BÀI TẬP LỚN ĐO LƯỜNG CẢM BIẾN ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

MỞ ĐẦUTại các đô thi lớn, đặc biệt là các khu đô thị của những nước đang phát triển luôn xuất hiện tình trạng quá tải trong lĩnh vực giao thông. Các phương tiện thường tập trung nhiều tại khu vực trung tâm có nhiều công sở, nơi giao dịch thương mại, mua sắm, du lịch, tham quan, giải trí, ..v.v. vào những ngày Lễ, mùa nghỉ hay những dịp cuối tuần hoặc vào những giờ cao điểm khác nhau trong ngày. Những nơi này thường có nhu cầu rất cao về bãi đỗ xe cho những người sử dụng phương tiện di chuyển cá nhân.Theo thống kê của các tổ chức, trung tâm nghiên cứu của Cộng đồng Âu châu, việc các phương tiện giao thông cá nhân tham gia trên đường ngày càng nhiều có phần do thiếu vắng những điểm đỗ xe công cộng chưa được thiết kế phù hợp tại các trung tâm lớn, nhộn nhịp của các đô thị sầm uất. Khi các chủ phương tiện giao thông phải luôn tìm kiếm cho mình một ô đỗ xe thuận tiện (có thể phải chịu chi phí cao hơn nhiều để giảm thời gian đi lại) không phải lúc nào cũng luôn dễ dàng. Điều này dẫn đến 3 tác động chính đó là: (1) lượng khí thải phát sinh nhiều hơn (do phải di chuyển nhiều hơn) gây ảnh hưởng đến sức khoẻ của con người; (2) tiêu thụ nhiên liệu nhiều hơn gây tác động đến môi trường; và đặc biệt là (3) tiêu tốn một lượng chi phí cao, thống kê tại Châu âu con số đã lên đến 150 tỷ Euro hằng năm – một con số cao ngất ngưỡng Để tìm phương án tối ưu nhất giải quyết nhu cầu trên của xã hội, hàng loạt các dịch vụ, cách thức tính phí cho phép đỗ xe trong thời gian ngắn trên những tuyến đường chính, đông đúc của đô thị xuất hiện ngày càng nhiều cùng các thiết bị đo, kiểm phí, thì phương án  bãi đỗ thông minh là một trong những cách tốt nhất hiện nay nhằm giúp xây dựng ý thức giao thông hiệu quả hơn, tránh và giảm lãng phí thời gian, tiền bạc và đặc biệt là đề cao ý thức bảo vệ môi trường tốt hơn của những ai đang tham gia giao thông nội đô.Mục lụcChương 1: Tổng quan về hệ thống thiết kếChương 2: Giới thiệu về các thiết bị chínhChương 3:Tính toán, lựa chọn và kết luận 3.1 Yêu cầu của đề tài3.2 Các hướng giải quyết3.3 Lý do lựa chọn cho thiết kế3.4 Tính chọn thiết bị3.5 Các kết quả đạt được3.6 Các hạn chế khi thực hiện3.7 Biện pháp khắc phụcChương 1: Tổng quan về hệ thống thiết kế Hiện nay, việc gia tăng đến chóng mặt của các phương tiện giao thông đang khiến TP Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, và nhiều thành phố khác của nước ta đứng trước cơn khủng hoảng bãi đỗ xe. Các bãi đỗ xe trong thành phố mới chỉ đáp ứng được 30% nhu cầu của người dân, 70% còn lại là các bãi đỗ xe trái phép, sai phép Hình ảnh những chỗ đỗ xe tự phátChật chội và thiếu thốn đó là hình ảnh quen thuộc của những bãi đỗ xe trên địa bàn Thành Phố. Dạo một vòng quanh thành phố, các bãi đỗ, trông giữ xe đua nhau mọc lên. Vỉa hè nên trên khá nhiều tuyến phố bị tận dụng, chăng dây thành bãi đỗ xe.Tại các khu chung cư hay khu đô thị mới, các khu văn phòng do các bãi đỗ xe không đáp ứng được nhu cầu, sân chơi cũng bị tận dụng biến thành bãi giữ xe. Dưới lòng đường, ôtô, taxi dù cũng chen nhau, nối thành những hàng dài, lấn chiếm lòng đường. Đã có nhiều bãi đỗ xe được mở ra, nhưng trong quá trình vận hành có những nhược điểm:+ Tốn nhiều diện tích + Cần có người quản lý xe ra vào… Vì vậy để giải quyết vấn đề đó người ta đã thiết kế các gara ôtô đặc biệt là các gara ôtô tự động. Khái niệm gara ôtô:Hệ thống gara ôtô hay còn gọi là hệ thống đỗ xe thông minh: là một công nghệ điều khiển tự động, sử dụng chủ yếu các pallet và thang nâng, cho phép đỗ được nhiều xe ôtô hơn trên cùng một diện tích không gian;Hệ thống đỗ xe tự động là một giải pháp An toàn – Tiết kiệm…AN TOÀNAn toàn về người do không tham gia vào quá trình đỗ xe, lưu bãi.Kiểm soát được vị trí của xe nhờ hệ thống mã hóa vị trí tự động.Không bị mất mát, va đập; tình trạng tai nạn giao thông trong hầm đỗ xe cũng hoàn toàn được loại trừ.Hệ thống được trang bị đầy đủ phương tiện phòng chống cháy, nổ, dừng khẩn cấp, chống động đất, cảnh báo tình trạng khí thải, ngăn chặn quá tải.Tránh tác động khói thải khi lái xe ra vào hầm đỗ.TIẾT KIỆMGia tăng nhiều lần số chỗ đỗ xe trên cùng một diện tích.Là giải pháp thay thế tối ưu làm giảm chi phí đầu tư xây dựng.Chi phí hợp lý nhờ quá trình nội địa hóa và chuyển giao công nghệ.Thời gian gửi lấy xe nhanh chóng.Giảm thiểu nhu cầu sử dụng hệ thống thông gió, điều hòa không khí.

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

BÀI TẬP LỚN

Kỹ thuật Đo lường và Cảm biến

Sinh viên thực hiện: Đoàn Duy Đạt Lớp: Điện 7

Khóa: 9 Khoa: Điện

Đề tài: Thiết kế hệ thống cảm biến cho nhà để xe ô tô tự động dung lượng

100 xe cho 3 loại.

Giới hạn điều kiện : phân 3 loại xe: Xe mini(xe có khoang hành khách cộng

khoang hành lý rộng từ 85 đến 99 feet khối ,tức là từ khoảng 2,4 đến 2,8 m 3) và

xe hạng nhỏ(là xe có khoang hành khách cộng khoang hành lý rộng từ 100 đến 109 feet khối ,khoảng 2,8-3,1 m 3 ); Xe hạng trung ( là loại xe có khoang

hành khách cộng khoang hành lý rộng từ 110 đến 119 feet khối , khoảng 3,37 m 3); Xe hạng lớn (là xe có khoang hành khách cộng khoang hành lý rộng

3,11-trên 3,3 m3)

Nhiệt độ trong bãi đỗ từ (5-50oC)

Cảnh báo nhiệt độ cao trong bãi đỗ, báo động khi có khói, có cháy

Hình 1 Hệ thống bãi đỗ xe thông minh xếp tầng.

MỞ ĐẦU

Tại các đô thi lớn, đặc biệt là các khu đô thị của những nước đang phát triểnluôn xuất hiện tình trạng quá tải trong lĩnh vực giao thông Các phương tiệnthường tập trung nhiều tại khu vực trung tâm có nhiều công sở, nơi giao dịchthương mại, mua sắm, du lịch, tham quan, giải trí, v.v vào những ngày Lễ,mùa nghỉ hay những dịp cuối tuần hoặc vào những giờ cao điểm khác nhautrong ngày Những nơi này thường có nhu cầu rất cao về bãi đỗ xe cho nhữngngười sử dụng phương tiện di chuyển cá nhân

Theo thống kê của các tổ chức, trung tâm nghiên cứu của Cộng đồng Âu châu,việc các phương tiện giao thông cá nhân tham gia trên đường ngày càng nhiều

có phần do thiếu vắng những điểm đỗ xe công cộng chưa được thiết kế phù hợptại các trung tâm lớn, nhộn nhịp của các đô thị sầm uất Khi các chủ phươngtiện giao thông phải luôn tìm kiếm cho mình một ô đỗ xe thuận tiện (có thểphải chịu chi phí cao hơn nhiều để giảm thời gian đi lại) không phải lúc nàocũng luôn dễ dàng Điều này dẫn đến 3 tác động chính đó là: (1) lượng khí thảiphát sinh nhiều hơn (do phải di chuyển nhiều hơn) gây ảnh hưởng đến sứckhoẻ của con người; (2) tiêu thụ nhiên liệu nhiều hơn gây tác động đến môitrường; và đặc biệt là (3) tiêu tốn một lượng chi phí cao, thống kê tại Châu âucon số đã lên đến 150 tỷ Euro hằng năm – một con số cao ngất ngưỡng!

Để tìm phương án tối ưu nhất giải quyết nhu cầu trên của xã hội, hàng loạt cácdịch vụ, cách thức tính phí cho phép đỗ xe trong thời gian ngắn trên nhữngtuyến đường chính, đông đúc của đô thị xuất hiện ngày càng nhiều cùng các

thiết bị đo, kiểm phí, thì phương án bãi đỗ thông minh là một trong những

cách tốt nhất hiện nay nhằm giúp xây dựng ý thức giao thông hiệu quả hơn,tránh và giảm lãng phí thời gian, tiền bạc và đặc biệt là đề cao ý thức bảo vệmôi trường tốt hơn của những ai đang tham gia giao thông nội đô

Mục lục

Chương 1: Tổng quan về hệ thống thiết kế

Chương 2: Giới thiệu về các thiết bị chính

Chương 3:Tính toán, lựa chọn và kết luận

3.1- Yêu cầu của đề tài

3.2- Các hướng giải quyết

3.3- Lý do lựa chọn cho thiết kế

3.4- Tính chọn thiết bị

3.5- Các kết quả đạt được

3.6- Các hạn chế khi thực hiện

3.7- Biện pháp khắc phục

Chương 1: Tổng quan về hệ thống thiết kế

Hiện nay, việc gia tăng đến chóng mặt của các phương tiện giao thông đang khiến TP Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, và nhiều thành phố khác của nước ta đứng trước cơn khủng hoảng bãi đỗ xe Các bãi đỗ xe trong thành phố mới chỉ đáp ứng được 30% nhu cầu của người dân, 70% còn lại là các bãi đỗ xe trái phép,

Hình ảnh những chỗ đỗ xe tự phát

Chật chội và thiếu thốn đó là hình ảnh quen thuộc của những bãi đỗ xe trênđịa bàn Thành Phố Dạo một vòng quanh thành phố, các bãi đỗ, trông giữ

xe đua nhau mọc lên Vỉa hè nên trên khá nhiều tuyến phố bị tận dụng,

chăng dây thành bãi đỗ xe

Tại các khu chung cư hay khu đô thị mới, các khu văn phòng do các bãi đỗ

xe không đáp ứng được nhu cầu, sân chơi cũng bị tận dụng biến thành bãi giữ xe Dưới lòng đường, ôtô, taxi dù cũng chen nhau, nối thành những

hàng dài, lấn chiếm lòng đường

- Đã có nhiều bãi đỗ xe được mở ra, nhưng trong quá trình vận hành có

những nhược điểm:

+ Tốn nhiều diện tích

+ Cần có người quản lý xe ra vào…

Vì vậy để giải quyết vấn đề đó người ta đã thiết kế các gara ôtô đặc biệt là các gara ôtô tự động

Khái niệm gara ôtô:

Hệ thống gara ôtô hay còn gọi là hệ thống đỗ xe thông minh: là một công nghệ điều khiển tự động, sử dụng chủ yếu các pallet và thang nâng, cho phép đỗ được nhiều xe ôtô hơn trên cùng một diện tích không gian;

Hệ thống đỗ xe tự động là một giải pháp An toàn – Tiết kiệm…

AN TOÀN

 An toàn về người do không tham gia vào quá trình đỗ xe, lưu bãi.

cũng hoàn toàn được loại trừ

khẩn cấp, chống động đất, cảnh báo tình trạng khí thải, ngăn chặn quá tải

TIẾT KIỆM

Giảm thiểu nhu cầu sử dụng hệ thống thông gió, điều hòa không khí

Chương 2: Giới thiệu về các thiết bị chính

1 Các loại cảm biến

1.1Cảm biến quang.

- Bản chất chung của các loại cảm biến quang là chuyển từ tín hiệu

quang sang tín hiệu điện để qua chuyển đổi và so sánh như dòng điện, điện áp,…

Cảm biến quang điện thực chất là các linh kiện quang điện, chúng

thay đổi tính chất khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào bề mặt của

chúng

- Nguyên lý làm việc của quang điện trở là sự phụ thuộc của điện trở

vào thông lượng bức xạ và phổ bức xạ đó

- Tế bào quang dẫn là cẩm biến quang điện có độ nhạy cao Cơ sở vật

lý của tế bào quang điện là hiện tượng quang đẫn do hiệu ứng

quang điện trong Đó là hiện tượng giải phóng các hạt tải điện

trong vật liệu dưới tác dụng của ánh sáng làm tăng độ dẫn điện của

vật liệu

1.2 Cảm biến nhiệt

- Cảm biến nhiệt: là loại cảm biến dùng để chuyển tín hiệu vật lý

nhiệt độ thành tín hiệu điện, đây là loại cảm biến có độ nhạy

tương đối cao vào tuyến tính, Nguyên tắc làm việc của nó là dòng

điện hay điện áp thay đổi khi nhiệt độ tại nơi đặt nó thay đổi tuy

nhiên nó cũng dễ báo động nhầm khi nguồn nhiệt bên ngoài tác

động vào không theo ý muốn

1.3Cảm biến lửa

Khi lửa cháy thì phát ra ánh sáng hồng ngoại, do đó ta sử

dụng phát hiện tia hồng ngoại để phát hiện Nguyên lý hoạt

động là điện trở của các linh kiện thu sóng hồng ngoại tăng,

nó chuyển tín hiệu ánh sáng thu được thành tín hiệu điện để

báo động Loại này rất nhảy với lửa Tuy nhiên cũng rất dễ

báo động nhầm nếu đặt cảm biến ngoài trời hoặc gần nơi có

bóng đèn sợi đốt

1.4 Cảm biến khói

Bộ cảm ứng quang điện thường sử dụng một chùm tia hồng ngoại được phát

ra từ một chiếc đèn LED ( xem hình trên ) Đèn này được chiếu thẳng sang phía bên kia của ống ( phần Light catcher ) Cảm biến quang điện được đặt vuông góc với đường đi thong thường của chùm tia hồng ngoại Khi không cókhói, chùm tia sáng được chiếu thẳng và cảm biến không hề nhận được bất cứtia hồng ngoại nào Khi xảy ra hỏa hoạn, khói bay vào trong ống sẽ đóng vai trò như một chiếc gương phản chiếu hắt ánh sáng vào cảm biến quang điện vàchuông hỏa hoạn cùng các thiết bị chống cháy tự động sẽ được bật

1.4 Barrier tự động

Barrier tự động Came G4000 tốc độ cao dùng trong công nghiệp, tần suất

sử dụng cao, có thời gian đóng mở 2-6s, chiều dài cần tối đa 4m Ứng dụng cho trạm thu phí, quản lý đường bộ, bãi xe thông minh, cổng vào nhà máy, khu công nghiệp

Chương 3: Tính toán, lựa chọn, kết luận

3.1-Yêu cầu của đề tài

3.1.1-Yêu cầu hệ thống

- Giám sát được số lượng xe trong bãi

- Cảnh báo được nhiệt độ cao trong bãi đỗ, báo động khi có khói,

có cháy

3.1.2- Yêu cầu công nghệ

phân 3 loại xe: xe mini(xe có khoang hành khách cộng khoang hành lý rộng từ

85 đến 99 feet khối ,tức là từ khoảng 2,4 đến 2,8 m 3) và xe hạng nhỏ(là xe có khoang hành khách cộng khoang hành lý rộng từ 100 đến 109 feet

khối ,khoảng 2,8-3,1 m 3 ); Xe hạng trung ( là loại xe có khoang hành khách

cộng khoang hành lý rộng từ 110 đến 119 feet khối , khoảng 3,11-3,37 m 3);

Xe hạng lớn (là xe có khoang hành khách cộng khoang hành lý rộng trên 3,3

m3)

Nhiệt độ trong bãi đỗ từ (5-50oC)

Cảnh báo nhiệt độ cao trong bãi đỗ, báo động khi có khói, có cháy

Bấm nút START hệ thống hoạt động Khi có xe vào cửa, động cơ

Barie ở cửa tự động được nâng lên Sau khi mua vé xong (hoặc

được kiểm tra vé) tiến vào trong bão đỗ xe thì cửa tự động đóng

lại, hệ thống sẽ đưa xe đến vị trí đã được chọn, cảm biến hồng

ngoại sẽ báo ở vị trí đó, và màn hình sẽ hiển thị tăng thêm 1 xe

Ở cửa ra, khi người dùng báo muốn lấy xe ở vị trí nào đó, hệ thống

sẽ tự động đưa xe từ vị trí đó đến cửa ra, sau khi kiểm soát vé

xong Barie sẽ đóng cửa lại cảm biến hồng ngoại sẽ báo ở vị trí đó

và màn hình sẽ hiển thị giảm đi 1 xe

Số lượng xe trong bãi luôn được giám sát bằng hệ thống cảm biến

hồng ngoại Khi có 1 xe vào hiển thị tăng lên 1, khi có 1 xe ra, hiển

thị giảm đi 1 (giả sự không có xe ra vào cùng 1 thời điểm)

Bên ngoài cổng vào có hệ thồng đèn báo, nếu trường hợp bãi còn

trống thì đèn sẽ báo xanh, còn nếu như đã đầy thì đèn báo đỏ, để

người gửi xe biết và đi vào bãi khác (tất nhiên là sẽ thiết kế để

không chậm thời gian và gây phiền của người dùng)

Cảm biến nhiệt độ, cảm biến lửa cho phép nhiệt độ trong khoảng từ

thống, chuông sẽ kêu và đèn báo cháy sẽ sáng

Cảm biến khói sẽ báo nếu như trong bãi có xảy ra khói

3.2- Các hướng giải quyết

- Để tránh việc người lái xe đi nhầm vào vị trí không cho phép của

hệ thống cảm biến thì sẽ có hệ thống biển báo chỉ dẫn ngay lối bắt

đầu đi vào khiểm soát bởi các cảm biến, hệ thống bãi đỗ xe sẽ có 3

lối vào dành cho 3 loại xe ô tô đã phân sẵn trên biển báo chỉ dẫn ở

lối vào của từng bãi đỗ

- Đầu tiên đảm bảo tất cả các xe vào bãi đều là xe ô tô cho phép thì

trước bãi có các ký hiệu, các hình vẽ về những loại xe được phép

vào bãi, còn các lại xe khác thì vào các bãi khác có thiết kế phù

hợp hơn

- Đếm xe trong bãi ( có 3 bãi bãi dành cho 3 loại xe thì thiết kế

giống nhau, chỉ khác nhau về kết cấu bãi đỗ và lập trình để cho loại

xe cảu bãi đó được vào):

+ Phương án 1: Để phát hiện khi có 1 xe vào hoặc ra ta dùng cảm

biến quang, đặt 2 cảm biến cách nhau 1 khoảng nhất định đề phân

biệt giữa người và xe ra vào bãi Nếu là người thì chỉ 1 cảm biến

tác động, còn nếu là xe thì cả 2 đều tác động Như vậy ta sẽ biết

được trong bãi có bao nhiêu xe

+ Phương án 2: Ta cũng dùng cảm biến quang, nhưng mỗi vị trí để

xe chúng ta sẽ gắn một cảm biến, như thế thì khi xe đến vị trí đó thì

cảm biến quang báo tời hệ thống, và hệ thống sẽ đếm, xe ra thì

cũng tương tự

-Cảnh báo cháy nổ:

+ Phương án 1: Chúng ta sẽ gắn 1 cơ cấu báo cháy nổ ở mỗi vị trí

để xe

+Phương án 2: Chúng ta sẽ gắn 1 cơ cấu cháy nổ cho cả bãi đỗ xe,

được đặt ở chính giữa tầng 2, đồng thời sử dụng 2 cơ cấu báo cháy

nổ thủ công di động, có đọ nhạy trung bình, giúp cho người quản

lý nhanh chóng tìm ra vị trí cháy nổ để kịp thời khắc phục

Lý do: máy tính chỉ quản lý 1 cảm biến thì rất dễ dàng, lúc hư hỏng

cũng dễ sửa chữa Chúng ta dùng 2 cơ cấu báo cháy trung bình sẽ

giúp cho người bảo vệ nhanh chóng tìm ra được vị trí có cháy nổ

Có những vị trí mà ngay cả camara giám sát cũng không thể phát

hiện ra được, như: cháy dây điện, ổ điện, … bên trong tường, các

chỗ hẹp, mắt camara không nhìn thấy Bên cạnh đó cũng tiết kiệm

chi phí mà an toàn thì luôn được đảm bảo tuyệt đối

3.3 -Hướng giải quyết và lựa chọn thiết kế

Phương án : Để phát hiện khi có 1 xe vào hoặc ra ta dùng cảm biến

quang, đặt 2 cảm biến cách nhau 1 khoảng nhất định đề phân biệt

giữa người và xe ra vào bãi Nếu là người thì chỉ 1 cảm biến tác

động, còn nếu là xe thì cả 2 đều tác động Như vậy chúng ta sẽ biết

được trong bãi có bao nhiêu xe

Lý do: Hệ thống sẽ chỉ giám sát xe trong bãi chỉ thông qua 1 cảm

biến, như vậy thì độ chính xác cao hơn, máy tính quản lý sẽ nhẹ

hơn Dễ dang trong việc sử dụng cũng như sửa chữa, chi phí lắp đặt

thấp,

3.4-Lý thuyết và chọn thiết bị

3.4.1 Cảm biến

3.4.1.1 Khái niệm

Cảm biến là thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi các đại lượng vật

lý và các đại lượng không có tính chất điện cần đo thành các đại

lượng điện có thể đo và xử lý

Các đại lượng cần đo (m) nhưng không có tính chất điện như nhiệt

độ, áp suất,…tác động lên cảm biến cho ta một đặc trưng (s) mang

tính chất điện (như điện tích, điện áp, dòng điện hoặc trở kháng

chứa đựng thông tin cho phép xác định của đại lượng đo

Cảm biến quang điện thực chất là các linh kiện quang điện, chúng

thay đổi tính chất khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào bề mặt của

chúng

- Nguyên lý làm việc của quang điện trở là sự phụ thuộc của điện trở

vào thông lượng bức xạ và phổ bức xạ đó

- Tế bào quang dẫn là cẩm biến quang điện có độ nhạy cao Cơ sở vật

lý của tế bào quang điện là hiện tượng quang đẫn do hiệu ứng

quang điện trong Đó là hiện tượng giải phóng các hạt tải điện

trong vật liệu dưới tác dụng của ánh sáng làm tăng độ dẫn điện của

vật liệu

3.4.1.2 Nguyên lý hoạt động của một số cảm biến quang

a) Photo Diot

Sự tiếp xúc của hai loại bán dẫn loại n và loại p ( vùng chuyển tiếp

P_N) tạo nên vùng nghèo hạt dẫn vì ở đó tồn tại một điện trường

và hình thành hang rào thế Vb (hình) Khi không có điện thế bên

ngoài đặt lên vùng chuyển tiếp (U=0) dòng điện qua chuyển tiếp

I=0

-Khi đặt một điện áp lên diode, với điện áp ngược đủ lớn Ud>> ,

chiều cao của hàng rào điện thế tăng lên và trên diot chỉ còn lại

dòng điện ngược Ir=Io (Io – dòng điện tối)

-Khi chiếu sáng diode bằng bức xạ có bước sóng thích hợp sẽ xuất

hiện các cặp điện từ _ lỗ trống, dưới tác dụng của điện trường các

cặp điện từ_lỗ trống chuyển động và dòng điện ngược tăng lên rất

nhanh

-các vật liệu dùng chế tạo Photo diode là Si, Ge (vùng ánh sáng

nhìn thấy) và GaAs, InAs, InSb (vùng hồng ngoại)

b) Photo Transitor

- Photo Transistor là các transistor silic loại npn mà vùng bazơ

được chiếu sáng, không có điện áp đặt trên bazơ, chỉ có điện áp

trên C, đồng thời chuyền tiếp B-C phân cự ngược (hình) Điện áp

đặt chủ yếu là phần chuyển tiếp B-C (phân cực ngược) trong khi đó

sự chênh lệch điện thế giữa E và B thay đổi không đáng kể

U=(0,6 - 0,7)

-Khi phần chuyển tiếp B_C được chiếu sáng, sự hoạt động của

photo transistor giống như photo diot ở chế độ quang dẫn với dòng

điện ngược:

Ir=Io+IpVới: Ir: Dòng điện ngược Io:Dòng điện tối Dòng điện sáng

c) Cảm biến Phát xạ (Tế bào quang điện)

-Cảm biến phát xạ là biến đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện nhờ

hiện tượng phát xạ điện từ ở cực catot khi có thông lượng ánh sáng

chiếu vào

-Số lượng điện tử phát xạ tỷ lệ với số photo chiếu vào cực catot

-Cảm biến Phát xạ được phân thành:

+ Tế bào quang điện chân không

+ Đèn ion khí

+ Bộ nhân quang điện

-Cơ chế hoạt động của đèn quang điện như sau:

-Khi có thông lượng ánh sáng chiếu vào, catot hấp thụ photo và giải

phóng điện tử, các điện tử này di chuyển lên bề và thoát ra ngoài

-Các vật liệu dùng làm photon catot là:

+ AgOCs nhạy với vùng hông ngoại

+Cs2Sb, K2CsSb nhạy với vùng ánh sáng nhìn thấy và vùng tử

ngoại

3.4.1.3 Cảm biến báo cháy

Để phát hiện được có sự cố cháy ta phải sử dụng 3 loại cảm biến đó

là cảm biến nhiệt, cảm biến khói và cảm biến lửa

- Cảm biến nhiệt: là loại cảm biến dùng để chuyển tín hiệu vật lý

nhiệt độ thành tín hiệu điện, đây là loại cảm biến có độ nhạy

tương đối cao vào tuyến tính, Nguyên tắc làm việc của nó là dòng

điện hay điện áp thay đổi khi nhiệt độ tại nơi đặt nó thay đổi tuy

nhiên nó cũng dễ báo động nhầm khi nguồn nhiệt bên ngoài tác

động vào không theo ý muốn

- Cảm biến lửa: Khi lửa cháy thì phát ra ánh sáng hồng ngoại, do

đó ta sử dụng phát hiện tia hồng ngoại để phát hiện Nguyên lý

hoạt động là điện trở của các linh kiện thu sóng hồng ngoại tăng,

nó chuyển tín hiệu ánh sáng thu được thành tín hiệu điện để báo

động Loại này rất nhảy với lửa Tuy nhiên cũng rất dễ báo động

nhầm nếu đặt cảm biến ngoài trời hoặc gần nơi có bóng đèn sợi

đốt

- Cảm biến khói: Có 2 cách cơ bản để thiết kế bộ cảm biến khói:

+ cách thứ nhất: là dùng nguyên tắc ion hóa

Cảm biến ion hóa sử dụng 1/5000 gram đồng vị Americium 241

(Am) để tạo ra các tia alpha Cứ mỗi giây thì lượng Americium này

sẽ tạo ra 37 triệu tia alpha ( đây có vẻ là một con số lớn nhưng số

lượng tia alpha như thế này vẫn quá nhỏ để có thể gây ảnh hưởng

tới con người) Đối diện với nguồn phát tia alpha là một bộ phát

điện với hai cực âm và dương được sắp xếp như sơ đồ trên Khi tia

alpha đập vào oxy ( O ) và nitrogen (N) trong không khí, chúng

giải phóng ra các electron và tạo ra dòng điện Khói trong đám

cháy sẽ làm cho quá trình tạo electron bị phá vỡ và lúc đó chuông

báo cháy + thiết bị báo cháy tự động sẽ được kích hoạt

+ Cách thứ 2 là sử dụng các linh kiện thu phát quang

Bộ cảm ứng quang điện thường sử dụng một chùm tia hồng ngoại

được phát ra từ một chiếc đèn LED ( xem hình trên ) Đèn này được

chiếu thẳng sang phía bên kia của ống ( phần Light catcher ) Cảm

biến quang điện được đặt vuông góc với đường đi thong thường của

chùm tia hồng ngoại Khi không có khói, chùm tia sáng được chiếu

thẳng và cảm biến không hề nhận được bất cứ tia hồng ngoại nào

Khi xảy ra hỏa hoạn, khói bay vào trong ống sẽ đóng vai trò như

một chiếc gương phản chiếu hắt ánh sáng vào cảm biến quang điện

và chuông hỏa hoạn cùng các thiết bị chống cháy tự động sẽ được

bật Trong 2 cách này thì phương pháp thứ nhất nhạy hơn và hiệu

quả hơn phương pháp thứ hai, nhưng khó thực thi, khó lắp đặt Còn

cách thứ hai tuy độ nhạy kém hơn nhưng linh kiện dễ kiếm và dễ thi

công cũng như lắp đặt Vậy nên em chọn phương pháp thứ hai là

dùng cảm biến quang

Hoạt động: Khi có xe tới cửa vào 2 cảm biến quang S1, S2 ở cửa

vào bị tác động kích hoạt mạch điều khiển động cơ mờ Barie ở cửa

vào Khi Barie mở tới khi chạm phải công tắc hành trình HT2 thì

động cơ dừng Barie ở vị trí mở cho xe vào Khi xe đã nhận vé xe

xong đi tiếp vào trong bãi đỗ xe cảm biến S3, S4 bị tác động kích

hoạt động cơ Barie làm việc cho tới khi gặp công tắc hành trình

HT1 thì dừng lại Barie ở trạng thái đóng Khi S1 và S2 bị tác động

sẽ có 1 xung đưa về hệ thống (máy tình) Máy tính sẽ tăng thêm 1

giá trị báo hiệu tăng thêm 1 xe và được hiển thị trên màn hình của

máy tính

-Khi có 1 xe đi ra cảm biến S5 và S6 bị tác động kích hoạt mạch

điều khiển điều khiển động cơ kéo Barie ở cửa ra Khi Barie mở tới

khi chạm phải công tắc hành trình HT4 thì động cơ dừng Barie mở

cho xe ra Khi xe ra ngoài cảm biến S7, S8 bị tác động kích hoạt

động cơ kéo Barie xuống cho tới khi gặp phải công tắc hành trình

HT3 thì dừng lại đóng cửa ra của bãi đỗ xe Khi S7 và S8 bị tác

động sẽ có 1 xung đưa về máy tính Máy tính tự động trừ 1 xe trong

bãi đỗ xe đi và hiển thị số xe trong bãi

-Khi bãi đỗ xe chưa đầy thì đèn xanh sáng Khi bãi đỗ xe đầy thì

bộ máy tính đếm tới giá trị đặt trước thì tiếp điểm của máy tính sẽ

kích hoạt đèn đỏ sáng và vô hiệu hóa cửa vào không cho xe vào

nữa Khi có sự cố cháy thì cảm biến khói, cảm biến lửa hoặc cảm

biến nhiệt bị tác động làm cho chuông và đèn báo cháy kêu