Đang tải... (xem toàn văn)
Vai trò thực tiễn và lợi ích của mạch báo cháy...32LỜI MỞ ĐẦUĐề tài tìm hiểu về MẠCH BÁO CHÁY PHÁT HIỆN NGỌN LỬA SỬ DỤNG CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI được thực hiện bởi 3 thành viên gồm:Họ và tên
HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN CẢM BIẾN VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH MẠCH BÁO CHÁY PHÁT HIỆN NGỌN LỬA SỬ DỤNG CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI GVHD: Trịnh Trung Hiếu Thành viên: Kiều Bùi Đức Mạnh-B20DCDT129 Võ Quang Nhật - B20DCDT157 Mai Văn Huy-B20DCDT085 HÀ NỘI – 2023 Contents LỜI MỞ ĐẦU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MẠCH BÁO CHÁY .4 1.1, Đặc trưng mạch báo cháy 1.2 Chức mạch báo cháy 1.3 Ứng dụng mạch báo cháy CHƯƠNG 2: SƠ LƯỢC VỀ CÁC LINH KIỆN CỦA MẠCH BÁO CHÁY 2.1 Arduino Uno R3 SMD .6 2.1.1 Tổng quan Arduino Uno R3 SMD 2.1.2 Thông số kỹ thuật .8 Kích thước 10 2.1.3 Sơ đồ chân Arduino Uno R3 SMD .10 2.1.4 Arduino IDE .11 2.2 Module cảm biến lửa LM393 14 2.2.1 Nguyên lý hoạt động module cảm biến lửa LM393 15 2.2.2 Thông số module cảm biến lửa LM393 15 2.2.3 Một số tính module cảm biến lửa LM393 16 2.2.4 Các ứng dụng thường thấy module cảm biến lửa LM393 16 2.2.5 Một số lưu ý sử dụng module cảm biến lửa LM393 16 2.2.6 IC LM393 17 2.3 Còi Thạch Anh SFM-27 DC3-24V: 21 2.3.1 Thông số kỹ thuật .22 2.3.2 Công dụng 22 2.4 Motor servo 90 22 2.4.1 Thông số kĩ thuật 22 2.4.2 Kích thước Động servo SG90 180 độ 24 2.4.3 Kết nối với arduino 24 CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ MẠCH NGUYÊN LÝ BÁO CHÁY 26 3.1 Sơ đồ nguyên lý Schematic 26 3.2 Sơ đồ mạch in PCB 26 3.3 Nguyên lý họat động 30 3.4 Sản phẩm mạch báo cháy thực tế .31 CHƯƠNG 4: TỔNG KẾT 32 4.1 Ưu nhược điểm mạch báo cháy 32 4.2 Vai trò thực tiễn lợi ích mạch báo cháy 32 LỜI MỞ ĐẦU Đề tài tìm hiểu MẠCH BÁO CHÁY PHÁT HIỆN NGỌN LỬA SỬ DỤNG CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI thực thành viên gồm: Họ tên Mã sinh viên Mai Văn Huy B20DCDT085 Võ Quang Nhật Kiều Bùi Đức Mạnh B20DCDT157 B20DCDT129 Ngày nay, với phát triển không ngừng công nghệ, việc bảo vệ an toàn cho cộng đồng tài sản trở thành ưu tiên hàng đầu Trong lĩnh vực này, hệ thống báo cháy đóng vai trị quan trọng, giúp phát cảnh báo nguy cháy nổ từ bắt đầu, tạo hội để đối phó kịp thời Một phần quan trọng hệ thống báo cháy mạch điện tử, nơi kết hợp công nghệ an ninh mang lại hiệu suất cao Báo cáo tập trung vào cơng việc nghiên cứu phân tích mạch điện tử hệ thống báo cáo, đặt vấn đề cấu trúc, nguyên lý hoạt động cách đóng góp vào việc nâng cao khả phát Phản ứng nhanh chóng trước nguy cháy nổ Chúng tơi đề cập đến tính cụ thể mạch điện tử, thành phần quan trọng Trong q trình làm cịn nhiều thiếu xót, em mong thầy cô bạn tham khảo góp ý trao đổi để em tiếp thu thêm kiến thức bổ ích để ứng dụng hồn thiện tốt cho tập lớn sau công việc thực tế sau Em xin cảm ơn! NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MẠCH BÁO CHÁY Ở chương cung cấp kiến thức tổng quát mạch chức năng, ứng dụng mạch 1.1, Đặc trưng mạch báo cháy Mạch báo cháy mạch cảm biến nhận biết khác biệt tín hiệu hồng ngoại lửa với mơi trường xung quanh từ phát lửa phát tín hiệu báo động hoả hoạn Mạch sử dụng để phát có lửa khu vực hoả hoạn lập tức, từ giúp ích trình dập lửa xử lý hoả hoạn tránh thiệt hại 1.2 Chức mạch báo cháy Báo cháy sử dụng cảm biến hồng ngoại có chức sau: Phát đám cháy: Khi nhiệt độ xung quanh đầu cảm biến tăng đột ngột, cảm biến phát phát tín hiệu cảnh báo Truyền tín hiệu cảnh báo: Tín hiệu cảnh báo từ cảm biến truyền đến trung tâm báo cháy Kích hoạt hệ thống chữa cháy: Khi nhận tín hiệu cảnh báo, trung tâm báo cháy kích hoạt hệ thống chữa cháy để dập tắt đám cháy Ngoài ra, hệ thống báo cháy sử dụng cảm biến hồng ngoại cịn tích hợp thêm tính khác, như: Chức báo động tự động: Khi phát đám cháy, hệ thống tự động phát tín hiệu báo động, không cần tác động người Chức báo động giọng nói: Hệ thống phát tín hiệu báo động giọng nói, giúp người dễ dàng nhận biết Chức ghi hình: Hệ thống ghi hình lại khu vực xảy cháy, giúp hỗ trợ công tác điều tra, xử lý sau đám cháy dập tắt Báo cháy sử dụng cảm biến hồng ngoại hệ thống báo cháy đại, có nhiều ưu điểm vượt trội so với hệ thống báo cháy truyền thống Hệ thống giúp phát sớm đám cháy, từ giảm thiểu thiệt hại người 1.3 Ứng dụng mạch báo cháy Mạch chỉnh lưu bội áp (voltage regulator) sử dụng nhiều ứng dụng khác để trì ổn định áp lực điện áp tới thiết bị hệ thống Dưới số ứng dụng phổ biến mạch chỉnh lưu bội áp: Báo cháy cho nhà ở, chung cư, văn phịng, nhà máy, xí nghiệp, Báo cháy cho khu vực có nguy cháy cao kho xăng, kho dầu, kho hóa chất, Báo cháy cho khu vực đặc biệt bệnh viện, trường học, nhà hát, CHƯƠNG 2: SƠ LƯỢC VỀ CÁC LINH KIỆN CỦA MẠCH BÁO CHÁY Các linh kiện mạch báo cháy bao gồm: Arduino Uno R3 SMD module cảm biến lửa LM393 motor servo SG90 180 độ Còi Thạch Anh SFM-27 DC3-24V 2.1 Arduino Uno R3 SMD 2.1.1 Tổng quan Arduino Uno R3 SMD Arduino Uno R3 SMD mạch vi điều khiển Arduino phổ biến, dòng mạch Arduino bản, linh hoạt phổ biến Khi bắt đầu làm quen, lập trình với Arduino mạch Arduino thường nói tới dịng Arduino UNO Hiện dịng mạch phát triển tới hệ thứ (Mạch Arduino Uno R3) Nó sử dụng chip vi điều khiển ATmega328P, có xung nhịp 16 MHz nhớ flash 32 KB Arduino Uno R3 SMD có 14 chân digital, chân analog, chân nguồn chân GND Document continues below Discover more from: Xử lý hình ảnh XLHA 367 Học viện Công ng… 115 documents Go to course 32 113 14 Nhập môn Đa phương tiện -… Xử lý hình ảnh 100% (9) Bài giảng Xử lý ảnh PGS.TS Đỗ Năng… Xử lý hình ảnh 100% (4) BÀI TẬP MƠN CƠ SỞ TẠO HÌNH Xử lý hình ảnh 100% (3) Toeic Upgrade Transcripts Xử lý hình ảnh 100% (3) Dưới số tính Arduino Uno R3 SMD: niệm đa để Chân kỹ thuật số: Arduino Uno R3 SMD có 14 chân kỹ thuật số cóKhái thể sử dụng đọc xuất tín hiệu kỹ thuật số Các chân sử dụng để điều khiển phương tiện thiết bị điện tử, thu thập liệu giao tiếp với thiết bị khác lý hình Chân analog: Arduino Uno R3 SMD có chân analog đượcXử sử dụng để đọc tín 75% (4) hiệu analog Các chân sử dụng để thu thập liệuảnh từ cảm biến analog, chẳng hạn cảm biến nhiệt độ cảm biến ánh sáng Nguồn điện: Arduino Uno R3 SMD cung cấp lượng cách sử dụng cáp USB nguồn bên Bộ nguồn bên phải cung cấp điện áp từ đến Kỹ thuật nhiếp ảnh 12 volt 20 - bbb Xử lý hình ảnh 100% (1) Arduino Uno R3 SMD tảng phần cứng linh hoạt sử dụng cho nhiều ứng dụng khác Nó lựa chọn tuyệt vời cho dự án học tập, giáo dục sở thích Dưới số ứng dụng Arduino Uno R3 SMD: Điều khiển thiết bị điện tử: Arduino Uno R3 SMD sử dụng để điều khiển thiết bị điện tử, chẳng hạn đèn LED, động hình LCD Thu thập liệu: Arduino Uno R3 SMD sử dụng để thu thập liệu từ cảm biến, chẳng hạn cảm biến nhiệt độ cảm biến ánh sáng Điều khiển robot: Arduino Uno R3 SMD sử dụng để điều khiển robot Tự động hóa: Arduino Uno R3 SMD sử dụng để tự động hóa tác vụ, chẳng hạn mở cửa tắt đèn Mơ hình điện tử học tập mạnh đa 2.1.2 Thông số kỹ thuật Thông số kĩ thuật Arduino Uno R3 SMD sau: Chip điều khiển ATmega328P Điện áp hoạt động 5V Tốt bạn cấp nguồn 5V cho Arduino từ cổng USB Nếu dùng nguồn ngoài( cắm từ giắc DC): Khuyên dùng 7-9V để mạch hoạt động tốt Khi điện áp lên tới 12V IC ổn áp nóng dễ hư hỏng mạch Số chân Analog Số chân Digital 14 ( chân PWM) Dòng chân digital Max 40 mA Dòng chân 5V 500 mA Dòng chân 3.3V 50 mA Dung lượng nhớ Flash 32 KB (ATmega328P) SRAM KB (ATmega328P) EEPROM KB (ATmega328P) Tốc độ 16 MHz Trọng lượng 25 gram Chân PWM (~) 3, 5, 6, 9, 10, 11 2.3.1 Thông số kỹ thuật Điện áp hoạt động: 12V Dải điện áp: 3-24V Dòng hoạt động: ≤ 30mA Cường độ âm: ≥85dB Tần số âm: 3000 ± 500Hz Kích thước: 50 x 30 x 15 mm Khoảng cách lỗ: 40mm Trọng Lượng: 8g 2.3.2 Cơng dụng Cịi chíp SFM-27 thiết kế nhỏ gọn thích hợp gắn với nhiều thiết bị khác mà khơng tốn nhiều diện tích Dễ dàng lắp đặt thích hợp sử dụng gia đình dùng cho bạn học sinh, sinh viên nghiên cứu Giá thành rẻ, với chất lượng tốt giá phải chăng, loại cịi chíp nhiều người lựa chọn để sử dụng Còi chuyên dụng sử dụng hệ thống cảnh báo dân dụng công nghiệp 2.4 Motor servo 90 Động servo SG90 có kích thước nhỏ, loại sử dụng nhiều để làm mơ hình nhỏ cấu kéo không cần đến lực nặng Động servo SG90 180 độ có tốc độ phản ứng nhanh, bánh làm nhựa nên cần lưu ý nâng tải nặng làm hư bánh răng, động RC Servo 9G có tích hợp sẵn Driver điều khiển động bên nên dễ dàng điều khiển góc quay phương pháp điều độ rộng xung PWM 21 2.4.1 Thông số kĩ 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 Phương pháp điều khiển PWM: Độ rộng xung 0.5ms ~ 2.5ms tương ứng 0-180 độ Tần số 50Hz, chu kỳ 20ms Sơ đồ dây: Đỏ: Dương nguồn Nâu: Âm nguồn Cam: Tín hiệu 22 2.4.2 Kích thước Động servo SG90 180 độ Kích thước Động servo SG90 180 độ 2.4.3 Kết nối với arduino 23 Sơ đồ kết nối Động servo SG90 180 độ 24 CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ MẠCH NGUYÊN LÝ BÁO CHÁY 3.1 Sơ đồ nguyên lý Schematic Schematic Sơ đồ mạch báo cháy 3.2 Sơ đồ mạch in PCB 25 Bottom layer 26 Top layer 27 PCB mạch in mặt trước 28 PCB mạch báo cháy mặt sau 3.3 Nguyên lý họat động Nhiệm vụ linh kiện mạch báo cháy: Arduino R3: Vi điều khiển Arduino R3 xử lý tín hiệu báo động từ cảm biến LM 393 phát tín hiệu điều khiển Cảm biến hồng ngoại lửa: Cảm biến hồng ngoại lửa phát tia hồng ngoại nhận lại phản xạ từ vật thể môi trường Module LM 393: Module LM 393 phát thay đổi cường độ tia hồng ngoại phản xạ phát tín hiệu báo động 29 Còi báo động: Còi báo động phát âm báo động Motor servo SG90: quay cảm biến liên tục theo chiều góc lập trình trước Arduino R3 Nguyên lý hoạt động mạch: Trong trạng thái bình thường Module cảm biến trạng thái tắt Khi có xuất lửa vật thể nóng, lượng xạ hồng ngoại tới cảm biến tăng lên Điều làm tăng dòng điện qua cảm biến Tín hiệu khuếch đại lọc lớn ngưỡng so sánh Lúc này, mạch so sánh cho phép tín hiệu điều khiển để bật module lên Sau LM 393 module đưa tín hiệu so sánh chuyển tín hiệu báo động Arduino R3, Arduino xử lý tín hiệu gửi tín hiệu điều khiển cho động servo SG90 dừng lại hướng phát lửa cháy kích hoạt cịi báo động kêu lên 3.4 Sản phẩm mạch báo cháy thực tế 30 CHƯƠNG 4: TỔNG KẾT 4.1 Ưu nhược điểm mạch báo cháy Ưu điểm Cảnh báo sớm: Mạch báo cháy phát đám cháy bắt đầu, giúp người có thời gian để sơ tán an tồn ngăn chặn đám cháy lan rộng Giảm thiểu thiệt hại: Mạch báo cháy giúp giảm thiểu thiệt hại người tài sản cháy nổ gây Tăng cường an toàn: Mạch báo cháy giúp tăng cường an tồn cho người tài sản, đặc biệt khu vực có nguy cháy nổ cao, chẳng hạn nhà máy, kho bãi, tòa nhà cao tầng, Nhược điểm Chi phí: Chi phí lắp đặt bảo trì mạch báo cháy cao Yêu cầu bảo trì: Mạch báo cháy cần bảo trì định kỳ để đảm bảo hoạt động hiệu Có thể bị nhiễu: Mạch báo cháy bị nhiễu nguồn nhiệt khác, chẳng hạn ánh nắng mặt trời, đèn điện, Cách khắc phục nhược điểm Chi phí: Có thể lựa chọn loại mạch báo cháy có giá thành phù hợp với nhu cầu Yêu cầu bảo trì: Cần thực bảo trì mạch báo cháy định kỳ theo hướng dẫn nhà sản xuất Có thể bị nhiễu: Có thể sử dụng lọc nhiễu để giảm nhiễu cho mạch báo cháy 4.2 Vai trị thực tiễn lợi ích mạch báo cháy Mạch báo cháy đóng vai trị quan trọng việc bảo vệ người tài sản khỏi nguy cháy nổ Mạch báo cháy phát đám cháy bắt đầu, giúp người có thời gian để sơ tán an toàn ngăn chặn đám cháy lan rộng 31 Cảnh báo sớm: Mạch báo cháy phát đám cháy bắt đầu, giúp người có thời gian để sơ tán an tồn ngăn chặn đám cháy lan rộng Mạch báo cháy phát đám cháy sớm Giảm thiểu thiệt hại: Mạch báo cháy giúp giảm thiểu thiệt hại người tài sản cháy nổ gây Tăng cường an tồn: Mạch báo cháy giúp tăng cường an toàn cho người tài sản, đặc biệt khu vực có nguy cháy nổ cao, chẳng hạn nhà máy, kho bãi, tịa nhà cao tầng, Mạch báo cháy sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, bao gồm: An ninh: Mạch báo cháy sử dụng để bảo vệ tòa nhà, khu vực quan trọng khỏi nguy cháy nổ Cảnh báo: Mạch báo cháy sử dụng để cảnh báo người nguy cháy nổ Kiểm sốt: Mạch báo cháy sử dụng để kiểm soát dập tắt đám cháy Mạch báo cháy thiết bị an toàn quan trọng cần lắp đặt khu vực có nguy cháy nổ cao Việc lắp đặt bảo trì mạch báo cháy định kỳ giúp đảm bảo an toàn cho người tài sản 32 More from: Xử lý hình ảnh XLHA 367 Học viện Cơng ngh… 115 documents Go to course 32 113 14 Nhập môn Đa phương tiện - qưeqwe Xử lý hình ảnh 100% (9) Bài giảng Xử lý ảnh PGS.TS Đỗ Năng Toà… Xử lý hình ảnh 100% (4) BÀI TẬP MƠN CƠ SỞ TẠO HÌNH Xử lý hình ảnh 100% (3) Toeic Upgrade Transcripts Xử lý hình ảnh 100% (3) More from: Mạnh Kiều 11 Học viện Công nghệ… Discover more Cau a - Summary An toàn ứng dụng web v… An toàn ứng dụng web và… None Bài luật - google 13 Hệ Thống Thông Tin None BTL MQTT - hello 23 19 lý thuyết thôn gtin None Nhom 01 To 16 Summary Công nghệ… Công nghệ thông tin None Recommended for you 14 Toeic Upgrade Transcripts Xử lý hình ảnh 100% (3) 11 đề - Testing 89 information technology 100% (2) information technology IT2019 information technology 100% (1) Correctional Administration Criminology 96% (113)