Nghiên cứu Khoa học

Hệ thống lọc không khí dùng VXL Atmega 2560

1. Sơ đồ khối:

               Hình 1: Sơ đồ khối tổng quan hệ thống

-   Chức năng của từng khối:

• Khối nguồn:

Tại khối này có nhiệm vụ cung cấp nguồn cho bộ vi xử lí.

• Khối vi điều khiển:

 Nhiệm vụ khối này sau khi được cấp nguồn sẽ bắt đầu nhận thông tin từ các cảm biến thông qua các giao thức rồi từ đó truyền đến các khối tiếp theo thực hiện chức năng.

• Khối xử lý không khí:

 Nhiệm vụ các khối xử lý không khí sẽ có nhiệm vụ sàng lọc các tạp chất trong không khí, bao gồm bụi mịn và các tạp chất độc hại bị lẫn vào trong. Khối xử lí mềm là khối sẽ nhận các dữ liệu từ cảm biến sau khi đọc được để về phân tích trong các thuật toán để đưa điều kiện trả về có thực thi các chức năng cần thiết hay không.

• Khối hiển thị:

 Nhiệm vụ khối hiển thị sẽ xuất các giá trị dữ liệu sau khi đọc từ cảm biến để giao tiếp với người dùng, hiển thị các chức năng để người dùng có thể tương tác từ xa thông qua các ứng dụng, web, hoặc trực tiếp từ màn hình LCD16x02.

 

2.    Sơ đồ khối chi tiết hệ thống:

                           Hình 2: Sơ đồ khối chi tiết hệ thống

-   Giải thích tuần tự hoạt hệ thống khi được kích hoạt:

• Khi hệ thống hoạt động, động cơ lấy gió liên hồi sẽ có nhiệm vụ hoạt động liên hồi có điện áp 12 vol.
• Atmega 2560 là thiết bị điều khiển chính của thiết bị trong quá trình động cơ liên hồi cung cấp khí vào trong khoang xử lý của thiết bị, cảm biến MQ – 135 sẽ bắt đầu đọc và xử lý dữ liệu từ khoang chứa không khí.
• MQ – 135 sẽ được phân tích 2 trường hợp khí tồn tại bên trong hệ thống lúc chưa hoạt đồng hoặc trong hệ thống không có khí tồn tại.

o   Đối với trường hợp khí tồn: Khí đo đạc của cảm biến MQ – 135 trừ đi khí tồn bên trong hệ thống để lấy chỉ số không khí đo được thực tại.

• Sau khi MQ – 135 phân tích, Vi điều khiển Atmega – 2560 bắt đầu kích phân tích trường hợp sau:

o   Trường hợp 1: Nếu Không khí không được vượt ngưỡng tiêu chuẩn 40 theo chỉ số an toàn thế giới thì động cơ tăng cường sẽ không hoạt động.

o   Trường hợp 2: Nếu vượt quá tiêu chuẩn động cơ tăng cường được kích relay để hoạt động giúp tăng tốc độ lấy không khí vào trong khoang ô tô vào khoang xử lý không khí của thiết bị.

• Các chỉ số của Atmega – 2560 sau khi được xử lý tính toán, đồng thời gửi qua tín hiệu UART theo cách trích xuất ra 2 bytes, trong đó 1 byte cao và 1 byte thấp.
• ESP – 8266 được chia thành 3 phần chức năng:

o   Chức năng truyền tải dữ liệu: Khi Atmega - 2560 truyền dữ liệu qua UART, vi điều khiển ESP – 8266 đón nhận 2 bytes dữ liệu từ UART sau đo sử dụng phép toán dịch bit và phép toán “logic” để hoàn thiện dữ liệu truyền đến.Sau khi hoàn thiện dữ liệu, dữ liệu này truyền đến ứng dụng Blynk để người dùng có thể tương tác. Thông qua đó, Blynk được thiết kế để điều khiên từ xa việc khởi động thiết bị.

o   Chức năng điều khiển Ion  - âm: Với vi điều khiển tại khối này sẽ đảm nhiệm vai trò việc xử lý không khí bằng cách sử dụng thuật toán để lấy được khoảng cách bên trong ô tô như sau:

• Động cơ servor được chia làm 2 phần linh hoạt gọi là động cơ trục dọc và động cơ trục ngang: Khi động cơ trục dọc và trục ngang hoạt động theo thuật toán sẽ đồng thời đo được không gian bên trong nhờ cảm biến siêu âm, tối đa 2 cảm biến siêu âm được sử dụng trong đề tài.
• Sau khi đo được không gian bên trong ô tô, có được các thông số như sau: chiều dài, chiều rộng, chiều cao. Các thông số này được giả lập khoang của ô tô như một hình chữ nhật, dùng để tính thể tích hình chữ nhật, cuối cùng có được không gian giả lập bên trong ô tô các thông số này tiếp tục đưa vào thuật toán để xử lý tính toán được thời gian để lượng Ion – âm cung cấp không quá nhiều để xử lý không khí trong ô tô dựa vào các thông số Ion – âm mà nhà cung cấp sản xuất cung cấp.

o   Chức năng kiểm soát thiết bị và quản lý khoang ô tô: Vi điều khiển ESP – 8266 trong module này sẽ được cấu hình để quản lý đo đạc các thông số bao gồm: nhiệt độ, độ ẩm, mật độ bụi không khí bên trong khoang ô tô. Khi nhiệt độ trong không gian ô tô vượt quá ngưỡng 60 độ sẽ gây ảnh hưởng đến thiết bị hệ thống có nguy cơ gây cháy nổ thì thiết bị sẽ tự động ngắt. Các chỉ số này được đo đạc và gửi đến MQTT, tại MQTT sẽ quản lý các chỉ số của phần chức năng này sau đó hiển thị qua ứng dụng điện thoại từ ứng dụng mà đề tài đã thiết kế.

Các tin khác

• Phát hiện và tách bóng dựa trên biên bóng trong video giám sát giao thông
• THIẾT KẾ BỘ XỬ LÝ NPU TRÊN FPGA
• Thiết kế giao thức truyền thông tích hợp VLC-RF cho môi trường trong nhà
• Trí tuệ nhân tạo AI trong Quản lý Năng lượng và Phát triển Bền vững
• Những thách thức và giải pháp về năng lượng cho UAV trong điều kiện thảm họa