Hệ thống đo thân nhiệt tự động

Nội dung text: Hệ thống đo thân nhiệt tự động

1. HỆ THỐNG ĐO THÂN NHIỆT TỰ ĐỘNG Phạm Đức Công, Trần Trung Kiên, Nguyễn Công Danh, Trương Hoàng Tuấn Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh GVHD: TS. Nguyễn Văn Nhanh TÓM TẮT Bài báo trình bày về việc thiết kế, chế tạo, công dụng và ứng dụng thực tiễn của hệ thống đo thân nhiệt tự động. Hệ thống đo thân nhiệt tự động cảm biến và hiển thị nhiệt độ thông qua một màn hình led. Như vậy, việc sử dụng máy đo thân nhiệt bảo đảm không có sự tiếp xúc gần giữa nhân viên y tế và người được đo, nhờ đó hạn chế tối đa nguy cơ lây nhiễm bệnh. 1 GIỚI THIỆU Với tình hình dịch bệnh Covid 19 ngày càng diễn biến phức tạp để đảm bảo an toàn hơn cho cán bộ, nhân viên và sinh viên, các sinh viên nhóm sinh viên Viện Kỹ thuật HUTECH đã nghiên cứu, đưa vào ứng dụng thành công ‚Hệ thống đo thân nhiệt tự động‛ phục vụ nhu cầu cấp thiết của công tác phòng, chống dịch của Trường Đại học Công nghệ Tp.HCM. Hình 1. Hệ thống đo thân nhiệt tự động 2 CÔNG DỤNG Hệ thống có chức năng chính là kiểm tra và cảnh báo nhiệt độ cho cán bộ, nhân viên và sinh viên hoàn toàn tự động thông qua một mắt đo. Trong quá trình đo, nhiệt độ sẽ được hiển thị lên màn hình Led. Nếu nhiệt độ từ 38 oC trở xuống thì hệ thống sẽ phát ra 1 âm thanh, đó là âm thanh báo 161
2. đã đo và bình thường. Nếu nhiệt độ vượt quá 38 oC, hệ thống sẽ phát ra 3 âm thanh báo hiệu quả nhiệt độ an toàn. 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Quy trình thiết kế Để hoàn thiện sản phẩm, nhóm thiết kế sản phẩm trên phần mềm Solidworks với các kích thước được tính toán trước để xem chiều dài, chiều rộng cơ sở, chiều dài, chiều rộng toàn phần và chiều cao tính từ mặt đất đến điểm cao nhất của sản phẩm xem có cân xứng hay không. 3.2 Thi công hệ thống đo thân nhiệt tự động 3.2.1 Phần cơ khí Từ hình vẽ của sản phẩm trên phần mềm nhóm nghiên cứu tiến hành chọn vật liệu phù hợp để làm sản phẩm. Format để tạo hình dáng bên ngoài (vỏ) của sản phẩm. 3.2.1 Hệ thống đo thân nhiệt hoàn chỉnh Hình 2. Hệ thống đo thân nhiệt hoàn chỉnh 4 CẤU TẠO 4.1 Cảm biến tiệm cận (cảm biến tia hồng ngoại): – Dùng nguồn 5V DC, dòng 20 mA. – Khoảng cách từ 3 - 80 cm. – Chiều dài dây 1 m. – Có thể điều chỉnh khoảng cách bằng cảm biến gắn sẵn trên thiết bị. 162
3. Hình 3. Cảm biến tiệm cận Bảng 1. Bộ phận và thông số kỹ thuật các chi tiết của Hệ thống đo thân nhiệt tự động Số Ghi Stt Tên bộ phận Thông số kỹ thuật lượng chú 1 Cảm biến tia + Nguồn: 5V DC, dòng 20 mA. 01 hồng ngoại + Khoảng cách làm việc: 3 - 80 cm. DS30C4 + Chiều dài dây từ cảm biến đến mạch định thời: 1 m. + Có thể điều chỉnh khoảng cách đo bằng cảm biến gắn sẵn trên thiết bị. 2 Mạch định thời + Chip chính: NE555. 02 + Điện áp làm việc: DC 12 v. + Kích thước: 6.8 2.1 cm. + Thời gian trễ: 0 – 10 s. 3 Nhiệt kế hồng + Đo nhanh trong một giây. ngoại DT8018 + Tự động tắt sau khoảng 2 phút. + Khoảng cách đo: 0 - 36 cm. + Thông số kỹ thuật dải đo: 34 oC ~ 45 oC (93,2 oF~113 oF). + Độ chính xác: ±0,2 oC. + Độ phân giải: 0,1 oC hoặc 0,1 oF. + Thời gian hồi đáp & Bước sóng: 1~2 giây & 8-14 um. + Độ lặp: 0,1 oC; oC /oF. 4 Mô tơ DC giảm + Dòng 2 A. 01 tốc + Nguồn: 12 V. 5 Kích thước 1080 150 2000 mm. D R C 6 Trọng lượng 3,5 kg. 163
4. 4.2 Cảm biến tiệm cận (cảm biến tia hồng ngoại) – Dùng nguồn 5V DC, dòng 20 mA. – Khoảng cách từ 3 - 80 cm. – Chiều dài dây 1 m. – Có thể điều chỉnh khoảng cách bằng cảm biến gắn sẵn trên thiết bị. 4.3 Mạch tạo trễ được thiết kế bằng những phần cứng có sẵn – Cảm biến DS30C4 cho độ hoạt động thực tế ổn định, ít bị nhiễu trong nhiều điều kiện ánh sáng môi trường khác nhau. – Mạch tạo trễ sử dụng tín hiệu dạng xung PWM và có thể thay đổi tần số tùy thích có thể điều chỉnh thời gian trễ từ 0 – 10 s bằng biến trở. – Mạch được đấu nối sẵn, đóng hộp tiện dụng, thẩm mỹ. Dễ dàng đấu nối và sử dụng ngay. – Điện áp: 12 V. – Điện áp ngõ ra: 12 V. – Khoảng cách phát hiện: 6 - 30 cm có thể tùy chỉnh được. – Ứng dụng để cung cấp độ chậm trễ thời gian như một dao động. 4.4 Nhiệt kế hồng ngoại DT8018 Nhiệt kế hồng ngoại DT8018 có thiết kế nhỏ gọn, vỏ ngoài được làm từ nhựa cao cấp, dễ dàng cầm bằng một tay với khe để pin dưới thân dễ dàng tháo lắp và sử dụng. Nhiệt kế này cho phép đo nhiệt độ mà không cần tiếp xúc với trán, tránh sự lây nhiễm chéo các bệnh truyền nhiễm, an toàn cho trẻ nhỏ. Bên cạnh đó, tính năng này còn giúp nhiệt kế thích hợp để đo cho bé ngay cả khi đang ngủ và tránh làm bé sợ hãi khi đo. Chỉ cần để máy ở khoảng cách từ 3 – 5 cm và ấn nút là bạn đã có thể đo nhiệt độ một cách chính xác, cho kết quả ngay lập tức mà không phải chờ đợi. 4.4.1 Đặc điểm nổi bật Đo nhanh trong một giây. Tự động tắt sau khoảng 2 phút. Khoảng cách đo: 0 - 36 cm. 4.4.2 Thông số kỹ thuật Dải đo: 34 oC ~ 45 oC (93,2 oF ~ 113 oF). Độ chính xác: ± 0,2 oC. Độ phân giải: 0,1 oC hoặc 0,1 oF. 164
5. Thời gian hồi đáp & Bước sóng: 1 ~ 2 giây & 8 – 14 um. Độ lặp: 0,1 oC; oC /F. Lựa chọn: Chuyển đổi bên trong/ngoài bề mặt: Chức năng con trỏ mục tiêu Laser: Chức năng hiển thị đèn nền: Tự động tắt nguồn. 4.5 Mạch định thời Đây là mô-đun chuyển tiếp có bộ hẹn giờ có thể điều chỉnh 12 V được sử dụng cho thiết bị để ngăn chặn xe đánh lửa, phòng chống cháy nổ bật chức năng thời gian để chuyển tiếp công suất thời gian trễ có thể điều chỉnh (0 ~ 10 giây) tăng chiết áp có thể tăng thời gian trễ tăng tụ C1 có thể tăng thời gian trễ với đèn báo nguồn điện đầu vào với relay hút đóng đèn chuyển đổi kích hoạt chỉ số ánh sáng có thể điều khiển AC 220 V/10 A các thiết bị (công suất tải lớn nhất là 2000 Wát) với rơle bảo vệ bánh xe. Công thức thời gian trễ: T = 1.1 RC. Chẳng hạn như: Công suất 100 uF kháng 100 k T = 1.1 * 100000 * 0.0001 = 11S. 100% thương hiệu mới, chất lượng cao. Chip chính: NE555. Hình 4. Hình ảnh đo thực tế 4.6 Hệ thống điều chỉnh độ cao Để đáp ứng nhu cầu kiểm tra thân nhiệt của người sử dụng, nhóm nghiên cứu trang bị thêm hệ thống điều chỉnh độ cao theo chiều cao của mỗi người một cách thuận tiện và dễ sử dụng nhất. 165
6. Hình 5. Hệ thống điều chỉnh độ cao 5 ỨNG DỤNG THỰC TIỄN Hiện tại, thiết bị ‚Hệ thống đo thân nhiệt tự động‛ đã và đang được sử dụng tại Cơ sở E - Trung tâm Đào tạo nhân lực chất lượng cao của Trường Đại học Công nghệ Tp. HCM. Hình 6. Hình ảnh máy được sử dụng ở Cơ sở E 6 HƯỚNG CẢI TIẾN, ĐÁNH GIÁ, KẾT LUẬN Để phục vụ trong lĩnh vực y tế, hệ thống sẽ được trang bị thêm chức năng đo chiều cao và cân nặng. Góp phần giảm bớt công việc cho nhân viên y tế, đảm bảo sức khỏe cho mọi người. Hệ thống đo thân nhiệt tự động có cấu tạo nhỏ gọn, dễ sử dụng, chi phí hợp lý. Máy sử dụng bộ phận cảm biến từ được kích ứng nên dễ dàng và tiện lợi cho mọi người trong việc đo thân nhiệt. Thiết bị rất dễ dàng sử dụng, hoàn toàn tự động giảm nguy cơ lây nhiễm chéo trong cộng đồng. Hiện nay việc thực hiện chung tay phòng chống dịch bệnh Covid 19 là điều mỗi cá nhân chúng ta nên làm, thế nên việc trang bị thêm ‚Hệ thống đo thân nhiệt tự động‛ tại các nơi công cộng 166
7. như trường học, bệnh viện là biện pháp hết sức cần thiết để hạn chế đến mức thấp nguy cơ lây nhiễm bệnh. Sau khi hoàn thành và được sự cho phép của nhà trường đưa ra sử dụng tại khu E của Trường Đại học Công nghệ Tp. Hồ Chí Minh, hệ thống mang lại cảm giác an toàn và được rất nhiều sinh viên hưởng ứng thực hiện chung tay phòng chống lây nhiễm bằng cách đo thân nhiệt trước khi vào lớp. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Arduino.vn [2] icdayroi.com [3] Khoahoctre.com.vn 167