Khử trùng bằng tia cực tím dùng robot tự hành

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHỬ TRÙNG BẰNG TIA CỰC TÍM DÙNG ROBOT TỰ HÀNH Ngành: Kỹ thuật Điều khiển Tự động hoá Giảng viên hướng dẫn: TS Lê Quang Đức Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Trần Lê Hoàng 1711050167 17DTDA1 Huỳnh Thanh Danh 1711050105 17DTDA1 Nguyễn Văn Lộc 1711050067 17DTDA1 TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2021 VIỆN KỸ THUẬT HUTECH PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hệ: …………CQ………… (CQ, LT, B2, VLVH) Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên đăng ký đề tài (sĩ số nhóm…3…): (1) Huỳnh Thanh Danh MSSV: 1711050105 Lớp: 17DTDA1 Điện thoại: 0705823820 Email: huynhthanhdah@gmail.com (2) Trần Lê Hoàng MSSV: 1711050167 Lớp: 17DTDA1 Điện thoại: 0917979232 Email: tranlehoang.woking@gmail.com (3) Nguyễn Văn Lộc MSSV: 1711050067 Lớp:17DTDA1 Điện thoại: 0335868360 Email: Lockevin319@gmail.com Ngành : Kỹ thuật điều khiển tự động hoá Chuyên ngành : Tên đề tài đăng ký : Khử trùng tia cực tím dùng robot tự hành Sinh viên hiểu rõ yêu cầu đề tài cam kết thực đề tài theo tiến độ hoàn thành thời hạn TP HCM, ngày 14 tháng 04 năm 2021 Giảng viên hướng dẫn Sinh viên đăng ký (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Huỳnh Thanh Danh TS Lê Quang Đức Trần Lê Hoàng Nguyễn Văn Lộc MÃ ĐỀ TÀI: 196 Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực đề tài Họ tên : HUỲNH THANH DANH MSSV: 1711050105 Lớp: 17DTDA1 Điện thoại : 0705283820 Ngành Email : huynhthanhdah@gmail.com : Kỹ thuật điều khiển tự động hoá Tên đề tài: Khử trùng tia cực tím sử dụng robot tự hành Nhiệm vụ thực đề tài: Tìm hiểu thực tế: • Tóm tắt vấn đề sử dụng nơi phòng học, phòng khám bệnh viện… • Tóm tắt giải pháp khơng sử dụng robot tự hành với giải pháp sử dụng robot tự hành để khử trùng tia cực tím • So sánh đánh giá ưu điểm, nhược điểm khả khử trùng tia cực tím hai giải pháp Đề xuất giải pháp sử dụng đồ án tốt nghiệp: • Mơ tả cấu hình giải pháp chọn thiết bị giải pháp lựa chọn • Mơ tả chức điều khiển, tự hành, tránh né vật cản, khử trùng tia cực tím MÃ ĐỀ TÀI: 196 Tính hoạt động:  Thiết kế thi cơng mơ hình khử trùng tia cực tím sử dụng robot tự hành: Cấu hình tối thiểu: • Mơ hình phần cứng robot tự hành cần có gồm mạch Arduino, driver cho • động cơ, sử dụng nguồn điện sạc Cảm biến siêu âm động servo để quét tránh vật cản • Đèn khử trùng dải LED tia cực tím phù hợp • Thiết bị báo dung lượng pin robot Chế độ chạy tự động cảm biến siêu âm: Quét vật cản phía trước chạy theo hướng khơng có vật cản Quán lý, cài đặt: Chỉnh sửa cài đặt thơng số hệ thống qua Ardunio, giám • sát thơng số hoạt động tốc độ, khoảng cách đo sóng siêu âm • Đèn khử trùng tia cực tím cấp nguồn điện sạc • Khả khử trùng xung quanh 360 độ, môi trường làm việc từ đến 50oC Sinh viên thực TP HCM, ngày 20 tháng năm 2021 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Huỳnh Thanh Danh TS Lê Quang Đức MÃ ĐỀ TÀI: 196 Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực đề tài Họ tên : TRẦN LÊ HOÀNG Điện thoại : 0917979232 Ngành MSSV: 1711050167 Lớp: 17DTDA1 Email : tranlehoang.woking@gmail.com : Kỹ thuật điều khiển tự động hoá Tên đề tài: Khử trùng tia cực tím sử dụng robot tự hành Nhiệm vụ thực đề tài: Tìm hiểu thực tế: • Tóm tắt vấn đề sử dụng nơi phòng học, phòng khám bệnh viện… • Tóm tắt giải pháp khơng sử dụng robot tự hành với giải pháp sử dụng robot tự hành để khử trùng tia cực tím • So sánh đánh giá ưu điểm, nhược điểm khả khử trùng tia cực tím hai giải pháp Đề xuất giải pháp sử dụng đồ án tốt nghiệp: • Mơ tả cấu hình giải pháp chọn thiết bị giải pháp lựa chọn • Mơ tả chức điều khiển, tự hành, tránh né vật cản, khử trùng tia cực tím MÃ ĐỀ TÀI: 196 Tính hoạt động:  Thiết kế thi cơng mơ hình khử trùng tia cực tím sử dụng robot tự hành: Cấu hình tối thiểu: • Mơ hình phần cứng robot tự hành cần có gồm mạch Arduino, driver cho • động cơ, sử dụng nguồn điện sạc Cảm biến siêu âm động servo để quét tránh vật cản • Đèn khử trùng dải LED tia cực tím phù hợp • Thiết bị báo dung lượng pin robot Chế độ chạy tự động cảm biến siêu âm: Quét vật cản phía trước chạy theo hướng khơng có vật cản Quán lý, cài đặt: Chỉnh sửa cài đặt thông số hệ thống qua Ardunio, giám • sát thơng số hoạt động tốc độ, khoảng cách đo sóng siêu âm • Đèn khử trùng tia cực tím cấp nguồn điện sạc • Khả khử trùng xung quanh 360 độ, môi trường làm việc từ đến 50oC Sinh viên thực TP HCM, ngày 20 tháng năm 2021 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Trần Lê Hoàng TS Lê Quang Đức MÃ ĐỀ TÀI: 196 Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực đề tài Họ tên : NGUYỄN VĂN LỘC MSSV: 1711050067 Lớp: 17DTDA1 Điện thoại : 0335868360 Email : Lockevin319@gmail.com Ngành: Kỹ thuật điều khiển tự động hoá Tên đề tài: Khử trùng tia cực tím sử dụng robot tự hành Nhiệm vụ thực đề tài: Tìm hiểu thực tế: • Tóm tắt vấn đề sử dụng nơi phịng học, phịng khám bệnh viện… • Tóm tắt giải pháp khơng sử dụng robot tự hành với giải pháp sử dụng robot tự hành để khử trùng tia cực tím • So sánh đánh giá ưu điểm, nhược điểm khả khử trùng tia cực tím hai giải pháp Đề xuất giải pháp sử dụng đồ án tốt nghiệp: • Mơ tả cấu hình giải pháp chọn thiết bị giải pháp lựa chọn • Mơ tả chức điều khiển, tự hành, tránh né vật cản, khử trùng tia cực tím MÃ ĐỀ TÀI: 196 Tính hoạt động:  Thiết kế thi cơng mơ hình khử trùng tia cực tím sử dụng robot tự hành: Cấu hình tối thiểu: • Mơ hình phần cứng robot tự hành cần có gồm mạch Arduino, driver cho • động cơ, sử dụng nguồn điện sạc Cảm biến siêu âm động servo để quét tránh vật cản • Đèn khử trùng dải LED tia cực tím phù hợp • Thiết bị báo dung lượng pin robot Chế độ chạy tự động cảm biến siêu âm: Quét vật cản phía trước chạy theo hướng khơng có vật cản Qn lý, cài đặt: Chỉnh sửa cài đặt thông số hệ thống qua Ardunio, giám • sát thơng số hoạt động tốc độ, khoảng cách đo sóng siêu âm • Đèn khử trùng tia cực tím cấp nguồn điện sạc • Khả khử trùng xung quanh 360 độ, môi trường làm việc từ đến 50oC Sinh viên thực TP HCM, ngày 20 tháng năm 2021 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Văn Lộc TS Lê Quang Đức LỜI CAM ĐOAN  Nhóm em xin cam đoan số liệu, thông tin sử dụng Báo cáo đồ án tốt nghiệp công trình nghiên cứu nhóm Những phần sử dụng tài liệu tham khảo báo cáo nêu rõ phần tài liệu tham khảo Các số liệu, kết trình bày báo cáo hồn tồn trung thực Trong q trình viết có tham khảo số tài liệu có nguồn gốc rõ ràng, hướng dẫn thầy TS Lê Quang Đức- Trường Đại học Cơng Nghệ Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Nếu có sai sót nhóm em xin hồn tồn chịu trách nhiệm theo qui định nhà trường pháp luật Tp Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng năm 2021 Sinh viên Huỳnh Thanh Danh Trần Lê Hoàng Nguyễn Văn Lộc (ký tên, ghi đầy đủ họ tên) i LỜI CẢM ƠN  Chúng em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo nhà trường Đại học Công Nghệ Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh, tạo điều kiện hỗ trợ nhóm em hồn thành đồ án tốt nghiệp lần Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tri ân sâu sắc thầy cô trường, đặc biệt thầy TS Lê Quang Đức giúp đỡ em tài liệu tham khảo để em hồn thành tốt Báo cáo tốt nghiệp Và chúng em xin chân thành cám ơn thầy nhiệt tình hướng dẫn hướng dẫn chúng em việc lựa chọn đề tài nghiên cứu, hướng tiếp cận giúp em chỉnh sửa thiếu sót trình nghiên cứu Trong trình nghiên cứu, khó tránh khỏi sai sót, mong Thầy, Cơ bỏ qua giúp em hoàn thiện cho chúng em Đồng thời trình độ lý luận kinh nghiệm thực tiễn hạn chế nên báo cáo khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp từ phía Thầy, Cô để chúng em em học thêm nhiều kinh nghiệm hoàn thành tốt Chúng em xin chân thành cảm ơn! ii Mặt hạn chế Do tình hình dịch Covid-19 kinh nghiệm cịn hạn chế tránh khỏi sai sót q trình thi cơng thiết kế Khơng thể mua đầy đủ linh kiện, điển khung robot làm từ ván gỗ, đèn tia cực tím mua loại có cơng suất thấp mua loại relay kênh Cả nhóm khơng thể gặp để làm mơ hình chất lượng sản phẩm tạo không đạt 100% ý muốn Ưu điểm nhược điểm giải pháp Phương thức khử trùng dùng tia cực tím UV-C để khử trùng bề mặt, ngừng hoạt động vi sinh vật Khơng sử dụng chất hóa học để khử khuẩn Khử khuẩn khơng khí đèn UV không cần sử dụng thêm chất tẩy rửa hóa học khơng để lại độc hại sau q trình khử khuẩn hồn thành Ưu điểm Việc khử khuẩn diễn đơn giản, nhanh chóng, khơng tốn nhiều thời gian sức lao động Người sử dụng hoàn toàn chủ động thời gian ngày hay đêm, nhà hay ngồi mà robot hoạt động bình thường Diệt khuẩn bệnh viện, khu vực cách ly, phòng mổ; thay người để giảm nguy tiếp xúc mầm bệnh, hỗ trợ cơng tác phịng, chống dịch bệnh truyền nhiễm Thân thiện với môi trường An toàn sử dụng với chế chộ chạy tự hành quét tránh né vật cản Có thể khử trùng tồn ngóc ngách phịng Tốn lượng dành cho việc sạc robot ắc quy cho đèn Giá thành rẻ so với loại robot khử trùng thị trường Dễ dàng bảo trì, lập trình sửa chữa theo nhu cầu vận hành tuỳ theo địa điểm sử dụng 74 Nhược điểm Thời gian sạc lâu sử dụng ắc quy Ánh sáng tia cực tím sử dụng lâu ảnh hưởng đến vật liệu robot nhựa màu sắc Tia cực tím có khả diệt khuẩn khơng khí nước, nhiên chúng loại ánh sáng có hại cho da mắt người Do sử dụng đèn cực tím diệt khuẩn, bạn cần sử dụng phịng kín đảm bảo khơng có người động vật bên phịng Robot khơng thể nơi có địa hình gồ ghề, khơng thể chui gầm Kết luận Kinh nghiệm kiến thức đạt Có khả kết nối làm việc với với dù xa, tăng khả làm việc nhóm online chia cơng việc cụ thể Tìm giải pháp giải gặp vấn đề, nâng cao chất lượng đồ án nhiều phương pháp Khả tìm chọn lọc thông tin internet, biết cách cài đặt thư viện cho phần mềm vẽ vẽ CAD Nâng cao khả trình bày báo cáo logic, chi tiết cụ thể Hướng phát triển đề tài Phát triển mơ hình robot khử trùng tia cực tím dùng robot tự hành có kích thước lớn có thẩm mĩ Sử dụng đèn tia cực tím có cơng suất lớn khả khử trùng mạnh phù hợp cho nơi có diện tích lớn Phát triển phần mềm cách chức mơ hình để phù hợp với mục đích sử dụng, điều khiển hệ thống robot qua bluetooth Wifi 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO https://ncov.moh.gov.vn/en/-/6847426-6571 Khử trùng tia cực tím https://vi.wikipedia.org/wiki/Kh%E1%BB%AD_tr%C3%B9ng_b%E1%BA%B1ng _tia_c%E1%BB%B1c_t%C3%ADm https://tpa-fas.com.vn/Chi-tiet/tpauv-robot-robot-khu-khuan-bang-tia-uv https://www.keenonrobot.com/ https://www.lighting.philips.com.vn/products/uv-c https://www.umex.de/fileadmin/user_upload/pdf_offen/vn/werbmat_vn/uvdesinf_vn.pdf https://namhaidragon.com/kien-thuc-uvc/lieu-luong-uvc-la-gi-cach-xac-dinh-vadanh-gia-hieu-qua-cua-den-uvc-khu-khuan/ Robot tự hành https://tpa-fas.com.vn/Tin/tong-quan-ve-xe-tu-hanh-agv-trong-nha-may-va-loi-ichcua-xe-tu-hanh agv https://thanhnien.vn/gioi-tre/che-tao-thanh-cong-uv-robot-phong-chong-dich-covid19-tang-benh-vien-da-nang-1229145.html https://www.arduino.cc/ http://arduino.vn/ 76 PHỤ LỤC Video chạy thử mơ hình: https://youtu.be/mW8qBrRESRk Code robot: #define run_every() for(static uint16_t last_ ;\ (uint16_t)(uint16_t(millis())-last_) >=(t);\ last_ += (t)) #include //sensor pins #define trig A1 //chan trig cua HC-SR04 #define echo A0 //chan echo cua HC-SR04 bool run_ = 1; unsigned long time_ = 0; bool off_ = 0; unsigned long time = 0; Servo sv; //tao bien dong co servo //motor pins #define inA1 //dinh nghia chan in1 cua motor A #define inA2 //dinh nghia chan in2 cua motor A #define inB1 //dinh nghia chan in3 cua motor B #define inB2 //dinh nghia chan in4 cua motor B #define enA A3 //dinh nghia chan enA cua motor A #define enB A4 //dinh nghia chan enB cua motor B 77 #define denUV //dinh nghia den tia UV #define led 13//dinh nghia led tin hieu void turn(int speed_,bool state = 1) { if(state == 1) { analogWrite(enA,speed_); analogWrite(enB,speed_); digitalWrite(denUV,state); digitalWrite(led, state); } else{ motorControlNoSpeed(inB1, inB2, 0); motorControlNoSpeed(inA1, inA2, 0); digitalWrite(denUV,0); digitalWrite(led,0); } } void setup() { pinMode(inA1, OUTPUT);//in1 cua dc A la output pinMode(inA2, OUTPUT);//in2 cua dc A la output pinMode(inB1, OUTPUT);//in3 cua dc B la output 78 pinMode(inB2, OUTPUT);//in4 cua dc B la output pinMode(trig, OUTPUT);//chan trig se phat tin hieu pinMode(echo, INPUT);//chan echo se nhan tin hieu pinMode(enA, OUTPUT);//chan enA cua dc trai la output pinMode(enB, OUTPUT);//chan enB cua dc phai la output analogWrite(enA,50); analogWrite(enB,50); pinMode(denUV, OUTPUT);//den tia UV la output pinMode(led, OUTPUT);//den tin hieu led la output digitalWrite(led, HIGH); digitalWrite(denUV, HIGH); Serial.begin(9600); sv.attach(A2); //gan servo vao pin 10 } void loop() { if(run_ == 1){ set_up(50); // dong co chay 10s dung 30s objectAvoider (inA1, inA2, inB1, inB2, 50, 100,off_); } 79 if( (unsigned long) (millis() - time ) > 180000) { turn(0,0); delay(1000);// run_ = 0; // time = millis(); } } void set_up(byte speed_) { static unsigned long d ; static unsigned long d_2 ; static bool on_ = 1; if (on_ == 1) { if (millis() - d_2 > 10000) { on_ = 0; off_ = 1; } turn(speed_,1); d = millis(); } else 80 { motorControlNoSpeed(inB1, inB2, 0); motorControlNoSpeed(inA1, inA2, 0); d_2 = millis(); if (millis() - d > 30000) { on_ = 1; off_ = 0; } } } int objectDistance_cm (byte angle) { sv.write(angle); long duration;//bien thoi gian int distance;//bien luu khoang cach /**phat xung tu chan trig**/ digitalWrite(trig, LOW);//tat chan trig delayMicroseconds(2); digitalWrite(trig, HIGH);//phat xung chan trig delayMicroseconds(10);//xung co dai microseconds digitalWrite(trig, LOW);//tat chan trig /**tinh toan thoi gian**/ duration = pulseIn(echo, HIGH);//do rong xung HIGH o chan echo 81 distance = int(duration / / 29.412); //tinh khoang cach den vat can /**in ket qua Serial monitor**/ Serial.print(distance); Serial.println("cm"); return distance; } void robotMover (byte inL1, byte inL2, byte inR1, byte inR2, byte action) { /** inB1 inB2 la chan tin hieu cua dong co phai inL1 inL2 la chan tin hieu cua dong co trai action = dung yen tai cho action = di thang action = lui lai action = quay trai action = quay phai action = re trai action = re phai action = re lui trai action = re lui phai **/ switch (action) { case 0://khong di chuyen 82 motorControlNoSpeed(inB1, inB2, 0); motorControlNoSpeed(inL1, inL2, 0); break; case 1://di thang motorControlNoSpeed(inB1, inB2, 1); motorControlNoSpeed(inL1, inL2, 1); break; case 2://lui lai motorControlNoSpeed(inB1, inB2, 2); motorControlNoSpeed(inL1, inL2, 2); break; case 3://quay trai motorControlNoSpeed(inB1, inB2, 1); motorControlNoSpeed(inL1, inL2, 2); break; case 4://quay phai motorControlNoSpeed(inB1, inB2, 2); motorControlNoSpeed(inL1, inL2, 1); case 5://re trai motorControlNoSpeed(inB1, inB2, 1); motorControlNoSpeed(inL1, inL2, 0); break; 83 case 6://re phai motorControlNoSpeed(inB1, inB2, 0); motorControlNoSpeed(inL1, inA2, 1); break; case 7://re lui trai motorControlNoSpeed(inB1, inB2, 2); motorControlNoSpeed(inL1, inA2, 0); break; case 8://re lui phai motorControlNoSpeed(inB1, inB2, 0); motorControlNoSpeed(inL1, inA2, 2); break; default: action = 0; } } void motorControlNoSpeed (byte in1, byte in2, byte direct) { //in1 va in2 la pin tin hieu dieu khien dong co //direct include: // 0:Stop // 1:Move on direct // 2:Move on another direct 84 switch (direct) { case 0://dung khong quay digitalWrite(in1, LOW); digitalWrite(in2, LOW); break; case 1://quay chieu digitalWrite(in1, HIGH); digitalWrite(in2, LOW); break; case 2://quay chieu digitalWrite(in1, LOW); digitalWrite(in2, HIGH); break; //default } } void objectAvoider (byte inL1, byte inL2, byte inR1, byte inR2, byte allow_distance, int turn_back_time,bool off) { if(off == 1) { robotMover(inA1, inA2, inB1, inB2, 0); objectDistance_cm(90); 85 } else{ //robotMover(inA1, inA2, inB1, inB2, 1); // Serial.println("Tien"); //delay(10); int front_distance = objectDistance_cm(90); int left_distance; int right_distance; int max_distance; if (front_distance > allow_distance) { robotMover(inA1, inA2, inB1, inB2, 1); Serial.println("Tien"); delay(10); } if (front_distance