Đề tài mạch Đo nồng Độ cồn sử dụng cảm biến mq3

Lý do và mục đích chọn đề tài: tương ứng với mức độ vi phạm của người tham gia giao thông.. Phương pháp thực nghiệm: Thi công mạch điện tử có khả năng đo và hiển thị và cảnh báo nồng độ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỒ HỒ CHÍ

Đinh Văn Hoàng 2251050053 DV22B

Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thái Hùng

PHI U NH N XÉT C A GIẾ Ậ Ủ ẢNG VIÊN HƯỚNG D N Ẫ

H và tên gi ng viên: ọ ả

H và tên sinh viên: ọ Chuyên ngành: ……

H và tên sinh viên: ọ Chuyên ngành: .……

Đề tài môn h c: ọ 1 Ph n nh n xét cầ ậ ủa giáo viên hướng dẫn

2 Nh ng m t còn h n ch ữ ặ ạ ế

Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm Giảng viên hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

MỤC L C Ụ

LỜI NÓI ĐẦ 1 U

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU T NG QUAN VỔ Ề ĐỀ TÀI 2

1.1 Lý do và mục đích chọn đề tài: 2

1.2 M c tiêu nghiên c u: ụ ứ 3

1.3 Phương pháp nghiên cứu: 3

1.4 K t c u cế ấ ủa đề tài: 3

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4

2.1 Gi i thi u linh ki n ớ ệ ệ 4

2.1.1 Module c m bi n MQ3: ả ế 4

2.1.2 Arduino UNO R3: 6

2.1.3 Màn hình LCD: 7

2.1.4 Buzzer: 9

2.1.5 Điện tr : ở 9

2.1.6 Led màu: 10

2.1.7 Triết áp đơn: 10

2.1.8 B nguộ ồn: 11

2.2 Ph n m m mô ph ng: ầ ề ỏ 11

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN C NG VÀ PH N M M Ứ Ầ Ề 12

3.1 Sơ đồ khối nguyên và lý hoạ động ủa mạch: 12 t c 3.1.1 Sơ đồ khối toàn mạch: 12

3.1.2 Nguyên lý hoạt động c a toàn mủ ạch: 12

3.2 Sơ đồ nguyên lý và m ch PCB: ạ 13

3.3 Code trên arduino ide: 13

3.4 Lưu đồ thuật toán: 15

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ 16

4.1 K t luế ận: 16

4.1.1 K t quế ả hoạt động của mạch so với mục tiêu đề ra: 16

4.1.2 Ưu điểm: 16

4.1.3 Nhược điểm: 16

4.2 Thi công m ch ph n c ng và m ch th c t : ạ ầ ứ ạ ự ế 16

4.2.1 Thi công m ch ph n c ng:ạ ầ ứ 16

4.2.2 M ch th c t : ạ ự ế 17

4.3 Đánh giá: 17

TÀI LI U THAM KHỆ ẢO 18

Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý trên proteus

1

LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Lý do và mục đích chọn đề tài:

tương ứng với mức độ vi phạm của người tham gia giao thông Bước đầu tuyên

3

Mục tiêu: Thiết kế và thi công mạch đo nồng độ cồn sử dụng cảm biến

1.3 Phương pháp nghiên cứu:

Nghiên cứu lý thuyết: Tổng hợp kiến thức được học từ sách vở và internet Xây dựng ý tưởng thực hiện trên phần mềm Proteus và tiến hành làm thực tế Phương pháp thực nghiệm: Thi công mạch điện tử có khả năng đo và hiển thị và cảnh báo nồng độ cồn

thực tế, đánh giá)

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

lần khi đo trong môi trường không khí sạch Tuy nhiên hiệu ứng phát hiện nồng

Ưu điểm:

cảm biến MQ 3: - Có ố b n chân, điện cung c p nguáp ấ là ồn 5V, Dout đầu ra là tín

định đáng tin cậy, độ nhạy cao và thời gian đáp ứng nhanh

2.1.2 Arduino UNO R3:

Arduino Uno R3: Đây chính là loại board đơn giản nhất nên rất phù hợp

là 5,5x7cm

các thiết bị sử dụng những nguồn điện riêng biệt thì những chân này phải được nối với nhau

dương của nguồn với chân này và cực âm của nguồn với chân GND

đo ở chân này Và dĩ nhiên nó luôn là 5V Mặc dù vậy bạn không được lấy nguồn 5V từ chân này để sử dụng bởi chức năng của nó không phải là cấp nguồn

với việc chân RESET được nối với GND qua 1 điện trở 10KΩ

Hình 2.2: Module Arduino R3

7

- Sơ đồ và chứ năng cácc chân:

Chân số 1-VSS Chân nối đất cho LCD được nối với GND của mạch điều

khiển Chân số 2-

VDD

Chân cấp nguồn cho LCD, được nối với VCC 5V của mạch điều khiển

Chân 3-số VE Điều chỉnh độ tương phản của LCD

Chân 4-số RS Chân chọn thanh ghi, được nối với logic "0" hoặc logic "1":

+ Logic “0”: Bus DB0 - DB7 sẽ nối với thanh ghi lệnh IR của LCD (ở chế độ “ghi” - write) hoặc nối với bộ đếmđịachỉ của LCD (ởchế độ “đọc” - read)

+ Logic “1”: Bus DB0 DB7 sẽ nối với thanh - ghi dữ liệu

DR bên trong LCD

Chân số 5-R/W Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write), được nối với logic

“0” để ghi hoặc nối với logic “1” đọcChân số 6-E Chân cho phép (Enable) Sau khi các tín hiệu được đặt lên bus

DB0-DB7, các lệnh chỉ được chấp nhận khi có 1 xung cho phépcủa chân này như sau:

+ Ơ chế độ ghi: Dữ liệu ở bus sẽ được LCD chuyển vào thanhghi bên trong khi phát hiện một xung (high- -to low transition) củatín hiệu chân E

+ Ơ chế độ đọc: Dữ liệu sẽ được LCD xuất ra DB0-DB7 khi phát hiện cạnh lên (low-to-high transition) ở chân E và

được LCD giữ ở bus đến khi nào chân E xuống mức thấp Chân số 7 đến

14 - D0 đến D7

8 đường của bus dữ liệu dùng để trao đổi thông tin với MPU Có

2 chế độ sử dụng 8 đường bus này là: Chế độ 8 bit (dữ liệu được truyền trên cả 8 đường, với bit MSB là bit DB7) và Chế độ 4 bit (dliệuđượctruyền trên 4 đường từ

DB4 tới DB7, bit MSB là DB7) Chân số 15 - A Nguồn dươngchođèn nền

Chân số 16 - K Nguồn âm cho đèn nền

9

 Chân dương (+) nối với VCC

Trọng lượng của triết áp đơn 10g

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM

3.1 Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động ủ c a m ch: ạ

3.1.1 Sơ đồ khối toàn mạch:

loa

trong 1 lít khí thở căn cứ vào đó đưa ra cảnh báo cho người sử dụng, tín hiệu

13

3.2 Sơ đồ nguyên lý và m ch PCB: ạ

Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý trên proteus

3.3 Code trên arduino ide:

#include <LiquidCrystal.h> //Libraries

LiquidCrystal lcd(2, 3, 4, 5, 6, 7); //Arduino pins to lcd

#define sensor_pin A0

#define G_led 8

#define R_led 9

#define buzzer 13

float adcValue=0, val=0, mgL=0;

void setup(){// put your setup code here, to run once pinMode(sensor_pin, INPUT);

pinMode(R_led,OUTPUT); // declare Red LED as output pinMode(G_led,OUTPUT); // declare Green LED as output pinMode(buzzer,OUTPUT); // declare Buzzer as output lcd.begin(16, 2); // Configura lcd numero columnas y filas lcd.clear();

digitalWrite(G_led, LOW); // Turn LED off

digitalWrite(R_led, HIGH); // Turn LED on

delay(300);

15

HIỂN THỊ

DC > 25

TẮT LOA BẬT LOA

ĐỌC TRUNG BÌNH ADC 100 LẦN

ĐÚNG

}else{

lcd.print(" Normal ");

digitalWrite(G_led, HIGH); // Turn LED on

digitalWrite(R_led, LOW); // Turn LED off

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ

Mạch thực tế chạy đúng với lý thuyết và yêu cầu đề ra Với thiết bị thổi nồng độ cồn và bộ xử lý trung tâm đã thiết kế Bài báo đã trình bày được biện pháp đo nồng độ cồn người điều khiển phương tiện giao thông trong thực tế và

đã chỉ ra được biện pháp đo nồng độ cồn qua hơi thở là phương pháp đo hiệu quả nhất Phần cứng được thiết kế đơn giản, sử dụng số linh kiện tối thiểu, dễ mua trong nước, giá thành rẻ

4.1.2 Ưu điểm:

-thấp, phù hợp với các ứng dụng đo cồn cá nhân

Chi phí thấp: Thành phần chính của mạch, cảm biến khí, có giá thành rẻ,

dễ dàng tích hợp trong các thiết bị cầm tay

Dễ sử dụng: Hệ thống có thể hiển thị kết quả qua màn hình LED hoặc qua giao diện số với các thiết bị khác

4.1.3 Nhược điểm:

Tuy nhiên có một vài nhược điểm đáng lưu ý với bộ mạch đo nồng độ cồn chính là: thiết kế khá lớn so với một máy đo nồng độ cồn thực tế, tuổi thọ không cao do các linh kiện sử dụng có giá thành rẻ, mức độ nhạy và chính xác của cảm biến Mq3 khá thấp không chính xác cho các lần đo

Bước 1: Mua linh kiện

Bước 2: L p ráp và ch y thắ ạ ử mạch trên Breadboard

Bước 3: In m ch ra gi y in.ạ ấ

Bước 4: Ủi m ch lên bạ ảng đồng

Bước 5: R a board mử ạch sau khi i ủ

Bước 6: Hàn linh ki n lên board ệ đồng

17

TÀI LI U THAM KH O Ệ Ả

1 Mạch điện tử Trương Văn Tám (Đại học Cần Thơ)-

2 Nhập môn điện tử Dư Quang Bình (Đại học công nghệ thông tin)-

3 Chính phủ nước cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Nghị định

6 PGS.TS Tô Đăng Hải.Giáo trình thông tin di động NXB Khoa Học Kỹ thuật Hà Nội – 2007

7 Ban kỹ thuật đo lường ĐLVN/TC 17 “Phương tiện đo Hoá lý” Phương tiện đo lượng cồn trong hơi thở quy trình kiểm định Breath alcohol tester –

Verification procedures ĐLVN 107: 2012 Viện Đo lường Việt Nam đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng ban hành, Hà Nội – 2012

8 Alcohol detection Technologies (2010), American Beverage Institute

9 PGS.TS Tô Đăng Hải.Giáo trình thông tin di động NXB Khoa Học Kỹ thuật Hà Nội – 2007

10 Sharukh Khan & Shahabar Khan Hight sensitive alcohol sensor with auto car ignition disable function International Journal of scientific & Engeneering research, Volume 4, Issue10, october-2013, ISSN 2229-518