Mô hình máy rửa tay sát khuẩn tự động sử dụng nguồn năng lượng mặt trời đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ  ĐỀ TÀI: MÔ HÌNH MÁY RỬA TAY SÁT KHUẨN TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI GVHD: Th.S Nguyễn Trần An Tuấn SVTH: Hồ Minh Đức MSSV: 16020061 Lớp : 19DT01 Bình Dương, Tháng 10/2022 LỜI CẢM ƠN “Quá trình thực đồ án tốt nghiệp giai đoạn quan trọng quãng đời sinh viên Đồ án tốt nghiệp tiền đề nhằm trang bị cho chúng em kỹ nghiên cứu, kiến thức quý báu trước lập nghiệp” Trước hết, em xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô Khoa Điện – Điện tử dành hết tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trường Và học kỳ này, Khoa tạo cho em làm đề tài đồ án mà theo em hữu ích đối đời sống người Đó đề tài “MƠ HÌNH MÁY RỬA TAY SÁT KHUẨN TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI” Em xin trân trọng cảm ơn thầy Nguyễn Trần An Tuấn tận tình giúp đỡ, định hướng cách tư cách làm việc khoa học Đó góp ý q báu khơng q trình thực luận văn mà hành trang tiếp bước cho em trình học tập lập nghiệp sau Và cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, tập thể lớp 19DT01, người sẵn sàng sẻ chia giúp đỡ học tập sống Mong rằng, mãi gắn bó với Trân trọng! Sinh viên thực Hồ Minh Đức MỤC LỤC CHƯƠNG 1: LỜI MỞ ĐẦU………………………………………………… 1.1: Lý chọn đề tài…………………………………………………………… 1.2: Mục tiêu đề tài ………………………………………………………… 1.3: Các vấn đề đặt ra…………………………………………………………… 1.4: Phương pháp nghiên cứu…………………………………………………… 1.5:Kết mong đợi…………………………………………………………… 1.6: Nội dung luận văn………………………………………………………… CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ COVID19 VÀ CÁC MÁY SÁT KHUẨN ……… 2.1 Đại dịch Covid-19 ? 2.2 Tác hại Covid-19 cách phòng dịch………………………………… 2.3 Tổng quan máy sát khuẩn tự động sử dụng lượng mặt trời………… CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH MÁY SÁT KHUẨN TỰ ĐỘNG DÙNG NLMT…… 3.1 Sơ đồ khối tổng hợp………………………………………………………… 3.2 Sơ đồ khối mô hình máy sát khuẩn tự động sử dụng lượng mặt trời 3.3 Các thành phần hệ thống………………………………………………… 3.3.1 Pin lượng mặt trời 34 * 28.5cm 18V 10W………………………… 3.3.2 Điều khiển sạc pin mặt trời 10A-12V-24V…………………………… 3.3.3:Pin18650………………………………………………………………… 3.3.4:Module giảm áp LM2596………………………………………………… 3.3.5: Ardunio Uno R3………………………………………………………… 3.3.6: Cảm biến siêu âm SC HR04……………………………………………… 3.3.7: Lcd 16*2 tích hợp I2C…………………………………………………… 3.3.8: Module thời gian thực 1302……………………………………………… 3.3.9: Động bơm 12V……………………………………………………… 3.3.10:Còi buzzre 5V…………………………………………………………… 3.3.11: Led 5V………………………………………… ……………………… 3.3.12: Module relay 5v kênh đóng ngắt H/L ……………………………… 3.3.13:Công tắc phao điện từ…………………………………………………… 3.3.14 Công tắc nguồn………………………………………………………… 3.3.15 : Nút nhấn Reset……………………………………………………… 3.3.16 : Đầu phun sương………………………………………………………… 3.3.17: Ống dẫn nước…………………………………………………………… 3.3.18 :Tấm mica………………………………………………………………… 3.3.19: Các linh kiện dùng mô hình…………………………………… 3.3.20: Sơ đồ ngun lí tồn mạch……………………………………………… 3.3.21: Lưu đồ giải thuật máy sát khuẩn tự động dùng NLMT 3.3.22: Chương trình code ……………………………………………………… 3.3.23: Phần mềm Ardunio IDE………………………………………………… 3.4.: Thi cơng mơ hình ………………………………………………………… 3.4.1: Thi cơng phần mạch……………………………………………………… 3.4.2: Thi công phần nguồn……………………………………………………… 3.4.3: Thi công phần bơm bình chứa………………………………………… 3.4.4: Mơ hình sau hồn thiện………………………………………… … 3.4.5: Thi cơng phần khung đứng mơ hình……………………………… 3.4.6: Thử nghiệm đánh giá………………………………………………… CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN……………………………………………… 4.1: Kết đạt được…………………………………………………………… 4.2: Kết chưa đạt ……………………………………………………… 4.3: Hướng phát triển…………………………………………………………… 1 2 2 3 8 10 11 11 12 14 15 16 19 20 22 23 24 25 25 27 28 28 29 29 29 30 31 32 33 38 42 42 42 42 43 43 44 46 46 46 46 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Ảnh siêu vi thể Covid-19 Hình 2.2: Thơng điệp 5k Hình 2.3: Sát khuẩn tay thủ công Hình 2.4: Máy sát khuẩn tay dùng điện Hình 2.5: Máy sát khuẩn tay sử dụng điện mặt trời Hình 3.1: Sơ đồ khối tổng hợp mơ hình………………………………… Hình 3.2: Sơ đồ khối mơ hình sát khử khuẩn tự động dùng NL Mặt Trời……… Hình 3.3: Pin lượng mặt trời 34*28.5 cm 18V 10W……………………… Hình 3.4: Điều khiển sạc pin mặt trời 10A-12V-24V…………………………… Hình 3.5: Sơ đồ nối dây sạc pin mặt trời 10A-12V-24V………………………… Hình3.6:Pin 18650……………………………………………………………… Hình3.7:Modul giảm áp LM2596……………………………………………… Hình3.8: Kết nối Module giảm áp LM2596 …………………………………… Hình3.9: Ardunio Uno R3……………………………………………………… Hình3.10: Cảm biến siêu âm HC SR04………………………………………… Hình3.11: Sơ đồ kết nối cảm biến siêu âm HC-SR04………………………… Hình3.12: LCD 16*2 tích hợp I2C……………………………………………… Hình3.13: Sơ đồ đấu nối LCD 1602 tích hợp I2C với Ardunio Uno R3……… Hình3.14:Module thời gian thực DS 1302……………………………………… Hình3.15: Sơ đồ kết nối DS1302 với Ardunio UNO …………………………… Hình3.16: Động bơm 12 VDC……………………………………………… Hình3.17: Cịi Buzzer 5V……………………………………………………… Hình3.18: LED 5V…………………………………………………………… Hình3.19: Module relay 5v kênh đóng ngắt H/L …………………………… Hình3.20: Kết nối Relay 5v kênh đóng ngắt H/L với Ardunio UNO R3… Hình3.21: Cơng tắc cảm biến mực chất lỏng phao điện từ …………… Hình3.22: Cách nối công tắc cảm biến mực chất lỏng phao điện tử…………… Hình3.23:Cơng tắc nguồn……………………………………………………… Hình3.24: Nút nhấn Reset……………………………………………………… Hình3.25:Đầu phun sương……………………………………………………… Hình3.26:Ống dẫn nước………………………………………………………… Hình3.27 : Tấm mica…………………………………………………………… Hình3.28: Sơ đồ ngun lí tồn mạch Hình3.29: Lưu đồ giải thuật cho máy sát khuẩn tự động dùng NLMT Hình 3.30: Lắp ráp , nối dây cho mơ hình……………………………………… Hình 3.31: Lắp ráp pin lượng mặt trời cho mơ hình………………… Hình 3.32: Lắp động bơm bình chứa dung dịch 1000ml………………… Hình 3.33: Mơ hình sau hồn thiện………………………………………… Hình3.34:Thi cơng khung đứng cho mơ hình…………………………………… 5 6 10 11 12 13 14 15 15 16 19 20 20 21 22 22 23 24 25 25 26 27 27 28 28 29 29 29 31 32 42 42 43 43 44 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 : Thông số Ardunio Uno R3…………………………………………… Bảng 3.2: Các linh kiện dùng mơ hình……………………………………… Bảng 3.3: Thử ngiệm độ bao phủ pin mặt trời…………………………… Bảng 3.4: Thử nghiệm cảm biến siêu âm nhận diện…………………………… Bảng 3.5: Thử nghiệm cảm biến đo khoảng cách……………………………… Bảng 3.6: Thử nghiệm hệ thống bơm………………………………………… Bảng 3.7: Thử nghiệm phao điện tử…………………………………………… Bảng 3.8 :Thử nghiệm hệ thống hiển thị lcd…………………………………… 16 30 44 44 44 45 45 45 Đồ án tốt nghiệp Chương 1: Lời mở đầu CHƯƠNG LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, giới chứng kiến thay đổi to lớn sản xuất công nghiệp việc áp dụng thành tựu cách mạng khoa học công nghệ Cùng với thay đổi sản xuất công nghiệp, ngành khoa học cơng nghệ tự động hố có bước phát triển vượt bậc trở thành ngành mũi nhọn giới Khi mà tất thứ dần trở nên tự động hóa , khơng cịn cần q nhiều vào cơng sức người việc học tập nghiên tự động hóa giúp ích nhiều cho đời sống nhân dân Từ điều , nhận thấy trước tình hình khó khăn nhân dân khơng riêng nước toàn giới trước chủng virus vô nguy hiểm mang tên Covid-19 Nhằm mục đích sát khuẩn tay phục vụ người để phịng tránh bệnh nguy hiểm kỉ 20 Để phòng chống với chủng virus này, nhân dân phải tốn nhiều nhân lực, tiền để phòng dịch Với suy nghĩ thiết thực để giúp đỡ người việc tự giác rửa tay sát khuẩn Thay việc phải có người xịt dung dịch thuốc sát khuẩn cho người cần giám sát người dân tuân thủ rửa tay Từ thơi thúc tìm tịi , mong muốn đóng góp thân em Dưới hướng dẫn thầy giáo – Nguyễn Trần An Tuấn kiến thức học tập trường Đại Học Bình Dương Em nhận hồn thành đề tài tốt nghiệp “ Thiết kế mơ hình máy rửa tay sát khuẩn tự động sử dụng lượng mặt trời ’’ 1.1 Lý chọn đề tài: Trong bối cảnh dịch COVID-19 ,các cổng cửa ,lối vào quan doanh nghiệp hầu hết trang bị lọ dung dịch rửa tay sát khuẩn Tuy nhiên, việc tất người phải tiếp xúc lên lọ dung dịch lại tạo nguồn lây nhiễm tiềm Hơn nữa, việc khơng có định lượng xác dung dịch cần để diệt khuẩn cho lần rửa tay khiến cho người dùng không phun đủ lượng dung dịch cần thiết, phun q nhiều gây lãng phí Ngồi ra, nhiều đơn vị phải bố trí người túc trực thường xuyên để nhắc nhở việc rửa tay, gây lãng phí nhân lực tăng nguy lây nhiễm Mơ hình máy sát khuẩn sử dụng lượng mặt trời nguồn điện tạo từ công nghệ dựa nhiên liệu lượng mặt trời.Việc sử dụng điện lượng mặt trời xếp vào nguồn lượng tái tạo cần khuyến khích phát triển Năng lượng mặt trời trở thành công nghệ phổ biến lĩnh vực dân dụng, thương mại, công nghiệp nông nghiệp thập kỷ qua,đặc biệt vài năm trở lại Ngày có nhiều ngơi nhà có mái nhà lấp lánh pin mặt trời bóng bẩy Thu điện từ mặt trời có nhiều lợi thế, bao gồm chất thân thiện với môi trường, bảo trì thấp, tuổi thọ tất đặc quyền kinh tế 1.2 Mục tiêu đề tài: Mơ hình thực phun dung dịch sát khuẩn tay cách tự động sử dụng nguồn lượng mặt trời GVHD: Nguyễn Trần An Tuấn SVTH: Hồ Minh Đức Đồ án tốt nghiệp Chương 1: Lời mở đầu 1.3 Các vấn đề đặt Các vấn đề cần giải là: Vấn đề khí: phân tích tính tốn lựa chọn vật liệu, thơng số kỹ thuật chi tiết cho thỏa mãn yêu cầu đề tài: nhỏ, gọn, nhẹ, bền, có tính thẩm mỹ cao, dễ dàng lắp đặt sửa chữa Vấn đề an toàn: đảm bảo an toàn cho người sử dụng sản phẩm không bị hỏng 1.4 Phương pháp nghiên cứu Mơ hình “Máy rửa tay sát khuẩn tự động sử dụng nguồn lượng mặt trời ” nhiều sinh viên trường nghiên cứu thực Đồng thời có nhiều sinh viên thiết kế mơ hình đơn giản Mơ hình thiết kế, đưa vào sử dụng số trường học , quan 1.5 Kết mong đợi Mơ hình hồn thành đầy đủ chức sau : - Sử dụng nguồn lượng mặt trời - Hệ thống dạng phun sương , thời gian 1s lần kích hoạt - Nhận diện người , tay để sát khuẩn - Đếm số lượng sát khuẩn , hiển thị thời gian , cảnh báo mực nước ( cao – thấp ) còi , đèn 1.6 Nội dung luận văn Trong chương luận văn trình bày tổng quan Covid – 19 tầm quan trọng máy sát khuẩn tay Cấu tạo mơ hình ,sơ đồ khối , sở lý thuyết thông số kỹ thuật thành phần thiết bị xây dựng nên mơ hình,phần cứng giải thuật, code , sơ đồ tương đương board mạch trình bày Chương Chương chương kết luận gồm kết đạt được, kết qủa không đạt được, hướng phát triển đề tài GVHD: Nguyễn Trần An Tuấn SVTH: Hồ Minh Đức Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Tìm hiểu Covid-19 máy sát khuẩn tay tự động dùng lượng mặt trời CHƯƠNG TÌM HIỂU VỀ COVID-19 VÀ MÁY SÁT KHUẨN TỰ ĐỘNG DÙNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 2.1 Đại dịch COVID-19 ? Đại dịch COVID-19 đại dịch bệnh truyền nhiễm với tác nhân virus SARSCoV-2, diễn phạm vi toàn cầu Khởi nguồn vào cuối tháng 12 năm 2019 với tâm dịch ghi nhận thành phố Vũ Hán thuộc miền Trung Trung Quốc, bắt nguồn từ nhóm người mắc viêm phổi khơng rõ nguyên nhân Giới chức y tế địa phương xác nhận trước họ tiếp xúc, chủ yếu với thương nhân buôn bán làm việc chợ bán buôn hải sản Hoa Nam Các nhà khoa học Trung Quốc tiến hành nghiên cứu phân lập chủ coronavirus mới, Tổ Y tế Thế giới lúc tạm gọi Covid - 19, có trình tự gen giống với SARS-CoV trước với mức tương đồng lên tới 79,5% Các ca nghi nhiễm Vũ Hán báo cáo vào ngày 31 tháng 12 năm 2019 Trường hợp tử vong SARS-CoV-2 xảy Vũ Hán vào ngày tháng năm 2020 Hình 2.1: Ảnh siêu vi thể SARS-CoV-2 2.2 Tác hại Covid – 19 cách phòng chống dịch Ảnh hưởng đến phổi: GVHD: Nguyễn Trần An Tuấn SVTH: Hồ Minh Đức Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Tìm hiểu Covid-19 máy sát khuẩn tay tự động dùng lượng mặt trời Theo chuyên gia, phổi phận bị ảnh hưởng nặng nề mắc COVID-19 Triệu chứng viêm phổi thường tuần thứ bệnh Virus SARS-CoV-2 công vào lớp tế bào Cilia làm suy giảm chức niêm mạc Vì thế, mơ phổi khơng thể bảo vệ bị tổn thương virus Người mắc COVID-19 ban đầu có biểu triệu chứng tương tự cảm cúm, sốt, hắt hơi, ho,… Những ngày sau đó, bệnh diễn tiến phát triển thành viêm phổi cấp tính, sau viêm phổi nặng Lúc này, phổi bị tàn phá nghiêm trọng, dẫn đến suy hô hấp nên người bệnh khó - chí khơng thể thở Hệ thần kinh cảm giác suy giảm: Theo đó, số triệu chứng điển hình thể bị nhiễm virus SARS-CoV2 khứu giác, thêm vị giác Thậm chí, cịn coi dấu hiệu sớm bệnh Tác động tiêu cực đến quan, phận khác: Bên cạnh phổi hệ thần kinh cảm giác, người mắc COVID-19 gặp số biến chứng khác Chẳng hạn đỏ mắt, đau mắt, đau đầu, chóng mặt, nôn mửa, tiêu chảy, nhịp tim không đều, suy gan - thận, vết loét bàn chân,… Đặc biệt hệ miễn dịch bị suy giảm nghiêm trọng phải hoạt động “quá tải” để chống lại tình trạng nhiễm trùng Để chủ động phòng , chống dịch COVID-19 người dân thực tốt “Thông điệp 5K với nội dung sau đây: KHẨU TRANG: Đeo trang vải thường xuyên nơi công cộng, nơi tập trung đông người; đeo trang y tế sở y tế, khu cách ly KHỬ KHUẨN: Rửa tay thường xuyên xà phòng dung dịch sát khuẩn tay Vệ sinh bề mặt/ vật dụng thường xuyên tiếp Giữ vệ sinh, lau rửa để nhà cửa thơng thống KHOẢNG CÁCH: Giữ khoảng cách tiếp xúc với người khác KHƠNG TỤ TẬP đơng người KHAI BÁO Y TẾ: thực khai báo y tế App NCOVI; cài đặt ứng dụng BlueZone địa https://www.bluezone.gov.vn để cảnh báo nguy lây nhiễm COVID19 GVHD: Nguyễn Trần An Tuấn SVTH: Hồ Minh Đức Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Tìm hiểu Covid-19 máy sát khuẩn tay tự động dùng lượng mặt trời Hình 2.2: Thơng điệp 5K y tế 2.3 Tổng quan máy sát khuẩn tự động sử dụng lượng mặt trời Hiện nay, thị trường có nhiều loại máy xịt sát khuẩn tay tự động phát minh đời dựa ngun lí hoạt động cảm biến khơng tiếp xúc Với phát triển ngành công nghiệp, sống người ngày trở nên tiện lợi, nhàn hạ Với máy xịt sát khuẩn thay rất nhiều công việc : tự dùng tay để lấy dung dịch sát khuẩn, khơng có người đứng xịt cho mình, khơng cịn phải lo việc tiết kiệm dung dịch sát khuẩn … v.v Hình 2.3: Sát khuẩn tay thủ cơng Từ đó, tình hình dịch bệnh Covid19 trở nên ngày nghiêm trọng, máy giúp cho người giảm tải số lượng cơng việc để có kết phòng dịch hiệu GVHD: Nguyễn Trần An Tuấn SVTH: Hồ Minh Đức Đồ án tốt nghiệp Chương 3: Mơ hình máy sát khuẩn tự động sử dụng lượng mặt trời Time t(2022, 7, 28, 15, 58, 30, Time::kThursday); //rtc.time(t); pinMode(button,INPUT); pinMode(trig,OUTPUT); pinMode(echo,INPUT); pinMode(dc,OUTPUT); } void loop() { Time t = rtc.time(); const String day = dayAsString(t.day); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(t.hr); lcd.print(":"); lcd.print(t.min); lcd.print(":"); lcd.print(t.sec); lcd.setCursor(11, 0); lcd.print("SL:"); lcd.print(sl); lcd.print(" "); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(day.c_str()); lcd.print(" - "); lcd.print(t.date); lcd.print("/"); lcd.print(t.mon); lcd.print("/"); GVHD: Nguyễn Trần An Tuấn 35 SVTH: Hồ Minh Đức Đồ án tốt nghiệp Chương 3: Mơ hình máy sát khuẩn tự động sử dụng lượng mặt trời lcd.print(t.yr); lcd.setCursor(0, 0); if(t.hr