báo cáo nhập môn điện tử viễn thôn thiết bị cảnh báo

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (483.25 KB, 19 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

TRƯỜNG ĐIỆN -ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO NHẬP MÔN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS Nguyễn Đức MinhHà Nội, 02/2024

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

CHƯNG 1: X"Y D%NG & TƯ'NG...3

1.1.V)n đ, l. g0 (What)?...3

1.2.Tại sao cần (Why)?...3

1.3.Đối tượng sử dụng sản phẩm (Who)?...3

1.4. Khi n.o cần, cần trong ho.n cảnh n.o?...3

2.2.3.Mối quan hệ giữa đầu ra v. đầu v.o...7

2.2Chỉ tiêu phi chức năng...8

CHƯNG 3: KẾ HOẠCH TH%C HIỆN...8

CHƯNG 4: C S' L& THUYẾT...9

4.1Nguyên lí hoạt đTng...9

4.1.1Cảm biVn siêu âm để đo mUc nước...9

4.1.2 Sử dụng kit Arduino Uno R3 đưa ra tín hiệu ngkt điện...10

4.2C)u tạo của sản phẩm...10

4.2.1Khối đọc khoảng cách...10

4.2.2Khối xử lp dữ liệu...12

4.2.3Khối đi,u khiển...15

4.2.4Còi:...18

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

CHƯNG 1: X"Y D%NG & TƯ'NG

1.1.V)n đ, l. g0 (What)?

● Hiện nay, do khi bơm nước hay rút nước từ bể thì người dùng khơng nhận

biết được bể khi nào đầy, khi nào cạn. Vì vậy ý tưởng của nhóm đó chính là tạo ra một thiết bị có thể cảnh báo được mực nước sắp tràn hoặc cạn.

1.2.Tại sao cần (Why)?

1.3.Đối tượng sử dụng sản phẩm (Who)?

● Hộ gia đình đang sử dụng bể nước.

● Người hay quên, không để ý tắt bể nước để nước bị tràn.

1.4. Khi n.o cần, cần trong ho.n cảnh n.o?

● Khi gia đình bắt đầu nhận ra rằng việc để bể nước bị tràn nước quá nhiều

gây ra sự lãng phí không cần thiết và theo thời gian sẽ gây thiệt hại đến kinh tế của gia đình.

1.5. Cần ở đâu (Where)?

● Thiết bị được đặt ở nơi có bể nước. VD: bể nước gia đình, bể nước ở các tòa nhà chung cư,...

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

1.6. MTt số sản phẩm trong thUc tV

● Cảm biVn báo đầy báo cạn mức nước DLS-35 Dinel.

Cảm biến báo đầy báo cạn mức nước hay cịn gọi là cơng tắc đo mức nước. Đây là loại sensor chuyên dùng để phát hiện mức chất lỏng; chất rắn với ngõra là tín hiệu xung kích relay. Ngồi ra, chúng ta cũng có thể sử dụng cảm biến này như là một công tắc dòng chảy để lắp trên đường ống nước. Mục đích là để phát hiện nước có chảy trong đường ống hay khơng.

Tín hiệu ngõ ra của sensor là xung kích rơ le. Chúng ta có thể điều khiển đóng, ngắt máy bơm; đèn còi cảnh báo khi nước đầy hoặc cạn. Đối với ứng dụng báo đầy báo cạn mức nước trên bể chứa thì chúng ta lắp đặt 2 con cảm biến. Một con lắp trên cao để phát hiện nước đầy và một con lắp dưới đáy đểphát hiện nước cạn. Khi nước đầy thì cảm biến sẽ báo tín hiệu về để ngắt máy bơm và ngược lại.

● Phao báo mUc nước

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

Nguyên lý hoạt động của loại cảm biến đo mức nước dạng phao được chia làm 2 loại: on/off và liên tục.

Dạng on/off: công tắc phao cảm biến mực nước chỉ báo được mức cạn và mức đầy tương ứng ở điểm thấp nhất hoặc cao nhất. Khi chất lỏng ở mức báo cạn thì cảm biến sẽ điều khiển bật motor bơm. Ngược lại khi phao báo đầy thì cảm biến sẽ ngừng hoạt động của motor bơm.

Ở dạng liên tục: cảm biến đo mức nước dạng phao hoạt động liên tục dựa theo sự thay đổi mức điện trở và chuyển đổi thành tín hiệu 4-20mA tương ứng. Tại vị trí phao thấp nhất (cạn) tín hiệu là 4mA sẽ mở bơm và 20mA tại vị trí phao cao nhất (đầy) sẽ đóng bơm.

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

● So sánh các loại công tắc

Cảm biến báo đầy báo cạn mực

Chỉ tiêu

kĩ thuật Nguồn cung cấp: 7…34VDCNgõ ra: xung kích PNP, NPNNhiệt độ làm việc: -40..+200độ C

Áp suất làm việc: 50bar tại 30độ C hoặc 25bar tại 80 độ C

Ren kết nối: G3/4″Vật liệu que đo: inoxChuẩn bảo vệ: IP68Que đo có bọc lớp FPEchống dính

Chiều dài que đo:100mm…..6000mm

Có đèn LED báo trạng thái vàđiều chỉnh được độ nhạy

Model: NEOP.H07RN-F

MAC3-Xuất xứ: ItaliaLoại sản phẩm: Phaobáo mức

Dây cáp: 3G1Chiều dài dây phao:5m

Nguồn điện:20A/250V và16A/250V

Nhiệt độ làm việc: 50 độ C

0-Cấp bảo vệ: IP68Kích thước phao:106x154x54 mm

Trọng lượng: 250gram

Nhượcđiểm

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

CHƯNG 2: CHỈ TIÊU KỸ THUẬT

2.1Chỉ tiêu chức năng

Bảng đầu vào - đầu ra tương ứng:

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

2.2Chỉ tiêu phi chức năng

Năng lượng :Điện áp: 9VDịng điện: 1A

Cơng suất tiêu thụ: 9WNguồn điện: DCNgoại quan cơ khí :

Kích thước: 25x20x15 cm, hình hộpVật liệu: Nhựa chống nước

Màu sắc: Trắng beHiệu năng:

1s mỗi lần đo mực nướcTiêu chuẩn:

An toàn CEKháng nước IPX4

An toàn điện TCVN 5699-1:1998 (IEC 335-1:1991)Mơi trường hoạt động:

Nhiệt độ phịng, thường xun tiếp xúc với mơi trường ẩm ướtChi phí sản xuất:

250.000-350.000 VNĐ / 1 sản phẩmNhân lực: 4 người

Vốn: 450.000 VNĐ ( Mạch, cảm biến, vật liệu,...)Mạch thử nghiệm: KIT Arduino UNO R3 CH340G

CHƯNG 3: KẾ HOẠCH TH%C HIỆN

hiệnHọp nhóm lần 1 và chốt ý tưởng cho dự án

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

Họp nhóm lần 2 để phân cơng nhiệm vụChuẩn bị slide thuyết trình

Nghiên cứu và tìm hiểu về các linh kiện tạo nên sản phẩm và tìm hiểu thị trường

Vẽ sơ đồ khối,lưu đồ thuật tốn, mơ phỏng sơ đồ nguyên lý mạch, layout mạch

Họp nhóm lần 3 để sửa slide thuyết trình Mua linh kiện

Mơ tả phương pháp thí nghiệm mạch và thiết kế sản phẩmNhận xét kết quả thực hiện và đánh giá chất lượng sản phẩm Làm báo cáo, hồn thiện slide thuyết trình và tổng kết dự án, đưa ra bài học kinh nghiệm

Đinh Vũ LongPhạm Minh TuấnLê Thế LinhNguyễn Văn Khang

CHƯNG 4: C S' L& THUYẾT

4.1Nguyên lí hoạt đTng

4.1.1 Cảm biVn siêu âm để đo mUc nước

Thiết bị này được dùng để đo mực nước trong bể khi mà nước đầy haykhi nước cạn

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

4.1.2 Sử dụng kit Arduino Uno R3 đưa ra tín hiệu ngkt điện

4.2C)u tạo của sản phẩm 4.2.1Khối đọc khoảng cách

C)u tạo

Thiết bị cảm biến siêu âm được cấu tạo bởi một bộ phận đầu dị phát ra tín hiệu. Đầu dị của cảm biến hoạt động như một microphone để nhận và phát âm thanh siêu âm. Chúng được thiết kế với nhiều hình dạng như:

Đầu dị thẳng (sóng dọc).Đầu dị ngang (sóng ngang).Đầu dị sóng bề mặt.

Đầu dị kép (một đầu phát và một đầu nhận tín hiệu).

Mặc dù thiết kế khác nhau nhưng các thiết bị đầu dò cảm biến sóng siêu âm này đều có chung cấu tạo gồm:

Bộ phát: Là bộ phận được cấu tạo từ gốm, với đường kính rộng 15mm, hoạt động nhờ cơ chế chuyển động bằng máy rung để tạo ra các sóng siêu âm truyền vào khơng khí.

Bộ thu: Có chức năng hình thành các rung động cơ học tương thích với sóngsiêu âm và chuyển đổi thành năng lượng điện ở đầu ra của bộ thu.

Điều khiển: Là bộ phận sử dụng mạch điện tích hợp để điều khiển sự truyền sóng siêu âm của bộ phát, từ đó đánh giá được khả năng nhận tín hiệu và kích thước của bộ thu.

Nguồn điện DC: Cung cấp năng lượng cho thiết bị cảm biến thông qua mạchổn áp, với mức điện áp PCB ± 10%, 24V ± 10%.

Nguyên lp hoạt đTng cảm biVn siêu âm

Cảm biến siêu âm có nguyên lý hoạt động dựa trên q trình cho và nhận, cónghĩa là hệ thống cảm biến sẽ liên tục phát ra các sóng âm thanh ngắn với tần số cao hơn mức mà con người có thể nghe và có tốc độ lan truyền mạnh. Khi các sóng âm này gặp phải vật cản là chất rắn hay chất lỏng thì sẽ tạo ra

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

các bước sóng phản hồi. Sau cùng, thiết bị cảm biến sẽ tiếp nhận, phân tích và xác định chính xác khoảng cách từ cảm biến đến vật cản

MTt số sản phẩm trên thị trường:

Cảm biến Cảm biến siêu âm SRF04 Cảm Biến Siêu Âm US-015

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

Thông số kĩ

thuật - Điện áp: 5V DC- Dòng hoạt động: < 2mA- Mức cao: 5V

- Mức thấp: 0V- Góc tối đa: 15 độ

- Khoảng cách: 2cm – 450cm (4.5m)

- Độ chính xác: 3mm

- Điện thế hoạt động: DC 5V- Dòng tiêu thụ: 2.2mA- Khoảng nhiệt độ hoạt động: 0 ~+ 70’C

- Chuẩn tín hiệu: TTL- Góc quét: < 15 degree- Khoảng cách nhận: 2 ~ 400cm- Độ chính xác: 0.3cm + 1%.

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Chức năng: Điều khiển cảm biến và mạch điều khiển, xử lý dữ liệu được

gửi về từ cảm biến.

Chưung tr0nh của khối đi,u khiển

MTt số sản phẩm đi,u khiển trung tâm trên thị trườngArduino Uno R3

CH340

Arduino Nano CH340

Arduino MEGA2560

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

Chỉ tiêu kĩ thuật

- Vi điều khiển: ATmega328 - Điện áp đầu vào khuyên dùng: 7- 12VDC

- Điện áp hoạt động: 5V - DC

- Điện áp vào giới hạn:

6 -20V DC - Số chân Digital I/O: 14

(6 chân hardware PWM)

- Số chân Analog: 6 - Dòng ra tối đa (5V): 500mA

- Bộ nhớ Flash: 32KBvới 0.5KB dùng bởi bootloader - SRAM: 2KB- EEPROM: 1KB - Xung nhịp: 16 MHz- Kích thước: 6.86cm x 5.34cm

- Trọng lượng: 25g

- IC chính: ATmega328P- IC nạp và giao tiếp UART: CH340 - Điện áp hoạt động: 5V - DC

- Điện áp đầu vào giớihạn: 6-20V - DC - Số chân Digital I/O: 14 (trong đó có 6 chânPWM)

- Số chân Analog: 8 - Dòng ra tối đa (5V): 500mA

- Bộ nhớ flash : 32KB với 2KB dùng bởi bootloader - SRAM: 2KB - EEPROM: 1KB - Xung nhịp: 16MHz - Kích thước: 1.85cm x 4.3cm

- Trọng lượng: 5g

- Vi điều khiển:: ATmega 2560 - IC nạp và giao tiếp UART: CH340 - Điện áp hoạt động: 5V - DC

- Điện áp đầu vào giới hạn: 6-20V - DC - Số chân Digital I/O: 54 (trong đó có 15 chân PWM) - Số chân Analog: 16 - Dòng ra tối đa (5V): 800mA - Bộ nhớ flash : 256KB với 8KB dùngbởi bootloader - SRAM: 8KB - EEPROM: 4KB - Xung nhịp: 16MHz - Kích thước: 10.15cm x 5.33cm - Trọng lượng: 37g

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

ThiVt bị của nhóm sử dụng: Kit Arduino Uno R3 CH340G

4.2.3Khối đi,u khiển

Đầu v.o: Tín hiệu điều khiển từ khối 2 Đầu ra: Tín hiệu điện cơng tắc

Chức năng: Khi nhận tín hiệu điều khiển từ khối 2, cơng tắc có chức năng

ngắt hoặc cho dịng điện chạy qua để bật (tắt) máy bơm

Linh kiện nhóm sử dụng: Module Relay Mini 1 kênh 5V10A BLK

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

Bảng thông số kỹ thuật

Điện áp hoạt đTng của Module 5V

Mức tín hiệu Logic đi,u khiển High/Low(Thay đổi được bằng jump chốt)

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">