HỆ THỐNG báo CHÁY dùng 89c51 ( có code và mạch in )

có sơ đồ nguyên lý, sơ đồ khối và lưu đồ giải thuật, mạch in và code đầy đủ cho HỆ THỐNG báo CHÁY dùng 89c51 ...............................................................................................................................................................

HỆ THỐNG BÁO CHÁY

MỤC LỤC

Bảng 3.1 Dữ liệu khi test cảm biến nhiệt……….…9Bảng 3.2 Dữ liệu khi test cảm biến khói………11Bảng 4.1 Dữ liệu mạch thực tế……… 13

ADC Analog to Digital Converter

VCC Voltage Common Collector

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU CHUNG

Trong đồ án lần này em xin giới thiệu mạch báo cháy tự động Mạch yêu cầudùng cảm biết nhiệt độ và cảm biến khói, sử dụng chuông và đèn báo hiệu hỏa hoạn

Nguyên lý thiết kế mạch: sử dụng cảm biến nhiệt độ và cảm biến khói để thucác tín hiệu có dấu hiệu cháy, sau đó xử lí tín hiệu cảm biến nhận được để báo độnghỏa hoạn bằng chuông và đèn báo hiệu

Trong quá trình thiết kế thì em có thực hiện phần cứng là làm mạch báo cháy tựđộng

- Cảm biến khói sử dụng module cảm biến khí gas MQ2.

- Dùng IC AT89C51 để giao tiếp với cảm biến nhiệt độ, cảm biến khói và phát tínhiệu đến các thiết bị báo động

- Thiết bị báo động khi có hỏa hoạn là chuông và đèn báo

BIẾN KHÓI

KHỐI NGUỒN

- Khối cảm biến nhiệt độ:Sử dụng cảm biến nhiệt độ DS18b20 có nhiệm vụ lấynhiệt độ môi trường xung quanh để đưa thông tin về khối xử lý và đưa ra cảnhbáo khi nhiệt độ vượt qua ngưỡng cho phép.

- Khối cảm biến khói: Sử dụng module cảm biến khói MQ2 có nhiệm vụ pháthiện khói và đưa thông tin về khối xử lý

- Khối xử lý: Sử dụng vi điều khiển IC AT89C51 dùng để giao tiếp với các khốicảm biết nhiệt độ, cảm biến khói qua cổng P1.0 và P2.0 và đưa thông tin đếnkhối phát tín hiệu ra bằng cổng P1.6 và P1.7

- Khối phát tín hiệu: Sử dụng còi báo và đèn có nhiệm vụ báo động cho mọingười biết khi có cháy xảy ra

- Khối nguồn: Sử dụng nguồn điện DC có điện áp 9V để cung cấp cho hoạt độngcủa mạch

2.3 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CÁC LINH KIỆN

2.3.1 Cảm biến nhiệt độ DS18B20

Hình 2.2 Cảm biến nhiệt độ DS18B20Các chân linh kiện:

- VCC: Chân cấp nguồn cho cảm biến, điện áp sử dụng 5 V

- GND: Chân nối đất cho cảm biến.

- DQ: Chân dữ liệu ra của cảm biến

Cảm biến DS18B20 đo nhiệt độ theo mức một wire, lấy nhiệt độ với độ phân giải có cấu hình từ 9 đến 12 bit Nếu không cấu hình thì sẽ mặc định ở 12 bit.Nhiệt độ đo được từ -55OC tới 125OC Có thể lập trình mức nhiệt độ cảnh báo khi vượt qua ngưỡn cho phép

2.3.2 Cảm biến khói

Module cảm biến khí GAS MQ2

Hình 2.3 Module cảm biến khí GAS MQ2

Sơ lược về cảm biến:

- VCC: Chân cấp nguồn cho cảm biến, điện áp sử dụng 5V

- GND: Chân nối đất cho cảm biến

- AOUT: Đầu ra ADC

- DOUT: Đầu ra Digital (So sánh khi phát hiện khí)

Module MQ2 là thiết bị dùng để cảm biến khí, trong đó có tác dụng cảm biến khói Khi không có khói DOUT của cảm biến đưa ra giá trị ở mức cao, khi có khói thì DOUT của cảm biến đưa ra giá trị ở mức thấp

2.3.3 IC AT89C51

Hình 2.4 Sơ đồ chân IC 89C51

Một số chân được sử dụng trong mạch

- VCC: Chân cấp nguồn cho IC, điện áp sử dụng 5V

- GND: Chân nối đất cho IC

- EA/VPP: Cho phép làm việc với bộ nhớ chương trình

cảm biến truyền qua, sau khi xử lí xong bộ xử lí trung tâm sẽ đưa dữ liệu đã xử lí và phát tín hiệu qua chuông và đèn báo động.

2.4.2 Sơ đồ nguyên lý

Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý

CHƯƠNG 3

LẬP TRÌNH VÀ MÔ PHỎNG3.1 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT

HIỆU

J = 0

ĐÈN BÁO SÁNG

Giải thích lưu đồ:

Lưu đồ Hình 3.1 bắt đầu ta gán I là cảm biến nhiệt độ và J là cảm biến khói Tiếp theo

ta so sánh I > 50OC khi đó ta có hai trường hợp xảy ra:

- Trường hợp 1: I <= 50OC chương trình kết thúc

- Trường hợp 2: I >50OC chương trình đưa dữ hiệu về bộ xử lý

Tiếp tục chương trình ta xem đầu ra củacảm biến khói có ở mức thấp khi đó ta cũng có hai trường hợp

- Trường hợp 1: J=1 chương trình kết thúc

- Trường hợp 2: J=0 chương tiếp tục đưa dữ hiệu về xử lý

Khi nhận được dữ hiệu từ khối cảm biến nhiệt độ lúc này bộ xử lý sẽ phát tín hiệu cho đèn báo động Và đồng thời nhận được dữ liệu của cảm biến khói đưa về thì chuông báo động sẽ kêu lên

3.2 MẠCH MÔ PHỎNG

3.2.1 Test hoạt động cảm biến nhiệt độ

Hình 3.2 Mạch chạy khi nhiệt độ nhỏ hơn 51OC và không có khói

Hình 3.3 Mạch chạy khi nhiệt độ lớn hơn 50OC và không có khói

Số liệu có được:

Khi cảm biến nhiệt độ nhỏhơn 51OC và không có khói

UD1=5 VUR1=5 VUD2=5 VUR2=5 V

Khi cảm biến nhiệt độ lớn hơn

50OC và không có khói

UD1=0.2 VUR1=2.2 VUD2=5 VUR2=5 V

Bảng 3.1 Dữ liệu khi test cảm biến nhiệt

3.2.2 Test hoạt động của cảm biến khói

Vì giá trị đầu ra cảm biến khói ở mức thấp khi có khói và ở mức cao khi không có khói Nên em sử dụng nút bấm nối với đất để mô tả tương tự như cảm biến khói Cũng

có nghĩa khi bấm nút thì có khói và không bấm bút thì không có khói

Hình 3.4 Mạch chạy khi có khói và nhiệt độ nhỏ hơn 51OC

Hình 3.5 Mạch chạy khi có khói và nhiệt độ lớn hơn 50OC

Số liệu có được:

khi có khói và nhiệt độ nhỏ hơn 51OC

UD1 = 5 VUR1=5 VUD2=5VUR2=5 Vkhi có khói và nhiệt độ lớn hơn 50OC

UD1 =0.2 VUR1=2.2 VUD2=0.2 VUR2=2.2 VBảng 3.2 Dữ liệu khi test cảm biến khói

CHƯƠNG 4

THỰC THI PHẦN CỨNG4.1 SƠ ĐỒ MẠCH IN

Hình 4.1 Sơ đồ mạch in

4.2 Mạch thực tế

Hình 4.2 Mạch chạy khi nhiệt độ cao và không có khói

Hình 4.3 Mạch chạy khi nhiệt độ cao và có khói

Số liệu có được

Khi nhiệt độ cao và không có khói

UD1 =0.18 VUR1=2.1 VUD2=4.9 VUR2=4.8V

Khi nhiệt độ cao và có khói

UD1 =0.18 VUR1=2.1 VUD2=0.19 VUR2=2 VBảng 4.1 Dữ liệu mạch thực tế

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN5.1 ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM

- Ưu điểm: Hệ thống hoạt động tương đối ổn định các linh kiện cảm biến nhạy bén Có độ bền cao và giá thành rẽ

- Nhược điểm: Mạch có khả năng bị nhiễu, không hoạt động bằng nguồn xoay chiều 220V là nguồn điện dân dụng hiện nay

5.2 ỨNG DỤNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Hệ thống báo cháy có ứng dụng lớn nhất là báo động khi có hỏa hoạn xảy ra Giúp đảm bảo một phần an toàn của người dân, cũng như tránh những thiệt hại đángtiếc về tính mạng con người và tài sản

Mạch có khả năng nâng cấp cải tiến để dùng cho các mục đích khác như hệ thống phát hiện rò rĩ gas, …

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤCCode chương trình

SETB BUZZER;TAT LOA KEN

MOV NHIET_BD,#50;NHIET DO CAI DAT BAO DONG LA 50MOV IE,#10000010B; BAT NGAT TIMER 0

MOV TMOD,#01H; CHON TIMER0-CHE DO 1-16 BIT

MOV TH0,#HIGH(-10000);NAP GIA TRI DEM

MOV TL0,#LOW(-10000);NAP GIA TRI DEM

LCALL GIAOTIEPDS18B20;lay nhiet do truoc

; CHUONG TRINH CHINH BAT DAU TAI DAY

MOV B,NHIET_BD;T dat

SUBB A,B ;DO - DAT

JZ DOKHACDAT1

SETB LED;TAT LED

SJMP TT_MP1

MOV B,NHIET_BD;T dat

SUBB A,B ;DO - DAT

JZ DOKHACDAT2

SETB LED;TAT LED

SETB BUZZER;TAT LOA KEN

CLR TR0;TAT DAO DONG

SJMP TT_MP1

DOKHACDAT2:

JC QUANHIET2

SETB LED;TAT LED

SETB BUZZER;TAT LOA KEN

CLR TR0;TAT DAO DONG

DJNZ R5,MP22

;LUC NAY NHIET DO DA DUOC CHUYEN DOI XONG

;CAN PHAI DOC RA

DJNZ R7,START_DEL1;DOI 650uS

SETB DQ ;TRA DQ LEN CAO LAI

NOP

NOP

;DELAY 200uS, DOI DQ XUONG MUC THAP,TUC LA

;DS18B20 TRA LOI,NHAN DUOC

MOV TL0,#44H ;GIA TRI MO PHONG T=700uSSETB TR0

6.23%