Thiết bị phòng chống, khắc phục tai nạn rò rỉ khí gas

Cá nhân: Vi Hùng Sơn

LĨNH VỰC CôNG NGHệ

Mô tả sản phẩm

Giới thiệu sản phẩm:

Ngày nay với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật, điện tử đã được ứng dụng ở nhiều lĩnh vực trong thực tế để phục vụ nhu cầu: chăm sóc sức khỏe, bảo vệ tính mạng và tài sản cho con người. Hiện nay, bếp gas đang được dùng khá phổ biến trong nấu ăn, do việc sử dụng bếp gas rất thuận lợi, sạch sẽ, đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật chế biến các món ăn; đặc biệt là các món ăn có yêu cầu gia nhiệt cao. Tuy nhiên, nếu sử dụng không đúng qui trình kỹ thuật sẽ gây lãng phí gas, dễ xảy ra cháy, nổ, mất an toàn cho người sử dụng. Bên cạnh việc sử dụng điện năng trong sinh hoạt, sản xuất thì việc sử dụng gas cũng rất phổ biến trong nhân dân. Gas được sử dụng rộng rãi trong dân dụng, thương mại, vận tải và các ứng dụng công nghiệp, nhất là trong đun nấu ở các hộ gia đình từ thành thị đến nông thôn. Khi gas thoát ra khỏi thiết bị chứa, sẽ chuyển thành thể khí nên rất khó bảo quản, chỉ cần một tỷ lệ nhỏ hỗn hợp khí gas trong môi trường bắt lửa là có thể tạo thành một hỗn hợp cháy nổ. , nếu bình gas trong phòng kín,khi gas bị rò rỉ ra ngoài hơi gas lan truyền, dâng từ dưới lên trên (vì nặng hơn không khí) chiếm chỗ, đẩy dần không khí ra ngoài, gây ngạt và làm giảm nồng độ oxy trong không khí dẫn nạn nhân tử vong,nếu khí gas bị rò rỉ ra môi trườnggặp lửa tia lửa điện hay gây cháy nổ rất nguy hiểm cho người sử dụng. Khi con người tiếp xúc trực tiếp với khí gas (vượt quá nồng độ cho phép nhất định) trong thời gian dài rất dễ bị ngộ độc gas và có thể gây tử vong. Theo báo Vietnamnet từ khi gas xuất hiện trở lại ở Việt Nam từ năm 1993 đến nay, đã có hàng trăm vụ tai nạn nổ bình gas gây chết người; bình quân mỗi năm làm hơn 1.000 người chết. Trên thực tế, khi xảy ra sự cố nổ bình gas, khó có thể tránh khỏi thương vong về người và thiệt hại về tài sản. Ở địa phương nơi tôi sinh sống đã từng xảy ra vụ cháy do rò rỉ khí gas nhưng rất may không gây nguy hiểm đến tính mạng con người nhưng bị thiệt hại lớn về tài sản. Vì vậy, vấn đề phát hiện và xử lý sự cố rò gas là một việc rất cần thiết với người thường xuyên sử dụng gas. Xuất phát từ ý tưởng và tình hình thực tế thấy đây là ý tưởng có tính ứng dụng cao. Tác giả Sau một thời gian tìm hiểu và đã hoàn thiện dự án “Thiết phòng chống, khắc phục tai nạn rò rỉ khí gas”.

Tính năng cơ bản:

Gồm 2 chức năng nổi bật: - Chức năng phát hiện khí gas: tự động gọi điện, kêu còi cảnh báo và đóng nguồn gas triệt để khi phát hiện rò rỉ khí gas - Chức năng quên bếp: phát hiện người dùng quên tắt bếp ( thời gian có thể tùy chỉnh, có thể cài đặt bằng nút ấn), có thể theo dõi thông số trực quan trên màn hình hiển thị. chia làm 2 mức cảnh báo: lúc đầu chỉ kêu còi cảnh báo đợi người tắt bếp, tiếp theo nếu vẫn không có ai đến tắt thì tự động gọi điện, kêu còi báo và tự khoá van gas để tắt bếp * Một số chức năng bổ sung: - có thể tắt bếp từ xa bằng điện thoại - khoá/mở van gas bằng 1 nút ấn

Xuất xứ sản phẩm:

Thông tin về tác giả: Họ và tên: Vi Hùng Sơn. Ngày sinh: 21/8/1988. Số CCCD: 02008800500. Nơi cấp: Cục cảnh sát. Địa chỉ Email: hungson.vi4@gmail.com Đơn vị công tác: Trường THCS xã Minh Hòa- Hữu Lũng- Lạng Sơn

Mô tả cơ bản:

Sản phẩm được làm từ các vật liệu dễ kiếm và các linh kiện điện tử thông dụng

- vỏ của sản phẩm hiện tại được làm từ fomex, cấu tạo chính gồm 2 phần là hộp điều khiển và phần van khóa điện

- sản phẩm có kích thước nhỏ gọn dễ dàng lắp đặt và sử dụng

Nguyên lý hoạt động

- Cảm biến khí gas và cảm biến lửa khi không có tín hiệu ( gas và lửa ) thì ở đầu output sẽ xuất mức cao ( 5v ) còn khi có tín hiệu ( có gas và lửa trước 2 cảm biến ) thì chúng sẽ trả về đầu output một mức điện áp thấp ( 0v)

- Riêng cảm biến chuyển động thì ngược lại, khi không phát hiện người trước mắt cảm biến, đầu output của nó sẽ trả về mức thấp, còn khi phát hiện người, tín hiệu ở đầu output sẽ là mức cao

- Động cơ được đảo chiều bằng cách nối 2 relay 5 chân với nhau theo sơ đồ, mỗi 1 relay đóng thì động cơ sẽ quay 1 chiều do cực tính dòng điện bị thay đổi

- Đấu nối cảm biến lửa, cảm biến chuyển động và cảm biến khí gas vào arduino rồi khai báo là chân INPUT, chân xuất ra động cơ, relay, và còi báo động sẽ là OUTPUT. Vì tín hiệu ra của arduino có dòng rất nhỏ nên không thể chạy trực tiếp cho tải, chúng ta dùng nguyên lí khuếch đại của transistor để chạy gián tiếp cho tải

+ Trường hợp rò rỉ khí gas:

Lúc này cảm biến gas trả về mức thấp, arduino đọc được sẽ xuất tín hiệu mức cao ra các chân còi, relay, ra lệnh gọi, hiển thị lên màn hình cho module sim để báo động, đóng van, gọi điện và hiển thị trạng thái lên màn hình LCD

+ Trường hợp quên tắt bếp:

Khi quên tắt bếp, có lửa mà không có người, tương ứng với việc cảm biến chuyển động và cảm biến lửa đều trả về mức thấp, arduino đọc được tín hiệu này sẽ thực hiện cộng 1 biến đếm liên tục tương ứng thời gian 1 giây 1 lần rồi so sánh với biến thời gian cài đặt của người dùng ( biến đếm này sẽ bị xóa về 0 nếu có người hoặc bếp tắt) khi bằng nhau arduino sẽ xuất tín hiệu mức cao ở chân còi báo động, báo động xong biến tiếp tục đếm thêm một khoảng thời gian nếu vẫn còn quên bếp, rồi tự động khóa van, gọi điện, báo còi và hiển thị trạng thái lên màn hình LCD

( kết hợp thư viện module sim, thư viện LCD và ngôn ngữ lập trình C để nạp cho arduino thông qua phần mềm arduino IDE)

Tất cả được ghép lại từ nhiều cảm biến, đều sử dụng nguyên lí trả về tín hiệu của các cảm biến có sẵn để xử lí bằng ngôn ngữ lập trình, đưa ra ý muốn của người dùng.

Link video:

https://www.youtube.com/watch?v=n9ao7HaEU2s

Yêu cầu đối với cơ sở hạ tầng cần thiết để triển khai ứng dụng sản phẩm:

Phần mềm arduino IDE
Phần mềm ALTIUM
Bo mạch Arduino NANO
Module sim
Cảm biến khí gas
Van khóa điện 12v
Tấm Fomex trắng
module LM2596
còi chip
Màn hình LCD 16x02
Một số linh kiện bán dẫn...

Sản phẩm được phát triển trong khoảng thời gian: 3 tháng

Số người tham gia làm: 1

Sản phẩm có mặt trên thị trường hoặc đưa vào ứng dụng rộng rãi trong khoảng thời gian: Dưới 3 tháng

Phạm vi thị trường và ngành ứng dụng:

Phạm vi ứng dụng rộng rãi từ đời sống đến trong công nghiệp, tất cả những nơi có sự xuất hiện của bếp gas,…

Tiêu chí tự đánh giá sản phẩm ý tưởng dự thi

Tính sáng tạo, đổi mới và công nghệ:

- Sản phẩm được nghiên cứu và chế tạo ra không giống bất cứ sản phẩm nào đang có trên thị trường - Tích hợp nhiều chức năng cùng nhiều chế độ hoạt động giúp sản phẩm thông minh hơn như: báo động thông báo cuộc gọi đến điện thoại, khóa van gas tổng tự động, tắt bếp từ xa - Giá thành rẻ hơn các sản phẩm có trên thị trường mà tính năng có được lại phong phú hơn - Có tích hợp cả pin để hoạt động khi không có nguồn điện cấp  

Tính ứng dụng:

- Sản phẩm áp dụng rộng rãi trong dân dụng, thương mại, vận tải và các ứng dụng công nghiệp, nhất là trong đun nấu ở các hộ gia đình từ thành thị đến nông thôn ở trường học, còn có thể áp dụng ở doanh nghiệp, công sở, nhà hàng…

Tính hiệu quả:

- Thiết bị cảnh báo rò rỉ khí gas với mục đích hạn chế sự tổn thất về người và tài sản; góp phần bảo vệ cho những gia đình, tập thể hay công ty có sử dụng khí Gas cảnh báo biết được có khí Gas bị rò rỉ ra khỏi bình chứa hoặc ống dẫn để tránh được những tai nạn đáng tiếc xảy ra. - Thiết bị cảnh báo rò rỉ khí gas đã giải quyết được các vấn đề đặt ra của đề tài; sản phẩm tạo ra tiêu thụ điện năng ít, dễ quan sát, dễ sử dụng; Có nguồn dự phòng cung cấp cho mạch, chi phí thấp, phát hiện được lửa, khói và khí gas nhanh chóng.

Tiềm năng phát triển:

- Sản phẩm đã được chế tạo thành công với những tính năng hoạt động trơn tru, hoàn toàn có thể nâng cấp thêm nhiều tính năng mới và hiện đại hơn nhờ tối ưu và phát triển phần mã code của chương trình - Kết hợp với nhu cầu sử dụng của người dân và các nguy cơ cháy nổ luôn tiềm tàng quanh cuộc sống thì tiềm năng phát triển của sản phẩm là rất lớn , đây có thể sẽ là một sản phẩm không thể thiếu trong mỗi hộ gia đình đang sử dụng bếp gas hàng ngày, giúp chúng ta phần nào nâng cao chất lượng cuộc sống

Tài liệu mô tả kỹ thuật cơ bản và hướng dẫn sử dụng sản phẩm:

https://drive.google.com/file/d/1xSr7tgXiT2dQgiu_aNEa_T68WKKxrYHM/view?usp=share_link ; https://www.youtube.com/watch?v=n9ao7HaEU2s