Phần thuyết minh:* Nội dung:- Trình bày mục đích yêu cầu kỹ thuật của đề tài đồ án môn- Nêu cơ sở lựa chọn đề tài đồ án, ứng dụng trong thực tiễn- Thực hiện thiết kế kỹ thuật- Kết luận,
lOMoARcPSD|39474592 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ BÁO CÁO HỌC PHẦN ĐỀ TÀI : NGUYÊN CỨU, THIẾT KẾ Ô TÔ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA KIỂM TRA RÒ RỈ GAS Giảng viên hướng dẫn : TS.Nguyễn Ngọc Anh Lớp học phần : 20231FE6029005 Nhóm thực hiện : Đấu Trường Học Tập Thành viên nhóm : Nguyễn Duy Anh 2023604924 Nguyễn Lệnh Đức 2023604583 Bùi Hữu Hòa 2023604943 Phùng Gia Luân 2023604936 Nguyễn Việt Quang 2023604438 Niên khóa: 2023 - 2027 Downloaded by nhim nhim (nhimbien3@gmail.com) lOMoARcPSD|39474592 KHOA ĐIỆN TỬ BÁO CÁO HỌC PHẦN ĐỀ TÀI : NGUYÊN CỨU, THIẾT KẾ Ô TÔ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA KIỂM TRA RÒ RỈ GAS Giảng viên hướng dẫn : TS.Nguyễn Ngọc Anh Lớp học phần : 20231FE6029005 Nhóm thực hiện : Đấu Trường Học Tập Thành viên nhóm : Nguyễn Duy Anh 2023604924 Nguyễn Lệnh Đức 2023604583 Bùi Hữu Hòa 2023604943 Phùng Gia Luân 2023604936 Nguyễn Việt Quang 2023604438 Niên khóa: 2023 - 2027 Downloaded by nhim nhim (nhimbien3@gmail.com) lOMoARcPSD|39474592 PHIẾU GIAO ĐỒ ÁN MÔN HỌC HỌC PHẦN NHẬP MÔN VỀ KỸ THUẬT Họ và tên sinh viên : MSV: 2023604924 MSV: 2023604583 1 Nguyễn Duy Anh MSV: 2023604943 2 Nguyễn Lệnh Đức MSV: 2023604936 3 Bùi Hữu Hòa MSV: 2023604438 4 Phùng Gia Luân 5 Nguyễn Việt Quang Nhóm: Đấu Trường Học Tập Lớp: 20231FE6029005 Khóa:18 Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Ngọc Anh Tên đề tài: : NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ Ô TÔ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA KIỂM TRA RÒ RỈ GAS NỘI DUNG THỰC HIỆN TT Nội dung cần thực hiện CĐR L4; L5; L6 1 Đề xuất ý tưởng về kỹ thuật và thiết kế kỹ thuật L4; L5; L6 2 Thực hiện thiết kế kỹ thuật L4; L5; L6 3 Vận hành thiết kế kỹ thuật 1 Phần thuyết minh: Số lượng * Nội dung: 01 - Trình bày mục đích yêu cầu kỹ thuật của đề tài đồ án môn 01 - Nêu cơ sở lựa chọn đề tài đồ án, ứng dụng trong thực tiễn 01 - Thực hiện thiết kế kỹ thuật - Kết luận, hướng phát triển * Định dạng theo đúng hướng dẫn trong QĐ 815/QĐ-ĐHCN 2 Sản phẩm của đồ án môn TT Tên sản phẩm Định dạng 1 Slide thuyết trình Theo đề tài đồ án 2 Mô hình/Mô phỏng Theo đề tài đồ án 3 Quyển báo cáo Theo quy định (QĐ 815/QĐ-ĐHCN) Ngày giao: 23 / 10 / 2023 Giảng viên hướng dẫn TS Nguyễn Ngọc Anh 1 Downloaded by nhim nhim (nhimbien3@gmail.com) lOMoARcPSD|39474592 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hà Nam, ngày… tháng … năm 2023 Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Ngọc Anh 2 Downloaded by nhim nhim (nhimbien3@gmail.com) lOMoARcPSD|39474592 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 4 LỜI CẢM ƠN 5 LỜI CAM ĐOAN .6 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 7 1.1 Giới thiệu về đề tài 7 1.2 Lý do chọn đề tài .8 1.3 Ý nghĩa .9 CHƯƠNG 2: CÁC LINH KIỆN CẦN THIẾT ĐỂ CHẾ TẠO MÔ HÌNH VÀ CÁCH LÀM MÔ HÌNH 10 2.1 Các linh kiện .10 2.1.1 Cảm biến khí gas MQ2 10 2.1.2 Cảm biến khí gas MQ3 11 2.1.3 Mạch kích PWM MOSFET 1 cổng 12 2.1.4 Ô tô điều khiển từ xa 12 2.2 Nguyên lí hoạt động 13 CHƯƠNG 3: CÁCH CHẾ TẠO MÔ HÌNH VÀ MỘT SỐ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO MÔ HÌNH 14 3.1 Quá trình lắp ráp mô hình 14 3.1.1 Chuẩn bị 14 3.1.2 Lắp ráp ô tô điều khiển từ xa .14 3.1.3 Tích hợp cảm biến khí gas vào ô tô 14 3.2 Một số tiêu chuẩn kỹ thuật khi lắp ráp cảm biến khí gas 3 Downloaded by nhim nhim (nhimbien3@gmail.com) lOMoARcPSD|39474592 LỜI MỞ ĐẦU Báo cáo này tập trung vào việc nghiên cứu và phân tích ô tô điều khiển từ xa kiểm tra rò rỉ khí gas Đây là một lĩnh vực quan trọng đối với đời sống con người hiện nay Với mục tiêu đảm bảo an toàn cho người sử dụng gas Trong báo cáo này, chúng tôi sẽ trình bày về các thành phần cơ bản của hệ thống ô tô điều khiển từ xa kiểm tra rò rỉ khí gas, bao gồm cảm biến khí gas, hệ thống điều khiển từ xa và các công nghệ liên quan khác Chúng tôi cũng sẽ đề cập đến các ứng dụng và lợi ích của việc tích hợp cảm biến khí gas trong ô tô điều khiển từ xa 4 Downloaded by nhim nhim (nhimbien3@gmail.com) lOMoARcPSD|39474592 LỜI CẢM ƠN Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy TS Nguyễn Ngọc Anh đã hướng dẫn tận tình, tạo nhiều điều kiện, phát huy cho em tính tự học, tự tìm hiểu và khảo sát các linh kiện điện tử và cách thức hoạt động cùa chúng; hình thành cho chúng em phương pháp nghiên cứu, tìm tòi, tiếp cận với các công nghệ Trau dồi cho tụi em kỹ năng học tập năng động và sáng tạo, giúp cho chúng em tiếp cận các hệ thống xử lý thông minh trong thực tế một cách thiết thực hơn Không có gì quý giá hơn lời cảm ơn, lời cảm ơn chân thành và kính trọng xin gửi đến các quý thầy cô giáo Tuy nhiên trong quá trình thực hiện đồ án, do kĩ năng và kiến thức của em còn nhiều hạn chế nên mong được sự chỉ bảo thêm của thầy cô và các bạn Em xin chân thành cảm ơn ! 5 Downloaded by nhim nhim (nhimbien3@gmail.com) lOMoARcPSD|39474592 LỜI CAM ĐOAN Để hoàn thành đồ án này nhóm em có tham khảo một số tài liệu liên quan đến mạch công suất và ứng dụng của nó trong thực tế Em xin cam đoan đồ án này là do chúng em thực hiện, các kết quả và số liệu trong đề tài này là trung thực Mọi sự giúp đỡ cho báo cáo này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong báo cáo đã được ghi nguồn gốc rõ ràng Hà Nam, ngày….tháng… năm 2023 Nhóm sinh viên thực hiện 6 Downloaded by nhim nhim (nhimbien3@gmail.com) lOMoARcPSD|39474592 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về đề tài Ô tô điều khiển từ xa kiểm tra rò rỉ khí gas là một thiết bị được sử dụng để kiểm tra và phát hiện rò rỉ khí gas trong môi trường Thiết bị này được trang bị cảm biến khí gas và có khả năng di chuyển từ xa thông qua việc điều khiển từ xa Ô tô điều khiển từ xa kiểm tra rò rỉ khí gas thường được sử dụng trong các khu vực nguy hiểm như nhà máy hóa chất, nhà máy sản xuất khí đốt, kho chứa khí gas, cơ sở sản xuất và xử lý khí gas Khi phát hiện rò rỉ khí gas, thiết bị sẽ tự động gửi tín hiệu cảnh báo và cho phép người điều khiển từ xa thực hiện các biện pháp an toàn mà không cần tiếp xúc trực tiếp với môi trường nguy hiểm Việc sử dụng ô tô điều khiển từ xa kiểm tra rò rỉ khí gas giúp giảm thiểu nguy cơ tai nạn và bảo vệ sức khỏe cho người lao động trong quá trình kiểm tra và xử lý rò rỉ khí gas Đồng thời, thiết bị cũng giúp tăng cường hiệu quả và chính xác trong việc phát hiện rò rỉ khí gas, từ đó giúp ngăn chặn các tai nạn liên quan đến khí gas trong quá trình sản xuất và sử dụng 7 Downloaded by nhim nhim (nhimbien3@gmail.com) lOMoARcPSD|39474592 1.2 Lí do chọn đề tài: Vấn đề trong thực tiễn Hình 1.2.1 – Cháy nổ do rò rỉ Hình 1.2.2 – Cháy nổ do rò rỉ khí gas trong khu dân cư khí gas trong khu công nghiệp Hiện nay rất nhiều gia đình sử dụng rất nhiều các thiết bị gas như: bếp gas, khò gas,… Gas được sử dụng phổ biến vì chúng thuận tiện và tiện lợi khi dùng Tuy nhiên đằng sau những thuận lợi đó là những nguy cơ tiềm ẩn cháy nổ ảnh hưởng đến tài sản, tính mạng con người Rò rỉ gas trong các khu nhà máy hóa chất, nhà máy sản suất khí đốt, Chúng ta là những người sử dụng gas hàng ngày nên cần trang bị cho mình những công cụ phòng chống cháy nổ Ý nghĩa và tác dụng Thiết bị cảm biến khí gas là 1 thiết bị hữu hiệu có thể giúp con người phát hiện sớm rò rỉ khí gas và tìm cách khắc phục Ngoài ra cảm biến khí còn gas được sử dụng để giám sát môi trường làm việc trong các ngành công nghiệp, như trong các nhà máy sản xuất hóa 8 Downloaded by nhim nhim (nhimbien3@gmail.com) lOMoARcPSD|39474592 1.3 Ý nghĩa Mục đích phát triển của ô tô điều khiển từ xa kiểm tra rò rỉ khí gas là để cung cấp một giải pháp an toàn và hiệu quả trong việc phát hiện và xử lý rò rỉ khí gas trong môi trường làm việc nguy hiểm Cụ thể, mục tiêu chính của việc phát triển thiết bị này bao gồm: An toàn cho người lao động: Ô tô điều khiển từ xa giúp giảm thiểu nguy cơ tai nạn và bảo vệ sức khỏe cho người lao động khi phải tiếp xúc với môi trường nguy hiểm chứa khí gas Tăng cường hiệu quả kiểm tra: Thiết bị được phát triển để cung cấp khả năng phát hiện rò rỉ khí gas một cách chính xác và nhanh chóng, từ đó giúp ngăn chặn các tai nạn liên quan đến khí gas và giảm thiểu thiệt hại cho cơ sở sản xuất Tiết kiệm chi phí: Sử dụng ô tô điều khiển từ xa giúp giảm thiểu chi phí đào tạo và trang bị cho người lao động, đồng thời giảm thiểu rủi ro và thiệt hại do tai nạn lao động Tăng cường tính linh hoạt: Thiết bị này cho phép kiểm tra rò rỉ khí gas từ xa, giúp người vận hành có thể tiếp cận và kiểm tra các khu vực khó tiếp cận một cách dễ dàng và an toàn Tóm lại, mục đích phát triển của ô tô điều khiển từ xa kiểm tra rò rỉ khí gas là tạo ra một giải pháp an toàn, hiệu quả và tiết kiệm chi phí trong việc phát hiện và xử lý rò rỉ khí gas trong môi trường làm việc nguy hiểm 9 Downloaded by nhim nhim (nhimbien3@gmail.com) lOMoARcPSD|39474592 CHƯƠNG 2: CÁC LINH KIỆN CẦN THIẾT ĐỂ CHẾ TẠO MÔ HÌNH VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG 2.1 Các linh kiện 2.1.1 Cảm biến khí gas MQ2 MQ2 là cảm biến khí, dùng để phát hiện các khí có thể gây cháy Nó được cấu tạo từ chất bán dẫn SnO2 Chất này có độ nhạy cảm thấp với không khí sạch Nhưng khi trong môi trường có chất gây cháy, độ dẫn của nó thay đổi ngay Hình 2.1.1.1 – Cảm biến khí MQ2 Ứng dụng : Được sử dụng để phát hiện các loại khí như : LPG : là hỗn hợp hydrocarbon nhẹ, ở thể khí LPG trong dân dụng và công nghiệp chủ yếu có thành phần gồm Propane Iso Butan ( C4H10 ) Propan : C3H8 Metan : CH4 Rượu : ROH Hydrogen Khói 10 Downloaded by nhim nhim (nhimbien3@gmail.com) lOMoARcPSD|39474592 2.1.2 Cảm biến khí gas MQ3 Cảm biến MQ3 là một loại cảm biến khí đốt dùng để phát hiện khí Gas trong không khí Cảm biến này được thiết kế để phát hiện các khí như LPG, Propane, Butane, Methane, Alcohol, Hydrogen và nhiều loại khí đốt khác Hình 2.1.2.1 – Cảm biến khí gas MQ3 Cảm biến MQ3 sử dụng một tinh thể cảm biến để phản ứng với khí Gas Khi khí Gas tiếp xúc với tinh thể cảm biến, nó sẽ gây ra sự thay đổi trở kháng trong tinh thể Sau đó, một bộ chuyển đổi điện tử sẽ chuyển đổi sự thay đổi trở kháng này thành một tín hiệu điện analog, cho phép máy tính hoặc vi điều khiển có thể xử lý dữ liệu đó Cảm biến MQ3 được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng như báo động khí Gas, điều khiển đóng mở van khí, và kiểm soát nồng độ khí Gas trong các hệ thống an toàn Tuy nhiên, để đảm bảo tính chính xác của kết quả đo, cảm biến MQ3 cần được hiệu chỉnh định kỳ và sử dụng đúng cách theo hướng dẫn của nhà sản xuất 2.1.3 Mạch kích PWM MOSFET 1 cổng 11 Downloaded by nhim nhim (nhimbien3@gmail.com) lOMoARcPSD|39474592 Hình 2.1.3.1 – Mạch kích PWM MOSFET 1 cổng Mạch kích PWM MOSFET 1 cổng có chức năng đóng ngắt ngõ ra tương tự với chức năng của các module relay, nhưng điểm khác biệt lớn nhất là ở Mạch kích PWM MOSFET 1 cổng bạn có thể điều khiển điện áp ngõ ra bằng các tín hiệu ngõ vào PWM Mạch được thiết kế có opto cách ly giúp tín hiệu đầu vào và đầu ra hoàn toàn độc lập, có độ chống nhiễu cao, hoạt động ổn định Mạch có thể điều khiển các thiết bị có công suất cao như động cơ, bóng đèn, đèn led, động cơ DC, có thể điều chỉnh tốc độ động cơ hoặc độ sáng của đèn bằng cách cung cấp tín hiệu PWM ở ngõ vào 2.2.4 Ô tô điều khiển từ xa Hình 2.2.4.1 – Ô tô điều khiển từ xa Ô tô điều khiển từ xa là món đồ chơi phổ biển trong thời đại công nghệ Ô tô điều khiển xa không chỉ là 1 món đồ đơn thuần mà là đồ công nghệ cao dành cho người lớn với nhiều trang bị hiện đại Trải qua nhiều thập niên, ô tô điều khiển đã có nhiều tiến triển vượt bậc về thiết kế, độ bền, công nghệ lắp ráp Cấu tạo của ô tô mô hình gồm khung gầm, bánh xe, động cơ chính, hệ thống truyền động: các đăng, bánh răng, trục láp và bộ tay điều khiển kèm mạch điều khiển từ xa 12 Downloaded by nhim nhim (nhimbien3@gmail.com) lOMoARcPSD|39474592 2.2 Nguyên lí hoạt động Ô tô điều khiển từ xa kiểm tra rò rỉ khí gas hoạt động theo nguyên lí sau: Cảm biến khí gas: Cảm biến khí gas được lắp đặt ở một vị trí thích hợp trên xe ô tô Cảm biến khí gas sẽ phát hiện sự hiện diện của khí gas trong không khí Bộ điều khiển từ xa: Bộ điều khiển từ xa sẽ nhận được tín hiệu từ cảm biến khí gas và phát ra một cảnh báo cho người sử dụng Nguồn điện: Xe ô tô điều khiển từ xa được cung cấp năng lượng bởi pin hoặc ắc quy Khi xe ô tô chạy qua khu vực có rò rỉ khí gas, cảm biến khí gas sẽ phát hiện thấy khí gas và phát ra một tín hiệu điện Tín hiệu điện này sẽ được truyền đến bộ điều khiển từ xa Bộ điều khiển từ xa sẽ nhận được tín hiệu này và phát ra một cảnh báo cho người sử dụng Cảnh báo có thể là đèn báo sáng, âm thanh báo hoặc cả hai 13 Downloaded by nhim nhim (nhimbien3@gmail.com) lOMoARcPSD|39474592 CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH LẮP RÁP MÔ HÌNH VÀ MỘT SỐ TIÊU CHUẨN KĨ THUẬT 3.1 Quá trình lắp ráp mô hình 3.1.1.Chuẩn bị Cảm biến khí gas MQ2 hoặc MQ3 Còi báo động Dụng cụ làm ô tô điều khiển từ xa : Bánh xe, bánh đà, dây cu loa, motor Bảng mạch điều khiển, điều khiển, miếng nhựa mica Keo nến, pin để làm nguồn điện, dây điện, keo nến Cổng kích PWM mosfet 1 cổng 3.1.2 Lắp ráp ô tô điều khiển từ xa Đo miếng nhựa mica với chiều dài, chiều rộng phù họp với nhu cầu làm Làm 2 trục của bánh xe với chiều dài phù hợp với miếng mica Rồi cố định 2 trục của bánh xe bằng 4 trục bi, cố định trục bi trên miếng bằng cách hàn chảy miếng đồng lên miếng nhựa mica Bánh đà để cố định vào trục của bánh xe trước, gắn dây culoa kết nối bánh đà với motor 3.1.3 Tích hợp cảm biến khí gas vào ô tô Lắp sơ đồ cảm biến khí gas theo sơ đồ sau: 14 Downloaded by nhim nhim (nhimbien3@gmail.com) lOMoARcPSD|39474592 Kết nối motor của xe, bảng mạch kết nối với nguồn Hình 3.1.3.2 15 Downloaded by nhim nhim (nhimbien3@gmail.com) lOMoARcPSD|39474592 3.2 Một số tiêu chuẩn kĩ thuật khi lắp ráp TCVN 6156:2005 - Thiết bị báo cháy - Yêu cầu chung Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu chung đối với thiết bị báo cháy, bao gồm cả cảm biến khí gas Các yêu cầu này bao gồm: * Yêu cầu về tính năng kỹ thuật * Yêu cầu về độ bền * Yêu cầu về an toàn TCVN 6157:2005 - Thiết bị báo cháy - Yêu cầu kỹ thuật đối với cảm biến khói Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật đối với cảm biến khói, bao gồm cả cảm biến khí gas sử dụng công nghệ khói Các yêu cầu này bao gồm: * Phạm vi sử dụng * Nguyên lý hoạt động * Đặc tính kỹ thuật TCVN 6158:2005 - Thiết bị báo cháy - Yêu cầu kỹ thuật đối với cảm biến nhiệt Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật đối với cảm biến nhiệt, bao gồm cả cảm biến khí gas sử dụng công nghệ nhiệt Các yêu cầu này bao gồm: * Phạm vi sử dụng * Nguyên lý hoạt động * Đặc tính kỹ thuật TCVN 6159:2005 - Thiết bị báo cháy - Yêu cầu kỹ thuật đối với cảm biến lửa Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật đối với cảm biến lửa, bao gồm cả cảm biến khí gas sử dụng công nghệ lửa Các yêu cầu này bao gồm: * Phạm vi sử dụng * Nguyên lý hoạt động 16 Downloaded by nhim nhim (nhimbien3@gmail.com)