Luận Văn: Thiết Kế Và Chế Tạo Máy Rửa Tay Sát Khuẩn Tự Động Sử Dụng Chip Arduino

Khám phá luận văn thiết kế máy rửa tay sát khuẩn tự động sử dụng chip Arduino, giải pháp hiệu quả cho vệ sinh tay trong thời đại mới.

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Đồ Án Tốt Nghiệp

2020

60
12
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

LỜI MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÁC DẠNG MÁY SÁT KHUẨN

1.1. Đại dịch COVID-19 là gì? Tại sao lại cần phải có sự quan tâm đặc biệt tới vậy?

1.2. Nghiên cứu tổng quan về các dạng máy sát khuẩn

1.2.1. Tác dụng của máy rửa tay sát khuẩn tự động

2. CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU CẤU TRÚC VI ĐIỀU KHIỂN

2.1. Chip Arduino là gì

2.2. Thiết kế mạch dao động

2.3. Thiết kế mạch reset

2.4. Thiết kế mạch nạp và giao tiếp máy tính

2.5. Rơ le là gì

2.6. Chức năng điều khiển của Rơ le trong nhà máy

2.7. Ứng dụng của rơ le

2.8. Cấu trúc của rơ le điện

3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY SÁT KHUẨN TỰ ĐỘNG CÓ TÍCH HỢP GIỌNG NÓI

3.1. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của mạch sát khuẩn tự động

3.2. Bộ Code tham khảo của máy

3.3. Nguyên lý hoạt động của mạch điện được giải thích như sau

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về máy rửa tay sát khuẩn tự động

Máy rửa tay sát khuẩn tự động là một thiết bị y tế quan trọng trong bối cảnh đại dịch COVID-19. Thiết bị này sử dụng cảm biến hồng ngoại để nhận diện sự hiện diện của tay người dùng và tự động phun dung dịch sát khuẩn. Arduino, một vi điều khiển mã nguồn mở, được sử dụng để điều khiển hệ thống này. Thiết bị không chỉ đảm bảo an toàn vệ sinh mà còn giảm thiểu sự tiếp xúc trực tiếp, ngăn ngừa lây nhiễm.

1.1. Tác dụng của máy rửa tay sát khuẩn

Máy rửa tay sát khuẩn tự động giúp giảm thiểu sự lây lan của virus và vi khuẩn. Thiết bị này sử dụng cảm biến hồng ngoại để phát hiện tay người dùng và tự động phun dung dịch sát khuẩn. Điều này không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn đảm bảo an toàn vệ sinh trong các khu vực công cộng.

II. Thiết kế và chế tạo máy rửa tay sát khuẩn

Quá trình thiết kế máychế tạo máy bắt đầu với việc lựa chọn các linh kiện phù hợp. Arduino được sử dụng làm bộ điều khiển trung tâm, kết hợp với cảm biến hồng ngoại để nhận diện tay người dùng. Hệ thống còn bao gồm các thành phần như rơ le, mạch điện, và cảm biến để đảm bảo hoạt động ổn định.

2.1. Thiết kế mạch điện

Thiết kế mạch điện là bước quan trọng trong quá trình chế tạo. Mạch điện bao gồm Arduino, cảm biến hồng ngoại, và rơ le để điều khiển việc phun dung dịch. Mạch điện được thiết kế để đảm bảo tính ổn định và an toàn trong quá trình sử dụng.

2.2. Lập trình Arduino

Lập trình Arduino là bước không thể thiếu để điều khiển hệ thống. Chương trình được viết để nhận tín hiệu từ cảm biến hồng ngoại và kích hoạt rơ le để phun dung dịch sát khuẩn. Quá trình lập trình đảm bảo hệ thống hoạt động chính xác và hiệu quả.

III. Ứng dụng và giá trị thực tiễn

Máy rửa tay sát khuẩn tự động có giá trị thực tiễn cao trong việc phòng chống dịch bệnh. Thiết bị này có thể được sử dụng trong các bệnh viện, trường học, và khu vực công cộng. Công nghệ IoT có thể được tích hợp để giám sát và quản lý từ xa, nâng cao hiệu quả sử dụng.

3.1. Ứng dụng trong y tế

Trong lĩnh vực y tế, máy rửa tay sát khuẩn tự động giúp giảm thiểu nguy cơ lây nhiễm chéo. Thiết bị này đảm bảo an toàn vệ sinh cho cả bệnh nhân và nhân viên y tế, đồng thời tiết kiệm thời gian và công sức.

3.2. Tích hợp công nghệ IoT

Việc tích hợp công nghệ IoT vào máy rửa tay sát khuẩn tự động cho phép giám sát và quản lý từ xa. Điều này giúp nâng cao hiệu quả sử dụng và đảm bảo thiết bị luôn hoạt động ổn định.

13/02/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương I: Nghiên cứu tổng quan về các dạng máy sát khuẩn Chương II: Tìm hiểu cấu trúc vi điều khiển Chương III: Thiết kế, chế tạo máy sát khuẩn tự động có tích hợp giọng nói Kết luận Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của Thầy giáo - TS. Ngô Quang Vĩ, cùng với các thầy cô giáo trong khoa đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Em mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn. NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÁC DẠNG MÁY SÁT KHUẨN 1.

Đại dịch COVID-19 là gì? Tại sao lại cần phải có sự quan tâm đặc biệt tới vậy? Đại dịch COVID-19 là một đại dịch bệnh truyền nhiễm với tác nhân là virus SARS-CoV-2, đang diễn ra trên phạm vi toàn cầu. Khởi nguồn vào cuối tháng 12 năm 2019 với tâm dịch đầu tiên được ghi nhận tại thành phố Vũ Hán thuộc miền Trung Trung Quốc, bắt nguồn từ một nhóm người mắc viêm phổi không rõ nguyên nhân. Giới chức y tế địa phương xác nhận rằng trước đó họ đã từng tiếp xúc, chủ yếu với những thương nhân buôn bán và làm việc tại chợ bán buôn hải sản Hoa Nam. Các nhà khoa học Trung Quốc đã tiến hành nghiên cứu và phân lập được một chủ coronavirus mới, được Tổ chứ Y tế Thế giới lúc đó tạm gọi là 2019- nCov, có trình tự gen giống với SARS-CoV trước đây với mức tương đồng lên tới 79,5%.

Các ca nghi nhiễm đầu tiên ở Vũ Hán được báo cáo vào ngày 31 tháng 12 năm 2019. Trường hợp tử vong do SARS-CoV-2 đầu tiên xảy ra ở Vũ Hán vào ngày 9 tháng 1 năm 2020. Hình ảnh siêu vi thể hiện SARS-CoV-2. Các gai ở rìa ngoài của các hạt virus giống như một vương miện.

Hình ảnh kính hiển vi điện tử quét cho thấy SARS-CoV-2 (màu vàng) nổi lên từ bề mặt tế bào (màu xanh/hồng) được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. 5 Các ca nhiễm virus dầu tiên được xác nhận bên ngoài Trung Quốc bao gồm hai người phụ nữ ở Thái Lan và một người đàn ông Nhật Bản. Sự lây nhiễm virus từ người sang người đã được xác nhận cùng tỉ lệ bùng phát dịch tăng nhanh vào giữa tháng 1 năm 2020. Ngày 23 tháng 1 năm 2020, chính phủ Trung Quốc quyết định phong tỏa Vũ Hán, toàn bộ hệ thống giao thông công cộng và hoạt động xuất- nhập khẩu đều bị tạm ngưng.

Ngày 11 tháng 3 năm 2020, Tổ chức Y tế Thế giới ( WHO) ra tuyên bố “COVID-19” là “Đại dịch toàn cầu”. Sự lây truyền của Virus corona chủng mới chủ yếu lây lan qua các giọt bắn trong không khí khi một các nhân bị nhiễm bệnh ho hoặc hắt hơi trong phạm vi 3 foot(0,91m) đến 6 foot (1,8m). Trong số các trường hợp ban đầu, hai phần ba có tiền sử tiếp xúc với chợ buôn hải sản Hoa Nam. Tháng 5 năm 2020, một nghiên cứu tại Đại học HongKong cũng cho biết virus này cũng lây qua mắt cao gấp 100 lần so với SARS.

Sự nhân lên của một hạt corona virus 6 Chính phủ các quốc gia trên thế giới đã tiến hành phản ứng đáp trả nhằm bảo vệ sức khỏe người dân cũng như các nhóm cộng đồng trên toàn cầu, bao gồm: hạn chế đi lại, phong tỏa kiểm dịch, ban bố tình trang khẩn cấp, sử dụng lệnh giới nghiêm, tiến hành cách ly xã hội, hủy bỏ các sự kiện đông người , đóng cửa trường học và những cơ sở dịch vụ, kinh doanh ít quan trọng, khuyến khích người dân tự nâng cao ý thức phòng bệnh, đeo khẩu trang, hạn chế ra ngoài khi không cần thiết, đồng thời chuyển đổi mô hình hoạt động kinh doanh, học tập, làm việc từ truyền thông sang trực tuyến. Một số ví dụ tiêu biểu có thể kể đến như: phong tỏa để kiểm dịch toàn bộ tại Ý và tỉnh Hồ Bắc của Trung Quốc ; các biện pháp giới nghiêm khác nhau ở Trung Quốc và Hàn Quốc ; phương pháp sàng lọc tại các sân bay và nhà ga ; hạn chế hoặc hủy bỏ các hoạt động du lịch tới những khu vực, vùng , quốc gia có nguy cơ nhiễm dịch bệnh ở mức cao. Ngoài ra, các trường học cũng đã phải đóng cửa trên toàn quốc hoặc ở một số vùng tại hơn 160 quốc gia, ảnh hưởng đến 87% học sinh, sinh viên trên toàn thế giới, tính đến ngày 28 tháng 3 năm 2020. Theo thống kê tính đến ngày 27 tháng 9 năm 2020, số ca tử vong trên toàn cầu do hoặc có liên quan tới COVID-19 đã hơn 1 triêu người.

Đó chính là lí do tại sao chúng ta cần phải phòng, chống “Đại dịch thế kỉ” mang tên COVID-19 Hình 1. Biểu đồ số ca tử vong do COVID-19 đến thời điểm hiện tại 7 Các cách để phòng ngừa dịch bệnh: Rửa tay Rửa tay được đề xuất để ngăn ngừa sự lây lan của bệnh. CDC Hoa Kỳ khuyên mọi người nên rửa tay thường xuyên bằng xà phòng và nước trong ít nhất 20 giây, đặc biệt là sau khi đi vệ sinh hoặc khi tay bị bẩn; trruowcs khi ăn và sau khi xì mũi, ho hoặc hắt hơi. Họ khuyến nghị sử dụng thêm dung dịch rửa tay khô với ít nhất 60% cồn khi không có sẵn xà phòng và ngước.

WHO cũng khuyên mọi người tránh chạm vào mắt, mũi hoặc miệng nếu tay dơ. Vệ sinh đường hô hấp. Các tổ chức y tế khuyến cáo mọi người nên che miệng và mũi bằng khăn giấy khi ho hoặc hắt hơi. Không có bằng chứng cho thấy việc đeo khẩu trang của những người không bị nhiễm bệnh có nguy cơ thấp là có hiệu quả và Tổ chức Y tế Quốc tế không khuyến nghị sử dụng khẩu trang cho người khỏe mạnh.

Việc sử dụng khẩu trang y tế của những người có thể bị nhiễm bệnh đã được khuyến nghị, vì chúng ta có thể giới hạn thể thích và khoảng cách di chuyển của các giọt thở phân tán khi nói chuyện, hắt hơi và ho. WHO đã ban hành hướng dẫn về thời điểm và cách sử dụng khẩu trang, bao gồm: - Che miệng và mũi bằng khẩu trang và đảm bảo không có khoảng trống giữa mặt và khẩu trang. - Tránh chạm vào khẩu trang trong khi sửa dụng nó; nếu bạn làm thế,hãy làm sạch tay bằng dung dịch rửa tay hoặc xà phòng và nước. - Thay khẩu trang mới ngay khi bị ẩm và không sử dụng lại khẩu trang sử dụng một lần.

- Tháo khẩu trang bằng cách cầm dây đeo từ phía sau; vứt bỏ ngay lập thức và làm sạch tay. Tự cách ly, cách ly với cộng đồng cũng là một cách để giảm thiếu tối đa nguy cơ bị lây nhiễm. Từ thực trạng bệnh dịch trên, đã có rất nhiều người không chỉ là các bác sĩ, giáo sư tiến sĩ về y học nghiên cứu, tìm hiểu cách để phòng chống bệnh nguy hiểm này, mà còn có rất nhiều người, nhiều ngành nghề bắt tay vào để nghiên cứu ra cách tốt nhất để đóng góp cho nhân loại những phương tiện, cách thức phòng chống dịch hiểu quả nhất. Với mục đích tránh tối đa số người tập trung, phòng dịch hiệu quả thì các thiết bị như : máy xịt tự động, máy đo thân nhiệt tự động đã ra đời.2 Nghiên cứu tổng quan về các dạng máy sát khuẩn 1.1 Tác dụng của máy rửa tay sát khuẩn tự động.

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại máy xịt sát khuẩn tay tự động được phát minh và ra đời dựa trên nguyên lí hoạt động của cảm biến không tiếp xúc. Với sự phát triển của ngành công nghiệp, cuộc sống của con người ngày càng trở nên tiện lợi, nhàn hạ hơn. Với những chiếc máy xịt sát khuẩn này sẽ thay thế được rất rất nhiều công việc như : tự dùng tay để lấy dung dịch sát khuẩn, hoặc không thì có người đứng xịt cho mình, không còn phải lo về việc tiết kiệm dung dịch sát khuẩn … v.v … Từ đó, trong tình hình dịch bệnh Covid19 đang trở nên ngày càng nghiêm trọng, thì những chiếc máy này đã và đang giúp cho con người giảm tải được số lượng công việc để có được một kết quả phòng dịch hiệu quả nhất. Với những chiếc máy có thông số như: 1.Relay thời gian.Relay trung gian 3.

Cảm biến quang nhận tín hiêu vật cản. Chỉ đơn giản như vậy đã có thể tạo ra một chiếc máy sát khuẩn tay tự động. Sơ đồ máy xịt sát khuẩn tay tự động Với chức năng: Người dùng đưa tay vào, cảm biến nhận diện và tự động phun xịt ra một lượng dung dịch khử khuẩn vừa đủ để có thể dùng pin với thời lượng 10. Thích hợp với tất cả loại dung dịch rửa tay kháng khuẩn.

Những chiếc máy như vậy ra đời nhằm mục đích nâng cao đời sống con người, giảm tải số lượng công việc trong những ngày đại dịch này để không có thêm những ca nhiễm bệnh mới. TÌM HIỂU CẤU TRÚC VI ĐIỀU KHIỂN 2.1 Chip Arduino là gì. Arduino một nền tảng mã nguồn mở phần cứng và phần mềm. Phần cứng Arduino (các board mạch vi xử lý) được sinh ra tại thị trấn Ivrea ở Ý, nhằm xây dựng các ứng dụng tương tác với nhau hoặc với môi trường được thuận lợi hơn.

Phần cứng bao gồm một board mạch nguồn mở được thiết kế trên nền tảng vi xử lý AVR Atmel 8bit, hoặc ARM Atmel 32-bit. Những Model hiện tại được trang bị gồm 1 cổng giao tiếp USB, 6 chân đầu vào analog, 14 chân I/O kỹ thuật số tương thích với nhiều board mở rộng khác nhau. Được giới thiệu vào năm 2005, Những nhà thiết kế của Arduino cố gắng mang đến một phương thức dễ dàng, không tốn kém cho những người yêu thích, sinh viên và giới chuyên nghiệp để tạo ra những thiết bị có khả năng tương tác với môi trường thông qua các cảm biến và các cơ cấu chấp hành. Những ví dụ phổ biến cho những người yêu thích mới bắt đầu bao gồm các robot đơn giản, điều khiển nhiệt độ và phát hiện chuyển động.

Đi cùng với nó là một môi trường phát triển tích hợp (IDE) chạy trên các máy tính cá nhân thông thường và cho phép người dùng viết các chương trình cho Aduino bằng ngôn ngữ C hoặc C++.2 Phần nguồn của Board mạch Arduino được thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ: Hình 2.1 Board mạch Arduino 12 - Lựa chọn nguồn cung cấp cho board mạch ( Khối màu cam trong hình). Board mạch Arduino có thể được cung cấp nguồn bởi Adapter thông qua Jack DC hoặc từ cổng USB (2 mũi tên màu đỏ). Trong trường hợp chỉ có 1 trong 2 nguồn cung cấp thì Board Arduino sẽ sử dụng nguồn cung cấp đó. Trong cáp từ Jack DC thay vì từ cổng USB.

Việc ưu tiên này sẽ được thực hiện bởi OpAmp trong IC LMV358 và MOSFET FDN340P.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu "Thiết kế và chế tạo máy rửa tay sát khuẩn tự động sử dụng Arduino" trình bày chi tiết quy trình thiết kế và chế tạo một hệ thống rửa tay tự động, ứng dụng công nghệ Arduino để đảm bảo tính tiện lợi và hiệu quả trong việc sát khuẩn. Tài liệu này không chỉ cung cấp kiến thức về lập trình và điều khiển thiết bị mà còn giúp người đọc hiểu rõ hơn về cách tích hợp các cảm biến và cơ chế tự động hóa vào thực tế. Đây là nguồn tài liệu hữu ích cho những ai quan tâm đến lĩnh vực tự động hóa và IoT.

Để mở rộng kiến thức về tự động hóa, bạn có thể tham khảo thêm Luận văn thạc sĩ tự động hóa điều khiển và truyền thông sử dụng modbus tcp và gsm, nghiên cứu về các giao thức truyền thông hiện đại. Ngoài ra, Giáo trình phần tử tự động và cảm biến sẽ giúp bạn hiểu sâu hơn về các thành phần cơ bản trong hệ thống tự động. Cuối cùng, Luận văn thạc sĩ tự động hóa nghiên cứu thiết kế bộ điều khiển neuralplc trong công nghiệp cung cấp góc nhìn chuyên sâu về ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong điều khiển công nghiệp.