(Tiểu luận) môn học đổi mới sáng tạo khởi nghiệp đề tài thiết kế cảm biến phát hiện rò rỉ khí gas
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.2 MB, 41 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT
VIỆN KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ
BÁO CÁO MÔN HỌC
ĐỔI MỚI SÁNG TẠO KHỞI NGHIỆP
Đề tài:
THIẾT KẾ CẢM BIẾN PHÁT HIỆN RỊ RỈ
KHÍ GAS
GVHD: Th.S BÙI THANH KHIẾT
SVTH: NHÓM 6
TRẦN PHẠM MINH QUANG - 2024802010332
UNG THÀNH LỄ
- 2024802010091
NGUYỄN LÊ HÙNG THUẬN - 2024802010088
ĐOÀN THỊ HỒNG NGỌC
- 2024802010156
NGUYỄN TRỌNG DƯƠNG
- 2024802010164
LỚP: D20CNTT01
BÌNH DƯƠNG – 04/2022
h
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT
VIỆN KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ
BÁO CÁO MÔN HỌC
ĐỔI MỚI SÁNG TẠO KHỞI NGHIỆP
Đề tài:
THIẾT KẾ CẢM BIẾN PHÁT HIỆN RỊ RỈ
KHÍ GAS
GVHD: Th.S BÙI THANH KHIẾT
SVTH: NHÓM 6
TRẦN PHẠM MINH QUANG - 2024802010332
UNG THÀNH LỄ
- 2024802010091
NGUYỄN LÊ HÙNG THUẬN - 2024802010088
ĐOÀN THỊ HỒNG NGỌC
- 2024802010156
NGUYỄN TRỌNG DƯƠNG
- 2024802010164
LỚP: D20CNTT01
BÌNH DƯƠNG – 04/2022
h
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT
VIỆN KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ
NHẬN XÉT VÀ CHẤM ĐIỂM CỦA GIẢNG VIÊN
(Dành cho giảng viên hướng dẫn )
Họ và tên giảng viên: Bùi Thanh Khiết
Tên đề tài: Thiết kế cảm biến phát hiện rò rỉ khí Gas
Nội dung nhận xét:………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………….……
……………………………………………………………………………………….…………
………………………………………………………………………………….
Điểm:
Bằng số:………………………………………………
Bằng chữ:…………………………………………….
GIẢNG VIÊN
(Ký, ghi rõ họ tên)
Bùi Thanh Khiết
h
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện Đồ án Đổi mới sáng tạo và khởi nghiệp của thầy Bùi
Thanh Khiết. chúng em đã tìm hiểu bổ sung và học hỏi được nhiều kiến thức và kinh
nghiệm về việc thiết kế thực hiện và thi công thiết bị - “Cảnh báo khi gas và phòng
chống cháy nổ “.
Do điều kiện về thời gian và kiến thức còn hạn chế nên đề tài của chúng em chỉ
dừng lại ở mức nghiên cứu, thiết kế và mơ phỏng bằng mơ hình. Trong thời gian thực
hiện đồ án, chúng em đã tham khảo ý kiến của giảng viên hướng dẫn, tìm hiểu tài liệu
và sự hỗ trợ góp ý từ giảng viên cũng như bạn bè và các anh chị đi trước. Tuy nhiên do
kiến thức cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi sai sót, chúng em rất mong nhận được
sự góp ý của quý thầy cô và các bạn để đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn, và tạo
lập cho chúng em có một cơ sở nhìn nhận về khả năng, kiến thức, từ đó có hướng phấn
tốt hơn cho các đồ án tiếp theo.
Em xin cảm ơn đến ban lãnh đạo nhà trường đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để em
có cơ hội được trình bày ý tưởng của mình, từ đó áp dụng kiến thức, kỹ năng mình có
để đưa ý tưởng thành sản phẩm thực tế có thể áp dụng trong đời sống.
Đặc biệt, chúng em xin gửi lời chân thành cảm ơn đến thầy Bùi Thanh Khiết Giảng viên trường Đại học Thủ Dầu Một đã tận tình hỗ trợ, hướng dẫn, giúp đỡ và bổ
sung kiến thức cho chúng em trong quá trình thực hiện và hồn thiện đồ án này.
Trong q trình thực hiện đồ án khơng tránh khỏi sai sót, rất mong nhận được sự
góp ý của thầy cơ và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn!
h
LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, chưa từng được công
bố trong bất kỳ một cơng trình nào khác. Các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong
đề tài này là trung thực. Mọi thơng tin tham khảo đều được trích dẫn đầy đủ. Tơi xin
chịu hồn tồn trách nhiệm về cam đoan này.
Bình Dương, ngày tháng 04 năm 2022
Sinh viên thực hiện
h
TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN
Đề tài “Thiết kế cảm biến phát hiện rị rỉ khí Gas” là đề tài thiết kế cảm biến phát
hiện rị rỉ khí gas trong đời sống hàng ngày, có khả năng theo dõi rị rỉ khí được theo dõi
thơng qua hệ thống cảnh báo thông minh. Cảm biến được thiết kệ dựa trên Cảm biến khí
Gas Analog 4-20mA, cảm biến khí Gas xuất ra tín hiệu 4-20mA được sử dụng phổ biến
với các giá trị là % ppm. Tuỳ theo loại khí Gas hoặc khí độc mà chúng ta có nhiều thang
ppm khác nhau. Cảm biến phát hiện Gas hay còn được gọi là Gas Detector được sử dụng
để phát hiện mật độ khí Ga. Khi khơng có khí Gas thì cảm biến sẽ xuất ra giá trị 4mA
và khi khí Gas đạt ngưỡng cao nhất thì cảm biến xuất ra tín hiệu 20mA. Dựa vào cảm
biến khí Gas chúng ta có thể khố van an toàn kịp thời hoặc ngưng hoạt động của máy
móc để ngăn ngừa sự cháy nổ liên quan tới rò rỉ gas.
h
LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời đại dịch bệnh hiện nay,sức khoẻ là vấn đề mà chúng ta đang quan tâm
nhất. vấn đề an tồn phịng chống cháy nổ là ưu tiên hàng đầu đối với mọi nhà. Nhưng
làm thế nào để cảnh báo sớm nhất khi có sự cố rị rỉ khí gas xảy ra thì hầu như chưa
được chú ý đến. Thơng thường để phát hiện rị rỉ khí gas thì chúng ta sẽ nhận biết qua
mùi đặc trưng. Nếu chỉ nhận biết rị rỉ qua mùi bằng mũi thơng thường thì cũng là vấn
đề khá nguy hiểm. Nếu rị rỉ khí gas ở mât độ cao thì chưa xảy ra cháy nổ; người bên
trong cũng bị ngạt chết trước khi xảy ra cháy nổ. Tất cả đều phải giữ một mức an tồn
cho mơi trường sinh sống và làm việc của con người.
Từ những vấn đề nan giải trên, cảm biến khí gas được xem là một thiết bị vô cùng
quan trọng để phát hiện mức độ nguy hiểm có nguy cơ rị rỉ các chất độc hại và khí ga
có thể gây cháy nổ. Cảm biến khí ga có thể phát hiện được tỉ lệ các loại khí gas có trong
khơng khí. Từ đó, chúng ta có thể cơ lập hoặc đóng các van trên đường ống nhằm ngăn
chặng sự nổ có thể xảy ra.
h
MỤC LỤC
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT ........................................................................i
LỜI CẢM ƠN ...............................................................................................................iv
LỜI CAM ĐOAN ..........................................................................................................v
TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN ..................................................................................vi
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................. vii
DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................x
1.1 Cảm biến ....................................................................................................................1
1.2. Lý do chọn đề tài ......................................................................................................2
1.3. Đối tượng và phạm vi đề tài .....................................................................................2
2.1. Tổng quan về cảm biến.............................................................................................3
2.2. Các loại cảm biến chính ...........................................................................................3
2.2.1. Cảm biến vật lý .........................................................................................3
2.2.2. Cảm biến hoá học ......................................................................................3
2.2.3. Cảm biến sinh học .....................................................................................3
2.3. Cảm biến chủ động và bị động .................................................................................3
2.3.1 Cảm biến chủ động ....................................................................................3
2.3.2 Cảm biến bị động .......................................................................................4
2.4. Công nghệ Blynk Cloud ...........................................................................................4
2.4.1. Giới thiệu...................................................................................................4
2.4.2. Xây dựng App trên Blynk .........................................................................6
2.5. Ngơn ngữ lập trình C++ .........................................................................................10
2.5.1. Giới thiệu.................................................................................................10
2.5.2. Đặc trưng .................................................................................................10
3.1. Tên sản phẩm ..........................................................................................................13
3.2. Mô tả sản phẩm ......................................................................................................13
3.3. Logo sản phẩm .......................................................................................................13
h
3.4. Nguồn gốc ý tưởng .................................................................................................13
3.5. Tổng quan chi tiết ...................................................................................................14
3.5.1. Vi mạch xử lý ..........................................................................................14
3.5.2. Cảm biến nhận diện khí Gas ...................................................................14
3.5.3. Bộ chuyển đổi Buzzer .............................................................................14
3.5.4. Phần vỏ sản phẩm ...................................................................................15
3.5.5. Màn hình và đèn led ................................................................................15
4.1. Ngoại hình sản phẩm .............................................................................................. 16
4.1.1. Mặt trước .................................................................................................16
4.1.2. Mặt dưới ..................................................................................................16
4.1.3. Mặt trên ...................................................................................................16
4.1.4. Giao diện App GSS .................................................................................16
4.1.5. Giao diện sản App sau khi quét .............................................................. 18
4.1.6. Giao diện trang chủ Website ...................................................................21
4.1.7. Giao diện trang giới thiệu website ..........................................................22
4.1.8. Giao diện trang sản phẩm........................................................................23
4.1.9. Giao diện trang chi tiết sản phẩm............................................................ 24
4.1.10. Giao diện trang tin tức...........................................................................25
4.1.11. Giao diện trang liên hệ ..........................................................................26
5.1. Những kết quả đạt được .........................................................................................28
5.2. Kết quả chưa đạt được ............................................................................................ 28
5.3. Định hướng phát triển trong tương lai ....................................................................29
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................30
1. Tài liệu tiếng Anh ......................................................................................................30
2. Tài liệu tiếng Việt ......................................................................................................30
h
DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Logo của Blynk Cloud .....................................................................................4
Hình 2. Cách hoạt động của Blynk ..............................................................................5
Hình 3. Giao diện đăng nhập của Blynk .....................................................................6
Hình 4. Giao diện trang chủ của Blynk .......................................................................6
Hình 5. Giao diện tạo template .....................................................................................7
Hình 6. Giao diện tạo template mới .............................................................................7
Hình 7. Giao diện template mới sau khi được tạo ......................................................7
Hình 8. Giao diện tạo các biến cho template ............................................................... 8
Hình 9. Giao diện tạo các biến mới ..............................................................................8
Hình 10. Giao diện tạo biến ..........................................................................................9
Hình 11. Giao diện tạo các sự kiện ...............................................................................9
Hình 12. Giao diện chi tiết tạo sự kiện.........................................................................9
Hình 13. Giao diện thiết kế template .........................................................................10
Hình 14. Logo của ngơn ngữ lập trình C++ .............................................................. 10
Hình 15. Logo của cảm biến phát hiện rị rỉ khí Gas thơng minh ..........................13
Hình 16. Mặt trước sản phẩm ....................................................................................16
Hình 17. Mặt dưới sản phẩm ......................................................................................16
Hình 18. Mặt trên sản phẩm .......................................................................................16
Hình 19. Giao diện chính sản phẩm ...........................................................................17
Hình 20. Giao diện App sau khi qt khơng có mối nguy hại .................................18
Hình 21. Giao diện App sau khi qt nhận thấy có dấu hiệu cảnh báo .................19
Hình 22. Giao diện phát ra tiếng báo động tại nơi đặt sản phẩm ...........................20
Hình 23. Giao diện trang chủ Website.......................................................................21
Hình 24. Giao diện trang giới thiệu website .............................................................. 22
Hình 25. Giao diện trang sản phẩm ...........................................................................23
Hình 26. Giao diện trang chi tiết sản phẩm .............................................................. 24
h
Hình 27. Giao diện trang tin tức ................................................................................25
Hình 28. Giao diện trang liên hệ ................................................................................26
Hình 29. Giao diện trang đăng nhập .........................................................................26
Hình 30. Giao diện trang đăng ký ..............................................................................27
h
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU
1.1 Cảm biến
Trong cuộc sống hằng ngày, chúng ta thường sử dụng các loại cảm biến trong
nhiều ứng dụng khác nhau như bộ cảm biến hồng ngoại được sử dụng để điều
khiển truyền hình từ xa, cảm biến hồng ngoại thụ động được sử dụng cho hệ thống
cửa tự động mở của trung tâm mua sắm và cảm biến LDR dùng cho chiếu sáng
ngoài trời, hoặc hệ thống chiếu sáng đường phố tự bật tắt, v.v .. Cảm biến là thiết
bị điện tử cảm nhận những trạng thái hay q trình vật lý hay hóa học ở mơi trường
cần khảo sát, và biến đổi thành tín hiệu điện để thu thập thông tin về trạng thái hay
quá trình đó. Thơng tin được xử lý để rút ra tham số định tính hoặc định lượng của
mơi trường, phục vụ các nhu cầu nghiên cứu khoa học kỹ thuật hay dân sinh và
gọi ngắn gọn là đo đạc, phục vụ trong truyền và xử lý thông tin, hay trong điều
khiển các quá trình khác. Tùy theo các đặc trưng phân loại, cảm biến có thể được
chia thành nhiều loại khác nhau.
Phân loại cảm biến theo nguyên lý chuyển đổi giữa đáp ứng và kích thích,
Cảm biến theo dạng kích thích và cảm biến theo phạm vi sử dụng.
Như thầy cô và mọi người đã biết trong cuộc sống xã hội hiện đại ngày nay
vấn đề sử dụng khi đốt ( ở đây chúng ta đang nói đến là khí Gas ) trong việc nấu
ăn hàng ngày vả ngay cả sử dụng khí đốt cho các ngành cơng nghiệp đang rất phổ
biến. Như ngày xưa khoảng 15 năm về trước thì chỉ có thành phố mới sử dụng khí
đốt cho nấu ăn hay nhưng cho những ngành cơng nghiệp, cịn nông thôn thường
sử dụng bếp rạ và củi cho việc đun nấu thì nay gần như từ quê lên phố thì 99% sử
dụng khi đốt cho bếp lúc đun nấu. Nên khi khí gas bị rị rỉ ra ngồi khả năng cháy
nổ là rất cao vì chỉ cần có tia nửa điện từ các ổ cắm hay thiết bị điện hay một đoạn
dây bị hở sinh ra tia lửa điện là khả năng hỏa hoạn cho ngôi nhà là rất cao ảnh
hưởng đến tài sản và tính mạng con người , vì thế Đề tài nghiên cứu của chúng em
nhằm phần nào đó việc phát hiện hiện khí gas thơng báo về app và ngăn chặn hỏa
hoạn cho cho người và tài sản.
Với nội dung chính của đề đó là khi phát hiện có khí gas thiết bị sẽ bật cịi
báo và gửi thơng báo qua app về cho người trong nhà biết được khí gas đang bị rị
rỉ để khắc phục và bật quạt thơng gió thơng qua việc đóng ngắt rơ le khi phát hiện
1
h
có khỉ gas . khi trong phịng có cháy thường thì nhiệt độ khơng khí trong phịng
tăng rất nhanh và độ ẩm giảm xuống ngưỡng cho phép được setup trước thì thiết
bị sẽ bật máy bơm nước làm phun quanh phòng để hạ nhiệt độ phòng và chữa cháy.
1.2. Lý do chọn đề tài
Ngày nay với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật, điện tử đã được
ứng dụng ở rất nhiều lĩnh vực trong thực tế để phục vụ nhu cầu : chăm sóc sức
khóc, bảo vệ tính mạng và tài sản cho con người.
Khi đời sống con người được cải thiện thì việc sử dụng bếp gas hay các sản
phần của gas làm nhiên liệu đun nấu đang phổ biến. Bên cạnh việc tiện lợi của gas,
một vấn đề khác của gas cũng được quan tâm đó là : an tồn khi sử dụng gas. Khi
con người tiếp xúc trực tiếp với khí gas (vượt qua một nồng độ cho phép nhất định)
trong thời gian dài thì rất dễ bị ngộ độc gas và có thể gây tử vong. Khơng những
vậy khí gas rị rỉ vào trong khơng khí có thể dễ dàng bắt lửa và gây cháy nổ, ảnh
hưởng nghiêm trọng tới an toàn của người sử dụng cũng như những người xung
quanh. Vì vậy, vấn đề phát hiện và xử lý sự cố rò gas là một việc rất cần thiết với
người thường xuyên sử dụng gas. Đặc biệt là các bạn sinh viên thường sử dụng
các bình gas mini khơng đảm bảo chất lượng, có thể rị rỉ gas bất cứ khi nào. Xuất
phát từ ý tưởng và tình hình thực tế em thấy đây là một đề tài hay, có tính ứng
dụng cao và có thể phát triển nên em đã chọn đề tài nàylàm đề tài chính trong đồ
án mơn học.
Để khắc phục sự cố của khí gas khi sử dụng chúng em đã làm ra thiết bị cảnh
báo rò rỉ khí gas, thiết bị này giúp chúng ta dễ dàng nhận biết khí gas khi bị rị rỉ,
được sử dụng trong các tịa nhà và hộ gia đình. Em đã quyết định lựa chọn đề tài
này để phát triển.
1.3. Đối tượng và phạm vi đề tài
Đề tài nhắm vào các hộ gia đình, nhà bếp, nhà kho, phịng ăn.
2
h
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÔNG NGHỆ
2.1. Tổng quan về cảm biến
Bộ cảm biến là thiết bị điện tử cảm nhận những trạng thái hay quá trình vật
lý, hóa học hay sinh học của mơi trường cần khảo sát, và biến đổi thành tín hiệu
điện để thu thập thơng tin về trạng thái hay q trình đó.
Thơng tin được xử lý để rút ra tham số định tính hoặc định lượng của môi
trường, phục vụ các nhu cầu nghiên cứu khoa học kỹ thuật hay dân sinh và gọi
ngắn gọn là đo đạc, phục vụ trong truyền và xử lý thơng tin, hay trong điều khiển
các q trình khác.
Cảm biến thường được đặt trong các vỏ bảo vệ tạo thành đầu thu hay đầu dị
(Test probe), có thể có kèm các mạch điện hỗ trợ, và nhiều khi trọn bộ đó lại được
gọi ln là "cảm biến". Tuy nhiên trong nhiều văn liệu thì thuật ngữ cảm biến ít
dùng cho vật có kích thước lớn. Thuật ngữ này cũng không dùng cho một số loại
chi tiết, như cái núm của công tắc bật đèn khi mở tủ lạnh, dù rằng về mặt hàn lâm
núm này làm việc như một cảm biến.
2.2. Các loại cảm biến chính
2.2.1. Cảm biến vật lý
Sóng điện từ, ánh sáng, tử ngoại, hồng ngoại, tia X, tia gamma, hạt bức xạ,
nhiệt độ, áp suất, âm thanh, rung động, khoảng cách, chuyển động, gia tốc, từ
trường, trọng trường,...
2.2.2. Cảm biến hoá học
Độ ẩm, độ PH, các ion, hợp chất đặc hiệu, khói,...
2.2.3. Cảm biến sinh học
Đường glucose huyết, DNA/RNA, protein đặc hiệu cho các loại bệnh trong
máu[2], vi khuẩn, vi rút...
2.3. Cảm biến chủ động và bị động
Cảm biến chủ động và cảm biến bị động phân biệt ở nguồn năng lượng dùng
cho phép biến đổi lấy từ đâu.
2.3.1 Cảm biến chủ động
3
h
Cảm biến chủ động có sử dụng điện năng bổ sung để chuyển sang tín hiệu
điện. Điển hình là cảm biến áp điện làm bằng vật liệu gốm, chuyển áp suất thành
điện tích trên bề mặt. Các antenna cũng thuộc kiểu cảm biến chủ động.
2.3.2 Cảm biến bị động
Cảm biến bị động không sử dụng điện năng bổ sung để chuyển sang tín hiệu
điện. Điển hình là các photodiode khi có ánh sáng chiếu vào thì có thay đổi của
điện trở tiếp giáp bán dẫn p-n được phân cực ngược. Câc cảm biến bằng biến trở
cũng thuộc kiểu cảm biến bị động.
Phân loại thì như vậy nhưng một số cảm biến nhiệt độ kiểu lưỡng kim dường
như không thể xếp hẳn vào nhóm nào, nó nằm vào giữa.
2.4. Cơng nghệ Blynk Cloud
2.4.1. Giới thiệu
Blynk là một nền tảng với các ứng dụng iOS và Android để điều khiển
Arduino, Raspberry Pi và các ứng dụng tương tự qua Web.
Nó là một bảng điều khiển kỹ thuật số nhờ đó bạn có thể xây dựng giao diện
đồ họa cho dự án của mình bằng cách kéo và thả các widget.
Hình 1. Logo của Blynk Cloud
Việc thiết lập mọi thứ rất đơn giản và bạn sẽ bắt đầu sau chưa đầy 5 phút.
4
h
Blynk không bị ràng buộc với một số bo hoặc defend cụ thể. Thay vào đó,
nó hỗ trợ phần cứng mà bạn lựa chọn. Cho dù Arduino hoặc Raspberry Pi của bạn
được liên kết với Web qua Wi-Fi, Ethernet hoặc chip ESP8266, Blynk sẽ giúp bạn
on-line và sẵn sàng cho IoT.
Blynk được thiết kế cho IoT. Nó có thể điều khiển phần cứng từ xa, nó có thể
hiển thị dữ liệu cảm biến, nó có thể lưu trữ dữ liệu, trực quan hóa và làm nhiều thứ
hay ho khác.
Hình 2. Cách hoạt động của Blynk
Có ba thành phần chính trong nền tảng:
Ứng dụng Blynk – cho phép bạn tạo giao diện cho các dự án của mình bằng
cách sử dụng các widget khác nhau.
Blynk Server – chịu trách nhiệm về tất cả các giao tiếp giữa điện thoại thông
minh và phần cứng. Bạn có thể sử dụng Blynk Cloud hoặc chạy cục bộ máy chủ
Blynk riêng của mình. Nó là mã nguồn mở, có thể dễ dàng xử lý hàng nghìn thiết
bị và thậm chí có thể được khởi chạy trên Raspberry Pi.
Thư viện Blynk – dành cho tất cả các nền tảng phần cứng phổ biến – cho
phép giao tiếp với máy chủ và xử lý tất cả các lệnh đến và lệnh đi.
5
h
2.4.2. Xây dựng App trên Blynk
Hình 3. Giao diện đăng nhập của Blynk
Hình 4. Giao diện trang chủ của Blynk
6
h
Hình 5. Giao diện tạo template
Hình 6. Giao diện tạo template mới
Hình 7. Giao diện template mới sau khi được tạo
7
h
Hình 8. Giao diện tạo các biến cho template
Hình 9. Giao diện tạo các biến mới
8
h
Hình 10. Giao diện tạo biến
Hình 11. Giao diện tạo các sự kiện
Hình 12. Giao diện chi tiết tạo sự kiện
9
h
Hình 13. Giao diện thiết kế template
2.5. Ngơn ngữ lập trình C++
2.5.1. Giới thiệu
C++ là một ngơn ngữ lập trình hướng đối tượng được mở rộng từ ngôn ngữ
C. Cùng với C thì C++ đứng thứ 6 trên bảng xếp hạng các ngôn ngữ phổ biến nhất
thế giới (sau Python, Java, JavaScript, C#), và cũng là ngôn ngữ quan trọng bật
nhất trong việc phát triển các hệ thống kinh doanh quy mô lớn được vận hành bởi
các công ty lớn, cũng như trong các hệ thống tài chính và hệ thống các tổ chức
cơng do chính phủ điều hành.
Hình 14. Logo của ngơn ngữ lập trình C++
2.5.2. Đặc trưng
10
h
C++ là một ngơn ngữ tầm trung, bạn hồn tồn có thể sử dụng nó để phát
triển các chương trình bậc thấp hay những chương trình bậc cao, mà vẫn hoạt động
tốt trong phần cứng.
C++ là ngơn ngữ lập trình hướng đối tượng, sử dụng các Class và Object
cùng các khái niệm như tính kế thừa, tính đa hình, tính đóng gói... để tạo ra các
chương trình.
C++ được tạo ra dựa trên nền tảng ngơn ngữ C, nên nó có hầu hết mọi tính
năng của C và được bổ sung thêm khái niệm functions trong quá trình thiết kế
chương trình.
Các chương trình được tạo ra bởi C++ đều có thể chạy được trên các hệ điều
hành như Mac OS, Windows, hay một số biến thể của Unix.
Ngôn ngữ lập trinh bậc trung : Các bạn có thể sử dụng C/C++ để phát triển những
chương trình bậc cao, và kể cả những chương trình bậc thấp hoạt động tốt trên hầu
hết phần cứng.
Đơn giản và hiệu quả:
Cú pháp của C/C++ rất dễ hiểu và khá giống Tiếng Anh. Ta thậm chí có thể dùng
C/C++ để thiết kế những ứng dụng dù trước đó đã được viết bằng hợp ngữ (
Assembly language).
Hỗ trợ đa nền tảng:
C/C++ được hỗ trợ trên bất kỳ các nền tảng, hệ điều hành nào. Ta có thể viết một
chương trình C/C++ trên Linux, biên dịch nó trên Windows và chạy trên Mac OS.
Lập trình hướng đối tượng ( Object-oriented programming):
Lí do cho sự phổ biến của C++ chính là nó hỗ trợ vơ cùng hiệu quả việc lập trình
hướng đối tượng, bao gồm việc trường tựu hóa dữ liệu (data abstraction), đóng gói
dữ liệu (data encapsulation ), kế thừa ( inheritance ) và đa hình ( polymorphism ).
Những khái niệm này khá phức tạp, nên nếu bạn chưa hiểu về chúng, đừng lo lắng,
chúng ta sẽ lần lượt làm rõ từng khái niệm trong chuỗi bài về Lập trình hướng đối
tượng.
Con trỏ:
Ngơn ngữ C/C++ cung cấp cho chúng ta một công cụ vô cùng tiện lợi là con trỏ
(pointer), một con trỏ có nhiệm vụ lưu địa chỉ bộ nhớ làm giá trị của nó, đồng thời
lưu trữ và truy cập dữ liệu từ bộ nhớ . Khái niệm về con trỏ khá quan trọng và nó
11
h
sẽ liên quan rất nhiều đến các môn học khác, nên chúng ta sẽ có một bài viết đầy
đủ hơn ở các bài học sau.
12
h
CHƯƠNG 3. PHÂN TÍCH THIẾT KẾ
3.1. Tên sản phẩm
GSS – Cảm biến phát hiện rị rỉ khí Gas thơng minh
3.2. Mơ tả sản phẩm
Cảm biến phát hiện rị rỉ khí gas trong đời sống hàng ngày, có khả năng theo
dõi rị rỉ khí được theo dõi thơng qua hệ thống cảnh báo thông minh. Cảm biến
được thiết kệ dựa trên Cảm biến khí Gas Analog 4-20mA. Khi khơng có khí Gas
thì cảm biến sẽ xuất ra giá trị 4mA và khi khí Gas đạt ngưỡng cao nhất thì cảm
biến xuất ra tín hiệu 20mA. Dựa vào cảm biến khí Gas chúng ta có thể khố van
an tồn kịp thời hoặc ngưng hoạt động của máy móc để ngăn ngừa sự cháy nổ liên
quan tới rị rỉ gas.
3.3. Logo sản phẩm
Hình 15. Logo của cảm biến phát hiện rị rỉ khí Gas thông minh
3.4. Nguồn gốc ý tưởng
Khi đời sống con người được cải thiện thì việc sử dụng bếp gas hay các sản
phần của gas làm nhiên liệu đun nấu đang phổ biến. Bên cạnh việc tiện lợi của gas,
một vấn đề khác của gas cũng được quan tâm đó là : an toàn khi sử dụng gas. Khi
con người tiếp xúc trực tiếp với khí gas (vượt qua một nồng độ cho phép nhất định)
trong thời gian dài thì rất dễ bị ngộ độc gas và có thể gây tử vong. Khơng những
vậy khí gas rị rỉ vào trong khơng khí có thể dễ dàng bắt lửa và gây cháy nổ, ảnh
hưởng nghiêm trọng tới an toàn của người sử dụng cũng như những người xung
quanh. Vì vậy, vấn đề phát hiện và xử lý sự cố rò gas là một việc rất cần thiết với
người thường xuyên sử dụng gas. Đặc biệt là các bạn sinh viên thường sử dụng
13
h
các bình gas mini khơng đảm bảo chất lượng, có thể rò rỉ gas bất cứ khi nào. Xuất
phát từ ý tưởng và tình hình thực tế em thấy đây là một đề tài hay, có tính ứng
dụng cao và có thể phát triển nên em đã chọn đề tài nàylàm đề tài chính trong đồ
án mơn học.
Để khắc phục sự cố của khí gas khi sử dụng chúng cm đã làm ra thiết bị cảnh báo
rị rỉ khí gas, thiết bị này giúp chúng ta dễ dàng nhận biết khí gas khi bị rị rỉ, được
sử dụng trong các tịa nhà và hộ gia đình. Em đã quyết định lựa chọn đề tài này để
phát triển.
3.5. Tổng quan chi tiết
3.5.1. Vi mạch xử lý
Vi xử lý (viết tắt là µP hay uP), đơi khi cịn được gọi là bộ vi xử lý, là một
linh kiện điện tử máy tính được chế tạo từ các tranzito thu nhỏ tích hợp lên trên
một vi mạch tích hợp đơn. Khối xử lý trung tâm (CPU) là một bộ vi xử lý được
nhiều người biết đến nhưng ngoài ra nhiều thành phần khác trong máy tính cũng
có bộ vi xử lý riêng của nó, ví dụ trên card màn hình chúng ta cũng có một bộ vi
xử lý.
Nạp code vào vi mạch xử lý các số liệu cần thiết đã được thiết lập sẵn Cụ thể
như thông báo kết nối, đèn Led báo động, âm thanh báo động, kết nối vô tuyến.
3.5.2. Cảm biến nhận diện khí Gas
Cảm biến được sản suất phù hợp với tiêu chuẩn PCCC, đảm bảo cảm biến
nhanh nhạy, đem đến hiệu quả cao trong quá trình sử dụng. Cảm biến nhận diện
khí Gas sau khi kết nối thành cơng với thiết bị có nhiệm vụ đo nồng độ khí Gas có
trong khơng khí và báo số liệu về app. Bao gồm các loại khí như Methane, Benzen,
Ethylene,…
3.5.3. Bộ chuyển đổi Buzzer
Chức năng của nó là tạo ra âm thanh the thé hoặc vo ve trong khi nguồn điện
đang được cung cấp cho nó. Đó là lý do tại sao nó là lý tưởng để tích hợp với
Arduino, bởi vì khi một sự kiện được tạo ra mà bạn muốn cảnh báo hoặc cảnh báo,
bạn có thể lập trình bộ vi điều khiển để gửi tín hiệu đến bộ rung nếu sự kiện đó
xảy ra và do đó cảnh báo bạn bằng âm thanh đó.
14
h
