báo cáo đồ án môn nhập môn kỹ thuật XÂY DỰNG Ý TƯỞNG CHO THIẾT BỊ CHỐNG TRỘM DỰA TRÊN CẢM BIẾN CHUYỂN ĐỘNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP.HCM KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG  BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN : NHẬP MÔN KỸ THUẬT HK1 - NĂM HỌC : 2019 - 2020 TÊN ĐỒ ÁN : XÂY DỰNG Ý TƯỞNG CHO THIẾT BỊ CHỐNG TRỘM DỰA TRÊN CẢM BIẾN CHUYỂN ĐỘNG LỚP: 19DTV1 – Nhóm số: Họ tên thành viên 10 Trần Ngọc Ánh Tô Hữu Bằng Đỗ Đặng Quốc Bảo Dương Quốc Bảo Nguyễn Gia Bảo Vũ Quốc Bảo Hồ An Bình Hứa Thanh Bình Võ Hà Bảo Chánh Đỗ Nguyên Chất TP.HCM – 11/2019 19200242 19200244 19200245 19200246 19200247 19200249 19200251 19200252 19200254 19200255 BẢNG THỐNG KÊ CẬP NHẬT TÀI LIỆU KỸ THUẬT SỐ LẦN CẬP NHẬT TÀI LIỆU KỸ THUẬT Phiên Mô tả Thành viên Ngày Xác nhận (Trưởng nhóm) Ngày xác nhận 1.0 Tạo tài liệu Vũ Quốc Bảo 02/11/17 Đỗ Nguyên Chất 03/11/17 2.0 Tạp/Cập nhật chương Dương Quốc Bảo 02/11/17 Đỗ Nguyên Chất 03/11/17 2.0 Tạp/Cập nhật chương Dương Quốc Bảo 02/11/17 Đỗ Nguyên Chất 03/11/17 Nhập môn Kỹ thuật – DTV19 BÁO CÁO NHẬP MÔN KỸ THUẬT – 19DTV1B – NHĨM: DANH MỤC HÌNH Hình 1.2.1: Đầu dị PIR………………………………………………………………… Hình 1.2.2: Cách dùng đầu dị PIR …………………………………………………….7 Hình 1.3.1: Ngun lý phát chuyển động ngang nguồn thân nhiệt ………7 Hình 1.3.2: Hình diễn tả ngun lý làm việc đầu dị PIR………………………… Hình 1.4.1: Sự dao động phân tử…………………………………………… Hình 1.4.2: Vật liệu nhóm pyroelectric dùng làm cảm biến dị tia nhiệt ……… Hình 1.5.1: Thấu kính hội tụ……………………………………………………….… 10 Hình 2.2.1: Mơ hình đề xuất …………………………………………………… … 11 Hình 2.2.2a: Sản phẩm demo ……………………………………………………… 12 Hình 2.2.2b: Các linh kiện thiết kế …………………………………………….…… 12 DANH MỤC BẢNG CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU………………………………………………………………… ………….5 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ PIR 1.1 PIR gi ? ……………………………………………………………………… 1.2 Cấu trúc cảm biến PIR…………………………………………… ….6-7 1.3 Nguyên lí làm việc loại đầu dị PIR…………………………………… 7-8 1.4 Ngun lí hoạt động tia nhiệt loại đầu dò PIR………………… 8-9 1.5 Thiết bị tiêu tụ tia nhiệt rọi bề mặt cảm ứng PIR…………………….… 9-10 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ CÀI ĐẶT 2.1 Chuẩn bị…………………………………………………………………………10 2.2 Thiết kế thực hiện…………………………………………………………….11 2.2.1 mơ hình đề xuất……………………………………………………… 11 BÁO CÁO NHẬP MƠN KỸ THUẬT – 19DTV1B – NHĨM: 2.2.2 Mơ hình triển khai…………………………………………………… 12 2.2.3 Thực lập trình code cho thiết bị chống trộm…………………… 13 KẾT LUẬN - TÀI LIỆU THAM KHẢO BÁO CÁO NHẬP MÔN KỸ THUẬT – 19DTV1B – NHÓM: MỞ ĐẦU Trước tiên thay mặt nhóm em xin cảm ơn thầy bạn dành thời gian cho đồ án nhóm Trong thời buổi nay, tình hình tội phạm ngày gia tăng, đặt biệt thành phố lớn tp.HCM, Hà Nội, Đà Nẵng,…thực tế khố cửa khí khơng đảm bảo an tồn cho ngơi nhà bạn, trộm phá khố cửa chưa đầy 5s thời điểm hay đột nhập là: lúc sáng sớm 3-4h sáng bạn ngủ sâu giấc, bạn làm, công tác xa nhà,…trộm đột nhập lúc bạn khỏi nhà Vì vậy, đồ án hướng đến phổ biến rộng rãi hệ thống chống trộm hay thiết bị chống trộm để giúp cho người bảo vệ tài sản cá nhân cách hợp lí Đồng thời giúp cho đất người Việt Nam trở nên văn minh giúp cho đất nước Việt Nam trở nên hội nhập bắt kịp với cách mạng cơng nghệ 4.0 BÁO CÁO NHẬP MƠN KỸ THUẬT – 19DTV1B – NHÓM: Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ PIR 1.1 PIR ? Nó chữ viết tắt Passive InfraRed sensor (PIR sensor), tức cảm biến thụ động dùng nguồn kích thích tia hồng ngoại Tia hồng ngoại (IR) tia nhiệt phát từ vật thể nóng Trong thể sống, ln có thân nhiệt (thông thường 37 độ C), từ thể phát tia nhiệt, hay gọi tia hồng ngoại, người ta dùng tế bào điện để chuyển đổi tia nhiệt dạng tín hiệu điện nhờ mà làm cảm biến phát vật thể nóng chuyển động Cảm biến gọi thụ động khơng dùng nguồn nhiệt tự phát (làm nguồn tích cực, hay chủ động) mà phụ thuộc vào nguồn tha nhiệt, thân nhiệt thực thể khác, người vật… 1.2 Cấu trúc cảm biến PIR Hình 1.2.1: Đầu dị PIR Trên đầu dị PIR, loại bên gắn cảm biến tia nhiệt, có chân ra, chân nối masse, chân nối với nguồn volt DC, mức áp làm việc từ đến 15V Góc dị lớn Để tăng độ nhậy cho đầu dị, Bạn dùng kính Fresnel, thiết kế cho loại đầu có cảm biến, góc dị lớn, có tác dụng ngăn tia tử ngoại BÁO CÁO NHẬP MÔN KỸ THUẬT – 19DTV1B – NHĨM: 6 Hình vẽ cho thấy cách dùng đầu dò PIR để phát người hay vật di chuyển ngang Hình 1.2.2: Cách dùng đầu dị PIR 1.3 Ngun lí làm việc loại đầu dị PIR Các nguồn nhiệt (với người vật nguồn thân nhiệt) phát tia hồng ngoại, qua kính Fresnel, qua kích lọc lấy tia hồng ngoại, cho tiêu tụ cảm biến hồng ngoại gắn đầu dò, tạo điện áp khuếch đại với transistor FET Khi có vật nóng ngang qua, từ cảm biến cho xuất tín hiệu tín hiệu khuếch có biên độ đủ cao đưa vào mạch so áp để tác động vào thiết bị điều khiển hay báo động Hình 1.3.1: Nguyên lý phát chuyển động ngang nguồn thân nhiệt Hình vẽ cho thấy vùng cảm ứng nhậy cảm tương ứng với cảm biến đầu dị Khi có vật ngang, từ thân vật ln phát tia nhiệt, tiêu tụ BÁO CÁO NHẬP MƠN KỸ THUẬT – 19DTV1B – NHĨM: mạnh với kính Fresnel tiêu tụ bia cảm biến hồng ngoại, vật ngang, ngả đầu dò thậy Xuất tín hiệu, tín hiệu cho vào mạch xử lý để tạo tác dụng điều khiển hay báo động Bạn xem hình sau dùng diễn tả nguyên lý làm việc đầu dị PIR người qua lại: Hình 1.3.2: Hình diễn tả nguyên lý làm việc đầu dò PIR 1.4 Nguyên lí hoạt động tia nhiệt loại đầu dị PIR Hình 1.4.1: Sự dao động phân tử Mọi vật thể cấu tạo từ phân tử nhỏ li ti, nhiệt dạng lượng tạo từ dao động phân tử (Bạn xem hình), chuyển động hỗn loạn, BÁO CÁO NHẬP MÔN KỸ THUẬT – 19DTV1B – NHĨM: khơng trật tự Từ dao động này, phát tia nhiệt, cảm giác thông thường giác quan, người nói sức nóng Ở người nguồn thân nhiệt thường điều ổn mức 37 độ C, nguồn nhiệt mà có dùng linh kiện cảm ứng thân nhiệt, có thiết bị phát người, ý tưởng mà người ta chế thiết bị motion detector, điều khiển theo nguồn thân nhiệt chuyển động Hình vẽ sau cho thấy vật liệu nhóm pyroelectric dùng làm cảm biến dị tia nhiệt Hình 1.4.2: Vật liệu nhóm pyroelectric dùng làm cảm biến dị tia nhiệt Người ta kẹp vật liệu pyroelectric cực, có tác kích tia nhiệt, hai cực xuất hiệu tín hiệu điện, tín hiệu yếu nên cần mạch khuếch đại Trong đầu dò PIR, người ta gắn cảm ứng PIR nằm ngang, cho nối vào cực Gate (chân Cổng) transistor FET có tính khuếch đại Khi cảm biến pyroelectric thứ nhận tia nhiệt, phát tín hiệu nguồn nóng di chuyển ngang, đến cảm biến pyroelectric thứ hai nhận tia nhiệt lại phát tín hiệu điện Sự xuất tín hiệu cho nhận biết có nguồn nhiệt di động ngang mạch điện tử phát tín hiệu điều khiển Tín hiệu dùng tắt mở đèn hay dùng để báo động có kẻ lạ vào nhà 1.5 Thiết bị tiêu tụ gôm tia nhiệt rọi bề mặt cảm ứng PIR Chúng ta biết tia nhiệt phát từ thân thể người yếu phân tán, để tăng độ nhậy phải dùng kính có mặt kính lồi tạo chức tiêu tụ, quen gọi kinh Focus, hình động cho thấy mặt sóng tia sáng qua mặt kính lồi cho gơm lại điểm nhỏ, điểm gọi tiêu điểm ( 焦点 ， theo âm Hán Việt, chữ tiêu 焦 bên có hỏa 灬 火 , có nghĩa điểm nóng, nhiều Bạn dùng kính lúp tạo điểm nóng, điểm nóng đốt cháy giấy đấy, trị chơi bạn nhỏ) BÁO CÁO NHẬP MÔN KỸ THUẬT – 19DTV1B – NHĨM: Hình 1.5.1: Thấu kính hội tụ Khuyết điểm loại kính hội tụ dùng mặt lồi thơng thường mặt kính mở rộng, điểm tiêu tụ không nằm chổ, người ta cho hiệu chỉnh sai lệch mặt kính Fresnel (Bạn xem hình, mặt cong xa trục quang chỉnh lại) Bạn thấy xa trục quang học, độ cong mặt kính hiệu chỉnh lại, với cách làm này, hội tụ nhiều tia sáng tốt hơn, diện tích rộng lớn tăng độ nhậy cao có góc dị rộng BÁO CÁO NHẬP MƠN KỸ THUẬT – 19DTV1B – NHĨM: 10 Chương 2: THIẾT KẾ VÀ CÀI ĐẶT 2.1 Chuẩn bị Board Arduino UNO R3 Module PIR – cảm biến chuyển động Một đèn LED Một Loa 2.2 Thiết kế thực 2.2.1 mơ hình đề xuất Hình 2.2.1: Mơ hình đề xuất BÁO CÁO NHẬP MƠN KỸ THUẬT – 19DTV1B – NHĨM: 11 2.2.2 Mơ hình triển khai Hình 2.2.2a: Sản phẩm demo Hình 2.2.2b: Các linh kiện thiết kế BÁO CÁO NHẬP MÔN KỸ THUẬT – 19DTV1B – NHÓM: 12 2.2.3 Thực lập trình code cho thiết bị chống trộm int ledPin = 13; // chọn chân 13 báo hiệu LED int inputPin = 2; // chọn ngõ tín hiệu vào cho PIR int pirState = LOW; // Bắt đầu với khơng có báo động int val = 0; int pinSpeaker = 10; //chọn chân cho chuông có đột nhập void setup() { pinMode(ledPin, OUTPUT); 10 pinMode(inputPin, INPUT); 11 pinMode(pinSpeaker, OUTPUT); 12 Serial.begin(9600); 13 } 14 void loop() 15 { 16 val = digitalRead(inputPin); // đọc giá trị đầu vào 17 if (val == HIGH) // giá trị mức cao.(1) 18 { 19 digitalWrite(ledPin, HIGH); // LED On 20 playTone(300, 160); // thời gian chuông kêu 21 delay(150); 22 23 if (pirState == LOW) 24 { 25 Serial.println("Motion detected!"); 26 pirState = HIGH; 27 } 28 } 29 else 30 { 31 digitalWrite(ledPin, LOW); 32 playTone(0, 0); 33 delay(300); 34 if (pirState == HIGH) 35 { 36 Serial.println("Motion ended!"); 37 pirState = LOW; 38 } 39 } 40 } 41 void playTone(long duration, int freq) 42 { 43 duration *= 1000; 44 int period = (1.0 / freq) * 1000000; 45 long elapsed_time = 0; 46 while (elapsed_time < duration) 47 { 48 digitalWrite(pinSpeaker,HIGH); 49 delayMicroseconds(period / 2); 50 digitalWrite(pinSpeaker, LOW); 51 delayMicroseconds(period / 2); 52 elapsed_time += (period); 53 } 54 } BÁO CÁO NHẬP MÔN KỸ THUẬT – 19DTV1B – NHĨM: 13 TÀI LIỆU THAM KHẢO Thơng tin Arduino: http://arduino.vn/bai-viet/522-pir-sensoralarm?fbclid=IwAR1b8BV7IAvvSvwucU8eo_D_QC_dsPeIUSgeAdTGX2w0rmD9U3CE3-VJJos BÁO CÁO NHẬP MÔN KỸ THUẬT – 19DTV1B – NHÓM: 14 BÁO CÁO KỸ NĂNG Kỹ làm việc nhóm quản lý dự án Nhiệm vụ Lên ý tưởng Họp triển khai Duyệt mục tiêu Tài Yêu cầu phần mềm Yêu cầu phần cứng Nhân Yêu cầu kĩ thuật Tìm kiếm thông tin Viết báo cáo Chạy thử Chạy thử Chạy thử cuối Tung sản phẩm Tên Trần Ngọc Ánh Tô Hữu Bằng Đỗ Đặng Quốc Bảo Dương Quốc Bảo Nguyễn Gia Bảo Vũ Quốc Bảo Hồ An Bình Hứa Thanh Bình Võ Hà Bảo Chánh Đỗ Nguyên Chất Giao cho Cả nhóm Cả nhóm Đỗ Nguyên Chất Hồ An Bình Dương Quốc Bảo Đỗ Nguyên Chất Trần Ngọc Ánh Nguyễn Gia Bảo Cả nhóm Vũ Quốc Bảo Nguyễn Gia Bảo Tô Hữu Bằng Đỗ Đặng Quốc Bảo Hứa Thanh Bình Ưu tiên ● ● ● ● ● ● Bảng đánh giá thành viên Mức độ tham gia Đóng góp Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt 10 Tốt Tốt 10 Tốt Tốt Tốt 10 BÁO CÁO NHẬP MÔN KỸ THUẬT – 19DTV1B – NHĨM: Tình trạng Hồn thành Hồn thành Hồn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hồn thành Hồn thành cơng việc Hồn thành Hồn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành 15 Kế hoạch thực Nhiệm vụ Lên ý tưởng Họp triển khai Duyệt mục tiêu Tài Yêu cầu phần mềm Yêu cầu phần cứng Nhân Yêu cầu kĩ thuật Tìm kiếm thông tin Viết báo cáo Chạy thử Chạy thử Chạy thử cuối Tung sản phẩm Giao cho Cả nhóm Cả nhóm Đỗ Ngun Chất Hồ An Bình Dương Quốc Bảo Đỗ Nguyên Chất Trần Ngọc Ánh Nguyễn Gia Bảo Cả nhóm Vũ Quốc Bảo Nguyễn Gia Bảo Tơ Hữu Bằng Đỗ Đặng Quốc Bảo Hứa Thanh Bình Bắt đầu 26/10 28/10 29/10 29/10 30/10 30/10 28/10 30/10 26/10 30/10 02/11 02/11 02/11 04/11 Kết thúc 27/10 29/10 29/10 02/11 02/11 02/11 29/10 02/11 29/10 30/10 02/11 02/11 02/11 04/11 Số ngày 2 4 4 1 1 Tình trạng Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Tung sản phẩm Chạy thử cuối Chạy thử Chạy thử Viết báo cáo Tìm kiếm thơng tin u cầu kĩ thuật Nhân Yêu cầu phần cứng Yêu cầu phần mềm Tài Duyệt mục tiêu Họp triển khai Lên ý tưởng 20/10/19 22/10/19 24/10/19 26/10/19 28/10/19 30/10/19 1/11/19 3/11/19 5/11/19 Tỉ lệ phần trăm hoàn thành dự án Hoàn thành Quá hạn Đang thực Chưa bắt đầu BÁO CÁO NHẬP MƠN KỸ THUẬT – 19DTV1B – NHĨM: 80% 0% 10% 10% 16 Hoàn thành Quá hạn Đang thực Chưa bắt đầu Tự đánh giá kỹ năng/kiến thức Nhóm tự đánh giá tổng hợp kỹ năng, kiến thức đạt qua đồ án môn học Các kỹ Đánh giá (*) Kỹ làm việc nhóm, giao tiếp, hành xử chuyên A nghiệp, khả lãnh đạo làm việc độc lập Kỹ tư phản biện B Kỹ thuyêt trình B Giao tiếp kỹ thuật(viết báo cáo kỹ thuật) B Kỹ tư sáng tạo B Kỹ quản lý dự án/thời gian thực dự án A Hình thành nội dung, xác định vấn đề kỹ giải A vấn đề Kiến thức, thực nghiệm qua đồ án môn học B (*) Ghi chú: Đánh giá theo mức A/B/C/D (A: Rất tốt, B: Tốt, C: Trung bình, D: Chưa tốt) STT BÁO CÁO NHẬP MÔN KỸ THUẬT – 19DTV1B – NHÓM: 17 ... Giao tiếp kỹ thuật( viết báo cáo kỹ thuật) B Kỹ tư sáng tạo B Kỹ quản lý dự án/ thời gian thực dự án A Hình thành nội dung, xác định vấn đề kỹ giải A vấn đề Kiến thức, thực nghiệm qua đồ án môn học... 2.2.1: Mơ hình đề xuất BÁO CÁO NHẬP MƠN KỸ THUẬT – 19DTV1B – NHĨM: 11 2.2.2 Mơ hình triển khai Hình 2.2.2a: Sản phẩm demo Hình 2.2.2b: Các linh kiện thiết kế BÁO CÁO NHẬP MÔN KỸ THUẬT – 19DTV1B –... http://arduino.vn/bai-viet/522-pir-sensoralarm?fbclid=IwAR1b8BV7IAvvSvwucU8eo_D_QC_dsPeIUSgeAdTGX2w0rmD9U3CE3-VJJos BÁO CÁO NHẬP MƠN KỸ THUẬT – 19DTV1B – NHÓM: 14 BÁO CÁO KỸ NĂNG Kỹ làm việc nhóm quản lý dự án Nhiệm vụ Lên ý tưởng Họp triển khai Duyệt mục tiêu