Hiện nay, tình trạng cháy nổ xảy ra rất nhiều do rất nhiều nguyên nhất như rò rỉ khí gas, chập điện,…. Trong số đó tình trạng cháy nổ do rò rỉ khí gas rất phổ biến. Thông qua những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến, thế giới của chúng ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hiện đại hơn rất nhiều. Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt thiết bị ngày càng thông minh, tiện dụng, hiệu quả và thân thiện với môi trường người dùng. Và thực tế hơn, một trong những ứng dụng đó chính là việc tạo ra được những mạch điện tử thông minh, có tính tự động hóa cao, khả năng giao tiếp được với máy tính, đồng thời kết hợp với việc điều khiển trực tiếp trên board mạch cũng như gián tiếp thông qua giao diện được lập trình và cài đặt trên máy tính. Điều này không chỉ mang lại nhiều lợi ích thiết thực mà còn góp phần không nhỏ cho việc hiện thực hiện hóa những ý tưởng lớn hơn. Vì vậy mà nhóm đã quyết định chọn đề tài “Hệ thống báo cháy”. Mạch có các chức năng đọc giá trị nhiệt độ và khí gas, đồng thời hiển thị giá trị các giá trị trên LCD và trên giao diện của máy tính. Tuy đã cố gắng thực hiện đồ án trong sự nghiêm túc và trách nhiệm nhất, nhưng do điều kiện về kiến thức cũng như khả năng nghiên cứu còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai phạm và thiếu sót. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp tích cực từ thầy cô và các bạn.
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BÁO CÁO ĐỒ ÁN PBL3 ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG BÁO CHÁY VÀ CHỮA CHÁY KỊP THỜI Giảng viên hướng dẫn: TS.ĐỖ THẾ CẦN Sinh viên thực hiện: Nhóm Đà Nẵng, tháng 7/2022 Mục lục ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lời nói đầu PHẦN 1: GIỚI THIỆU .5 I Thực trạng: II Nguyên nhân: III Giới thiệu hệ thống báo cháy chữa cháy kịp thời: IV Tính sản phẩm: V Yêu cầu sản phẩm: VI Các thành phần sử dụng đồ án: .7 Phần 2: VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A VÀ MỘT SỐ THIẾT BỊ NGOẠI VI .8 1.Mạch nguồn 2.Giao tiếp UART-RS232 .10 Pic16F877A: .13 Một số thiết bị ngoại vi sử dụng: 24 Phần 3: THIẾT KẾ, THỰC HIỆN PHẦN CỨNG VÀ LẬP TRÌNH CHO VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A .31 Tính tốn chọn linh kiện 31 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc –––––––––––––––––––––– NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN PBL3 TT Họ tên sinh viên Số thẻ SV Nguyễn Gia Bảo 101200213 Dương Duy Kỳ 101200229 Giáo viên hướng dẫn: TS Đổ Thế Cần Lớp 20CDT1 20CDT1 Ngành Kĩ thuật Cơ điện tử Kĩ thuật Cơ điện tử Tên đề tài đồ án: Hệ thống báo cháy Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu - Hiệu suất làm việc hệ thống so với sản phẩm có thị trường - Tải trọng tối đa - Kích thước ban đầu sản phẩm Nội dung phần thuyết minh tính tốn: a) Phần chung: TT Họ tên sinh viên Dương Duy Kỳ Nội dung - Tìm hiểu tổng quang dự án - Tính tốn thiết kế phần cứng Nguyễn Gia Bảo - Chế tạo mạch lắp ráp linh kiện điện tử - Chuẩn bị thuyết minh, slide vẽ theo yêu cầu Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ): a) Phần chung: TT Họ tên sinh viên Dương Duy Kỳ Nội dung - Lập vẽ tổng thể máy(1 - A0) Nguyễn Gia Bảo b) Phần riêng TT Họ tên sinh viên Nội dung 2 Nguyễn Gia Bảo Dương Duy Kỳ - Lập vẽ sơ đồ động học - Lập vẽ chế tạo chi tiết - Lập vẽ lưu đồ thuật toán - Lập vẽ sơ đồ mạch điện Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 11/2/2023 Ngày hoàn thành đồ án: 28/5/2023 Đà Nẵng, ngày 19 tháng năm 2023 Trưởng môn Người hướng dẫn Võ Như Thành Đổ Thế Cần Lời nói đầu Hiện nay, tình trạng cháy nổ xảy nhiều nhiều ngun rị rỉ khí gas, chập điện,… Trong số tình trạng cháy nổ rị rỉ khí gas phổ biến Thơng qua ứng dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến, giới ngày thay đổi, văn minh đại nhiều Sự phát triển kỹ thuật điện tử tạo hàng loạt thiết bị ngày thông minh, tiện dụng, hiệu thân thiện với môi trường người dùng Và thực tế hơn, ứng dụng việc tạo được mạch điện tử thơng minh, có tính tự động hóa cao, khả giao tiếp được với máy tính, đồng thời kết hợp với việc điều khiển trực tiếp board mạch cũng gián tiếp thơng qua giao diện được lập trình cài đặt máy tính Điều khơng mang lại nhiều lợi ích thiết thực mà cịn góp phần khơng nhỏ cho việc thực hóa ý tưởng lớn Vì mà nhóm định chọn đề tài “Hệ thống báo cháy” Mạch có chức đọc giá trị nhiệt độ khí gas, đồng thời hiển thị giá trị giá trị LCD giao diện máy tính Tuy cố gắng thực đồ án nghiêm túc trách nhiệm nhất, điều kiện kiến thức cũng khả nghiên cứu hạn chế nên tránh khỏi sai phạm thiếu sót Rất mong nhận được ý kiến đóng góp tích cực từ thầy bạn PHẦN 1: GIỚI THIỆU I Thực trạng: Trong năm 2020, nước xảy 5.354 vụ cháy, đó: 2.764 vụ cháy nhà dân (chiếm 51,62% tổng số vụ cháy) Tính riêng tháng đầu năm 2021, tồn quốc xảy 958 vụ cháy, thiệt hại: Làm 44 người chết, 64 người bị thương, tài sản uớc tính khoảng 265 tỷ đồng 273,5 rừng Trong có 352 vụ cháy nhà dân (chiếm 36,74%), 83 vụ cháy nhà kết hợp sản xuất, kinh doanh (chiếm 8,7%); đặc biệt gần đây, liên tiếp xảy số vụ cháy khu dân cư, hộ gia đình, nhà kết hợp sản xuất, kinh doanh gây thiệt hại đặc biệt nghiêm trọng người, ảnh hưởng đến an ninh, trật tự, Qua số liệu cho thấy tình hình cháy, nổ xảy khu dân cư, nhà hộ gia đình chiếm tỷ lệ cao số vụ, gây thiệt hại nghiêm trọng người có diễn biến ngày phức tạp, nguy hiểm Các vụ cháy thường xảy vào ban đêm, ngày nghỉ, lễ, người dân thường chủ quan việc sử dụng nguồn lửa, nguồn nhiệt thắp nhang, sử dụng thiết bị điện, sản xuất, kinh doanh hàng dễ cháy gia đình khơng bảo đảm điều kiện an toàn PCCC làm phát sinh cố cháy, nổ không phát kịp thời dẫn đến cháy lan, cháy lớn Hình Cháy nhà quận 10 II Nguyên nhân: - Ý thức chấp hành quy định trách nhiệm chủ hộ gia đình, chủ hộ kinh doanh chưa cao; người dân cịn chủ quan, lơ với cơng tác PCCC, chưa thực coi công tác PCCC công việc phải được thực hàng ngày, lúc, nơi, lúng túng xử lý tình cháy, nổ; khơng trì điều kiện an tồn PCCC q trình hoạt động; khơng trang bị phương tiện, thiết bị PCCC tối thiểu (thiết bị báo cháy, bình chữa cháy, dụng cụ phá rỡ…) có trang bị thiếu số lượng không bảo đảm chất lượng không được kiểm tra bảo dưỡng định kỳ, thao tác, sử dụng phương tiện chữa cháy nên không kịp thời phát có cháy xảy dẫn đến cháy lớn, cháy lan, nạn nhân dễ bị ngạt khói gây bất tỉnh tử vong - Vi phạm quy định an toàn sử dụng điện như: sử dụng dây dẫn điện, thiết bị tiêu thụ điện chất lượng; không kiểm tra, tắt thiết bị tiêu thụ điện không sử dụng; tùy tiện câu mắc điện nhà để sử dụng, đấu nối không kỹ thuật; lắp đặt thêm thiết bị tiêu thụ điện có cơng suất lớn dẫn đến tải Sơ xuất, bất cẩn việc quản lý, sử dụng nguồn lửa, nguồn nhiệt như: thắp nhang thờ cúng, đun nấu, đốt vàng mã không đảm bảo an toàn PCCC… - Vi phạm việc tồn chứa, xếp hàng hóa, chất dễ cháy với khối lượng lớn khu vực kinh doanh giải pháp ngăn cháy lan, lối lại gây cản trở lối nạn, khơng có lối nạn dự phịng, chống tụ khói; tồn chứa, bảo quản, sử dụng chất khí, chất lỏng dễ cháy, hóa chất tác dụng với chất khác gây cháy, nổ… (ví dụ: tồn chứa bình gas, bếp gas, tồn chứa can, phuy, bồn chứa xăng dầu, axít, kim loại kiềm) III Giới thiệu hệ thống báo cháy chữa cháy kịp thời: - Hệ thống báo cháy nổ chữa cháy kịp thời tên gọi nhận thấy nhiệt độ hay lưu lương khí ga tăng q mức bình thường, cấu hoạt động để chữa cháy hỗ trợ người hiểm - Các chức được điều khiển qua máy tính, nhiệt độ khí ga hiển thị hình để tiện theo dõi IV V Tính sản phẩm: - Sử dụng cảm biến LM35 MQ2 - Khi nhiệt độ phòng lên mức định (>40 o C ) (nồng độ khí gas >50) Yêu cầu sản phẩm: - Hệ thống vận hành nhanh chóng, đạt độ xác - Dễ dàng lắp đặt sửa chữa gặp cố - Hiển thị xác nhiệt độ nồng độ khí gas LCD VI Các thành phần sử dụng đồ án: - Vi điều khiển PIC16F877A - Cảm biến: nhiệt độ độ ẩm DHT11 - Khối hiển thị LCD - Động bơm nước - Cảm biến khí gas: MQ2 - Giao tiếp RS232 sử dụng cổng COM - Ngoài ra, hệ thống sử dụng linh kiện điện tử khác như: điện trở, tụ điện,BJT,… Phần 2: VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A VÀ MỘT SỐ THIẾT BỊ NGOẠI VI 1.Mạch nguồn - Cung cấp điện áp 5V ổn định để cấp nguồn cho vi điều khiển thành phần điệ khác Hình2.Mạch nguồn Linh kiện sử dụng: Cơng tắc Hai khối Tụ điện :104 uF, 2200uF, 1000uF Led BJT B688 IC7805 Điện trở: 220 Ω Diode Tác dụng thành phần Tụ C8 có tác dụng lọc điện áp cấp vào chân Vi IC 7805, có tác dụng ngăn nguồn vào đột ngột làm dạng sóng điện áp vào bị cưa Tụ C9 có tác dụng cấp điện áp tạm thời cho chân Vi nguồn bị sụt áp đột ngột Tụ C10 có tác dụng lọc nhiễu điện áp đầu lộn xộn Tụ C11 dùng để cung cấp điện áp tạm thời cho tải điện áp tải giảm đột ngột Diode để ngăn dòng điện ngược từ tải tiêu thụ IC 7805 cung cấp điện áp đầu +5V không đổi cho nguồn điện áp đầu vào thay đổi Điện trở công suất: giảm cường độ dòng điện để tránh cố, cháy dây thiết bị BJT Q1: khuếch đại dòng điện Timer0: Các tính đếm thời gian Timer timer/ counter bit Có chia trước, dùng chung với watchdog timer Có thể lựa chọn nguồn xung clock nội hay ngoại (nối với chân T0CKI) tùy theo cách cấu hình Có phát ngắt tràn đếm từ 0xFF 0x00 Cho phép chọn cạnh xung đếm Khơng có bit cho phép chạy hay ngừng ( free run timer) Sơ đồ khối Timer0 Hình Sơ đồ khối Timer0