áp 10K ch hợp để điều chỉnhđộ nhạycủa điện áp kíchhoạt Bên cạnh đó, hai đèn LED có mặt Đầu ên đèn LED nguồn,và thứ hai đèn LED kích hoạt Đèn LED nguồn sáng bảng cấpnguồn ĐènLEDkíchhoạtsángkhiđạtđếnngưỡngxácđịnhtrước.Cuốicùng,bomạchcóhai tụđiệntáchrờigiúpgiảmếngồn PhươngthứchoạtđộngMQ-5 • HìnhtrênlàmạchcơbảncủaMQ-5.Cảmbiếnucầuhaiđầuđiệnáp:lịsưởiđiện áp(VH) điện áp mạch (VC) VH sử dụng để cung cấpnhiệtđộlàmviệctiêuchuẩnchocảmbiếnvànócóthểsửdụngnguồnAC hoặcDC,trongkhiV RL làđiệnápcủađiệntrởR L nốitiếpvớicảmbiến.Vccungc ấpđiệnáppháthiệnchođiệntrởtảiR L vànósẽsửdụngnguồnDC Mộtsốbiểuđồcơbản Tọađộlàtỷlệđiệntrởcủacảm biến (R/Ro) Rs có nghĩa làkháng cự khơng khí mụctiêu với nồng độ khác nhau, Rocónghĩalàđiệntrởcủacảmbiế ntrongkhơngkhísạch m Hìnhbênlàđiểnhìnhđặcđiểmđộ nhạyMQ5đốivớimộtsốloạikhíởđiềukiện: Nhiệtđộ:20°C Độẩm:65% NồngđộO2:21% RL=20kΩ  Rs:điệntrởcảmbiếnở1000ppmH2trong khơngkhísạch Ro:đ i ệ n trởcảmbiếnởcácnồngđộkhí khácnhau Nồngđộ Đườngcongđộnhạyđiểnhình  Hình bêncho thấy phụthuộcđiểnhìnhcủaMQ- 5vàonhiệtđộvàđộẩm - Ro:điện trở cảm biến 1000ppm h2 khơng khí 33%RHvà20°C - Rs :điện trở cảm biến nhiệtđộvàđộẩmkhácnhau Đặcđiểmnhiệtđộ/độẩmđiểnhình  Hình bên cho thấy VRL C3H8 với nồng độ khác Tải trọng điện tr  Hình bên cho thấy thay đổi VRL trình đặt cảm biến vào khí mục tiêu loại bỏ Đặc điểm nhiệt độ/ độ ẩm Ổn định lâu dài Sơ đồ đấu nối Code