CHƯƠNG 1: Giới thiệu tổng quát về đề tài CHƯƠNG 2: Tổng quan các giải pháp CHƯƠNG 3: Cấu tạo của hệ thống cảnh báo quên người trên xe và hệ thống 5 chiếu sáng CHƯƠNG 4: Thiết kế hệ thống CHƯƠNG 5: Thi công mô hình CHƯƠNG 6: Đánh giá và kết luận 6 Chương 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 2.1 Kế hoạch thiết kế Theo như định hướng làm đồ án tốt nghiệp chúng em từ ban đầu đã lên ý tưởng thiết kế hệ thống cảnh báo quên người trên xe tích hợp với hệ thống chiếu sáng thông minh, nhưng trọng tâm của đề tài vẫn theo thiên hướng thực tiễn, giải quyết vấn đề xã hội là bỏ quên em nhỏ, học sinh, trẻ em trên xe gây ra một số hậu quả nghiêm trọng như hiên nay. Sau khi xác định được trọng tâm chính của đồ án tốt nghiệp là thiết kế hệ thống cảnh báo quên người trên xe chúng em bắt đầu nghiên cứu, suy nghĩ và lựa chọn những phương án thực hiện và giải pháp để thực hiện những phương án đó. Lập kế hoạch phân chia công việc, kế hoạch làm việc nhóm online và lập bảng tiến độ thực hiện đồ án để dễ dàng theo dõi. Sau đó bám sát vào bảng tiến độ làm việc cũng như giám sát công việc.
Cuối cùng là kiểm tra lại phần mô hình vật lý, mô phỏng cũng như bài báo cáo để có những chỉnh sửa, cải thiện hợp lý.2 Ý tưởng - Ý tưởng trước khi thực hiện đồ án cực kỳ quan trọng, ban đầu chúng em gặp khó khăn trong việc xác định cảm biến để nhận biết được tài xế khi nào ra khỏi xe, nhận diện giữa có người đang ngồi nghĩ ngơi trên xe hay là có người bị mắc kẹt trên xe. Điều này phải được làm rõ ràng trước khi bắt đầu thực hiện đồ án, tránh những bước sai lầm đầu tiên khi làm đồ án tốt nghiệp. Trước khi để có ý tưởng cảm biến quên người trên xe bằng cảm chuyển động biến hồng ngoại kết hợp với cảm biến gập gương thì chúng em đã có một số ý tưởng khác như: (1) Ý tưởng đầu tiên là sử dụng cảm biến khối lượng loadcell 10kg (trên mô hình) kết hợp cảm biến chuyển động hồng ngoại để cảnh báo quên người trên xe: điều đầu tiên phải làm rõ mục đích cảm biến khối lượng có thể nhận biết được tài xế có còn ở trong xe hay không? Loadcell là thiết bị cảm biến dùng để chuyển đổi lực hoặc trọng lượng thành tín hiệu. Đặc tính của cảm biến khối lượng loadcell 10kg là kích thước 7 nhỏ gọn, phù hợp trong việc bố trí nơi không gian chật hẹp, với những tham số nhất định độ chính xác và năng suất của cảm biến khá cao, chúng ta dễ dàng thay đổi số kg theo ý tưởng như mua linh kiện với số kg lớn hơn, thay đổi trong code Arduino, cấu tạo của cảm biến khối lượng gồm hai phần là đòn cân và bộ phận mạch xử lý tín hiệu điện tử.
Việc chúng em suy nghĩ tiếp theo là bố trí cảm biến ở đâu để nhận biết tài xế có còn trong xe hay không? Cảm biến khối lượng loadcell được đặt dưới ghế tài xế với chức năng là để nhận biết có người ngồi lái trên xe hay không? Khi tài xế ra khỏi xe thì cảm biến khối lượng hoạt động truyền tín hiệu về Arduino, sau đó mạch điều khiển Arduino lại kích cho cảm biến chuyển động làm việc quét trong phạm vi trong khoang xe xem có người hoặc vật thể hay không? Trường hợp quét không có người thì mạch sẽ không hoạt động, còn trường hợp cảm biến quét có người thì mạch Arduino nhận lại tín hiệu từ cảm biến chuyển động kích cho các bộ phận cảnh báo quên người trên xe hoạt động như: còi báo, tin nhắn, cuộc gọi gửi về số điện thoại của tài xế và các hệ thống đèn tín hiệu chớp sáng liên tục để cảnh báo quên người trong xe và giải cứu trẻ em, học sinh, người gặp nạn. + Tuy nhiên việc lên ý tưởng đã hoàn tất, chúng em đã mua linh kiện về, viết code trong Arduino, trong quá trình thử bố trí mô hình thì chúng em nhận thấy ý tưởng này gặp một số nhược điểm như là: thứ nhất khi trẻ em hay học sinh bị mắc kẹt trên xe thì có thể người gặp nạn sẽ chạy lên ghế tài xế để tìm lối thoát hiểm và lúc đó cảm biến khối lượng sẽ nhận thấy có người trên ghế cảm biến này, mạch sẽ không thể phân biệt được trẻ em hay tài xế đang ngồi trong xe và mạch sẽ không hoạt động. Một nhược điểm thứ hai là: trong quá trình nghĩ ngơi thì tài xế có thể không ngồi ở ghế bên tài và ngồi ghế bên phụ hay một số ghế khác đằng sau xe, thì cảm biến khối lượng loadcell đặt dưới ghế tài xế nhận thấy không có tài xế thì mạch sẽ hoạt động động trong khi tài xế đang ngồi trong xe để nghĩ ngơi, điều này dẫn đến việc phải bố trí cảm biến khối lượng loadcell ở dưới nhiều ghế trong xe, làm cho việc hoạt động của mạch càng khó khăn và phức tạp hơn, trong khi đó chưa kể đến việc tài xế có bỏ đồ đạc nặng trên ghế hay không? Vì một số nhược điểm này chúng em đã loại bỏ ý tưởng kết hợp cảm biến khồi lượng loadcell và cảm biến chuyển động để cảnh báo 8 quên người trong xe. (2) Ý tưởng thứ hai là sử dụng cảm biến nồng độ oxy có trong xe kết hợp với cảm biến chuyển động để cảnh báo quên người trong xe: trước tiên cảm biến nồng độ oxy có chức năng phát hiện nồng độ oxy có trong không khí là bao nhiêu? Nó sử dụng một nguyên tắc điện có thể đo được oxy nồng độ thay đổi tình hình qua điện áp đầu ra trực quan phản ánh rõ ràng tình trạng nồng độ oxy trong xe có xuống quá thấp hay không? Cảm biến nồng độ oxy có nhiều chức năng như độ chính xác cao, độ nhạy đầu ra cao, tuyến tín hiệu, khả năng chống nhiễu tốt và ổn định.
Trước tiên với phương án này mạch sẽ không cần nhận biết có tài xế trong xe hay không? Nồng độ oxy sẽ luôn hoạt động khi xe tắt máy, ở một mức nào đó nồng độ oxy trong xe xuống thấp gần với mức nồng độ gây ngạt thở chết người trong xe cao hơn 5% thì khi đó mạch điều khiển Arduino sẽ nhận tín hiệu từ cảm biến nồng độ oxy cấp nguồn kích cho cảm biến chuyển động hoạt động. Cũng như trên trong, trường hợp cảm biến chuyển động quét không có người thì mạch sẽ không hoạt động. Còn trường hợp quét có người thì mạch điều khiển Arduino nhận lại tiến hiệu từ cảm biển chuyển động kích cho bộ phận cảnh báo quên người trong xe hoạt động như: còi thông báo, tin nhắn, cuộc gọi gửi về số điện thoại tài xế, hệ thống đèn cảnh báo quên người trên xe. + Chúng em cũng đã mua linh kiện, viết code một phần nhỏ, nhưng trong quá trình suy nghĩ thực hiện mô hình, mô phỏng thì phát hiện ý tưởng này gặp nhược điểm sau: nếu cửa sổ hoặc một số bộ phận bị thoát khí ra ngoài thì lúc đó nồng độ oxy sẽ duy trì chứ không giảm và oxy cũng chỉ là một phần dẫn đến sự nguy hiểm còn có nhiệt độ xe sẽ tăng lên khi xe ở ngoài trời nắng dẩn đến sốc nhiệt trường hợp này cũng cực kì nguy hiểm đến tính mạng của trẻ em.
(3) Ý tưởng thứ ba là kết hợp tín hiệu của chìa khoá cơ cửa tài và cảm biến chuyển động để cảnh báo quên người trên xe, chúng em sử dụng tín hiệu của một số xe chuyên chở học sinh đời cũ chưa sử dụng chìa khoá thông minh. Khi tài xế ra ngoài, khoá xe lại bằng chìa khoá thì mạch điều khiển hoạt động Arduino hoạt động nhận lại tín hiệu của chìa khoá, sau đó mạch điều khiển cấp nguồn kích cho cảm biến chuyển động hoạt động, cũng như trên, cảm biến chuyển động sẽ quét xem có người trong xe hay 9 không để mà cảnh báo quên người trong xe. + Tuy nhiên khi chúng em suy nghĩ thực hiện mô hình thực tế thì phát hiện gặp nhiều khó khăn trong việc lấy tín hiệu của chìa khoá cơ. Cùng với đó tín hiệu chìa khoá xe này không thể nhận biết được 100% tài xế có còn ở trong xe hay không? Dẫn đến việc mạch hoạt động cảnh báo quên người trên xe hoạt động không ổn định và chắc chắn.
➢ Việc lên ý tưởng thực hiện đồ án với những bước đầu tiên như thế này là cực kỳ quan trọng, chúng em có nhiều ý tưởng được đề ra nhưng khi mua linh kiện và suy nghĩ thực hiện mô hình mô phỏng thì mới nhận thấy được ý tưởng đó còn nhiều sai sót và nhược điểm khó khắc phục đến nhường nào. Do đó từ các trường hợp trên nên chúng em đã rút ra được một ý tưởng tối ưu nhất đó là sử dụng cảm biến hồng ngoại kết hợp với tín hiệu gập gương, tín hiệu khóa cửa từ chìa khóa thông minh để nhận biết được người đang bị mắc kẹt trên xe. Tín hiệu khóa cửa cho biết trạng thái xe đang đóng cửa hay mở cửa, tín hiệu gập gương cho biết tài xế có thật sự còn ngồi trong xe không. Vì khi tài xế không sử dụng xe thì sẽ sử dụng chìa khóa thông minh để khóa xe mình lại lúc này gương sẽ gập vào.
Để phát hiện còn người trong xe chúng em sử dụng cảm biến hồng ngoại. Ý tưởng này tránh được nhiều rủi ro hơn các ý tưởng đã nêu ở trên nên chúng em quyết định sử dụng ý tưởng này để thực hiện đồ án tốt nghiệp.3 Lựa chọn các phương án thiết kế Qua quá trình lựa chọn những ý tưởng để thiết kế thì chúng em có một số phương pháp thiết kế sau: - Thiết bằng phương pháp phân tích: chúng em chia hệ thống chính thành nhiều hệ thống nhỏ rồi phân tích, nghiên cứu từng bộ phận trong đó. + Ưu điểm: Có kết quả của từng bộ phận nhanh chóng và cẩn thận, chính xác giúp cho đề tài vững chắc hơn khi ghép lại. + Nhược điểm: Khi kết hợp nhiều công cụ lại để lắp ghép mô hình và cũng tốn thời gian hơn khi chỉnh chu từng bộ phận.
- Thiết kế bằng phương pháp so sánh: Chúng em sẽ đưa ra những phương án phù 10 hợp với đề tài để kích hoạt được hệ thống.