TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VIỆT - HÀN. ĐỒ ÁN CƠ SỞ 3 ĐỀ TÀI:CẢNH BÁO BÁO ĐỘNG RỎ RỈ KHÍ GAS

1 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VIỆT - HÀN ĐỒ ÁN CƠ SỞ ĐỀ TÀI: CẢNH BÁO BÁO ĐỘNG RỎ RỈ KHÍ GAS Sinh viên thực : BÙI VĂN VẠN QUÝ TRƯƠNG THÀNH QUÝ 18IT5 18IT5 Giảng viên hướng dẫn : TS NGUYỄN HÀ HUY CƯỜNG Lớp : 18IT5 Đà nẵng, tháng 08 năm 2020 LỜI CẢM ƠN Nhóm đồ án chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Hà Huy Cường – giảng viên hướng dẫn đồ án sở trang bị cho em kiến thức, kỹ cần có để hồn thành đề tài NHẬN Tuy XÉT nhiên trình nghiêm cứu đề tài, kiến thức chuyên ngành hạn chế nên (Củasót giảng hướng dẫn) nhóm chúng em cịn nhiều thiếu viên tìm hiểu, đánh giá trình bày đề tài Rất mong nhận quan góp ý thầy/cơ mơn để tài em đầy đủ hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) MỤC LỤC Trang Chương I : Tổng Quan Ý tưởng thiết kế Sơ đồ mạch: 2.1 Nguyên lý hoạt động 2.2 Sơ đồ mạch điện Mô tả thành phần :3.1 Arduino 3.2 Module 3.3 Màn hình LCD 1602 10 3.4 Cảm biến khí gas MQ-2 10 Chương II: Lập trình mơ 12 Đơi nét cơng cụ :1.1 Proteus ? 1.2 Editor Arduino Code Chương III: Ứng dụng đánh giá hướng phát triển 12 13 14 14 Chương I : Tổng Quan Ý tưởng thiết kế : Hiện đời sống sinh hoạt có nhiều gia đình có thiết bị sử dụng gas phổ biến kể tới bếp gas, khò gas,… Đặc biệt nhà hàng đa số sử dụng bếp gas công nghiệp công suất lớn để nấu nướng ăn Gas sản phẩm sử dụng gas ưa chuộng tính thuận tiện, phổ biến, giá thành hợp lý Tuy nhiên đằng sau tiện lời ln tiềm ẩn rủi ro đặc biệt nghiêm trọng vụ cháy nổ ảnh hưởng đến tài sản tính mạng người sử dụng Vì người sử dụng gas cần trang bị cho thân kiến thức phịng chống cháy nổ để ứng phó trường hợp xấu Ngoài cần dụng cụ phòng chống cháy nổ chuyên biệt để kịp thời phát ngăn ngừa cháy nổ lúc Và thiết bị Cảnh Báo Báo Động Rò Rỉ Khí Gas chúng tơi dụng cụ hữu hiệu để phát sớm rò rỉ khí gas nhanh chóng ngăn chặn nguy tìm ẩn xảy cháy nổ Sơ đồ mạch : 2.1 Ngun lý hoạt động : Khi có khí gas rị rỉ cảm biến khí gas MQ2 nhận biết chúng truyền Arduino Nếu có khí gas cảm biến MQ2 trả mức cao Aduino truyền cho Loa LED mức cao làm cho Loa phát âm báo động Led phát sang Cùng với truyền đến LCD phát dịng báo động BAO DONG_WARNING 2.1 Sơ đồ mạch điện :  Mạch bình thường  Khi khơng có gas  Khi có gas Mơ tả thành : 3.1 Arduino: Một vài thông số Arduino UNO R3 Vi điều khiển Điện áp hoạt động Tần số hoạt động Dòng tiêu thụ Điện áp vào khuyên dùng Điện áp vào giới hạn Số chân Digital I/O Số chân Analog Dòng tối đa chân I/O Dòng tối đa (5V) Dòng tối đa (3.3V) Bộ nhớ flash SRAM EEPROM ATmega328 họ 8bit 5V DC (chỉ cấp qua cổng USB) 16 MHz khoảng 30mA 7-12V DC 6-20V DC 14 (6 chân hardware PWM) (độ phân giải 10bit) 30 mA 500 mA 50 mA 32 KB (ATmega328) với 0.5KB dùng bootloader KB (ATmega328) KB (ATmega328) Arduino UNO sử dụng vi điều khiển họ 8bit AVR ATmega8, ATmega168, ATmega328 Bộ não xử lí tác vụ đơn giản điều khiển đèn LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, làm trạm đo nhiệt độ - độ ẩm hiển thị lên hình LCD,… hay ứng dụng khác mà bạn xem Thiết kế tiêu chuẩn Arduino UNO sử dụng vi điều khiển ATmega328 với giá khoảng 90.000đ Tuy nhiên yêu cầu phần cứng bạn không cao túi tiền không cho phép, bạn sử dụng loại vi điều khiển khác có chức tương đương rẻ ATmega8 (bộ nhớ flash 8KB) với giá khoảng 45.000đ ATmega168 (bộ nhớ flash 16KB) với giá khoảng 65.000đ 3.2 Module I2C : Để sử dụng loại LCD có driver HD44780 (LCD 1602, LCD 2004,… ) cần có chân MCU kết nối với chân RS, EN, D7, D6, D5 D4 để giao tiếp với LCD Nhưng với mạch chuyển đổi giao tiếp I2C cho LCD, bạn cần chân (SDA SCL) MCU kết nối với chân (SDA SCL) module hiển thị thơng tin lên LCD Ngồi điều chỉnh độ tương phản biến trở gắn module THÔNG SỐ MẠCH CHUYỂN ĐỔI GIAO TIẾP I2C  Kích thước: 41.5mm(L)X19mm(W)X15.3MM(H)  Trọng lượng: 5g  Điện áp hoạt động: 2.5v-6v  Jump chốt: Cung cấp đèn cho LCD ngắt  Biến trở xoay độ tương phản cho LCD 3.3 Màn hình LCD 1602 : Màn hình LCD1602 xanh dương sử dụng driver HD44780, có khả hiển thị dòng với dòng 16 ký tự, hình có độ bền cao, phổ biến, nhiều code mẫu dễ dàng sử dụng kèm mạch chuyển tiếp I2C THƠNG SỐ MÀN HÌNH LCD1602 XANH DƯƠNG  Điện áp hoạt động 5V  Kích thước: 80 x 36 x 12.5mm  Chữ trắng, xanh dương  Khoảng cách hai chân kết nối 0.1 inch tiện dụng kết nối với Breadboard  Tên chân ghi mặt sau hình LCD hổ trợ việc kết nối, dây điện  Có đèn led nền, dùng biến trở PWM điều chình độ sáng để sử dụng điện  Có thể điều khiển với dây tín hiệu  Có ký tự xây dựng hổ trợ tiếng Anh tiếng Nhật, xem thêm HD44780 datasheet để biết thêm chi tiết 10 1.1 Cảm biến khí gas : Cảm biến khí gas MQ-2 sử dụng phần tử SnO2 có độ dẫn điện thấp khơng khí sạch, khí dễ cháy tồn tại, cảm biến có độ dẫn điện cao hơn, nồng độ chất dễ cháy cao độ dẫn điện SnO2 cao tương ứng chuyển đổi thành mức tín hiệu điện Cảm biến khí gas MQ-2 cảm biến khí có độ nhạy cao với LPG, Propane Hydrogen, mê-tan (CH4) dễ bắt lửa khác, với chi phí thấp phù hợp cho ứng dụng khác Cảm biến xuất hai dạng tín hiệu Analog Digital, tín hiệu Digital điều chỉnh mức báo biến trở THÔNG SỐ KỸ THUẬT  Nguồn hoạt động: 5V  Loại liệu: Analog  Phạm vi phát rộng  Tốc độ phản hồi nhanh độ nhạy cao  Mạch đơn giản  Ổn định sử dụng thời gian dài 11 Chương II: Lập trình mơ Đơi nét cơng cụ : 1.1 Proteus ? Proteus phần mềm mơ mạch điện tử lập trình code cho MCU trực quan (phù hợp yêu cầu phân tích sinh viên ngành kỹ thuật) phân phối hãng Labcenter, gồm chức Schematic Capture (ISIS) PCB Design (ARES), bổ sung thêm chức IoT Builder hỗ trợ thiết kế giao diện tương tác Proteus mô cho hầu hết linh kiện điện tử thông dụng, đặc biệt hỗ trợ cho MCU PIC, 8051, AVR, Motorola Phần mềm bao gồm chương trình: ISIS cho phép mô mạch ARES dùng để vẽ mạch in Proteus công cụ mô cho loại Vi Điều Khiển tốt, hỗ trợ dòng VĐK PIC, 8051, PIC, dsPIC, AVR, HC11, MSP430, ARM7/LPC2000 giao tiếp I2C, SPI, CAN, USB, Ethenet, ngồi cịn mơ mạch số, mạch tương tự cách hiệu Proteus công cụ chuyên mô mạch điện tử ISIS nghiên cứu phát triển 12 năm có 12000 người dùng khắp giới Sức mạnh mơ hoạt động hệ vi điều khiển mà không cần thêm phần mềm phụ trợ Sau đó, phần mềm ISIS xuất file sang ARES phần mềm vẽ mạch in khác Trong lĩnh vực giáo dục, ISIS có ưu điểm hình ảnh mạch điện đẹp, cho phép ta tùy chọn đường nét, màu sắc mạch điện, thiết kế theo mạch mẫu (templates) Những khả khác ISIS là: • Tự động xếp đường mạch vẽ điểm giao đường mạch • Chọn đối tượng thiết lập thông số cho đối tượng dễ dàng • Xuất file thống kê linh kiện cho mạch • Xuất file Netlist tương thích với chương trình làm mạch in thơng dụng 12 • Đối với người thiết kế mạch chuyên nghiệp, ISIS tích hợp nhiều công cụ giúp cho việc quản lý mạch điện lớn, mạch điện lên đến hàng ngàn linh kiện • Thiết kế theo cấu trúc (hierachical design) • Khả tự động đánh số linh kiện 1.2 Editor Arduino ? Arduino tảng mã nguồn mở phần cứng phần mềm Phần cứng Arduino (các board mạch vi xử lý) sinh thị trấn Ivrea Ý, nhằm xây dựng ứng dụng tương tác với với môi trường thuận lợi Phần cứng bao gồm board mạch nguồn mở thiết kế tảng vi xử lý AVR Atmel 8bit, ARM Atmel 32-bit Những Model trang bị gồm cổng giao tiếp USB, chân đầu vào analog, 14 chân I/O kỹ thuật số tương thích với nhiều board mở rộng khác Được giới thiệu vào năm 2005, Những nhà thiết kế Arduino cố gắng mang đến phương thức dễ dàng, khơng tốn cho người u thích, sinh viên giới chuyên nghiệp để tạo thiết bị có khả tương tác với mơi trường thơng qua cảm biến cấu chấp hành Những ví dụ phổ biến cho người yêu thích bắt đầu bao gồm robot đơn giản, điều khiển nhiệt độ phát chuyển động Đi với mơi trường phát triển tích hợp (IDE) chạy máy tính cá nhân thơng thường cho phép người dùng viết chương trình cho Aduino ngôn ngữ C C++ Giá board Arduino dao động xung quanh €20, $27, "làm giả" giá giảm xuống thấp $9 Các board Arduino đặt hàng dạng lắp sẵn dạng kit tự-làm-lấy Thông tin thiết kế phần cứng cung cấp công khai để muốn tự làm mạch Arduino tay tự thực (mã nguồn mở) Người ta ước tính khoảng năm 2011 có 300 ngàn mạch Arduino thức sản xuất thương mại, vào năm 2013 có khoảng 700 ngàn mạch thức đưa tới tay người dùng 13 Code : #include #include LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); int speaker = 7; // loa,den ket noi Pin int gas = 6; // out ket noi Pin int led = 8; void setup() { pinMode(gas, INPUT); pinMode(speaker, OUTPUT); pinMode(led, OUTPUT); Serial.begin(9600); lcd.init(); lcd.backlight(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Cam bien Gas:"); } void loop() { if (digitalRead(gas) == HIGH) { lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("BAO DONG_WARNING"); digitalWrite(led, HIGH); digitalWrite(speaker, HIGH); } if (digitalRead(gas) == LOW) { lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Binh thuong "); digitalWrite(led, LOW); digitalWrite(speaker, LOW); } } Chương V: Ứng dụng đánh giá hướng phát triển 14 1.Ứng dụng : - Thịết bị nhằm mục đích han chế rủi ro cháy nổ khí gas hộ gia đình mơ hình lơn nhà hàng, qn ăn, tin nhà máy công ty Những nơi ln tập trung đơng người hậu để lại xảy cố vô to lớn ảnh hưởng nhiều đến tài sản tính mạng người dân Ngồi thiết bị cịn tích hợp hệ thống chữa cháy tự động xả nước có đám cháy hồn tồn lắp đặt phòng riêng biệt cá nhân hay tập thể để hạn chế thấp rủi ro hậu 2.Đánh giá hướng phát triển: - Thiết bị báo rò rỉ gas trở nên quen thuộc với nhiều nhà bếp nhà hàng, bếp công nghiệp bếp gia đình Cơng dụng thiết bị gas phát khí gas bị rị rỉ báo động có cố rị rỉ gas, đảm bảo an tồn nhà bếp Đặc biệt nhà hàng thiết bị bếp van dây sử dụng với cường độ cao & thường xuyên việc xì gas hay rò rỉ gas dễ xảy Trong nhiều trường hợp khác nguyên nhân xảy cố gas vết dầu mỡ bắn vào lâu ngày làm mục dây gas chuột bọ cắn dây gas, việc trang bị cho nhà bếp thiết bị báo rò rỉ gas quan trọng đảm bảo an toàn cho người tài sản nhà hàng Thiết bị báo rò rỉ gas phát huy tác dụng tốt kết hợp với thiết bị ngắt gas tự động cịi hú báo động, có cố thiết bị truyền tín hiệu đến còi hú để báo động cố thiết bị ngắt gas tự động ngắt gas ngăn không cho gas tiếp tục rị rỉ ngồi 15 - 16 ...ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VIỆT - HÀN ĐỒ ÁN CƠ SỞ ĐỀ TÀI: CẢNH BÁO BÁO ĐỘNG RỎ RỈ KHÍ GAS Sinh viên thực : BÙI VĂN VẠN QUÝ TRƯƠNG... Báo Báo Động Rị Rỉ Khí Gas dụng cụ hữu hiệu để phát sớm rị rỉ khí gas nhanh chóng ngăn chặn nguy tìm ẩn xảy cháy nổ Sơ đồ mạch : 2.1 Ngun lý hoạt động : Khi có khí gas rị rỉ cảm biến khí gas. .. kế Sơ đồ mạch: 2.1 Nguyên lý hoạt động 2.2 Sơ đồ mạch điện Mô tả thành phần :3. 1 Arduino 3. 2 Module 3. 3 Màn hình LCD 1602 10 3. 4 Cảm biến khí gas MQ-2 10 Chương II: Lập trình mô 12 Đôi nét công