طراحی و ساخت سیستم اعلان و اطفاء حریق
عنوان صفحه
-------------------------------------------------------------------
شکل1-1 اشکال مختلف سنسور دما....................................................................2
شکل2-1 اشکال ظاهری انواع سنسورهای گاز......................................................3
شکل3-1 مدار داخلی .................................................................................4
شکل4-1 سنسورها ودتکتورهای موجود در بازار..................................................5
شکل5-1 راه اندازی وبایاس سنسور گاز..............................................................6
شکل1-2 پایه های میکروکنترولر......................................................................9
شکل2-2 مدار داخلی میکروکنترولر ................................................................10
شکل3-2 شکل واحد کنترل کلاک میکرو...........................................................14
شکل1-3 شماتیک سیستم اعلان واطفاء حریق.....................................................25
شکل2-3 پشت فیبر سیستم اعلان واطفاء حریق...................................................26
ح
فهرست جدول ها
عنوان صفحه
-------------------------------------------------------------------
جدول1-1 ولتاز آستانه پایه ریست.....................................................................12
جدول2-1 منابع کلاک...................................................................................15
.......................................................................22 RS232جدول3-1 اسامی وپایه
جدول4-1 پایه های نمایشگر...........................................................................25
فهرست مطالب
عنوان صفحه
----------------------------------------------------------------------------
فصل یکم- سنسورها.......................................................................................1
1-1 سنسوردما .............................................................................................1
2-1 سنسور گاز............................................................................................3
فصل دوم-میکروکنترولر در سیستم ....................................................................7
1-2 مختصری از میکروکنترولر.......................................................................7 خصوصیات میکرو کنترلر..........................................................................82-2
3-2 ترکیب پایه ........................................................................................... 9
4-2 بلوک دیاگرام........................................................................................10
5-2 توصیف پایه ها......................................................................................11
6-2 هسته مرکزی........................................................................................12
7-2 حافظه میکروکنترولر..............................................................................13
8-2مبدل آنالوگ به دیجیتال.............................................................................17
20 ………………………………………………………...ADC9-2 کانال
10-2 حذف نویز آنالوگ................................................................................21
11-2 تراشه...............................................................................................22
12-2 برسی ..............................................................................................23
مراجع.......................................................................................................25
پیوست1 اطلاعات فنی عناصر سیستم اعلان واطفاء حریق......................................26
پ 1-1 اطلاعات سنسورگاز...........................................................................26
پ2-1 اطلاعات سنسور دما............................................................................28
پ3-1 اطلاعات میکروکنترولر.......................................................................32
چ
فصل اول
سنسورها:
1-1 سنسور دمای LM35 :سانتیگراد می باشد. LM35 نیازی به کالیبره شدن ندارد زیرا ذاتا کالیبره است. خروجی آن mv10 در ازای هر درجة سانتیگراد است. این سنسور دارای دقت در دمای اتاق و در تمام بازة کاربردی آن یعنی از -55 تا -150 است. امپدانس خروجی کوچک، خروجی خطی و کالیبراسیون دقیق ذاتی آن ارتباط با آن را برای بازخوانی و کنترل مدارات ساده می کند. از آنجائیکه این سنسور تنها ma60 از منبع جریان می کشد، خیلی کم افزایش دمای داخلی پیدا می کند
( کمتر از 0.1 درجه در دمای اتاق ).
خلاصه ای از خصوصیات LM35 عباتست از :
● کالیبره شدة داخلی بر حسب سلسیوس.
● دارای مقیاس خطی .
● دقت تضمین شدة 0.5 ( در دمای 25 )
● بازة مجاز -55 تا -150 درجة سانتیگراد.
● قیمت مناسب پایین.
●کار با ولتاژهای 4 تا 30 ولت.
● جریان درین کمتر از 60.
● تولید گرمای داخلی کمتر از 0.08 .
● عملکرد غیر خطی تنها در حدود .
● امپدانس خروجی پایین، برای بار .
مشخصات دقیق تر برای انواع سریهای LM35 و همچنین انواع بسته بندیهای آن در انتهای پایان نامه بصورت ضمیمه آورده شده است.
شکل 1-1 اشکال مختلف سنسور دماLM35
2-1سنسورهای گاز
سنسورهای زیر هر کدام برای گازهای مختلف کار برد دارند.
شکل2-1 اشکال ظاهری انواع سنسورهای گاز سری MQ
1-2-1 سنسور گاز MQ 2
توسط این سنسور می توان گازهای از قبیل :بوتان,متان,الکل,دود را تشخیص دهد.
از 6 بایه تشکیل شده است,که دو بایه آن یکی A,B می باشد ودو بایه آن H می باشد.
که بایه های H به یک فیلامان متصل می باشد و بایه Aویکی از بایه های H به 5 ولت
متصل شده است و بایه دیگر H به زمین متصل شده است.
بایه B خروجی سنسور می باشد و برای تنظیم ولتاز خروجی توسط یک مقاومت 3/3 کیلو
اهم به زمین متل شده است.
اجزاء داخلی سنسور و نحوه بایاس کردنMQ2 در شکل 1-3 نشان داده شده است.
فصل دوم
نقش میکروکنترولر AVR در سیستم اعلان و اطفاء حریق
1-2 مختصری راجع به میکروکنترلرهای AVR :
میکروکنترلرهای AVR با ایجاد تحولی در معماری، جهت کاهش کد به مقدار مینیمم توسط شرکت ATMEL ارائه شد که علاوه بر کاهش و بهینه سازی مقدار کدها بطور واقع عملیات را تنها در یک کلاک سیکل، توسط معماری[1] RISC انجام می دهند. و از 32 رجیستر همه منظوره استفاده می کنند، که باعث شده 4 تا 12 بار سریعتر از میکروهای مورد استفادة کنونی باشند.
2-2 خصوصیات ATmega 32 :
از معماری AVR RISC استفاده می کند.
- کارایی بالا و توان مصرفی کم.
- دارای 131 دستورالعمل با کارایی بالا که اکثراً تنها در یک کلاک سیکل اجرا می شوند.
- 8×32 رجیستر کاربردی.
- سرعتی تا MIPS 16 در فرکانس MHZ 16.
حافظة برنامه و دادة غیر فرار
- k 16 بایت حافظة FLASH داخلی قابل برنامه ریزی.
- پایداری حافظة FLASH : قابلیت 000,10 بار نوشتن و پاک کردن.
- 1024 بایت حافظة داخلی SRAM.
- 512 بایت حافظة EEPROM داخلی قابل برنامه ریزی.
پایداری حافظة EEPROM قابلیت 000,100 بار نوشتن و پاک کردن.
- قفل برنامة FLASH برای محافظت از نرم افزار.
قابلیت ارتباط JTAG (IEEE std . 1149.1 )
- برنامه ریزی برنامة FLASH ، EEPROM ، FUSE BITS ، LOCK BITS از طریق ارتباط .JTAG
خصوصیات ویژه میکروکنترلر:
Power – on reset و Brown – out قابل برنامه ریزی.
- دارای اسیلاتور RC داخلی کالیبره شده.
- دارای 6 حالت Sleep ( Power–Down ، IDLE ، Power–Save ، Standby ، Extended Standby ، ADC Noise Reduction )
- منابع وقفة داخلی و خارجی
- عملکرد کاملاً ثابت
- توان مصرفی پایین و سرعت بالا توسط تکنولوژی CMOS
ولتاژ عملیاتی:
v4.5 تا v5.5.
فرکانسهای کاری : 0MHZ تا 16MHZ.
خطوط I/O و انواع بسته بندی :
-32 خط ورودی- خروجی قابل برنامه ریزی.
40 پایه DDPI ،44 پایه TQFP ،44 پایه MLF.
3-2 ترکیب پایه ها ی ATmega 32 ( DDPI ):
4-2 بلوک دیاگرام ATmega 32 :
شکل2-2 مدار داخلی میکرو کنترولر AVR
10
5-2 توصیف پایه ها ATmega 32:
VCC : تغذیة ولتاژ دیجیتال.
GND : زمین.
PORTA ( PA7... PA0 ) : پورت A بعنوان ورودی آنالوگ مبدل A/D عمل می کند. اگر از پورت A بعنوان مبدل A/D استفاده نشود، بعنوان پورت I/O دو طرفه عمل می کند. پین های پورت دارای مقاومت Pull-up داخلی هستند. وقتی که پینهای PA0 تا PA7 بعنوان ورودی استفاده می شوند و بصورت خارجی Pull Down شده باشند، در صورتیکه مقاومتهای Pull-up داخلی فعال شده باشند، آنها بعنوان منابع جریان عمل می کنند.
PORTB ( PB7… PB0 ) : پورت B یک پورت I/O دو طرفه است با مقاومتهای Pull-up داخلی که برای هر پایه اختصاص داده شده است. پینهای پورت B در حالت ورودی وقتی که بصورت خارجی Pull-Down شده باشند، اگر مقاومتهای Pull-up داخلی فعال باشند، بعنوان منابع جریان عمل می کنند . پورت B اعمال متنوع و مخصوص دیگری را هم انجام می دهد که در ادامه توضیح داده می شود.
PORTC ( PC7… PC0 ) : پورت C یک پورت I/O دو طرفه است با مقاومتهای Pull-up داخلی که برای هر پایه اختصاص داده شده است. پینهای پورت C در حالت ورودی وقتی که بصورت خارجی Pull-Down شده باشند، اگر مقاومتهای Pull-up داخلی فعال باشند، بعنوان منابع جریان عمل می کنند.
پورت C اغلب برای اعمال مخصوص دیگری نیز استفاده می شود که توضیح داده خواهد شد.
PORTD ( PD7… PD0 ) : پورت D یک پورت I/O دوطرفه است با مقاومتهای Pull-up داخلی که برای هر پایه اختصاص داده شده است. پینهای پورت D در حالت ورودی وقتی که بصورت خارجی Pull-Down شده باشند، اگر مقاومتهای Pull-up داخلی فعال باشند، بعنوان منابع جریان عمل می کنند. پورت D هم اعمال مخصوص دیگری انجام می دهد که توضیح داده خواهد شد.