Đồ án môn học cơ điện tử thiết kế hệ thống đo | Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên

Nội dung thuyết minh. Tổng quan về hệ thống đo. Thiết kế hệ thống đo. Thi công và đánh giá sản phẩm. Tài liệu giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

Môn:

Cơ điện tử 5 tài liệu

Trường:

Đại học Thái Nguyên 164 tài liệu

Thông tin:
36 trang 4 tháng trước

Bình luận

Vui lòng đăng nhập hoặc đăng ký để gửi bình luận.

Đồ án môn học cơ điện tử thiết kế hệ thống đo | Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên

Nội dung thuyết minh. Tổng quan về hệ thống đo. Thiết kế hệ thống đo. Thi công và đánh giá sản phẩm. Tài liệu giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

70 35 lượt tải Tải xuống
lOMoARcPSD| 45349271
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
Thiết kế hệ thống đo
Thái Nguyên - 2024
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN: CƠ ĐIỆN TỬ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
MÔN HỌC
Lớp : K56CDT-CLC
Mã số sinh viên : K205520114220
Giáo viên hướng dẫn : Vũ Đức Vương
lOMoARcPSD| 45349271
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
Khoa Cơ Khí Bộ
môn Cơ Điện tử
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO
Sinh viên:Dương Công Tiến Mã số sinh viên:K205520114220 Lớp:
K56CĐT-CLC.01
Ngành: Cơ điện tử Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ điện tử
Ngày giao đề………………….. Ngày hoàn thành …………………………..
1. Tên đề tài:
2. Nội dung thuyết minh
Tổng quan về hệ thống đo.
Thiết kế hệ thống đo.
Thi công và đánh giá sản phẩm.
TRƯỞNG BỘ MÔN
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)
(Ký và ghi rõ họ tên)
ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Tiến trình thông qua đồ án:
Tuần
Tuần
1
Tuần
2
Tuần
3
Tuần
4
Tuần
5
Tuần
6
Tuần
7
Tuần
8
Tuần
9
Tuần
10
Nội
dung
thông
qua
GVHD
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
lOMoARcPSD| 45349271
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
Thái Nguyên, ngày....tháng.....năm 2023
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký ghi rõ họ tên)
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ............................................................ 1
1.1. Tổng quan về hệ thống đo: .................................................................................... 1
1.2. Tổng quan về nhà thông minh: ............................................................................. 3
1.3. Phân tích đề yêu tài .............................................................................................. 5
1.3.1. Phân tích yêu cầu ...................................................................................... 5
1.3.2. Phương án thực hiện: ................................................................................ 5
1.4. Các thông số kỹ thuật cần đạt được: ..................................................................... 7
1.4.1. Các yêu cầu kỹ thuật cần đạt: .................................................................... 7
1.4.2. Các thông số kỹ thuật cần đạt được: ......................................................... 7
1.4.3. Kết luận ..................................................................................................... 7
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÀ THÔNG MINH .................................... 8
2.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp đo: ................................................................... 8
2.1.1. Phát hiện lửa trong ga-ra ô tô: ................................................................... 8
2.1.2. Phát hiện khí Gas trong nhà bếp: ............................................................ 10
2.2. Thiết kế hệ thống: ............................................................................................... 14
2.2.1. Sơ đồ nguyên lý: ..................................................................................... 14
2.2.2. Mô phỏng hoạt động: .............................................................................. 15
2.2.3. Thông số kỹ thuật linh kiện sử dụng: ...................................................... 16
2.3. Danh mục vật tư: ................................................................................................. 21
2.4. Kết luận: .............................................................................................................. 23
CHƯƠNG 3: THI CÔNG VÀ ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM ......................................... 24
3.1. Thi công và đánh giá sản phẩm: ......................................................................... 24
3.2. Thử nghiệm và đánh giá sản phẩm: .................................................................... 26
lOMoARcPSD| 45349271
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 29
PHỤ LỤC : Code chương trình ................................................................................. 30
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
Thái Nguyên, ngày....tháng.....năm 2023
GIÁO VIÊN CHẤM
(Ký ghi rõ họ tên)
Mục lục
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Mô hình nhà thông minh...........................................................................2
Hình 1.2: Điều khiển nhà thông minh qua Wifi........................................................3
Hình 1.3: Hệ thống báo cháy....................................................................................4
Hình 1.4: Hệ thống báo khí gas khói....................................................................4
Hình 2.1: Cảm biến lửa.............................................................................................6
Hình 2.2: đồ nguyên cảm biến lửa...................................................................7
Hình 2.3: Phototransistor NPN.................................................................................7
Hình 2.4: Cảm biến kMQ2...................................................................................9
Hình 2.5: Cấu tạo MQ2............................................................................................9
Hình 2.6: Minh họa bmặt SnO
2
............................................................................10
Hình 2.7: Sơ đồ mạch điện MQ2 chuyển đổi điện trở thành điện áp......................11
Hình 2.8: Mạch cấp nguồn......................................................................................12
Hình 2.9: Mạch tín hiệu đầu vào.............................................................................12
Hình 2.10: Mạch tín hiệu ra....................................................................................13
Hình 2.11: Vi điều khiển Esp32 Devkit V1.............................................................13
Hình 2.12: Sơ đồ chân ESP32.................................................................................14
Hình 2.13: Càm biến lửa.........................................................................................14
Hình 2.14: Cảm biến MQ2.....................................................................................15
Hình 2.15: Còi chip................................................................................................15
Hình 2.16: Sơ đồ chân Relay 1 kênh......................................................................16
Hình 2.17: LCD I2C...............................................................................................17
Hình 2.18: Quạt......................................................................................................18
lOMoARcPSD| 45349271
Hình 3.1: Mô phỏng hệ thống cảnh báo cháy và khí gas trên Wowki.....................21
Hình 3.2: Cảm biến khí gas trong mô phỏng..........................................................21
Hình 3.3: Cảm biến lửa trong phỏng.................................................................21
Hình 3.4: Trạng thái hoạt động của hệ thống trong mô phỏng................................22
Hình 3.5: Mô hình ngôi nhà sau khi thi công..........................................................22
Hình 3.6: Hình ảnh ngôi nhà sau khi thi công.........................................................23
Hình 3.7: Khu vực gara ô-tô đã thi công lắp đặt xong cảm biến.............................23
Hình 3.8: Khu vực nhà bếp đã thi công lắp đặt xong cảm biến...............................24
Hình 3.9: Thử nghiệm cảm biến lửa.......................................................................24
Hình 3.10: Hiện thị cảnh báo lửa............................................................................25
Hình 3.11: Hiện thị cảnh báo khí gas và khói.........................................................25
lOMoARcPSD| 45349271
1
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, khoa học kỹ thuật luôn không ngừng phát triển đổi mới từng
ngày, từng giờ tác động trực tiếp đến đời sống con người. Với sự phát triển của các
thiết bị kết nối internet trí tuệ nhân tạo, việc xây dựng một hình nhà thông minh
đã trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết và đang trở thành một xu hướng phổ biến hấp
dẫn đối với nhiều người.
Với mục đích tìm hiểu thiết kệ một hệ thống đo ờng, chúng em đã được
giao đề tài: “Thiết kế hệ thống nhà thông minh. Chuyên đề thiết kế chức năng báo
cháy thông gió tự động” làm đề tài cho đồ án môn học của mình.Đồ án hình
nhà thông minh này nhằm tạo ra một phỏng thực tế về việc áp dụng công nghệ
vào cuộc sống hàng ngày của con người. hình này sẽ giúp chúng ta hiểu hơn
về cách mà các thiết bị thông minh có thể tương tác với nhau và với chúng ta như thế
nào, từ đó mang lại sự tiện ích và tiết kiệm năng lượng.
Đây là một đề tài rộng với vốn kiến thức lớn, thời gian có hạn, cho nên những
kết quả, những nhận định chúng em đã tìm hiểu đưa ra chắc chắn sẽ nhiều
thiếu sót. Chúng em thành thật mong được các thầy giáo trong bộ môn chỉ bảo
thêm để đề tài hoàn thiện hơn.
Em bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo ĐỨC VƯƠNG các thầy
giáo trong bộ môn đã chỉ bảo tận tình tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành
đồ án .
Người thực hiện
Tiến
Dương Công Tiến
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG
1.1. Tổng quan về hệ thống đo:
Sơ đồ nguyên lý cơ điện tử thể hiện mô đun cấu thành lên sản phẩm, thấy được
sự tích hợp và ghép nối các thành phần.
lOMoARcPSD| 45349271
2
Hình 1.1: Sơ đồ tổng quát hệ thống đo cơ điện tử.
Trong đó ý nghĩa từng khối thể hiện như sau:
- Phần công tác: là phần trực tiếp đưa ra các thap tác công nghệ
- Đo lường: modul kết nối đối ợng với bộ điều khiển, tạo ra tín
hiệu phản hồi làm đầu vào cho bộ điều khiển.
- Mô hình hóa: là modul tạo tín hiệu cho bộ điều khiển
- Bộ điều khiển: nhận tín hiệu từ modul đo lường, tính toàn hiệu chỉnh
và đưa lệnh điều khiển nguồn động lực để có thao tác chính xác.
- cấu chấp hành (CCCH): modul tạo nguồn động lực cho phần
công tác, nhận lệnh trực tiếp từ bộ điều khiển.
Sơ đồ thiết bị đo:
lOMoARcPSD| 45349271
3
Hình 1.2: Sơ đồ cấu trúc chung của thiết bị đo.
- Chuyển đổi cấp (CĐSC): thực hiện chức năng biến đổi các đại
lượng thành tín hiệu điện.
- Mạch đo (MĐ): Thực hiện chức năng thu thập, gia công tín hiệu đo
sau các chuyển đổi sơ cấp, thực hiện thao tác tính toán trên sơ đồ mạch.
- cấu chỉ thị (CCCT): khâu cuối cùng của thiết bị đo, thực hiện
chức năng thể hiện kết quả đo lường dưới dạng con số so với đơn vị sau khi qua mạch
đo.
*Vị trí và vai trò của hệ thống đo cơ điên tử
- Module đo lường được bố trí cuối hệ thống để thu thập thông tin
hoạtđộng của phần công tác, hệ thống đo tạo ra sự kết nối tương tác giữa phân
công tác và bộ điều khiển, từ hệ thống đo ta có tín hiệu phản hồi để làm đầu vào khởi
tạo bài toán hiệu chỉnh ở bộ điều khiển.
- Tín hiệu đo được từ hệ thống đo ở dạng analog nên cần phải mã hóa
xửlí trước khi đưa vào bộ điều khiển. Quá trình này được thực hiện nhờ bộ DSP1 (mô
đun xử lí tín hiệu), các quá trinh này thể gồm khuếch đại, chuyển đổi AD, lọc,
điều chế, tách sóng
1.2. Tổng quan về nhà thông minh:
Nhà thông minh là kiểu nhà có lắp đặt các thiết bị điện tử được điều khiển hoặc
tự động hóa hay bán tđộng thông qua các ứng dụng quản trên điện thoại hoặc
bằng giọng nói với bộ điều khiển trung tâm. Các thiết bị nằm trong hệ sinh thái nhà
thông minh thay thế con người trong thực hiện một hoặc một số thao tác quản lý
điều khiển. Nhờ ứng dụng các công nghnhư hồng ngoại, điện thoại thông minh,
lOMoARcPSD| 45349271
4
công nghệ đám mây, IoT, … nhà thông minh có khả năng tự động hóa giúp bạn hoàn
thành các công việc thường ngày với các thiết bị không cần tốn quá nhiều công
sức.
Hình 1.1: Mô hình nhà thông minh
Hiện nay, nhà thông minh được gọi tên dành cho ngôi nhà đang sở hữu trọn bộ
sản phẩm thông minh cho gia đình được tích hợp trong một hệ thống điều khiển trung
tâm thông qua internet với các phương thức kết nối Wifi, Bluetooth, giọng nói:
Hệ thống ánh sáng thông minh được bật tắt tự động qua các cảm biến trong
ngôi nhà hoặc trên smartphone
Hệ thống đảm bảo an ninh sử sụng các camera, các cảm biến cửa, cảm biến
chuyển động … Kết hợp cùng với hệ thống cảnh báo tại nhà smartphone để
đảm bảo an toàn cho ngôi nhà.
Hệ thống rèm cử tự động giúp bạn ngồi tại chỗ vẫn điều khiển được rèm
hay cài đặt nó theo ý muốn của bạn.
Hệ thống các thiết bị sinh hoạt ,giải trí .
Hệ thống cảnh báo cháy và khí gas
Các thiết bị trong ngôi nhà thông minh được kết nối với nhau được truy cập
thông qua một thiết bị trung gian. Đó thể điện thoại, laptop, hay máy tính bảng,...
Bạn sẽ dùng 1 ứng dụng Smart home o đó đthể điều khiển mọi hoạt động trong
nhà, hay hẹn giờ cụ thể để chúng tự hoạt động.
lOMoARcPSD| 45349271
5
Hình 1.2: Điều khiển nhà thông minh qua Wifi.
1.3. Phân tích đề yêu tài
1.3.1. Phân tích yêu cầu
Nhiệm vụ xây dựng hệ thống nhà thông minh gồm:
Thực hiện chức năng cảnh báo cháy : Nhà xe có dấu hiệu xuất hiện ngọn lửa,
ngôi nhà sẽ tự động bật cảnh báo cháy thông qua còi cảnh báo.
Thực hiện chức năng thông gió tự động: Khu vực bếp có khí gas và khói quá
mức tiêu chuẩn sẽ tự động bật quạt điều chỉnh lại khí gas và khói trong phòng.
1.3.2. Phương án thực hiện:
Chức năng cảnh báo cháy:
Sử dụng cảm biến lửa để phát hiện lửa, đưa tín hiệu đến bộ xử lý để đưa ra
quyết định điều khiển cho cơ cấu chấp hành là còi báo.
lOMoARcPSD| 45349271
6
Hình 1.1: Hệ thống báo cháy
Chức năng thông gió tự động:
Hệ thống sử dụng cảm biến MQ2 để phát hiện sự tăng nồng độ khí gas và
khói trong không khí, đưa tín hiệu điện đến bộ xử ra quyết định điều
khiển cho cơ cấu chấp hành là quạt giảm bớt nông độ khí gas trong phòng.
Hình 1.2: Hệ thống báo khí gas và khói
lOMoARcPSD| 45349271
7
1.4. Các thông số kỹ thuật cần đạt được:
1.4.1. Các yêu cầu kỹ thuật cần đạt:
Tốc độ phản ứng nhanh.
Có thể xử lý cùng lúc nhiều nhiệm vụ.
Hoạt động liên tục
1.4.2. Các thông số kỹ thuật cần đạt được:
1
Thời gian phản hồi của cảnh báo cháy
1s
2
Thời gian phản hồi của cảnh báo khí gas và khói
1s
1.4.3. Kết luận
Trên đây là tổng quan về hệ thống nhà thông minh. Từ những tổng quan đã tìm
hiểu giúp định hướng được nhiệm vụ, công việc các yêu cầu kỹ thuật cần để “thiết
kế hệ chức năng báo cháy và thông gió tự động” trong ngôi nhà.
lOMoARcPSD| 45349271
8
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÀ THÔNG
MINH
2.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp đo:
2.1.1. Phát hiện lửa trong ga-ra ô tô:
Bức xạ hồng ngoại tồn tại hầu hết các ngọn lửa, nhiệt độ của ngọn lửa sự
hội tụ khí nóng của lửa là các sản phẩm cháy, phát ra 1 loại quang phổ đặc trưng có
thể dễ dàng phát hiện bởi công nghệ cảm biến hồng ngoại (Trong khoảng từ
760nm1mm). (ánh sáng trắng từ 360nm-760nm). Giải pháp: Sử dụng “Nguyên
hiện tượng quang điện trong”.
Hiện tượng quang điện trong hiện tượng ánh sáng giải phóng electron liên
kết, biến chúng thành electron tính dẫn, cùng lúc tạo thành các lỗ trống tham gia
vào quá trình dẫn điện.
Điều kiện xảy ra: λ≤ λ
0
Trong đó: λ:ớcsóng củaánhsáng .
λ
0
:giớihạnquang điện.
Như vậy: sử dụng cảm biến lửa
Cảm biến lửa: cảm biến khả năng phát hiện lửa hoặc nguồn sáng bước
sóng tương tự.Cảm biến lửa hoạt động dựa theo nguyên lý hoạt động của hiện
tượng quang điện trong.
Hình 2.1: Cảm biến lửa Cảm
biến lửa là sự tích hợp IC LM393 và phototransistor.
Phototransistor một bóng bán dẫn nhạy sáng giúp khuếch đại dòng điện
được tạo ra từ năng lượng ánh sáng (hoạt động dựa trên nguyên lý quang điện
lOMoARcPSD| 45349271
9
trong).Nó chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện cũng
khuếch đại nó.
IC LM395: Chuyển đổi tín hiệu analog thành số nhờ việc so sánh giữa 2 điện
áp trên biến trở cài đặt và điện áp ra của phototransistor để xuất ra tín hiệu số.
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý cảm biến lửa.
Giải thích: Phototransistor chất bán dẫn không dẫn điện khi không chiếu
sáng dẫn điện khi ánh sáng chiếu vào. Ánh sáng đi vào vùng cực gốc (B)
tạo ra chuyển động các electron- lỗ trống tự do, gây ra dòng điện trong vùng
B. Có dòng I
b
thì phototransistor thông và xuất hiện dòng I
c
.
Hình 2.3: Phototransistor NPN
Công thức tính toán:
hc A=
λ
0
(1)
Trong đó:
lOMoARcPSD| 45349271
10
A: là năng lượng của 1 photon. (J) h: là
hằng số h= 6.625.10
-34
(J) λ
0
:bước sóng
của ánh sáng. c: tốc độ của ánh sáng
trong chân không.
P
I
p
=η.e.
A
(2)
Trong đó:
η:hiệu suất của lượng tử phụ thuộc vào λ
I
p
: là dòng điện sinh ra ở cực B. (Ampe)
P:Công suất chiếu sáng (trong ngọn lửa từ cây nến là vài chục Wat).
(P=A.ϕ:photon lux (photons/m
2
). (W)
Vout=VccI p. β. R3 (3) Trong
đó:
V
out
: là điện áp đầu ra tại chân
A
0.
R
3
: là điện trở β : là hệ số của
phototransistor.
Nhận thấy:
Bước sóng tăng thì A giảm, I tăng, V
out
giảm.
Bước sóng giảm thì A tăng, I giảm V
out
tăng.
So sánh V
out
với V
Rs
, nếu vượt qua ngưỡng V
Rs
thì cảm biến xuất ra tín hiệu 1,
ngược lại 0. Khi đo hồng ngoại từ (760nm-1mm) thì sẽ cho V
out
giảm (so với ánh
sáng trắng), suy ra V
out
<V
Rs
sẽ cho tín hiệu suất ra cảm biến 0 khi chùm sáng
hồng ngoại, còn V
out
>V
Rs
sẽ xuất ra cảm biến 1 khi không chùm ng hồng ngoại.
Vậy từ Năng lượng ánh sáng chuyển thành Năng lượng điện.
2.1.2. Phát hiện khí Gas trong nhà bếp:
Khí gas có các thành phần chính là Propan, Butan và 1 số thành phần khác. Khi
khí gas trong không khí, sử dụng cảm biến MQ2 nhận biết theo nguyên thay đổi
điện trở, ta nhận biết được khí gas.
Cảm biến MQ2: là cảm biến khí độ nhạy cao với khí gas Hydro hơi
dễ bắt lửa khác.
lOMoARcPSD| 45349271
11
Hình 2.1: Cảm biến khí MQ2
MQ2 gồm 2 bộ phận chính:
Heater Driven: bộ phận cấu tạo thể phát nhiệt giúp tăng nhiệt độ phía
bên trong cảm biến.
Sensing Element: bộ phận chức năng cảm nhận sự thay đổi của nồng độ
khí cần đo.
Hình 2.2: Cấu tạo MQ2
Nguyên lý: hoạt động của cảm biến MQ dựa trên sử thay đổi về điện trở giữa
hai chân kết nối A-B của bộ phận Sensing Element khi phản ứng với loại
khí Gas và khí dễ gây cháy.
Sensing Element thành phần chính SnO
2
, SnO
2
độ dẫn điện thấp hơn
trong không khí sạch, khi khí dễ cháy tồn tại, cảm biến có độ dẫn điện cao hơn,
nồng độ chất dcháy càng cao thì độ dẫn điện của SnO
2
sẽ càng cao được
lOMoARcPSD| 45349271
12
tương ứng chuyển đổi thành mức tín hiệu điện, phần Sensing Element khi đó
được gọi là Chemiresistors (điện trở hóa học).
Bộ phận Heater Driven tác dụng m nóng phần Sensing Element để tăng
hiệu suất và hiệu quả của phản ứng.
o SnO
2
được nung nóng tới nhiệt độ cao, O
2
sẽ hấp phụ trên bề mặt. Khi
không khí trong lành, các electron tự do của SnO
2
sẽ bị hút bởi O
2.
Điều
này gây ra suy giảm electron tư do, gây ra SnO
2
có điện trở suất cao
ngăn cản dòng điện chạy qua.
o Nhưng khi khí gas khí gây cháy, lớp bề mặt bị O
2
hấp phụ sẽ giảm,
do gas khí gây cháy phản ứng với nó. Kết quả, e tự do giải phóng,
cho phép dòng điện đi qua.
Hình 2.3: Minh họa bề mặt SnO
2
Công thức tính toán:
Khi đã xác định các loại cảm biến MQ-2 một dạng Chemiresistors (tạm
dịch là điện trở hóa học) với giá trị điện trở (độ dẫn điện) thay đổi khi phản ng với
loại khí cần đo ta có đồ mạch điện như sau để thể chuyển đổi giá trị điện trở
thành điện áp để đọc bằng ADC (bộ chuyển đổi điện áp thành tín hiệu logic) của mạch
xử lý.
lOMoARcPSD| 45349271
13
Hình 2.4: Sơ đồ mạch điện MQ2 chuyển đổi điện trở thành điện áp.
Vcc. R0 Vout=
Rs+R0 (4)
Trong đó:
V
cc
: điện áp cấp nguồn cho cảm biến.
R
s
: Giá trị điện trở của bộ phận Sensing Element giữa hai chân kết nối
A-B.
R
H
: Điện trở bảo vệ bộ phận phát nhiệt Heater Driven, giá trị theo
khuyến nghị của nhà sản xuất tùy theo loại cảm biến.
R
0
: Điện trở tạo thành cấu trúc cầu phân áp với RS, giá trị xác định
theo khuyến nghị của nhà sản xuất tùy theo loại cảm biến.
V
out
: Điện áp đầu ra thay đổi theo giá trị của RS.
Ta thấy theo công thức trong hình giá trị Vout sẽ thay đổi theo giá trị của điện
trở RS, RS sẽ thay đổi khi bộ phận Sensing Element phản ứng với loại khí cần đo,
khi đó dùng mạch xử lý để đo Vout ta xác định được giá trị không khí cần đo.
Chuyển đổi tín hiệu analog:
V¿ Bit_ADC(5)
ValueADC = Vmẫu x 2 Trong
đó:
Value
ADC
: giá trị sau khi chuyển đổi.
V
in
: Điện áp đầu vào cần chuyển đổi.
V
mẫu
: Phạm vi tối đa của ADC đo được. Bit_ADC: Số bit của ADC.
lOMoARcPSD| 45349271
14
2.2. Thiết kế hệ thống:
2.2.1. Sơ đồ nguyên lý:
Hình 2.1: Mạch cấp nguồn
Hình 2.2: Mạch tín hiệu đầu vào
| 1/36

Preview text:

lOMoAR cPSD| 45349271
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN: CƠ ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống đo
Sinh viên : Dương Công Tiến Lớp : K56CDT-CLC
Mã số sinh viên : K205520114220
Giáo viên hướng dẫn : Vũ Đức Vương Thái Nguyên - 2024 lOMoAR cPSD| 45349271
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Khoa Cơ Khí Bộ môn Cơ Điện tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO
Sinh viên:Dương Công Tiến Mã số sinh viên:K205520114220 Lớp: K56CĐT-CLC.01
Ngành: Cơ điện tử Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ điện tử
Ngày giao đề………………….. Ngày hoàn thành ………………………….. 1. Tên đề tài: 2. Nội dung thuyết minh
Tổng quan về hệ thống đo.
Thiết kế hệ thống đo.
Thi công và đánh giá sản phẩm. TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)
(Ký và ghi rõ họ tên)
ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Tiến trình thông qua đồ án: Tuần
Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Nội dung thông qua GVHD
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
............................................................................................................................... .
............................................................................................................................... .
............................................................................................................................... . lOMoAR cPSD| 45349271
............................................................................................................................... .
............................................................................................................................... .
Thái Nguyên, ngày....tháng.....năm 2023 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên)
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM
............................................................................................................................... .
...............................................................................................................................
.LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ............................................................ 1
1.1. Tổng quan về hệ thống đo: .................................................................................... 1
1.2. Tổng quan về nhà thông minh: ............................................................................. 3
1.3. Phân tích đề yêu tài .............................................................................................. 5
1.3.1. Phân tích yêu cầu ...................................................................................... 5
1.3.2. Phương án thực hiện: ................................................................................ 5
1.4. Các thông số kỹ thuật cần đạt được: ..................................................................... 7
1.4.1. Các yêu cầu kỹ thuật cần đạt: .................................................................... 7
1.4.2. Các thông số kỹ thuật cần đạt được: ......................................................... 7
1.4.3. Kết luận ..................................................................................................... 7
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÀ THÔNG MINH .................................... 8
2.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp đo: ................................................................... 8
2.1.1. Phát hiện lửa trong ga-ra ô tô: ................................................................... 8
2.1.2. Phát hiện khí Gas trong nhà bếp: ............................................................ 10
2.2. Thiết kế hệ thống: ............................................................................................... 14
2.2.1. Sơ đồ nguyên lý: ..................................................................................... 14
2.2.2. Mô phỏng hoạt động: .............................................................................. 15
2.2.3. Thông số kỹ thuật linh kiện sử dụng: ...................................................... 16
2.3. Danh mục vật tư: ................................................................................................. 21
2.4. Kết luận: .............................................................................................................. 23
CHƯƠNG 3: THI CÔNG VÀ ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM ......................................... 24
3.1. Thi công và đánh giá sản phẩm: ......................................................................... 24
3.2. Thử nghiệm và đánh giá sản phẩm: .................................................................... 26 lOMoAR cPSD| 45349271
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 29
PHỤ LỤC : Code chương trình ................................................................................. 30
............................................................................................................................... .
............................................................................................................................... .
............................................................................................................................... .
............................................................................................................................... .
............................................................................................................................... .
Thái Nguyên, ngày....tháng.....năm 2023 GIÁO VIÊN CHẤM (Ký ghi rõ họ tên) Mục lục DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Mô hình nhà thông minh...........................................................................2
Hình 1.2: Điều khiển nhà thông minh qua Wifi........................................................3
Hình 1.3: Hệ thống báo cháy....................................................................................4
Hình 1.4: Hệ thống báo khí gas và khói....................................................................4
Hình 2.1: Cảm biến lửa.............................................................................................6
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý cảm biến lửa...................................................................7
Hình 2.3: Phototransistor NPN.................................................................................7
Hình 2.4: Cảm biến khí MQ2...................................................................................9
Hình 2.5: Cấu tạo MQ2............................................................................................9
Hình 2.6: Minh họa bề mặt SnO2............................................................................10
Hình 2.7: Sơ đồ mạch điện MQ2 chuyển đổi điện trở thành điện áp......................11
Hình 2.8: Mạch cấp nguồn......................................................................................12
Hình 2.9: Mạch tín hiệu đầu vào.............................................................................12
Hình 2.10: Mạch tín hiệu ra....................................................................................13
Hình 2.11: Vi điều khiển Esp32 Devkit V1.............................................................13
Hình 2.12: Sơ đồ chân ESP32.................................................................................14
Hình 2.13: Càm biến lửa.........................................................................................14
Hình 2.14: Cảm biến MQ2.....................................................................................15
Hình 2.15: Còi chip................................................................................................15
Hình 2.16: Sơ đồ chân Relay 1 kênh......................................................................16
Hình 2.17: LCD I2C...............................................................................................17
Hình 2.18: Quạt......................................................................................................18 lOMoAR cPSD| 45349271
Hình 3.1: Mô phỏng hệ thống cảnh báo cháy và khí gas trên Wowki.....................21
Hình 3.2: Cảm biến khí gas trong mô phỏng..........................................................21
Hình 3.3: Cảm biến lửa trong mô phỏng.................................................................21
Hình 3.4: Trạng thái hoạt động của hệ thống trong mô phỏng................................22
Hình 3.5: Mô hình ngôi nhà sau khi thi công..........................................................22
Hình 3.6: Hình ảnh ngôi nhà sau khi thi công.........................................................23
Hình 3.7: Khu vực gara ô-tô đã thi công lắp đặt xong cảm biến.............................23
Hình 3.8: Khu vực nhà bếp đã thi công lắp đặt xong cảm biến...............................24
Hình 3.9: Thử nghiệm cảm biến lửa.......................................................................24
Hình 3.10: Hiện thị cảnh báo lửa............................................................................25
Hình 3.11: Hiện thị cảnh báo khí gas và khói.........................................................25 lOMoAR cPSD| 45349271 LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, khoa học kỹ thuật luôn không ngừng phát triển và đổi mới từng
ngày, từng giờ tác động trực tiếp đến đời sống con người. Với sự phát triển của các
thiết bị kết nối internet và trí tuệ nhân tạo, việc xây dựng một mô hình nhà thông minh
đã trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết và đang trở thành một xu hướng phổ biến và hấp
dẫn đối với nhiều người.
Với mục đích tìm hiểu và thiết kệ một hệ thống đo lường, chúng em đã được
giao đề tài: “Thiết kế hệ thống nhà thông minh. Chuyên đề thiết kế chức năng báo
cháy và thông gió tự động” làm đề tài cho đồ án môn học của mình.Đồ án mô hình
nhà thông minh này nhằm tạo ra một mô phỏng thực tế về việc áp dụng công nghệ
vào cuộc sống hàng ngày của con người. Mô hình này sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn
về cách mà các thiết bị thông minh có thể tương tác với nhau và với chúng ta như thế
nào, từ đó mang lại sự tiện ích và tiết kiệm năng lượng.
Đây là một đề tài rộng với vốn kiến thức lớn, thời gian có hạn, cho nên những
kết quả, những nhận định mà chúng em đã tìm hiểu và đưa ra chắc chắn sẽ có nhiều
thiếu sót. Chúng em thành thật mong được các thầy cô giáo trong bộ môn chỉ bảo
thêm để đề tài hoàn thiện hơn.
Em bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo VŨ ĐỨC VƯƠNG và các thầy
cô giáo trong bộ môn đã chỉ bảo tận tình và tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành đồ án . Người thực hiện Tiến Dương Công Tiến
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG
1.1. Tổng quan về hệ thống đo:
Sơ đồ nguyên lý cơ điện tử thể hiện mô đun cấu thành lên sản phẩm, thấy được
sự tích hợp và ghép nối các thành phần. 1 lOMoAR cPSD| 45349271
Hình 1.1: Sơ đồ tổng quát hệ thống đo cơ điện tử.
Trong đó ý nghĩa từng khối thể hiện như sau: -
Phần công tác: là phần trực tiếp đưa ra các thap tác công nghệ -
Đo lường: là modul kết nối đối tượng với bộ điều khiển, nó tạo ra tín
hiệu phản hồi làm đầu vào cho bộ điều khiển. -
Mô hình hóa: là modul tạo tín hiệu cho bộ điều khiển -
Bộ điều khiển: nhận tín hiệu từ modul đo lường, tính toàn hiệu chỉnh
và đưa lệnh điều khiển nguồn động lực để có thao tác chính xác. -
Cơ cấu chấp hành (CCCH): là modul tạo nguồn động lực cho phần
công tác, nhận lệnh trực tiếp từ bộ điều khiển. Sơ đồ thiết bị đo: 2 lOMoAR cPSD| 45349271
Hình 1.2: Sơ đồ cấu trúc chung của thiết bị đo. -
Chuyển đổi sơ cấp (CĐSC): thực hiện chức năng biến đổi các đại
lượng thành tín hiệu điện. -
Mạch đo (MĐ): Thực hiện chức năng thu thập, gia công tín hiệu đo
sau các chuyển đổi sơ cấp, thực hiện thao tác tính toán trên sơ đồ mạch. -
Cơ cấu chỉ thị (CCCT): là khâu cuối cùng của thiết bị đo, thực hiện
chức năng thể hiện kết quả đo lường dưới dạng con số so với đơn vị sau khi qua mạch đo.
*Vị trí và vai trò của hệ thống đo cơ điên tử -
Module đo lường được bố trí ở cuối hệ thống để thu thập thông tin
hoạtđộng của phần công tác, hệ thống đo tạo ra sự kết nối và tương tác giữa phân
công tác và bộ điều khiển, từ hệ thống đo ta có tín hiệu phản hồi để làm đầu vào khởi
tạo bài toán hiệu chỉnh ở bộ điều khiển. -
Tín hiệu đo được từ hệ thống đo ở dạng analog nên cần phải mã hóa và
xửlí trước khi đưa vào bộ điều khiển. Quá trình này được thực hiện nhờ bộ DSP1 (mô
đun xử lí tín hiệu), các quá trinh này có thể gồm có khuếch đại, chuyển đổi AD, lọc, điều chế, tách sóng…
1.2. Tổng quan về nhà thông minh:
Nhà thông minh là kiểu nhà có lắp đặt các thiết bị điện tử được điều khiển hoặc
tự động hóa hay bán tự động thông qua các ứng dụng quản lý trên điện thoại hoặc
bằng giọng nói với bộ điều khiển trung tâm. Các thiết bị nằm trong hệ sinh thái nhà
thông minh thay thế con người trong thực hiện một hoặc một số thao tác quản lý và
điều khiển. Nhờ ứng dụng các công nghệ như hồng ngoại, điện thoại thông minh, 3 lOMoAR cPSD| 45349271
công nghệ đám mây, IoT, … nhà thông minh có khả năng tự động hóa giúp bạn hoàn
thành các công việc thường ngày với các thiết bị mà không cần tốn quá nhiều công sức.
Hình 1.1: Mô hình nhà thông minh
Hiện nay, nhà thông minh được gọi tên dành cho ngôi nhà đang sở hữu trọn bộ
sản phẩm thông minh cho gia đình được tích hợp trong một hệ thống điều khiển trung
tâm thông qua internet với các phương thức kết nối Wifi, Bluetooth, giọng nói:
• Hệ thống ánh sáng thông minh được bật tắt tự động qua các cảm biến trong
ngôi nhà hoặc trên smartphone
• Hệ thống đảm bảo an ninh sử sụng các camera, các cảm biến cửa, cảm biến
chuyển động … Kết hợp cùng với hệ thống cảnh báo tại nhà và smartphone để
đảm bảo an toàn cho ngôi nhà.
• Hệ thống rèm cử tự động giúp bạn ngồi tại chỗ mà vẫn điều khiển được rèm
hay cài đặt nó theo ý muốn của bạn.
• Hệ thống các thiết bị sinh hoạt ,giải trí .
• Hệ thống cảnh báo cháy và khí gas
Các thiết bị trong ngôi nhà thông minh được kết nối với nhau và được truy cập
thông qua một thiết bị trung gian. Đó có thể là điện thoại, laptop, hay máy tính bảng,...
Bạn sẽ dùng 1 ứng dụng Smart home nào đó để có thể điều khiển mọi hoạt động trong
nhà, hay hẹn giờ cụ thể để chúng tự hoạt động. 4 lOMoAR cPSD| 45349271
Hình 1.2: Điều khiển nhà thông minh qua Wifi.
1.3. Phân tích đề yêu tài
1.3.1. Phân tích yêu cầu
Nhiệm vụ xây dựng hệ thống nhà thông minh gồm:
• Thực hiện chức năng cảnh báo cháy : Nhà xe có dấu hiệu xuất hiện ngọn lửa,
ngôi nhà sẽ tự động bật cảnh báo cháy thông qua còi cảnh báo.
• Thực hiện chức năng thông gió tự động: Khu vực bếp có khí gas và khói quá
mức tiêu chuẩn sẽ tự động bật quạt điều chỉnh lại khí gas và khói trong phòng.
1.3.2. Phương án thực hiện:
Chức năng cảnh báo cháy:
• Sử dụng cảm biến lửa để phát hiện lửa, đưa tín hiệu đến bộ xử lý để đưa ra
quyết định điều khiển cho cơ cấu chấp hành là còi báo. 5 lOMoAR cPSD| 45349271
Hình 1.1: Hệ thống báo cháy
Chức năng thông gió tự động:
• Hệ thống sử dụng cảm biến MQ2 để phát hiện sự tăng nồng độ khí gas và
khói trong không khí, đưa tín hiệu điện đến bộ xử lý ra quyết định điều
khiển cho cơ cấu chấp hành là quạt giảm bớt nông độ khí gas trong phòng.
Hình 1.2: Hệ thống báo khí gas và khói 6 lOMoAR cPSD| 45349271
1.4. Các thông số kỹ thuật cần đạt được:
1.4.1. Các yêu cầu kỹ thuật cần đạt:
• Tốc độ phản ứng nhanh.
• Có thể xử lý cùng lúc nhiều nhiệm vụ.
• Hoạt động liên tục
1.4.2. Các thông số kỹ thuật cần đạt được: 1
Thời gian phản hồi của cảnh báo cháy 1s 2
Thời gian phản hồi của cảnh báo khí gas và khói 1s 1.4.3. Kết luận
Trên đây là tổng quan về hệ thống nhà thông minh. Từ những tổng quan đã tìm
hiểu giúp định hướng được nhiệm vụ, công việc và các yêu cầu kỹ thuật cần để “thiết
kế hệ chức năng báo cháy và thông gió tự động” trong ngôi nhà. 7 lOMoAR cPSD| 45349271
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÀ THÔNG MINH
2.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp đo:
2.1.1. Phát hiện lửa trong ga-ra ô tô:
Bức xạ hồng ngoại tồn tại hầu hết các ngọn lửa, nhiệt độ của ngọn lửa và sự
hội tụ khí nóng của lửa là các sản phẩm cháy, phát ra 1 loại quang phổ đặc trưng có
thể dễ dàng phát hiện bởi công nghệ cảm biến hồng ngoại (Trong khoảng từ
760nm1mm). (ánh sáng trắng từ 360nm-760nm). Giải pháp: Sử dụng “Nguyên lý
hiện tượng quang điện trong”.
Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng ánh sáng giải phóng electron liên
kết, biến chúng thành electron có tính dẫn, cùng lúc tạo thành các lỗ trống tham gia
vào quá trình dẫn điện.
Điều kiện xảy ra: λ≤ λ0 Trong đó:
λ:bướcsóng củaánhsáng .
λ0:giớihạnquang điện.
Như vậy: sử dụng cảm biến lửa •
Cảm biến lửa: là cảm biến có khả năng phát hiện lửa hoặc nguồn sáng có bước
sóng tương tự.Cảm biến lửa hoạt động dựa theo nguyên lý hoạt động của hiện tượng quang điện trong.
Hình 2.1: Cảm biến lửa Cảm
biến lửa là sự tích hợp IC LM393 và phototransistor. •
Phototransistor là một bóng bán dẫn nhạy sáng giúp khuếch đại dòng điện
được tạo ra từ năng lượng ánh sáng (hoạt động dựa trên nguyên lý quang điện 8 lOMoAR cPSD| 45349271
trong).Nó chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện và cũng khuếch đại nó. •
IC LM395: Chuyển đổi tín hiệu analog thành số nhờ việc so sánh giữa 2 điện
áp trên biến trở cài đặt và điện áp ra của phototransistor để xuất ra tín hiệu số.
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý cảm biến lửa.
Giải thích: Phototransistor là chất bán dẫn không dẫn điện khi không chiếu
sáng và dẫn điện khi có ánh sáng chiếu vào. Ánh sáng đi vào vùng cực gốc (B)
tạo ra chuyển động các electron- lỗ trống tự do, gây ra dòng điện trong vùng
B. Có dòng Ib thì phototransistor thông và xuất hiện dòng Ic.
Hình 2.3: Phototransistor NPN Công thức tính toán: hc A= λ 0 (1) Trong đó: 9 lOMoAR cPSD| 45349271
A: là năng lượng của 1 photon. (J) h: là
hằng số h= 6.625.10-34 (J) λ :bước sóng 0
của ánh sáng. c: tốc độ của ánh sáng trong chân không. P Ip=η.e. A (2) Trong đó:
η:hiệu suất của lượng tử phụ thuộc vào λ
Ip : là dòng điện sinh ra ở cực B. (Ampe)
P:Công suất chiếu sáng (trong ngọn lửa từ cây nến là vài chục Wat).
(P=A.ϕ,ϕ:photon lux (photons/m2). (W)
Vout=VccI p. β. R3 (3) Trong đó:
Vout : là điện áp đầu ra tại chân
A0. R3 : là điện trở β : là hệ số của phototransistor. Nhận thấy:
Bước sóng tăng thì A giảm, I tăng, Vout giảm.
Bước sóng giảm thì A tăng, I giảm Vout tăng.
So sánh Vout với VRs, nếu vượt qua ngưỡng VRs thì cảm biến xuất ra tín hiệu 1,
ngược lại là 0. Khi đo hồng ngoại từ (760nm-1mm) thì sẽ cho Vout giảm (so với ánh
sáng trắng), suy ra Vouthồng ngoại, còn Vout>VRs sẽ xuất ra cảm biến là 1 khi không có chùm sáng hồng ngoại.
Vậy từ Năng lượng ánh sáng chuyển thành Năng lượng điện.
2.1.2. Phát hiện khí Gas trong nhà bếp:
Khí gas có các thành phần chính là Propan, Butan và 1 số thành phần khác. Khi
khí gas trong không khí, sử dụng cảm biến MQ2 nhận biết theo nguyên lý thay đổi
điện trở, ta nhận biết được khí gas.
Cảm biến MQ2: là cảm biến khí có độ nhạy cao với khí gas và Hydro và hơi dễ bắt lửa khác. 10 lOMoAR cPSD| 45349271
Hình 2.1: Cảm biến khí MQ2
MQ2 gồm 2 bộ phận chính:
Heater Driven: là bộ phận có cấu tạo có thể phát nhiệt giúp tăng nhiệt độ phía bên trong cảm biến.
Sensing Element: là bộ phận có chức năng cảm nhận sự thay đổi của nồng độ khí cần đo.
Hình 2.2: Cấu tạo MQ2
Nguyên lý: hoạt động của cảm biến MQ dựa trên sử thay đổi về điện trở giữa
hai chân kết nối A-B của bộ phận Sensing Element khi nó phản ứng với loại
khí Gas và khí dễ gây cháy.
• Sensing Element có thành phần chính là SnO2, SnO2 có độ dẫn điện thấp hơn
trong không khí sạch, khi khí dễ cháy tồn tại, cảm biến có độ dẫn điện cao hơn,
nồng độ chất dễ cháy càng cao thì độ dẫn điện của SnO2 sẽ càng cao và được 11 lOMoAR cPSD| 45349271
tương ứng chuyển đổi thành mức tín hiệu điện, phần Sensing Element khi đó
được gọi là Chemiresistors (điện trở hóa học).
• Bộ phận Heater Driven có tác dụng làm nóng phần Sensing Element để tăng
hiệu suất và hiệu quả của phản ứng.
o SnO2 được nung nóng tới nhiệt độ cao, O2 sẽ hấp phụ trên bề mặt. Khi
không khí trong lành, các electron tự do của SnO2 sẽ bị hút bởi O2. Điều
này gây ra suy giảm electron tư do, gây ra SnO2 có điện trở suất cao và
ngăn cản dòng điện chạy qua.
o Nhưng khi có khí gas và khí gây cháy, lớp bề mặt bị O2 hấp phụ sẽ giảm,
do gas và khí gây cháy phản ứng với nó. Kết quả, e tự do giải phóng,
cho phép dòng điện đi qua.
Hình 2.3: Minh họa bề mặt SnO2 Công thức tính toán:
Khi đã xác định rõ các loại cảm biến MQ-2 là một dạng Chemiresistors (tạm
dịch là điện trở hóa học) với giá trị điện trở (độ dẫn điện) thay đổi khi phản ứng với
loại khí cần đo ta có sơ đồ mạch điện như sau để có thể chuyển đổi giá trị điện trở
thành điện áp để đọc bằng ADC (bộ chuyển đổi điện áp thành tín hiệu logic) của mạch xử lý. 12 lOMoAR cPSD| 45349271
Hình 2.4: Sơ đồ mạch điện MQ2 chuyển đổi điện trở thành điện áp. V V cc. R0 out= R (4) s+R0 Trong đó:
• Vcc: điện áp cấp nguồn cho cảm biến.
• Rs: Giá trị điện trở của bộ phận Sensing Element giữa hai chân kết nối A-B.
• RH: Điện trở bảo vệ bộ phận phát nhiệt Heater Driven, có giá trị theo
khuyến nghị của nhà sản xuất tùy theo loại cảm biến.
• R0: Điện trở tạo thành cấu trúc cầu phân áp với RS, có giá trị xác định
theo khuyến nghị của nhà sản xuất tùy theo loại cảm biến.
• Vout: Điện áp đầu ra thay đổi theo giá trị của RS.
Ta thấy theo công thức trong hình giá trị Vout sẽ thay đổi theo giá trị của điện
trở RS, mà RS sẽ thay đổi khi bộ phận Sensing Element phản ứng với loại khí cần đo,
khi đó dùng mạch xử lý để đo Vout ta xác định được giá trị không khí cần đo.
Chuyển đổi tín hiệu analog: V¿ Bit_ADC(5) ValueADC = V x 2 mẫu Trong đó:
• ValueADC: giá trị sau khi chuyển đổi.
• Vin: Điện áp đầu vào cần chuyển đổi.
• Vmẫu: Phạm vi tối đa của ADC đo được. Bit_ADC: Số bit của ADC. 13 lOMoAR cPSD| 45349271
2.2. Thiết kế hệ thống:
2.2.1. Sơ đồ nguyên lý:
Hình 2.1: Mạch cấp nguồn
Hình 2.2: Mạch tín hiệu đầu vào 14