BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN VIỄN THÔNG ĐỀ TÀI MẠCH GIÁM SÁT KHÔNG KHÍ TRONG VĂN PHÒNG, CÔNG TY (KHOẢNG 25M2)

Báo cáo thực tập công nhân Báo cáo thực tập công nhân GVHD Lê Hồng Nam 1 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN VIỄN THÔNG ĐỀ TÀI MẠCH GIÁM SÁT KHÔ[.]

BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN VIỄN THÔNG

ĐỀ TÀI: MẠCH GIÁM SÁT KHÔNG KHÍ TRONG VĂN PHÒNG, CÔNG

TY (KHOẢNG 25M 2 )

GVHD : KS LÊ HỒNG NAM SVTH : DƯƠNG THẾ DŨNG - 18DT1

TRẦN ĐỨC NAM - 18DT1 NGUYỄN NHẬT HUY - 18DT2

I. Lý thuyết

1.Chức năng:

2.Sơ đồ mạch và nguyên lý làm việc :

II Phân tích mạch từng khối:

1.Khối nguồn:

2.Khối công suất:

2.1 Khối công suất điều khiển đèn:

2.2 Khối công suất điều khiển quạt:

2.3 Khối công suất điều khiển còi:

3.Khối cảm biến:………

3.1 Khối cảm biến khói, gas:

3.2 Khối cảm biến nhiệt độ, độ ẩm

3.3 Khối cảm biến chuyển động:

4 Phân tích khối trung tâm:

4.1 Khối vi điều khiển: …

4.2 Khối hiển thị:

III Mô phỏng và Thi công mạch :

1 Mô phỏng:

2 Thi công mạch :

3 Đo kiểm tra khối nguồn :

4 Đo kiểm tra khối công suất điều khiển đèn :

5 Đo kiểm tra khối công suất điều khiển quạt :

6 Đo kiểm tra khối công suất điều khiển còi báo :

7 Đo kiểm tra khối cảm biến khói gas :

IV Chương trình con………

BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN

HỆ THỐNG GIÁM SÁT KHÔNG KHÍ VĂN PHÒNG, CÔNG TY

I.Lý thuyết:

1 Chức năng của hệ thống giám sát không khí văn phòng, công ty (khoảng 25m2):

Ngày nay, văn phòng là nơi làm việc thường xuyên của mọi người,

và đó cũng là nơi chứa đựng nhiều giấy tờ quan trọng của văn phòng, công

ty nên yếu tố cháy nổ cũng là một vấn đề đáng quan tâm hàng đầu Là sinh viên ngành Điện tử - Viễn thông, nhóm em muốn tạo ra một hệ thống văn phòng thông minh giúp cảnh báo khói bụi, khí gas rò rỉ, bật tắt đèn tự động, điều hòa không khí trong văn phòng Vì vậy nhóm đã lên ý tưởng và tiến hành đề tài:”Mạch giám sát không khí văn phòng, cơ quan”

2 Sơ đồ mạch và nguyên lý làm việc của hệ thống giám sát không khí văn phòng, công ty (khoảng 25m2):

a Sơ đồ mạch:

b Nguyên lý làm việc của hệ thống:

Khối Nguồn cung cấp đủ năng lượng cho các khối còn lại hoạt động ổn định Hệ thống sử dụng tín hiệu điện áp lấy ra từ khối cảm

1 Phân tích khối nguồn: (Dương Thế Dũng, Nguyễn Nhật

Huy)

• Vẽ sơ đồ mạch khối nguồn

• Nguyên lý chi tiết của khối nguồn:

+ Điều kiện làm việc:

+ Nguyên lý làm việc của khối nguồn:

Điện áp đầu vào là điện áp dân dụng (180÷230)VAC khi qua máy biến áp giảm xuống còn (15÷16)VAC Sử dụng cầu diode để chỉnh lưu điện áp xoay chiều để tạo ra điện áp DC có giá trị (17÷22,6)VDC Sau đó đưa qua ổn áp IC 7812 chuyển điện áp đầu vào (17÷22,6)VDC thành (11,8 ÷ 12,2)V

• Trường hợp 2: Có tải 44Ω/5W, Imax=0.3A

Điện áp đầu vào là điện áp dân dụng (180÷230)VAC khi qua máy biến áp giảm xuống còn (13÷15,5)VAC Sử dụng cầu diode để chỉnh lưu điện áp xoay chiều để tạo ra điện áp DC có giá trị (16÷21)VDC

Sau đó đưa qua ổn áp IC 7812 chuyển điện áp đầu vào (16÷21)VDC thành (11,4÷11,9)VDC và dòng 0,3A.

2 Phân tích Khối công suất

2.1 Phân tích khối công suất điều khiển đèn: (Dương Thế Dũng,

Nguyễn Nhật Huy)

• Vẽ sơ đồ mạch khối công suất điều khiển đèn:

• Nguyên lý chi tiết của khối công suất điều khiển đèn:

+ Điều kiện làm việc:

• Dữ liệu ngõ vào: Tín hiệu số (0V-5V) từ khối xử lý trung tâm

• Dữ liệu ngõ ra: Ánh sáng từ đèn

+ Nguyên lý làm việc của khối công suất điều khiển đèn:

Tín hiệu ngõ vào ở mức thấp (0÷0,1)VDC thông qua điện trở để điện áp VBE (0÷0,2)V không đủ điều kiện để BJT dẫn bão hòa

→VCE(4,2÷5,2)V →không có dòng chạy qua kích opto triac (MOC3020) dẫn (0÷0,1)V→ TRIAC không dẫn →không có dòng chạy qua tải →Đèn không hoạt động

• Trường hợp 2: Tín hiệu ngõ vào ở mức cao (3,8÷5,2)VDC

Tín hiệu ngõ vào ở mức cao (3,8÷5,2)VDC thông qua điện trở để điện áp VBE (0,8÷1)V đủ điều kiện để BJT dẫn bão hòa

→VCE(0÷0,1)V →có dòng chạy qua kích opto triac (MOC3020) dẫn

• Nguyên lý chi tiết của khối công suất điều khiển quạt:

+ Điều kiện làm việc:

• Dữ liệu ngõ vào: Tín hiệu số (0V-5V) từ khối xử lý trung tâm

+ Nguyên lý làm việc của khối công suất điều khiển quạt:

Tín hiệu ngõ vào ở mức thấp (0÷0,1)VDC thông qua điện trở để điện áp VBE (0÷0,2)V không đủ điều kiện để BJT dẫn bão hòa

→VCE(4,2÷5,2)V → không có dòng chạy qua kích opto triac (MOC3020) dẫn (0÷0,1)V → TRIAC không dẫn → không có dòng chạy qua tải → Quạt không hoạt động

• Trường hợp 2: Tín hiệu ngõ vào ở mức cao (3,8÷5,2)VDC

Tín hiệu ngõ vào ở mức cao (3,8÷5,2)VDC thông qua điện trở để điện áp VBE (0,8÷1)V đủ điều kiện để BJT dẫn bão hòa

→VCE(0÷0,1)V →có dòng chạy qua kích opto triac (MOC3020) dẫn (1÷2)V→Kích cho chân G của TRIAC dẫn → có dòng chạy qua tải → Quạt hoạt động

2.3 Phân tích khối công suất điều khiển còi: (Trần Đức

Nam)

Vẽ sơ đồ mạch khối công suất điều khiển còi:

• Nguyên lý chi tiết của khối công suất điều khiển còi:

+ Điều kiện làm việc:

• Đầu lấy tín hiệu nối trực tiếp với vi điều khiển

• Dữ liệu ngõ ra: Âm thanh từ còi

+ Nguyên lý làm việc của khối công suất điều khiển còi:

còi→Còi kêu

Ở mức logic 0 (0÷0,01)V, điện áp vào chân trở lấy tín hiệu không đủ làm BJT dẫn, VBE(0V÷0,01)V, VCE(4,5÷5,2)V→ không có dòng chạy qua còi→ Còi không kêu

3 Phân tích khối cảm biến

3.1 Phân tích khối cảm biến khói, gas: (Trần Đức Nam)

• Vẽ sơ đồ mạch khối cảm biến khói, gas:

• Nguyên lý chi tiết của khối:

+ Điều kiện làm việc:

+ Nguyên lý làm việc của khối:

Khi có gas (nồng độ trong khoảng 300-10000ppm), khói

rò rỉ, cảm biến MQ2 giảm điện trở (còn khoảng 2kΩ), chân tín hiệu ra của biến trở có hiệu điện thế trong khoảng (1÷ 2)V, tín hiệu này vào mạch so sánh rồi có tín hiệu ra ở chân 1 opamp ở mức cao (3,4 ÷5,2)V tín hiệu này được khuếch đại và được lọc nhiễu ở tầng opamp thứ 2 rồi đưa thằng vào chân đọc tín hiệu của vi điều khiển

• Trường hợp 2: Khi môi trường xung quanh cảm biến sạch

Khi môi trường xung quanh cảm biến sạch, điện trở của cảm biến rất lớn (khoảng 50kΩ) nên không có điện, điện thế ở chân tín hiệu (0V0,05)V nên không có tín hiệu ra

3.2 Phân tích khối cảm biến nhiệt độ, độ ẩm: (Trần Đức Nam)

• Vẽ sơ đồ mạch khối cảm biến nhiệt độ, độ ẩm:

• Nguyên lý chi tiết của khối cảm biến nhiệt độ, độ ẩm:

+ Điều kiện làm việc:

• Dòng sử dụng: 2,5 mA (khi truyền dữ liệu)

• Khoảng đo nhiệt độ: -40oC đến 80oC (0,5oC)

• Khi cấp nguồn 4,8VDC-5VDC vào chân 1 và 4 của DHT11, từ chân 2 của DHT11 sẽ gửi 1 tín hiệu 40 bit về

vi điều khiển

• Để đo độ ẩm, sử dụng thành phần cảm biến độ ẩm có hai điện cực với chất giữ ẩm giữa chúng Vì vậy, khi độ

ẩm thay đổi, độ dẫn của chất nền thay đổi hoặc điện trở giữa các điện cực này thay đổi Sự thay đổi điện trở này được đo và xử lý bởi IC khiến cho vi điều khiển luôn sẵn sàng để đọc

• Mặt khác, để đo nhiệt độ, các cảm biến này sử dụng cảm biến nhiệt độ NTC hoặc nhiệt điện trở

• Vẽ sơ đồ mạch khối

• Nguyên lý chi tiết của khối:

+ Điều kiện làm việc:

• Nhiệt độ hoạt động: -30oC đến 70oC

+ Nguyên lý làm việc của khối:

Khi có người qua lại cảm biến từ chân 2 cảm biến có tín hiệu ra, tín hiệu này thuộc khoảng (3,4m÷10m)Vpp, tín hiệu này sau đó được khuếch đại qua 2 tầng khuếch đại, tín hiệu được khuếch đại sau đó cùng lúc được đem ra so áp tại tầng so áp Ở tầng so áp này, sử dụng chu trình hồi sai cho tín hiệu xung ra trong khoảng (3,4÷6.6)Vpp

Mạch vẫn bị nhiễu do nhiều nguồn hồng ngoại khác nên vẫn có tín hiệu ra từ cảm biến trong khoảng (1m÷3,4m)Vpp và tín hiệu ra sau khi so áp trong khoảng (160÷600)mVpp

4 Phân tích khối trung tâm :

4.1 khối vi điều khiển

• Vẽ sơ đồ mạch khối vi điều khiển:

• Nguyên lý chi tiết của khối vi điều khiển:

+ Điều kiện làm việc:

+ Nguyên lý làm việc của khối vi điều khiển:

4.2 Phân tích khối hiển thị: (Dương Thế Dũng)

• Vẽ sơ đồ mạch khối hiển thị:

• Nguyên lý chi tiết của khối hiển thị:

+ Điều kiện làm việc:

+ Nguyên lý làm việc của khối hiển thị:

III Mô phỏng và thi công mạch :

Các thiết bị và dụng cụ sử dụng:

+ Đồng hồ đo vạn năng điện tử

1, Mô phỏng mạch hệ thống giám sát không khí trong văn phòng, cơ quan (khoảng 25m2):

• Sơ đồ mạch mô phỏng:

• Kết quả mô phỏng: Mạch có khối cảm biến cần thực hiện thực tế nên chưa có kết quả mô phỏng

• Nhận xét kết quả: các khối còn lại hoạt động bình thường

o Các Tblock,… có chân 30mil

o Opamp, tụ nhỏ,… chân 10-15mil

+ Mạch in khối nguồn, khối công suất:

+ Mạch in khối cảm biến, cảm biến chuyển động, nhiệt độ

độ ẩm, điều khiển còi, vi xử lý, hiển thị.

o Nguyễn Nhật Huy:

 Khối nguồn (50%)

 Khối công suất (33%) Các mối hàn tương đối đạt, mạch hoạt động bình thường

o Trần Đức Nam:

 Khối cảm biến khí (100%)

 Khối công suất (33%)

• Sơ đồ mạch khối nguồn:

a Sửa chữa khối nguồn -Đo kiểm tra từng linh kiện khối nguồn:

Điện trở: chỉnh thang đo trên đồng hồ sau đó đo giá trị trở

o LED: cấp nguồn 5V qua trở 1K vào chân dương LED và chân

âm xuống mass, LED sáng →LED hoạt động tốt

o Cầu chì: cho 2 que đo vào 2 đầu, chọn chế độ đo thông mạch

trên đồng hồ vạn năng →Cầu chì hoạt động bình thường

- Phân tích kết quả đo và đưa ra giải pháp:

o Các linh kiện hoạt động bình thường

b Kiểm tra tổng thể khối nguồn

- Đo tổng thể mạch khối nguồn:

+ Trường hợp 1: Không tải

Vđầu vào = 224V (180÷230)VAC

Vqua biến áp =15.8V (15÷16)VAC

Vqua cầu = 20.2V (17÷22.6)VDC

Vin7812 = 20.2V (17÷22.6V)V

Vout =12.02V ϵ (11.8÷12.2)V + Trường hợp 2: Có tải 44Ω/5W (Imax~ 0.3A)

Vđầu vào = 224V (180÷230)V

Vqua biến áp =15.1V (13÷15.5)VAC

4, Đo kiểm tra khối công suất điều khiển đèn:

• Sơ đồ mạch khối công suất điều khiển đèn:

b Sửa chữa khối công suất điều khiển đèn

- Đo kiểm tra từng linh kiện khối công suất điều khiển đèn:

o Điện trở: chỉnh thang đo trên đồng hồ sau đó đo giá trị trở

o MOC3020: mắc 5V qua trở 1K qua chân 1, chân 2 nối mass,

đo điện áp giữa chân 1 và chân 2 khoảng 1.2-1.3V → hoạt động bình thường

o TRIAC: Dùng đồng hồ vạn năng, chỉnh qua thang đo Ohm + Đặt que đỏ vào chân G, que đen vào chân T1, đồng

hiển thị 126Ω

+ Đặt que đỏ và đen lần lượt vào chân T2, G và ngược lại đều cho kết quả Ω

→ TRIAC hoạt động bình thường

- Phân tích kết quả đo và đưa ra giải pháp

o Các linh kiện hoạt động bình thường

- Đo tổng thể mạch khối công suất điều khiển đèn:

- Giả lập ngõ vào:

+ Sử dụng 1 nguồn 5V khác để tạo tín hiệu giả lập, đầu dương đưa vào chân trở lấy tín hiệu, đầu âm nối với chân âm của nguồn cấp cho mạch

+ Cấp 5V (3,85,2)V nuôi mạch

• - Đo điều kiện làm việc:

+ Nguồn cung cấp: 4,28V (3,8 ÷5,2)V

- Trường hợp 2: Tín hiệu ngõ vào ở mức cao

MOC3020 dẫn→Triac không dẫn→Đèn không hoạt động

MOC3020 dẫn→Kích cho chân G Triac dẫn→Đèn hoạt động

5, Đo kiểm tra khối công suất điều khiển quạt:

• Sơ đồ mạch khối công suất điều khiển quạt:

a Sửa chữa khối công suất điều khiển quạt

• Đo kiểm tra từng linh kiện khối công suất điều khiển quạt:

o Điện trở: chỉnh thang đo trên đồng hồ sau đó đo giá trị trở

o MOC3020: mắc 5V qua trở 1K qua chân 1, chân 2 nối mass, đo điện áp giữa chân 1 và chân 2 khoảng 1.2-1.3V thì hoạt động

- Đo tổng thể mạch khối công suất điều khiển quạt:

- Giả lập ngõ vào:

+ Sử dụng 1 nguồn 5V khác để tạo tín hiệu giả lập, đầu

dương đưa vào chân trở lấy tín hiệu, đầu âm nối với chân

- Trường hợp 2: Tín hiệu ngõ vào ở mức cao

Vđk=4,15V (3,8÷ 5,2)V

VBE=0,81V (0,8÷1)V

VCE=0,01V (0÷ 0,2)V

V12MOC=1,21V(1÷ 2)V

VT1G=0.02VAC (0÷0.1)VAC

• Nhận xét kết quả đo:

dẫn→Triac không dẫn→Quạt không hoạt động

dẫn→Kích cho chân G Triac dẫn→Quạt hoạt động

6, Đo kiểm tra khối điều khiển còi báo:

• Sơ đồ mạch khối điều khiển còi báo:

a Sửa chữa khối điều khiển còi báo

• Đo kiểm tra từng linh kiện khối điều khiển còi báo:

o Điện trở: chỉnh thang đo trên đồng hồ sau đó đo giá trị trở

o Diode 1N4007: Chọn chế độ kiểm tra diode trên đồng hồ vạn năng Chạm que đỏ với cực dương và que đen với cực âm Đồng

hồ hiển thị giá trị và đổi chiều que đo thì hiển thị OL →hoạt động bình thường

o Transistor C1815: Dùng đồng hồ vạn năng, để que đen vào chân

B và que đỏ vào lần lượt chân E, chân C thì đồng hồ nhảy số, còn các trường hợp còn lại hiển thị 0 →hoạt động bình thường

- Phân tích kết quả đo và đưa ra giải pháp:

o Các linh kiện hoạt động bình thường

• Đo kiểm tra nguyên lí:

MOC3020 dẫn→Triac không dẫn→Quạt không hoạt động

MOC3020 dẫn→Kích cho chân G Triac dẫn→Quạt hoạt động

7, Đo kiểm tra khối cảm biến khói, gas

-Sơ đồ mạch khối cảm biến khói,gas:

a Sửa chữa khối cảm biến khói, gas

• Đo kiểm tra từng linh kiện khối cảm biến khói, gas

o Điện trở: chỉnh thang đo trên đồng hồ sau đó đo giá trị trở

o LM358: Cấp chân 1 và hân 8 nguồn 5V, cấp chân 3 3V và chân

2 2V → Chân 1 ra 3,7÷4,2V →Hoạt động bình thường

- Phân tích kết quả đo và đưa ra giải pháp

o Các linh kiện hoạt động bình thường

- Đo tổng thể mạch khối cảm biến khói, gas:

- Đo kiểm tra nguyên lí:

+ Trường hợp 1: Khi chưa có khí Gas(môi trường xung quanh cảm biến bình thường)

VCamBien= 1.06 VDC ϵ (1-2VDC)

• Phân tích kết quả đo và đưa ra giải pháp

c Kiểm tra tổng thể khối cảm biến khói, gas

• Đo tổng thể mạch khối cảm biến khói, gas:

IV Chương trình con

1 Lưu đồ thuật toán(từ chương trình chính đến chương trình con)

Điều khiển khối công

suất

2 Viết chương trình con và kiểm tra chương trình con trên mạch

➢ KHỐI ĐIỀU KHIỂN ĐÈN (Dương Thế Dũng):

int pin = A2;

int DENpin = A4;

+ Nạp chương trình vào vi điều khiển

+ Sử dụng một nguồn 3.3V khác để giả lập tín hiệu vào ở

chân A2

+ Đo tín hiệu ra ở chân A4 vi điều khiển

• Đo điều kiện làm việc:

float dienap = a*5/1024;

+ Nạp chương trình vào vi điều khiển

+ Sử dụng một nguồn 3.3V khác để giả lập tín hiệu vào ở

chân A2

+ Đo tín hiệu ra ở chân A5 vi điều khiển

Đo điều kiện làm việc:

➢ KHỐI ĐIỀU KHIỂN CÒI (Trần Đức Nam):

int pin = A0;

int COIpin = A3;

+ Nạp chương trình vào vi điều khiển

+ Sử dụng một nguồn 3.3V khác để giả lập tín hiệu vào ở

chân A0

+ Đo tín hiệu ra ở chân A3 vi điều khiển

+ Đo các thông số VBE, VCE

const int DHTPIN = 6; //Đọc dữ liệu từ DHT11 ở

chân A3 trên mạch Arduino

const int DHTTYPE = DHT11; //Khai báo loại cảm

➢ KHỐI CẢM BIẾN GAS (TRần Đức Nam):

int MQ2pin = A0;

➢ KHỐI HIỂN THỊ (Dương Thế Dũng):

unsigned long docxung;

Khối còi báo hoạt động ổn định trong trường hợp phát hiện yếu tố bất thường trong nhà bếp

- Phân tích và nhận xét

xung quanh và gửi tín hiệu về khối xử lý trung tâm

o Khối cảm biến nhiệt độ, độ ẩm cho kết quả hiển thị đúng với nhiệt

độ, độ ẩm của môi trường xung quanh

o Khối vi xử lý sau khi nạp code vào thì chạy chương trình đúng với

mục đích đề ra

trình nạp vào

- Nhận xét:

o Còn một số khối chưa hoàn thiện

➢ Kết luận

- Một số hình ảnh thực tế:

- Phân tích ưu nhược điểm của hệ thống

+Ưu điểm:Mạch hoạt động theo yêu cầu, khá đủ các chức năng cơ bản, đáp

ứng được yêu cầu đặt ra

+Nhược điểm:Mạch còn cồng kềnh, chưa đáp ứng được nhu cầu thẩm mĩ, tính

ổn định, lâu dài của mạch chưa được quan tâm nhiều

VI Kiểm tra linh kiện rời:

-Cầu diode: cấp 15VAC vào 2 chân giữa đo dạng sóng đầu ra thấy sóng đã chỉnh lưu thì hoạt động tốt

-Điện trở: chỉnh thang đo trên đồng hồ sau đó đo giá trị trở

-LED: cấp nguồn 5V qua trở 1K vào chân dương LED và chân âm xuống mass, LED sáng thì hoạt động tốt

-7812: cấp nguồn 16VDC vào chân đầu tiên là chân dương đo chân thứ 3 và chân giữa ra 12V +-0.2V

- LM358:

- MOC3020: mắc 5V qua trở 1K qua chân 1, chân 2 nối mass, đo điện áp giữa chân

1 và chân 2 khoảng 1.2-1.3V thì hoạt động bình thường

-Hết-