Hình 5.24 L p ghép và hồn chỉnh mạch
5.5 Mô phỏng và điều khiển mạch 5.5.1 Giới thiệu phần mềm Proteus 5.5.1 Giới thiệu phần mềm Proteus
Proteus là phần mềm cho phép mô phỏng hoạt động của mạch điện tử bao
gồm phần thiết kế mạch và viết chương trình điều khiển cho các họ vi điều khiển như MCS-51, PIC, AVR, …
Proteus là phần mềm mô phỏng mạch điện tử của Lancenter Electronics, mô phỏng cho hầu hết các linh kiện điện tử thông dụng, đặc biệt hỗ trợ cho cả các MCU như PIC, 8051, AVR, Motorola.
Phần mềm bao gồm 2 chương trình: ISIS cho phép mơ phỏng mạch và ARES dùng để vẽ mạch in. Proteus là công cụ mô phỏng cho các loại Vi Điều Khiển khá tốt, nó hỗ trợ các dịng VĐK PIC, 8051, PIC, dsPIC, AVR, HC11, MSP430, ARM7/LPC2000 ... các giao tiếp I2C, SPI, CAN, USB, Ethenet,... ngồi ra cịn mơ phỏng các mạch số, mạch tương tự một cách hiệu quả. Proteus là bộ công cụ chuyên về mô phỏng mạch điện tử.
ISIS đã được nghiên cứu và phát triển trong hơn 12 năm và có hơn 12000 người dùng trên khắp thế giới. Sức mạnh của nó là có thể mơ phỏng hoạt động của
các hệ vi điều khiển mà không cần thêm phần mềm phụ trợ nào. Sau đó, phần mềm ISIS có thể xuất file sang ARES hoặc các phần mềm vẽ mạch in khác.
Trong lĩnh vực giáo dục, ISIS có ưu điểm là hình ảnh mạch điện đẹp, cho phép ta tùy chọn đường nét, màu sắc mạch điện, cũng như thiết kế theo các mạch mẫu (templates)
Những khả năng khác của ISIS là:
Tự động sắp xếp đường mạch và vẽ điểm giao đường mạch. Chọn đối tượng và thiết lập thông số cho đối tượng dễ dàng Xuất file thống kê linh kiện cho mạch
Xuất ra file Netlist tương thích với các chương trình làm mạch in thông dụng.
Đối với người thiết kế mạch chuyên nghiệp, ISIS tích hợp nhiều cơng cụ giúp cho việc quản lý mạch điện lớn, mạch điện có thể lên đến hàng ngàn linh kiện.
Thiết kế theo cấu trúc (hierachical design) Khả năng tự động đánh số linh kiện
5.5.2 Mô phỏng và điều khiển mạch
Hình 5.26 Danh sách linh ki n
Những linh kiện được lấy từ thư viện của: https://www.theengineeringprojects.com/
Đây là mạch chính tiếp nhận nhân tiến hiệu thông qua hai mạch phụ ( mạch phịng ngủ và phịng bếp ) và truyền tín hiệu sms tới điện thoại thông qua module SIM900A
Mạch bao gồm: Arduino Mega 2560, cảm biến nhiệt độ LM35, cảm biến khí gas MQ-2, hai điện trở 220 và leg tín hiệu tự trưng cho cảm biến nhiệt LM35 và cảm biến khí gas MQ-2 đang hoạt động, mạch mở rộng chân PCF8574 và một LCD LM016L hiển thị thông báo mạch đang ở trạng thái nào.
Hình 5.28 ạch báo cháy phòng bếp và phòng ngủ
Hai mạch tương đồng nhau có nhiệm vụ thu nhận tín hiệu khói,cháy và gas để gửi về mạch chính.
Mạch bao gồm: Arduino Nano, cảm biến khí gas MQ-2, hai điện trở 220 và leg tín hiệu tượng trưng cho cảm biến nhiệt LM35 và cảm biến khí gas MQ-2 đang hoạt động.
Hình 5.29 Module SIM900A
Đây là trung gian giúp cho Arduino gửi tín hiệu dưới định dạng SMS đến điện thoại.
Hình 5.30 Code iều khiểu cho Arduino
Arduino và được nạp vào chương trình mơ phỏng Proteus thơng qua file có đi hex
5.6 Kết luận
Nhóm đã hồn thành “ Thiết kế hệ thống cảnh báo cháy qua điện thoại di động ”về cơ bản đã giải quyết những vấn đề đã đặt ra về nội dung cũng như hình thức. Đây là một đề tài khá mới so với những gì đã được học trên trường. Trong tình hình dịch bệnh hồnh hành nhóm đã cố gắng hồn thành mơ hình trong thời hạn mà trường đưa ra. Mặc dù mơ hình khơng được hồn thiện một cách chỉnh chu cũng hoàn hảo nhất nhưng vẫn đầy đủ các tiêu chí thiết yếu mà nhóm đã đặt ra u cầu từ trước khi bắt tay vào triển khai.
5.6.1 Chức năng mơ hình
Sử dụng hệ thống tự động bằng cảm biến khí gas, khói và nhiệt độ Có hệ thống thơng báo về SMS khi có họa hoạn cũng như rị rỉ gas Sử dụng Arduino điều khiển và thông báo cho người sử dụng
Bên cạnh đó chúng ta đã làm giảm thiệu nhưng nguy cơ hỏa hoạn và nhưng thương vong đáng tiết có thể xảy ra.
Mơ hình đã giải quyết đƣợc các vần đề trọng yếu nhƣ :
Phịng chống hỏa hoạn có thể xảy ra từ xa bảo vệ an tồn cho gia đình và mọi người xung quanh
Giam bớt đi nỗi lo về việc có thể gặp sự cố bất ngờ
Việc sử dụng cảm biến giúp ra biết chính xác sự cố mà ngơi nhà của mình đang gặp phải
5.6.2 Ƣu, nhƣợc điểm của mơ hình Ƣu điểm:
Thiết bị có khả năng tích hợp với nhiều cảm biến an ninh khác nhau, gồm
báo trộm, báo khói, báo cháy... tạo thành hệ thống bảo vệ hoàn chỉnh và đồng bộ cho mỗi hộ gia đình. Các thiết bị được kết nối với hệ thống điều khiển trung tâm được chỉ định tiếp nhận và xử lý tín hiệu báo động. Tại đây, thiết bị được gắn một chiếc sim điện thoại có kèm chức năng tự động gọi điện và nhắn tín tới nhiều số di
động khác nhau được chủ nhân cài đặt nhằm thơng báo cho họ biết khi có sự cố xảy ra. Hiệu quả hoạt động của sản phẩm tốt, độ chính xác cao, chức năng báo động được thiết lập chỉ trong vài phút đi kèm công năng sử dụng đa dạng nên các khơng gian ứng dụng ln có được sự bảo vệ tuyệt đối.
Giá thành cạnh tranh, đảm bảo giá tốt nhất thị trường
Nhƣợc điểm:
Địi hỏi tín hiệu điện thoại di động ổn định, duy trì số tiền trong tài khoản
thường xuyên. Bạn cần sở hữu 1 chiếc điện thoại thơng minh để trải nghiệm tốt nhất mọi tính năng và bộ sản phẩm mang lại.
5.6.3 Hƣớng phát triển
Phát triển và hồn thiện thêm về Arduino cũng như tích hợp nhiều tính năng cho sẳn phẩm trong tương lai
Tìm hiểu và nghiên cứu với các thiệt bị trong điện công nghiệp tạo nên một hệ thống tự động khép kín.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Thông tin các vụ cháy: https://canhsatpccc.gov.vn
2. Conventional Fire Alarm System: http://hccorp.vn/tin-tuc/he-thong-bao-
chay-tu-dong-fire-alarm.html
3. Addressable Fire Alarm System: http://hccorp.vn/tin-tuc/he-thong-bao-
chay-tu-dong-fire-alarm.html
4. Tài liệu quan khác : https://text.123docz.net/trang-chu.htm
5. Công ty COMETECH: https://sieuthianninhvn.com/tin-tuc/lap-dat-he-
thong-bao-chay-tu-dong-tai-tphcm.html
6. Hệ thống báo cháy không dây FireSmart: https://sieuthiphongchay.vn/bao-
chay-khong-day-qua-dien-thoai
7. Gỉai pháp phòng cháy chữa cháy: https://pcccantam.com/cac-bien-phap-
phong-chay-chua-chay-co-ban.html
8. Mạch báo cháy GSM Arduino: https://dientutuonglai.com/he-thong-bao-
chay-qua-sms-canh-bao-dua-tren-gsm-su-dung-arduino.html 9. Arduino: http://srobot.saigontech.edu.vn
10. Linh kiện điện tử: https://nshopvn.com/
11. Thư viện Arduino cho Proteus :
PHỤ LỤC
1. Chƣơng trình điểu khiển mạch phịng ngủ
/*
*/
#define gas 6 #define led1 5 #define led2 4 int sensorPin = A2;
void setup() { pinMode(gas, INPUT_PULLUP); pinMode(led1, OUTPUT); pinMode(led2, OUTPUT); digitalWrite(led1, LOW); digitalWrite(led2, LOW); Serial.begin(9600); } void loop() {
int reading = analogRead(sensorPin); float voltage = reading * 5.0 / 1024.0; int temp1 = voltage * 100.0;
if (temp1 > 50) { Serial.write('1'); digitalWrite(led2, HIGH); } else {
digitalWrite(led2, LOW); } if (digitalRead(gas)) { digitalWrite(led1, HIGH); Serial.write('2'); } else { digitalWrite(led1, LOW); }
if (!digitalRead(gas) && temp1 < 50) { Serial.write('3');
}
//delay(1000); }
2. Chƣơng trình điểu khiển mạch phòng khách /* */ #include <Wire.h> #include <LiquidCrystal_I2C.h> LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); #define led1 22 #define led2 23 #define gas 12 int sensorPin = A0; int c_slave1; int c_master; int c_slave2; void setup() { pinMode(gas, INPUT_PULLUP); pinMode(led1, OUTPUT); pinMode(led2, OUTPUT); digitalWrite(led1, LOW); digitalWrite(led2, LOW); Serial.begin(9600); Serial1.begin(9600); Serial2.begin(9600); Serial3.begin(9600); lcd.init(); lcd.backlight();
lcd.print("HT Bao Chay SMS"); //delay(2000);
//lcd.clear(); } void loop() { docCamBien(); uart_data(); } void uart_data() { if (Serial1.available() > 0) { c_slave1 = Serial1.read(); } if (Serial2.available() > 0) { c_slave2 = Serial2.read(); }
if (c_slave1 == '1' || c_slave2 == '4' || c_master == '7') { lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Bao Chay "); Serial3.println("Bao Chay"); digitalWrite(led1, HIGH); }
if (c_slave1 == '2' || c_slave2 == '5' || c_master == '8') {
lcd.print("Bao Gas "); Serial3.println("Bao Gas"); digitalWrite(led2, HIGH); }
if (c_slave1 == '3' && c_slave2 == '6' && c_master == '9') { lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Binh thuong "); digitalWrite(led1, LOW); digitalWrite(led2, LOW); } } void docCamBien() {
int reading = analogRead(sensorPin); float voltage = reading * 5.0 / 1024.0; int temp = voltage * 100.0;
if (temp > 50) { //digitalWrite(led1, HIGH); c_master = '7'; } else { //digitalWrite(led1, LOW); } if (digitalRead(gas)) { //digitalWrite(led2, HIGH);
c_master = '8'; }
else {
//digitalWrite(led2, LOW); }
if (!digitalRead(gas) && temp < 50) { c_master = '9';
} }
3. Chƣơng trình điều khiển mạch phịng bếp /* */ #define gas 6 #define led1 5 #define led2 4 int sensorPin = A2;
void setup() { pinMode(gas, INPUT_PULLUP); pinMode(led1, OUTPUT); pinMode(led2, OUTPUT); digitalWrite(led1, LOW); digitalWrite(led2, LOW); Serial.begin(9600); } void loop() {
int reading = analogRead(sensorPin); float voltage = reading * 5.0 / 1024.0; int temp1 = voltage * 100.0;
if (temp1 > 50) { Serial.write('4'); digitalWrite(led2, HIGH); } else { digitalWrite(led2, LOW);
} if (digitalRead(gas)) { digitalWrite(led1, HIGH); Serial.write('5'); } else { digitalWrite(led1, LOW); }
if (!digitalRead(gas) && temp1 < 50) { Serial.write('6');
}
//delay(1000); }