I. Tổng quan về hệ thống phòng cháy chữa cháy bằng Arduino
Hệ thống phòng cháy chữa cháy bằng Arduino là một giải pháp công nghệ hiện đại, ứng dụng Arduino để tự động hóa quá trình phát hiện và xử lý đám cháy. Hệ thống này sử dụng các cảm biến khói, cảm biến nhiệt, và cảm biến lửa để phát hiện sớm các dấu hiệu cháy. Khi phát hiện nguy cơ, hệ thống sẽ kích hoạt báo động và các thiết bị chữa cháy như quạt thông gió, bơm nước, và loa báo động. Đây là một đồ án tốt nghiệp tiêu biểu, kết hợp giữa tự động hóa và công nghệ IoT, mang lại hiệu quả cao trong việc bảo vệ con người và tài sản.
1.1. Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế và xây dựng một hệ thống phòng cháy chữa cháy tự động sử dụng Arduino. Hệ thống này không chỉ giúp phát hiện sớm các đám cháy mà còn tự động kích hoạt các biện pháp chữa cháy như bơm nước, quạt thông gió, và báo động. Đề tài cũng nhằm mục đích nâng cao kiến thức và kỹ năng thực hành của sinh viên trong lĩnh vực tự động hóa và công nghệ IoT, đồng thời tạo ra một sản phẩm có tính ứng dụng thực tế cao.
1.2. Khái quát về hệ thống báo cháy tự động
Hệ thống báo cháy tự động bao gồm các thiết bị như cảm biến khói, cảm biến nhiệt, và cảm biến lửa, có nhiệm vụ phát hiện và báo động khi có cháy xảy ra. Hệ thống này hoạt động liên tục 24/24 giờ, tự động phát hiện và thông báo địa điểm cháy một cách nhanh chóng và chính xác. Với sự phát triển của công nghệ, hệ thống báo cháy tự động đã trở thành một phần không thể thiếu trong các công trình dân dụng và công nghiệp.
II. Thiết kế phần điện và linh kiện
Phần thiết kế điện của hệ thống phòng cháy chữa cháy bằng Arduino tập trung vào việc lựa chọn và kết nối các linh kiện điện tử như Arduino Uno R3, cảm biến khói MQ2, cảm biến lửa, và màn hình LCD 16x2. Mạch điện được thiết kế để đảm bảo tính ổn định và hiệu quả trong quá trình hoạt động. Các khối chức năng chính bao gồm khối vi xử lý trung tâm, khối cảm biến, khối hiển thị, và khối chấp hành. Việc thiết kế mạch và lựa chọn linh kiện phù hợp là yếu tố quyết định đến hiệu suất của hệ thống.
2.1. Tổng quan về Arduino Uno R3
Arduino Uno R3 là bo mạch vi điều khiển phổ biến, sử dụng chip ATmega328. Bo mạch này có 14 chân digital, 6 chân analog, và hỗ trợ các giao tiếp như I2C, SPI, và UART. Arduino Uno R3 được chọn làm trung tâm điều khiển cho hệ thống nhờ tính linh hoạt và dễ sử dụng. Nó có khả năng đọc dữ liệu từ các cảm biến và điều khiển các thiết bị chấp hành như quạt, bơm nước, và loa báo động.
2.2. Các khối cảm biến và thiết bị chấp hành
Hệ thống sử dụng các cảm biến khói MQ2, cảm biến lửa, và cảm biến nhiệt độ DHT22 để phát hiện các dấu hiệu cháy. Khi phát hiện nguy cơ, hệ thống sẽ kích hoạt các thiết bị chấp hành như quạt thông gió, bơm nước mini 12V, và loa báo động. Các thiết bị này được điều khiển thông qua mạch điện và phần mềm lập trình Arduino IDE, đảm bảo phản ứng nhanh chóng và chính xác.
III. Phần mềm điều khiển và ứng dụng
Phần mềm điều khiển của hệ thống được phát triển trên nền tảng Arduino IDE, một công cụ lập trình phổ biến cho các dự án tự động hóa. Chương trình được thiết kế để đọc dữ liệu từ các cảm biến, xử lý tín hiệu, và điều khiển các thiết bị chấp hành. Phần mềm điều khiển cũng hỗ trợ hiển thị thông tin trên màn hình LCD 16x2, giúp người dùng theo dõi trạng thái của hệ thống. Việc tích hợp công nghệ IoT vào hệ thống cho phép giám sát và điều khiển từ xa, nâng cao tính linh hoạt và hiệu quả.
3.1. Giới thiệu về Arduino IDE
Arduino IDE là môi trường lập trình đơn giản và mạnh mẽ, hỗ trợ việc viết code và upload lên bo mạch Arduino. Phần mềm này cung cấp các thư viện và công cụ cần thiết để phát triển các ứng dụng tự động hóa. Trong đề tài này, Arduino IDE được sử dụng để lập trình các chức năng chính của hệ thống, bao gồm đọc dữ liệu cảm biến, xử lý tín hiệu, và điều khiển thiết bị chấp hành.
3.2. Ứng dụng IoT trong hệ thống
Việc tích hợp công nghệ IoT vào hệ thống cho phép người dùng giám sát và điều khiển từ xa thông qua các thiết bị di động hoặc máy tính. Điều này không chỉ nâng cao tính linh hoạt của hệ thống mà còn giúp phản ứng nhanh chóng hơn trong các tình huống khẩn cấp. Hệ thống phòng cháy chữa cháy bằng Arduino là một ví dụ điển hình về sự kết hợp giữa tự động hóa và IoT, mang lại hiệu quả cao trong thực tế.
