12141
DESCRIPTION
freeTRANSCRIPT
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
1
Lời cảm ơn
Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn Thầy Phan Vân Hoàn – giảng viên tại
trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hồ Chí Minh là người trực tiếp giảng dạy và hướng
dẫn em hoàn thành đồ án này. Đồ án này là kết quả của quá trình học tập và nghiên cứu
tại trường, vì vậy em cũng xin chân thành cảm ơn quý thầy cô đã từng giảng dạy để giúp
em trang bị những kiến thức để hoàn thành tốt đồ án môn học. Đồng gửi lời cảm ơn đến
các bạn SV cùng khóa đã tận tình giúp đỡ để đồ án có thể thực hiện được.Tuy nhiên đồ án
còn hạn chế do kiến thức thu thập được chưa đầy đủ mong được Thầy chỉ dẫn thêm. Em
xin chân thành cảm ơn
Sinh viên Trần Sơn Lành
Lời nói đầu
Hiện nay,khoa học kĩ thuật ngày càng phát triển, mức sống của người dân ngày
càng cao, sử dụng các thiết bị điện và gas trong đời sống nấu ăn sinh hoạt trong gia đình
là thiết yếu. Việc sử dụng thiết bị điện và gas trong đời sống gia đình, các hoạt động xã
hội, kinh tế mặc dù tiện lợi và cung cấp đầu đủ các nhu cầu cơ bản của cá nhân, nâng cao
chất lượng cuộc sống giảm chi phí và thời gian nhưng song song đó việc bảo quản và đảm
bảo an toàn hay sự cách li giữa thiết bị dùng điện, thiết bị dẫn gas với các vật dụng trong
gia đình hay ở cơ quan tổ chức còn nhiều hạn chế, đơn cử là việc sử dụng dây dẫn điện
không đủ tiêu chuẩn không có thiết bị đóng cắt tự động khi cần thiết hoặc có nhưng
không hợp chuẩn hay là việc dây dẫn gas bị côn trùng cắn gặm hư hại mà không biết nó
cũng tiềm ẩn những nguy cơ có thể xảy ra đẫn đến các tai nạn điện và rò rỉ gas không
đáng có. Tai nạn điện có nhiều dạng như: điện giât, hồ quang,cháy nổ.... nguy hiểm nhất
vẫn là cháy nổ do điện hoặc do gas rò rỉ dẫn đến hủy hoại tài sản hoặc thậm chí gây thiệt
mạng cho người người dùng điện hay người xung quanh. Hơn 80% nạn nhân thiệt mạng
cháy nổ hiện nay do khói. Từ những vấn đề trên đặt ra yêu cầu phải có một hệ thống giúp
người dùng là cá nhân hay tổ chức có thể biết chính xác tình hình hiện tại của khu vực nơi
minh đang ở có an toàn hay không. Đó là lí do em chọn đề tài: “Hệ thống cảnh báo sớm
nguy cơ cháy nổ”.
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
2
MỤC LỤC
CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU YÊU CẦU-GIỚI HẠN ĐỀ TÀI ................................. 3
1.1. Giới thiệu đề tài ................................................................................................... 3
1.2. Mục đích đề tài .................................................................................................... 3
CHƢƠNG 2. THIẾT KẾ ........................................................................................... 4
2.1. Giới thiệu ............................................................................................................. 4
2.2. Sơ đồ khối............................................................................................................ 4
2.2.1. Khối nguồn ............................................................................................ 5
2.2.2. Khối cảm biến ....................................................................................... 6
2.2.3. Khối xử lí ............................................................................................. 12
2.2.4. Khối hiển thị ........................................................................................ 26
2.2.5. Khối báo động ..................................................................................... 30
CHƢƠNG 3. THI CÔNG MẠCH ........................................................................... 35
CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KẾT LUẬN ...................................... 42
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 43
PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 43
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
3
CHƢƠNG 1.
GIỚI THIỆU YÊU CẦU – GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. GIỚI THIỆU
Chức năng của mạch báo cháy sớm: dùng để báo trước sự cố quá nhiệt độ hoặc
rò rỉ khí gas có thể xảy ra khi có vấn đề về an toàn khi sử dụng điện và thiết bị dùng
gas trong gia đình hoặc cơ quan. Giúp cho người dùng có thể phát hiện sớm kịp thời
khắc phục sự cố để tránh các thiệt hại về người và tài sản.
Phân loại cảnh báo: cảnh báo quá nhiệt độ, cảnh báo khói, khí gas.
Mạch cảnh báo cháy sớm có ứng dụng rất cần thiết cho ứng dụng gia đình và cơ
quan, các khu vực có nguy cơ cháy nổ để hạn chết thiệt hại về người và tài sản.
1.2. GIỚI HẠN
Độ nhanh nhạy và chính xác:
Mạch báo cháy sớm dùng cảm cảm biến nhiệt độ LM35 và cảm biến khí gas
MQ2 hiện thị giá trị lên LCD còn nhiều hạn chế do: tốc độ đọc nhận kết quả của
LM35 còn chậm và cập nhật giá trị không kịp thời. Cảm biến khí gas MQ2 quá nhạy
với sự thay đổi của môi trường bên ngoài, đôi khi báo sai kết quả. Hiển thị LCD gây
khó khăn cho người quan sát khi muốn xem kết quả.
Chi phí cung cấp nguồn hoạt động :
Mạch sử dụng điện DC 5V và chuông điện báo động 220V cung cấp qua bộ
nguồn và tự trực tiếp lưới điện nhưng khi xảy ra sự cố cháy nổ điện sẽ bị cúp toàn
mạch sẽ ngừng hoạt động . Nhưng nếu sử dụng pin thì cần kiểm tra thường xuyên để
xác định rõ tình hình pin còn hay hết để kịp thời thay thế gây tốn thời gian. Giải pháp
được đặt ra cần phải có bộ nguồn dự phòng khi có sự cố mất điện xảy ra hoặc mạch
dùng những tấm pin năng lượng mặt trời hoạt động.
Vấn đề an toàn:
Việc sử dụng điện 220V trong môi trường có khí gas cần đảm bảo an toàn điện,
cách li tốt các mối nối để tránh sự kiện chạm mạch sinh ra tia lửa điện gây nguy hiểm
cho môi trường xung quanh.
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
4
CHƢƠNG 2.
THIẾT KẾ
2.1. GIỚI THIỆU
Kỹ thuật vi xử lý ngày càng phát triển so với bên kỹ thuật số, vi xử lý nhỏ gọn
hơn rất nhiều do chúng đã được tích hợp sẵn trong đó. Việc sử dụng VXL ngày càng
dễ dàng tiếp cận người dùng hơn, giảm chi phí và dễ dàng sửa chữa.
Với nhưng ưu điểm đó VXL đã được dùng trong đồ án môn học này để giúp
người dùng cảnh báo cháy ứng dụng thực tiễn vào đời sống hàng ngày. Kết hợp với
những phần mềm lập trình có sẵn sẽ dễ dàng đáp ứng được những yêu cầu khắt khe
nhất của người dùng. Để biết chính xác điều đó ảnh hưởng như thế nào, chúng ta cùng
hãy đi vào chi tiết nội dung của đồ án: “Hệ thống cảnh báo sớm nguy cơ cháy nổ”
2.2. SƠ ĐỒ KHỐI
KHỐI CẢM BIẾN KHỐI XỬ LÝ KHỐI HIỂN THỊ VÀ BÁO
ĐỘNG
Hình 2.1: Sơ đồ khối của toàn bộ mạch điện
Chức năng của từng khối:
Khối nguồn: cung cấp nguồn cho toàn bộ mạch hoạt động theo đúng yêu cầu.
Khối cảm biến: đo nhiệt độ từ môi trường ngoài và nồng độ khí gas ở trong
không khí chuyển thành mức điện áp DC tương ứng đưa về khối xử lý
KHỐI NGUỒN
đo nhiệt độ-
LM35
cảm biến
khí gas
PIC16f887 GIẢI MÃ
ADC
LCD
CHUÔNG ĐIỆN
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
5
Khối xử lí: là PIC16f887 tích hợp sẵn bộ chuyển đổi từ tương tụ sang số(ADC),
so sánh với mẫu có trước đó để xuất tín hiệu khi đạt yêu cầu
Khối hiển thị và báo động:
LCD: Hiển thị giá trị nhiệt độ và nồng độ khí gas có trong không khí
Chuông điện: báo động khi xảy ra sự cố sử dụng nguồn 220V
Có thể thay chuông điện bằng động cơ AC tự động phun nước khi có sự
cố
2.2.1. Thiết kế sơ đồ nguyên lí
A. Khối nguồn:
1. LM7805
Do yêu cầu cần cung cấp 1 nguồn ổn định và có giá trị cần thiết là 5V nên
ta sử dụng IC ổn áp thông dụng là LM7805. Do LM7805 chỉ cho điện áp vào tải
trong dải 7V-20V(với cách mắc thông thường) và điện áp ra từ 4.75-5.25V.
dòng ra từ 5.0mA-1.0A
Hình 2.2: IC ổn áp Lm7805
Đặc điểm:
LM7805 là một IC ổn áp thông dụng được ứng dụng nhiều trong thực tế
với các ưu điểm như điện áp ra ổn đinh cùng như các điều chỉnh điện áp
ra khá đơn giản.
Giá thành rẻ tiết kiệm chi phí khi thực hiện
Tỏa nhiệt cao khi mạch hoạt động, cần có bộ tản nhiệt cho IC
Dòng chịu của LM7805 nhỏ chỉ 1.5A
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
6
Một sơ đặc điểm thông số cơ bản của LM7805:
Điện áp ra: 4.75V-5.25V
Dòng ra lớn nhất: 1A
Điện áp vào: 7V-20V
Dòng ra: 5.0mA-1A
Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của Lm7805 được trình bày như sau
Hình 2.3: cấu tạo bên trong IC ổn áp LM7805
B. Khối cảm biến:
a) LM35: là cảm biến dùng để đo nhiệt đô theo ºC. Có 2 loại thường gặp:
loại đóng gói theo kiểu IC và loại plastic
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
7
Hình 2.4: Cảm biến nhiệt độ LM35
Loại
IC
Lo
ại P
last
ic
Hình 2.5:Mô hình và sơ đồ chân của LM35
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
8
Thông số của LM35
Được hiệu chỉnh trực tiếp thành ºC
Hệ số chia tuyến tính +10mV/ºC
Sai số khoảng 0.5ºC tại 25ºC
Phạm vi đo từ -55ºC đến 150ºC
Phù hợp với các ứng dụng điều khiển từ xa
Giá thành thấp(18k)
Hoạt động từ 4V-30V
Dòng qua LM35 khoảng 60 μA
Mức độ phi tuyến tiêu biểu ±1/4ºC
Độ chính xác cao, với sai số ±1/40C ở nhiệt độ phòng và ±3/4
oC
trong khoảng nhiệt độ -55 đến 1500C
Ứng dụng tiêu biểu:
LM35 đo nhiệt độ ngõ vào và xuất tín hiệu điện áp ngõ ra tỉ lệ tuyến tính với
nhiệt độ ngõ vào là ºC.vì vậy nó có lợi thế hơn các cảm biến tuyến tính hiệu chỉnh theo
độ Kelvin ºK. LM35 không cần thiết phải hiệu chỉnh hay tinh chỉnh bên ngoài vì nó
được cung cấp phạm vi chính xác tiêu biểu là ±1/40C ở nhiệt độ phòng và ±3/4
oC
trong khoảng nhiệt độ -55 đến 1500C. Trở kháng ngõ ra thấp,tuyến tính và hiệu chỉnh
chính xác làm cho việc đọc ngõ ra và kiểm soát mạch điện trở nên dễ dàng. LM35 có
thể sử dụng nguồn đơn hoặc nguồn đôi và rút dòng khoảng 60 μA.
LM35 có thể được sử dụng bằng 2 bộ nguồn: đơn và đôi
Nguồn đơn: đô nhiệt độ từ +2ºC tới 150ºC Nguồn đôi: -55ºC tới +150ºC
Hình 2.6: Hai kiểu nối nguồn cho Lm35
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
9
Các thông số kĩ thuật của cảm biến họ LM35
Mã sản phẩm Dải nhiệt độ Độ chính xác Đầu ra
LM35A -55ºC đến +150ºC +1.0ºC 10mV/ºC
LM35 -55ºC đến +150ºC +1.5ºC 10mV/ºC
LM35CA -40ºC đến +110ºC +1.0ºC 10mV/ºC
LM35C -40ºC đến +110ºC +1.5ºC 10mV/ºC
LM35D 0ºC đến +100ºC +2.0ºC 10mV/ºC
Bảng 2.1: các thông số của các loại cảm biến nhiệt độ
LM35 là 1 IC cảm biến nhiệt, mạch tích hợp chính xác cao có điện áp đầu ra tỷ lệ
tuyến tính với nhiệt độ theo thang độ Celcius. Họ cảm biến này cũng không yêu cầu
cân chỉnh bên ngoài vì bản thân nó đã được cân chỉnh. Họ này cho ra điện áp 10mV
ứng với thay đổi nhiệt độ 1ºC.
b) Cảm biến khí gas MQ2:
Cảm biến khí, dùng để phát hiện các khí có thể gây cháy. Nó được cấu tạo từ
chất bán dẫn SnO2. Chất này có độ nhạy cảm thấp với không khí sạch. Nhưng khi
trong môi trường có chất ngây cháy, độ dẫn của nó thay đổi ngay. Chính nhờ đặc điểm
này người ta thêm vào mạch đơn gian để biến đổi từ độ nhạy này sang điện áp.
Khi môi trường sạch điện áp đầu ra của cảm biến thấp, giá trị điện áp đầu ra càng
tăng khi nồng độ khí gây cháy xung quang MQ2 càng cao.
MQ2 hoạt động rất tốt trong môi trường khí hóa lỏng LPG, H2, và các chất khí
gây cháy khác. Nó được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và dân dụng do mạch đơn
giản và chi phí thấp.
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
10
Hình 2.7: Cảm biến khí gas MQ2 và mạch kiểm tra sự hoạt động của MQ2
Thông số MQ2:
Giới hạn đo: 300-10000ppm
Giới hạn điện áp: ≤24V DC
Nguồn cung cấp : 5.0±0.2V
Điện trở
Đối với mạch test ở trên. Cảm biến cần được cung cấp 2 mức điện áp: giá trị điện
áp cung cấp cho mạch VH và giá trị điện áp thử VC. Vh được sử dụng để cung cấp
nhiệt độ làm việc cho cảm biến, trong khi VC đươc dùng để tìm ra giá trị điện áp
(VRL) bên trong tải trở(RL) với các cảm biến. Cảm biến có tính phân cực. Vc là điện
áp DC. VC và Vh có thể dùng chung mạch để đảm bảo điều kiện làm việc của cảm
biến. Khi đó sẽ làm cho cảm biến làm việc tốt hơn. Giá trị điện trở RL được chọn sao
cho phù hợp với độ nhạy Ps của cảm biến: Ps=Vc2×Rs/(Rs+RL)2
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
11
Hình 2.8: đặc tuyến của cảm biến khí gas MQ2
Hình 1: cho thấy sự đặc trưng độ nhạy của cảm biến MQ2. Tung độ là mức tỉ lệ
trở kháng của cảm biến (Rs/Ro), hoành độ là giá trị đặ trưng của khí gases. Rs là
trở kháng của các loại khí khác nhau. Ro là trở kháng của cảm biến tại 1000ppm
Hyrogen.
Hinh 2: cho thấy sự đặc trưng tác động của nhiệt độ và độ ẩm đến hoạt động của
cảm biến. Trục tung là mức tỉ lệ trở kháng của cảm biến (Rs/Ro). Rs là trở kháng
của cảm biển tại 1000ppm Butane dươi các mức nhiệt độ và độ ẩm khác nhau. Ro
là trở kháng của cảm biến tại môi trường 1000ppm Methane 20/65%RH.
Cấu trúc và hình dạng của cảm biến MQ2.
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
12
Hình 2.9: cấu tạo của MQ2
Cảm biến được tạo bởi 1 ống gốm chưa Al2O3, Tin Dioxide (SnO2) là lớp bán
dẫn có độ nhạy thấp với không khí sạch. Các điện cực được cố định vào lớp vở được
làm bằng nhựa và kim loại không gỉ. MQ2 có 6 chân trong đó 4 chân được sử dụng để
lấy tín hiệu, còn 2 chân còn lại được dùng để cung cấp nhiệt độ cho cảm biến làm việc.
C. KHỐI XỬ LÍ: PIC
1. TỔNG QUAN VỀ VĐK PIC
PIC là một họ vi điều khiển RISC được sản xuất bởi công ty Microchip
Technology. Thế hệ PIC đầu tiên là PIC1650 được phát triển bởi Microelectronics
Division thuộc General – Instrument.
PIC là viết tắt của "Programmable Intelligent Computer" là một sản phẩm của
hãng General Instruments đặt cho dòng sản phẩm đầu tiên là PIC1650. Thời điểm đó
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
13
PIC1650 được dùng để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi cho máy chủ 16 bit CP1600,
vì vậy, người ta cũng gọi PIC với cái tên "Peripheral Interface Controller" – bộ điều
khiển giao tiếp ngoại vi.
CP1600 là một CPU mạnh nhưng lại yếu về các hoạt động xuất nhập vì vậy PIC
8-bit được phát triển vào năm 1975 để hỗ trợ cho hoạt động xuất nhập của CP1600.
ROM để chứa mã, mặc dù khái niệm RISC chưa được sử dụng thời bấy giờ,
nhưng PIC thực sự là một vi điều khiển với kiến trúc RISC, chạy một lệnh với một chu
kỳ máy – gồm 4 chu kỳ của bộ dao động.
Năm 1985 General Instruments bán công nghệ các vi điện tử của họ, và chủ sở
hữu mới hủy bỏ hầu hết các dự án - lúc đó đã quá lỗi thời. Tuy nhiên PIC được bổ
sung EEPROM để tạo thành 1 bộ điều khiển vào ra lập trình.
Ngày nay rất nhiều dòng PIC được xuất xưởng với hàng loạt các module ngoại vi
tích hợp sẵn (như USART, PWM, ADC...), với bộ nhớ chương trình từ 512 Word đến
32K Word.
2. MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CHUNG CỦA VI ĐIỀU KHIỂN PIC
Hiện nay có khá nhiều dòng PIC và có rất nhiều khác biệt về phần cứng, nhưng
chúng ta có thể điểm qua một vài nét như sau:
Là CPU 8/16 bit, xây dựng theo kiến trúc Harvard.
Có bộ nhớ Flash và ROM có thể tuỳ chọn từ 256 byte đến 256 Kbyte.
Có các cổng xuất – nhập (I/O ports).
Có timer 8/16 bit.
Có các chuẩn giao tiếp nối tiếp đồng bộ/không đồng bộ USART.
Có các bộ chuyển đổi ADC 10/12 bit.
Có các bộ so sánh điện áp (Voltage Comparators).
Có các khối Capture/Compare/PWM.
Có hỗ trợ giao tiếp LCD.
Có MSSP Peripheral dùng cho các giao tiếp I²C, SPI, và I²S.
Có bộ nhớ nội EEPROM - có thể ghi/xoá lên tới 1 triệu lần.
Có khối Điều khiển động cơ, đọc encoder.
Có hỗ trợ giao tiếp USB.
Có hỗ trợ điều khiển Ethernet.
Có hỗ trợ giao tiếp CAN.
Đặc điểm thực thi tốc độ cao CPU RISC của họ vi điều khiển PIC16F88XA là:
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
14
Chỉ gồm 35 lệnh đơn.
Thời gian thực hiện tất cả các lệnh là 1 chu kì máy, ngoại trừ lệnh gọi
chương trình con là 2.
Tốc độ hoạt động: DC- 20MHz ngõ vào xung clock.
DC- 200ns chu kì lệnh.
Dung lượng của bộ nhớ chương trình Flash là 8K×14words.
Dung lượng của bộ nhớ dữ liệu RAM là 368×8bytes.
Dung lượng của bộ nhớ dữ liệu EEPROM là 256×8 bytes.
a. CÁC ĐẶC TÍNH NGOẠI VI
Timer0: là bộ định thời timer/counter 8 bit có bộ chia trước.
Timer1: là bộ định thời timer/counter 16 bit có bộ chia trước, có thể đếm
khi CPU đang ở trong chế độ ngủ với nguồn xung từ tụ thạch anh hoặc nguồn
xung bên ngoài.
Timer2: bộ định thời timer/counter 8 bit với thanh ghi 8-bit, chia trước
và bộ chia sau.
Hai khối Capture, Compare, PWM.
Capture có độ rộng 16-bit, độ phân giải 12.5ns
Compare có độ rộng 16-bit, độ phân giải 200ns
Độ phân giải lớn nhất của PWM là 10-bit.
b. CÁC ĐẶC TÍNH TƢƠNG TỰ
Có 8 kênh chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số ADC 10-bit.
Có reset BOR (Brown – Out Reset).
Khối so sánh điện áp tương tự:
Hai bộ so sánh tương tự.
Khối tạo điện áp chuẩn VREF tích hợp bên trong có thể lập trình.
Đa hợp ngõ vào lập trình từ ngõ vào của CPU với điện áp chuẩn
bên trong.
Các ngõ ra của bộ so sánh có thể truy xuất từ bên ngoài.
c. CÁC ĐẶC TÍNH ĐẶC BIỆT CỦA VI ĐIỀU KHIỂN
Bộ nhớ chương trình Enhanced Flash cho phép xóa và ghi 100,000 lần.
Bộ nhớ dữ liệu EEPROM cho phép xóa và ghi 1,000,000 lần.
Bộ nhớ EEPROM có thể lưu giữ dữ liệu hơn 40 năm và có thể tự lập
trình lại.
Mạch lập trình nối tiếp ISP thông qua 2 chân (In-Circuit Serial
Programming).
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
15
Nguồn sử dụng là nguồn đơn 5V cấp cho mạch lập trình nối tiếp.
Có Watchdog Timer (WDT) với bộ dao động RC tích hợp trên Chip.
Có thể lập trình mã bảo mật.
Có thể hoạt động ở chế độ ngủ để tiết kiệm năng lượng.
Có thể lựa chọn bộ dao động.
Có mạch điện gỡ rối ICD (In-Circuit Debug).
d. CÔNG NGHỆ CMOS:
Có các đặc tính: công suất thấp, công nghệ bộ nhớ Flash/EEPROM tốc độ cao.
Điện áp hoạt động từ 2V đến 5,5V và tiêu tốn năng lượng thấp. Phù hợp với nhiệt độ
làm việc trong công nghiệp và thương mại.
Bảng 1-1 trình bày tóm tắt cấu trúc của 5 loại PIC16F88X.
Bảng 2.2: Chi tiết các PIC16F88x
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
16
3. VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F88X
Hình 2.10: các kiểu linh kiện PIC16f88x
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
17
Cấu trúc Pic16f88x:
Hình 2.11: cấu trúc của Pic 16f88x
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
18
a. Sơ đồ khối PIC 16f88X gồm các khối:
Khối ALU – Arithmetic Logic Unit.
Khối bộ nhớ chứa chương trình – Flash Program Memory.
Khối bộ nhớ chứa dữ liệu EEPROM – Data EPROM.
Khối bộ nhớ file thanh ghi RAM – RAM file Register.
Khối giải mã lệnh và điều khiển – Instruction Decode Control.
Khối thanh ghi đặc biệt.
Khối bộ nhớ ngăn xếp.
Khối reset mạch khi có điện, khối định thời reset mạch khi có điện, khối
định thời ổn định dao động khi có điện, khối định thời giám sát, khối reset khi sụt
giảm nguồn, khối gỡ rối, khối lập trình bộ nhớ điện áp thấp.
Khối ngoại vi timer T0, T1,T2.
Khối giao tiếp nối tiếp.
Khối chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số –ADC.
Khối so sánh điện áp tương tự.
Khối tạo điện áp tham chiếu.
Khối các port xuất nhập.
b. SƠ ĐỒ CHÂN VÀ CHỨC NĂNG CÁC CHÂN PIC16F887A:
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
19
Hình 2.12: sơ đồ khối Pic 16f887A
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
20
Chân MCLR /VPP (1): có 2 chức năng:
MCLR : là ngõ vào reset tích cực mức thấp.
VPP: ngõ vào nhận điện áp khi ghi dữ liệu vào bộ nhớ nội flash.
Chân RA0/AN0 (2): có 2 chức năng:
RA0: xuất/ nhập số.
AN0: ngõ vào tƣơng tự của kênh thứ 0.
Chân RA1/AN1(3):
RA1: xuất/nhập số.
AN1: ngõ vào tƣơng tự của kênh thứ 1.
Chân RA2/AN2/VREF-/CVREF (4):
RA2: xuất/nhập số.
AN2: ngõ vào tƣơng tự của kênh thứ 2.
VREF-: ngõ vào điện áp chuẩn (thấp) của bộ ADC.
CVREF: điện áp tham chiếu VREF ngõ ra bộ so sánh
Hình 2.13: sơ đồ chân Pic 16f88x
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
21
Chân RA3/AN3/VREF+ (5):
RA3: xuất/nhập số.
AN3: ngõ vào tƣơng tự kênh thứ 3.
VREF+: ngõ vào điện áp chuẩn (cao) của bộ A/D.
Chân RA4/TOCKI/C1OUT (6):
RA4: xuất/nhập số – mở khi được cấu tạo là ngõ ra.
TOCKI: ngõ vào xung clock từ bên ngoài cho Timer0.
C1OUT: ngõ ra bộ so sánh 1.
Chân RA5/AN4/ SS /C2OUT (7):
RA5: xuất/nhập số.
AN4: ngõ vào tƣơng tự kênh thứ 4.
SS : ngõ vào chọn lựa SPI phụ.
C2OUT: ngõ ra bộ so sánh 2.
Chân RE0/ RD /AN5 (8):
RE0: xuất/nhập số.
RD : điều khiển đọc port song song.
AN5: ngõ vào tương tự 5.
Chân RE1/ WR /AN6 (9):
RE1: xuất/nhập số.
WR : điều khiển ghi port song song.
AN6: ngõ vào tương tự kênh thứ 6.
Chân RE2/ CS /AN7 (10):
RE2: xuất/nhập số.
CS : Chip chọn lựa điều khiển port song song.
AN7: ngõ vào tương tự kênh thứ 7.
Chân OSC1/CLKI (13): là ngõ vào kết nối với dao động thạch anh hoặc ngõ vào
nhận xung clock bên ngoài.
OSC1: ngõ vào dao động thạch anh hoặc ngõ vào nguồn xung ở bên
ngoài. Ngõ vào có mạch Schmitt Trigger nếu sử dụng dao động RC.
CLKI: ngõ vào nguồn xung bên ngoài.
Chân OSC2/CLKO (14): ngõ ra dao động thạch anh hoặc ngõ ra cấp xung clock.
OSC2: ngõ ra dao động thạch anh. Kết nối đến thạch anh hoặc bộ cộng
hưởng.
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
22
CLKO: ở chế độ RC, ngõ ra của OSC2, bằng ¼ tần số của OSC1 và
chính là tốc độ của chu kì lệnh.
Chân RC0/T1OSO/T1CKI (15):
RC0: xuất/nhập số.
T1OSO: ngõ ra của bộ dao động Timer1.
T1CKI: ngõ vào xung clock từ bên ngoài Timer1.
Chân RC1/T1OSI/CCP2 (16):
RC1: xuất/nhập số.
T1OSI: ngõ vào của bộ dao động Timer1.
CCP2: ngõ vào Capture2, ngõ ra compare2, ngõ ra PWM2.
Chân RC2/CCP1 (17):
RC2: xuất/nhập số
CCP1: ngõ vào Capture1, ngõ ra compare1, ngõ ra PWM1
Chân RC3/SCK/SCL (18):
RC3: xuất/nhập số.
SCK: ngõ vào xung clock nối tiếp đồng bộ/ngõ ra của chế độ SPI.
SCL: ngõ vào xung clock nối tiếp đồng bộ/ngõ ra của chế độ I2C.
Chân RD0/PSP0 (19):
RD0: xuất/nhập số.
PSP0: dữ liệu port song song.
Chân RD1/PSP1 (20):
RD1: xuất/nhập số.
PSP1: dữ liệu port song song.
Các chân RD2/PSP2 (21), RD3/PSP3 (22), RD4/PSP4 (27), RD5/PSP5 (28),
RD6/PSP6 (29), RD7/PSP7 (30) tƣơng tự chân 19, 20.
Chân RB0/INT (33):
RB0: xuất/nhập số.
INT: ngõ vào nhận tín hiệu ngắt ngoài.
Chân RB1 (34): xuất/nhập số.
Chân RB2 (35): xuất/nhập số.
Chân RB3/PGM:
RB3: xuất/nhập số.
PGM: Chân cho phép lập trình điện áp thấp ICSP.
Chân RB4 (37), RB5 (38): xuất/nhập số.
Chân RB6/PGC (39):
RB6: xuất/nhập số.
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
23
PGC: mạch gỡ rối và xung clock lập trình ICSP.
Chân RB7/PGD (40):
RB7: xuất/nhập số.
PGD: mạch gỡ rối và dữ liệu lập trình ICSP.
Chân RC4/SDI/SDA (23):
RC4: xuất/nhập số.
SDI: dữ liệu vào SPI.
SDA: xuất/nhập dữ liệu I2C.
Chân RC5/SDO (24):
RC5: xuất/nhập số.
SDO: dữ liệu ra SPI.
Chân RC6/TX/CK (25):
RC6: xuất/nhập số.
TX: truyền bất đồng bộ USART.
CK: xung đồng bộ USART.
Chân RC7/RX/DT (26):
RC7: xuất/nhập số.
RX: nhận bất đồng USART.
DT: dữ liệu đồng bộ USART.
Chân VDD (11,32) và VSS (12, 31): là các chân nguồn của PIC.
a. SƠ ĐỒ KHỐI ADC
ADC của PIC16F887A có sơ đồ khối như hình 13:
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
24
Hình 2.14: Khối ADC có trong PIC
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
25
b. TẬP LỆNH C CHO ADC
Các lệnh của ngôn ngữ lập trình C liên quan đến ADC bao gồm:
Lệnh SETUP_ADC(MODE)
Lệnh SETUP_ADC_PORT(VALUE)
Lệnh SET_ADC_CHANNEL(CHAN)
Lệnh VALUE=READ_ADC(MODE)
LỆNH SETUP_ADC(MODE) - LỆNH ĐỊNH CẤU HÌNH CHO ADC
Cú pháp:
setup_adc (mode); Thông số: mode- Analog to digital mode. Xem trong
file device. Một vài thông số chọn kiểu: ADC_OFF :tắt ADC – không
dùng ADC_CLOCK_INTERNAL :dùng xung clock bên trong – không
chia ADC_CLOCK_DIV_32 :dùng xung clock nội chia cho 32 Chức
năng: định cấu hình cho ADC
Có hiệu lực:
Cho các PIC có tích hợp ADC. Yêu cầu: Các hằng số định nghĩa trong
file devices.h
Ví dụ:
setup_adc_ports( ALL_ANALOG );
setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL );
LỆNH SETUP_ADC_PORT(VALUE) - LỆNH ĐỊNH CẤU HÌNH CHO PORT
Cú pháp:
setup_adc_ports (value) Hằng số: value - là hằng số định nghĩa trong file
devices .h
Chức năng: Thiết lập chân của ADC là tƣơng tự, số hoặc tổ hợp cả 2.
Hiệu lực:Chức năng này có hiệu lực cho các PIC có ADC. Yêu cầu:
Hằng số định nghĩa trong devices .h
Ví dụ:
setup_adc_ports( ALL_ANALOG ); // tất cả là analog setup_adc_ports(
RA0_RA1_RA3_ANALOG ); setup_adc_ports(
A0_RA1_ANALOGRA3_REF );
LỆNH SET_ADC_CHANNEL(chan) - LỆNH CHỌN KÊNH ADC
Cú pháp:
set_adc_channel (chan) - chọn kênh cần chuyển đổi khi đo nhiều hơn 1
kênh, nếu chỉ đo 1 kênh thì không cần.
Thông số: chan là thứ tự kênh cần chuyển đổi. Kênh bắt đầu từ số 0.
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
26
Chức năng: Chỉ định kênh để thực hiện chuyển đổi ADC Phải chờ 1
khoảng thời gian ngắn khi chuyển kênh trƣớc khi tiến hành đọc kết quả
chuyển đổi, thời gian chờ phụ thuộc vào tổng trở của kênh ngõ vào,
thƣờng thì thời gian chờ khoảng 10μs.
Hiệu lực:Có hiệu lực cho các PIC có ADC.
Ví dụ: SET_ADC_CHANNEL(2);
DELAY_US(10); VALUE = READ_ADC();
LỆNH value=READ_ADC(mode) - LỆNH ĐỌC KẾT QUẢ CHUYỂN ĐỔI
ADC
Cú pháp: value = read_adc ([mode]) - đọc kết quả sau khi chuyển đổi
xong Hằng số: mode là 1 trong các hằng số
ADC_START_AND_READ (thực hiện đọc liên tục, mặc nhiên là mode
ắt đầu chuyển đổi và đọc kết quả
ADC_READ_ONLY (đọc kết quả của lần chuyển đổi sau cùng)
Trả về: Kết quả 8 bit hay 16 bit tùy thuộc và khai báo #DEVICE ADC=
directive.
Chức năng: Lệnh này sẽ đọc giá trị số sau khi chuyển đổi xong
Hiệu lực:Cho các PIC có ADC.
D. KHỐI HIỂN THỊ
1. Giới thiệu về LCD
Ở các phần giao tiếp với led 7 đoạn có hạn chế vì chỉ hiển thị được các số từ 0
đến 9 hoặc số hex từ 0 đến F – không thể nào hiển thị được các thông tin kí tự khác,
nhưng chúng sẽ được hiển thị đầy đủ trên LCD.
LCD có rất nhiều dạng phân biệt theo kích thước từ vài kí tự đến hàng chục kí tự,
từ 1 hàng đến vài chục hàng. Ví dụ LCD 16×2 có nghĩa là có 2 hàng, mỗi hàng có 16
kí tự. LCD 20×4 có nghĩa là có 4 hàng, mỗi hàng có 20 kí tự.
LCD 16×2 như hình 1:
Hình 2.15: LCD 16x2
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
27
2. SƠ ĐỒ CHÂN CỦA LCD:
Hình 2.16: Tổ chức chân của LCD
Trong 14 chân của LCD được chia ra làm 3 dạng tín hiệu như sau:
Các chân cấp nguồn: Chân số 1 là chân nối mass (0V), chân thứ 2 là Vdd
nối với nguồn +5V. Chân thứ 3 dùng để chỉnh contrast thường nối với
biến trở.
Các chân điều khiển: Chân số 4 là chân RS dùng để điều khiển lựa chọn
thanh ghi. Chân R/Wdùng để điều khiển quá trình đọc và ghi. Chân E là
chân cho phép dạng xung chốt.
Các chân dữ liệu D7÷D0: Chân số 7 đến chân số 14 là 8 chân dùng để
trao đổi dữ liệu giữa thiết bị điều khiển và LCD
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
28
3. CÁC LỆNH ĐIỀU KHIỂN LCD:
Hình 2.17: Các lệnh điều khiển LCD
Lệnh xoá màn hình “Clear Display”: khi thực hiện lệnh này thì LCD sẽ bị xoá và
bộ đếm địa chỉ được xoá về 0.
Lệnh di chuyển con trỏ về đầu màn hình “Cursor Home”: khi thực hiện lệnh này
thì bộ đếm địa chỉ được xoá về 0, phần hiển thị trở về vị trí gốc đã bị dịch trước đó.
Nội dung bộ nhớ RAM hiển thị DDRAM không bị thay đổi.
Lệnh thiết lập lối vào “Entry mode set”: lệnh này dùng để thiết lập lối vào cho
các kí tự hiển thị, bit ID = 1 thì con trỏ tự động tăng lên 1 mỗi khi có 1 byte dữ liệu ghi
vào bộ hiển thị, khi ID = 0 thì con trỏ sẽ không tăng: dữ liệu mới sẽ ghi đè lên dữ liệu
cũ. Bit S = 1 thì cho phép dịch chuyển dữ liệu mỗi khi nhận 1 byte hiển thị.
Lệnh điều khiển con trỏ hiển thị “Display Control”: lệnh này dùng để điều khiển
con trỏ (cho hiển thị thì bit D = 1, tắt hiển thị thì bit D = 0), tắt mở con trỏ (mở con trỏ
thì bit C = 1, tắt con trỏ thì bit C = 0), và nhấp nháy con trỏ (cho nhấp nháy thì bit B =
1, tắt thì bit B = 0).
Lệnh di chuyển con trỏ “Cursor /Display Shift”: lệnh này dùng để điều khiển di
chuyển con trỏ hiển thị dịch chuyển (SC = 1 cho phép dịch chuyển, SC = 0 thì không
cho phép), hướng dịch chuyển (RL = 1 thì dịch phải, RL = 0 thì dịch trái). Nội dung bộ
nhớ DDRAM vẫn không đổi.
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
29
Lệnh thiết chức năng “Function set”: lệnh này dùng để thiết lập chức năng giao
tiếp, bit DL (data length) = 1 thì cho phép giao tiếp 8 đường data D7 ÷ D0, nếu bằng 0
thì cho phép giao tiếp 4 đường D7 ÷ D4. Bit N (number of line) = 1 thì cho phép hiển
thị 2 hàng, nếu bằng 0 thì cho phép hiển thị 1 hàng. Bit F (font) = 1 thì cho phép hiển
thị với ma trận 5×10, nếu bằng 0 thì cho phép hiển thị với ma trận 5×7.
Lệnh thiết lập địa chỉ cho bộ nhớ RAM phát kí tự “Set CGRAM Addr”: lệnh này
dùng để thiết lập địa chỉ cho bộ nhớ RAM phát kí tự.
Lệnh thiết lập địa chỉ cho bộ nhớ RAM hiển thị “Set DDRAM Addr”: lệnh này
dùng để thiết lập địa chỉ cho bộ nhớ RAM lưu trữ các dữ liệu hiển thị.
Hai lệnh cuối cùng là lệnh đọc và lệnh ghi dữ liệu LCD.
Dạng sóng các tín hiệu khi thực hiện ghi dữ liệu vào LCD như hình 8-3:
Nhìn vào dạng sóng ta có thể thấy được trình tự điều khiển như sau:
Điều khiển tín hiệu RS.
Điều khiển tín hiệu R/W xuống mức thấp.
Điều khiển tín hiệu E lên mức cao để cho phép.
Xuất dữ liệu D7÷D0.
Điều khiển tín hiệu E về mức thấp.
Điều khiển tín hiệu R/W lên mức cao trở lại.
Hình 2.18: Dạng sóng điều khiển của LCD.
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
30
E. KHỐI BÁO ĐỘNG: CẢNH BÁO KHI XẢY RA SỰ CỐ
1. MOC3021:
Chức năng: Opto hay còn gọi là cách ly quang là linh kiện tích hợp có cấu tạo
gồm 1 led và 1 photo diot hay 1 photo transitor. Được sử dụng đẻ các ly giữa các khối
chênh lệch nhau về điện hay công suất nhu khối có công suất nhỏ với khối điện áp lớn.
VD: MOC3021
Hình 1: ảnh thực tế Hình 2: cấu trúc bên trong
Hình 2.19: Các ly quang MOC3021
Đặc điểm MOC3021:
Bảng 2.3: đặc điểm của cách ly quang MOC3021
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
31
Đặc tuyến của MOC3021
Hình 2.20: đặc tuyến của MOC3021
Cách sử dụng:
Hình 2.21: cách lắp mạch điện với MOC3021
Ta có thể thay thế tụ 0.05uF và 0.01uF bằng tụ 103/2KV
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
32
2. Triac BTA16
Triac là linh kiện giống như hai diode có thể điều khiển được và nối song song
ngược chiều. Nên triac dùng để đóng mở nguồn điện AC cho thiết bị như Motor,
Đèn...
Ngoài ra Triac còn dùng để điều khiển công suất cho bóng đèn, Motor: Tức thay
đổi cường độ sáng hay tốc độ động cơ.
Để Điều Khiển được triac đóng mạch thì dòng điều khiển phải lớn hơn dòng điều
khiển danh định của triac. Dòng này bạn có thể tra sách linh kiện cho từng loại triac
khác nhau. Do đặc điểm này nên không thể điều khiền thiết bị tải có dòng quá nhỏ
I<<50mA. Triac chỉ điều khiển được khi nguồn điện là có chu kỳ mà điện áp trở về 0.
Nếu Không chỉ có thể đóng được một lần, còn tắt thì không thể. Nên nếu là nguồn điện
một chiều, thì Triac sẽ đóng cho đến khi mất nguồn mới thôi.
Điều Khiền Triac: phải theo chiều của nguồn điện điều khiển. Tức khi ở bán kỳ
âm thì phải kích theo chiều âm và ngược lại. Và điện áp kích không cần cao chỉ
khoảng 1V đến 2V là được.
Hình 2.22:Hình ảnh BTA16
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
33
Đặc điểm của BTA16:
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
34
Bảng 4: chi tiết của BTA16
2.2.2. Lưu đồ và viết chương trình.
Trình tự điều khiển: khi mạch được cấp điện. Vi điều khiển sẽ nhận dữ liệu từ 2 cảm
biến MQ2 và Lm35. Sau đó Vi điều khiển sẽ xử lí hiển thị dữ liệu thu thập được lên
LCD 16x2. Khi dữ liệu phù hợp với yêu cầu đã được đặt sẵn VĐK sẽ xuất lệnh theo
đúng yêu cầu đã được đặt sẵn khi có sự cố.
Begin
Khởi tạo ADC, khởi tạo LCD, chọn xung clock, chọn
kênh, khỏi tạo port,khơii tạo các biến
Thực hiện chuyển đổi 100 lần, chia lấy trung bình. Xử lí
hệ số và xuất nhiệt độ lên LCD
Thực hiện đo 20 lần, chia lấy số dư, xử lí số, xuất nồng độ
PPM lên LCD
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
35
CHƢƠNG 3.
THI CÔNG MẠCH
3.1. VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ
1. Giới thiệu về phần mềm Altium
Phần mềm thiết kế mạch tự động Altium Designer là một môi trường thiết kế
điện tử đồng nhất, tích hợp cả thiết kế nguyên lý, thiết kế mạch in PCB, lập trình hệ
thống nhúng và FPGA.
Các điểm đặc trưng của Altium Designer :
Giao diện thiết kế, quản lý và chỉnh sửa thân thiện, dễ dàng biên dịch, quản lý
file, quản lý phiên bản cho các tài liệu thiết kế.
Hỗ trợ mạnh mẽ cho việc thiết kế tự động, đi dây tự động theo thuật toán tối ưu,
phân tích lắp ráp linh kiện. Hỗ trợ việc tìm các giải pháp thiết kế hoặc chỉnh sửa
mạch, linh kiện, netlist có sẵn từ trước theo các tham số mới.
Mở, xem và in các file thiết kế mạch dễ dàng với đầy đủ các thông tin linh kiện,
netlist, dữ liệu bản vẽ, kích thước, số lượng…
Hệ thống các thư viện linh kiện phong phú, chi tiết và hoàn chỉnh bao gồm tất
cả các linh kiện nhúng, số, tương tự…
Đặt và sửa đối tượng trên các lớp cơ khí, định nghĩa các luật thiết kế, tùy chỉnh
các lớp mạch in, chuyển từ schematic sang PCB, đặt vị trí linh kiện trên PCB.
Mô phỏng mạch PCB 3D, đem lại hình ảnh mạch điện trung thực trong không
gian 3 chiều, hỗ trợ MCAD-ECAD, liên kết trực tiếp với mô hình STEP, kiểm
tra khoảng cách cách điện, cấu hình cho cả 2D và 3D
Hỗ trợ thiết kế PCB sang FPGA và ngược lại.
Có thể thấy rằng Altium Designer có nhiều điểm mạnh so với các phần mềm khác như
đặt luật thiết kế, quản lý dự án dễ dàng ,giao diện thân thiện ….
2. Cách vẽ bằng phần mềm Altium
Bước 1: Khởi động phần mềm Altium
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
36
Hình 3.1: khởi động phần mềm Altium
Bước 2: Chọn FileNewProject để bắt đầu tạo 1 project bắt đầu làm việc
Hình 3.2: tạo dự án vẽ mạch sơ đồ nguyên lý
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
37
Bước 3: Tại cửa sổ Project. Ta đặt cho dự án thực hiện tại thanh Name. Và chon nơi
lưu tại thanh Location. Sau đó nhấn OK để tạo.
Hình 3.3: Lưu và đặt tên cho mạch in
Bước 4: Sau khi tạo được Project, tiếp tục Click phải chuột chọn Add new to Project
chọn Shematic hay PCB để tạo nơi thiết kế mạch hoặc nơi tạo mạch in
Hình 3.4: tạo nơi đặt sơ đồ nguyên lý
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
38
Bước 5: Vẽ mạch.
Sau khi tạo được Schematic ta tiến hành lấy linh kiện của phần mềm ở Library. Và tiến
hành vẽ mạch
Hình 3.5: bắt đầu làm việc với Altium
3. Cách chọn linh kiện
a. Mạch nguồn:
Sơ đồ:
Hình 3.6: Sơ đồ mạch nguồn
Chọn tụ điện. C5 và C6
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
39
Để xác định điện dung của tụ C5 và C6 ta dựa vào độ gớn sóng sau khối chính
lưu.Tụ điện dung lớn để làm giảm độ gợn sóng. Chọn tụ có giá trị tụ loc tính
gần đúng theo công thức sau:
dm
1
.W. . dm
Cm R K
(1.1)
Ta có mạch chỉnh lưu cầu 4 diode: nên dmm =2. Để sóng ra bằng phẳng người ta
chọn dmK =0.1W= 2 f = 100
Khi IMAX=1A và URs MAX=24V thì ta có Z=24/1=24Ω. Vì dòng điện ra là một
chiều nên ta có Z=Rt=24Ω. Vậy theo công thức (1.1)
C=1/(mdm..W.KdmR)=1/(2. 100 .24.0.1)=6,7.10-4
F=670uF. Với giá trị như
vậy ta có thể chọn tụ 1000uF hoặc 2200uF.
4. Danh sách linh kiện cho đồ án
Linh kiện Số lượng Linh kiện Số lượng
Pic16f887 1 BTA16 1
LM35 1 Chuông điện 220v 1
MQ2 1 Biến trở cho LCD 2
LCD 1 Domino 2 3
MOC3021 1 Trở và tụ
Tụ 2200/25V 2 Lm7805 1
Cầu diode 1A
Bảng 3.1: linh kiện cần cho đồ án
3.2. Vẽ PCB
1. Mạch sơ đồ nguyên lí khi đã hoàn thành
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
40
Hình 3.7: sơ đồ nguyên lý hoàn thành
2. Mạch in khi đã hoàn thành
2D
Hình 3.8: Mạch in hoàn thành
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
41
3D
Hình 3.9: Mô phỏng 3D mạch in
3.3. Gia công mạch và lắp ráp linh kiện kiểm tra mạch
Sau khi hoàn thành thiết kế mạch. Và đồ án đã hoàn thành:
Hình 3.10: Mô hình thực tế của mạch in
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
42
CHƢƠNG 4.
KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KẾT LUẬN
Kết quả:
Khi chưa có khí gas rò rỉ
Hình 4.1: chạy thử khi chưa có kích thích
Khi có gas rò rỉ
Hình 4.2: Khi có kích thích là khí gas
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
43
Nhận xét:
Mạch hoạt động tốt như yêu cầu đặt ra.
Không có lỗi trong quá trình thử nghiệm và thực tế
Mở rộng: Thiết kế thêm Module Sim để khi có sự cố mạch tự động liên lạc vào
số điện thoại đã được định sẵn ở trong Module.
KẾT LUẬN: Mạch đã hoàn thành đáp ứng đầy đủ các yêu cầu đã được đặt ra từ trước.
Mặc dù còn nhiều hạn chế nhưng mạch này cơ bản đã có thể giúp người sử dụng phát
hiện và hạn chế được những nguy cơ rủi ro có thể xảy ra khi có sự cố cháy nổ
TÀI LỆU THAM KHẢO
[1] Nguyen Dinh Phu,“Giáo Trình: Vi Xử Lý” và “Thực hành Vi Điều Khiển PIC”
[2] http://www.alldatasheet.com/
PHỤ LỤC Code nạp cho VĐK
#INCLUDE <16F887.H>
#FUSES NOWDT,PUT,HS,NOPROTECT,NOLVP
#DEVICE ADC=10
#USE DELAY(CLOCK=20000000)
#INCLUDE <LCD.C>
UNSIGNED INT16 TEMPC,PPMINT;
FLOAT PPM;
UNSIGNED INT16 J;
VOID MAIN()
SET_TRIS_D(0X00);
SETUP_ADC_PORTS(ALL_ANALOG);
SETUP_ADC(ADC_CLOCK_INTERNAL|ADC_CLOCK_DIV_2);
LCD_INIT();
LCD_GOTOXY(1,1);
LCD_PUTC("NHIET DO:");
LCD_GOTOXY(1,2);
LCD_PUTC("KHI GAS :");
WHILE(TRUE)
SET_ADC_CHANNEL(0);
FOR(J=0;J<100;J++)
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
44
TEMPC=TEMPC+READ_ADC();
DELAY_US(20);
TEMPC=TEMPC/100;
TEMPC=TEMPC/2.046;
LCD_GOTOXY(11,1);
PRINTF(LCD_PUTC,"%03LU",TEMPC);
LCD_GOTOXY(14,1);
LCD_PUTC(223);
LCD_PUTC(67);
SET_ADC_CHANNEL(1);
FOR(J=0;J<20;J++)
PPM=PPM+READ_ADC();
DELAY_US(20);
PPM=PPM/20;
PPM=PPM/1000;
PPM=PPM*100;
PPMINT=(INT16)PPM;
DELAY_MS(100);
LCD_GOTOXY(11,2);
PRINTF(LCD_PUTC,"%03LU",PPMINT);
LCD_GOTOXY(15,2);
LCD_PUTC(37);
//DELAY_MS(200);
IF((TEMPC>40)||(PPMINT>30))
OUTPUT_LOW(PIN_B0);
DELAY_MS(100);
ELSE
//IF((TEMPC<40)||(PPM<200))
OUTPUT_HIGH(PIN_B0);
DELAY_MS(100);
Đồ án Môn học 1 Hệ thống báo cháy tự động
45