بررسی طراحی و ساخت سیستم اعلان و اطفاء حریق
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. 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. RESET : ورودی Reset ، هرگاه سطح پایینی به مدت حداقل طول یک پالس به این پایه برسد، Reset تولید می شود، حتی اگر کلاک کار نکند. حداقل طول پالس در جدول 1-1 داده شده است. جدول 1-1 ولتازآستانه پایه rest XTAL1 : ورودی معکوس اسیلاتور و ورودی مدارهای ورودی. XTAL2 : خروجی معکوس اسیلاتور. AVCC : این پایه منبع ولتاژِ پین برای پورت A و مبدل A/D است. این پایه باید به صورت خارجی به Vcc وصل شود حتی اگر از ADC استفاده نمی شود. اگر از ADC استفاده شود این پایه باید از طریق فیلتر پایین گذر به Vcc وصل شود. AREF : این پایه مرجع آنالوگ پینها برای مبدل A/D است. 6-2 هستة مرکزی ATmega 32 ( CPU ) : در این بخش دربارة معماری هستة مرکزی AVR در حالت کلی بحث می کنیم. وظیفة اصلی CPU اطمینان از اجرای صحیح برنامه است. بنابراین CPU باید قادر باشد تا به حافظه ها دسترسی پیدا کند، محاسبات را انجام دهد، ارتباط با خارج را کنترل کند و وقفه ها را رسیدگی کند. -2کانالهای ورودی ADC : وقتی که انتخاب کانالها تغییر می کنند، باید موارد زیر را رعایت کرد تا از انتخاب کانال مطمئن شد. در مد تبدیل تکی اغلب باید قبل از شروع تبدیل کانال را انتخاب کرد. انتخاب کانال ممکن است یک کلاک سیکل ADC بعد از 1 شدن ADSC تغییر کند. با وجود این, روش ساده تر این است که صبر کنیم تا تبدیل کامل شود و سپس کانال تغییر کند. در مد Free Run همیشه کانال را قبل از آغاز اولین تبدیل انتخاب می کنیم. انتخاب کانال ممکن است تا یک کلاک سیکل ADC بعد از یک شدن ADSC نیز انجام شود. با وجود این روش ساده تر این است که صبر کنیم تا تبدیل کامل شود و سپس کانال را تغییر دهیم. وقتی که به کانل بهرة دیفرانسیلی سوئیچ می کنیم اولین تبدیل ممکن است دارای دقت پایین باشد و بهتر است از آن چشم پوشی کنیم. مرجع ولتاژ ADC : ولتاژ مرجع برای ADC (VREF) ، بازة تبدیل را برای ADC نشان می دهد. کانالهای یکطرفه ای که ولتاژ آنها از Vref فراتر رود، 0x3FF را نتیحه خواهند داد. Vref می تواند AVCC ، ولتاژ داخلی v2.56 و یا ولتاژ خارجی پایة AREF تعیین شود. AVCC از طریق سوئیچ پسیو به ADC وصل می شود. ولتاژ v2.56 داخلی از مرجع bandgap (VBG) از طریق تقویت کنندة داخلی، تولید می شود. در مورد دیگر، پایة خارجی AREF مستقیما به ADC وصل می شود و می توان با اتصال خازن بین پایة AREF و زمین، مرجع ولتاژ را در مقابل نویز ایمن کرد. VREF را می توان در پایة AREF اندازه گیری کرد. اگر منبع ولتاژ ثابتی را به پایة AREF وصل کنیم، نباید از دیگر انتخابهای مراجع ولتاژ استفاده کنیم. اگر از مرجع ولتاژ خارجی استفاده نکنیم، می توان بین مراجع داخلی v2.56 وAVCC سوئیچ کرد. اولین نتیجة تبدیل بعد از سوئیچ مرجع ولتاژ، دقیق نیست و باید از آن صرفنطر کرد. حذف نویز ADC : ADC با فعال کردن تبدیل در مدهای sleep، اثر نویز تولید شده توسط CPU بر تبدیل را کاهش می دهد. حذف نویز با استفاده از مدهای Idle و ADC Noise Reduction می تواند انجام شود. برای استفاده از این مدها روش زیر باید استفاده شود: 1- مطمئن باشید که ADC فعال است و مشغول تبدیل نیست. مد تبدیل تکی باید انتخاب شود، و وقفة تکمیل تبدیل باید فعال شود. 2- مد ADC Noise Reduction یا مد Idle را وارد کنید. ADC شروع به تبدیل خواهد کرد وقتی که CPU متوقف شود. 3- اگر وقفة دیگری قبل از تکمیل تبدیل رخ ندهد، وقفة تکمیل تبدیل، CPU را بیدار خواهد کرد و روتین وقفه را اجرا می کند. سپس CPU د رحالت فعال باقی خواهد ماند تا فرمان sleep جدیدی اجرا شود. 20 توجه کنید که ADC وقتی که وارد دیگر مدهای sleep بغیر از دو مورد گفته شده شود، بطور خودکار خاموش نمی شود و خودمان باید آن را خاموش کنیم تا از مصرف توان اضافه جلوگیری کنیم.
فهرست شکلها
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 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
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
خ
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
تحقیق حریق در ساختمان
- ایمنی از حریق در ساختمان
1-1. کلیات
ایمنی از حریق در ساختمان به کمک تحقیق، طراحی و مدیریت می گردد. دامنه مطالعاتی آن بسیار وسیع و شامل علوم مختلف و رشته های گوناگون است. علاوه بر علوم فنی و تجربی در صنعت و ساختمان، از علوم اداری، روان شناسی، جامعه شناسی و دانشهای مشابه نیز استفاده می شود که هر یک به نحوی و اندازه ای در آن سهیم هستند. برای دستیابی به ایمنی از حریق از سه راه می توان اقدام کرد.
- شناخت علل به وجود آمدن حریق و کوشش برای جلوگیری از بروز آن.
- شناسایی دلایل رشد و گسترش حریق و کوشش برای مصون و محفوظ ماندن در مقابل آن.
- یادگیری اداره کردن حریق و کوشش برای کنترل و خاموش نمودن آتش سوزی.
در عمل، با علم و آگاهی به اینکه حریقها چگونه بروز می کنند، چطور گسترش می یابند و به چه نحو می توان آنها را کنترل و خاموش نمود. از طریق انجام برنامه هایی جداگانه برای فراهم نمودن ایمنی اقدام می شود.
الف) تدوین و اجرای استاندارد ها و آیین نامه های پیشگیری از بروز حریق این گروه برنامه ریزیها شامل تمام ملزومات و اقداماتی است که به نحوی موجبات آتش سوزی و بروز حریق را از میان بردارند. فعالیتهایی مانند کوششهای تحقیقاتی و تعلیماتی پیرامون مسائل جگوناگون آتش گیری و آتش سوزی، تهیه و تنظیم و آموزش توصیه ها و پیشگیرها، توسعه روشهای اداری و خدمات اداری و خدمات ایمنی و به طور کلی تمام اقداماتی که در مجموع به خاطر روبه رو نشدن با آتش سوزی به کار می روند، از این زمره اند. این گروه فعالیتها معمولاً در مراکزی مانند دانشگاهها آزمایشگاههای آتش و حریق شناسی، سازمانهای پژوهشهای علمی و صنعتی، موسسه های تحقیقاتی و تهیه استاندارد و گاهی شرکتهای بیمه آتش سوزی انجام می گیرد. این اقدامات همگی زیز عنوان ممانعت از حریق نام برده می شوند.
ب) تدوین و اجرای استانداردها و آیین ناممه های ساختمانی محافظت در برابر حریق به طور کلی، این کوششها به منظور فراهم نمودن شرایطی از پیش بررسی، تدارک و طرح می شوند تا در صورت وقوع حریق، تلفات و زیانهای جانی و مالی ناشی از آتش سوزی به کمترین مقدار برسد. این طرز عمل که در حقیقت نوعی مواجه شدن با حریق به شکل ساکن و غیر عامل است، در جهت محافظت مواجه شونده ها ( اعم از انسان، ساختمان و غیره) و همچنین کنترل و جلوگیری از رشد، گسترش و ادامه آتش سوزی به کار گرفته می شود. این دور اندیشیها در قلمرو و موضوع فعالیت موسسه های تحقیقاتی ممانعت از حریق نیست و بیشتر در حوزه فعالیت سازمانهایی است که بر صنعت ساختمان و ساخت نظارت دارند. اصطلاح محافظت در برابر حریق در اینجا مترادف با افزایش ایمنی، قابلیت، استعداد، تأثیر پذیری و مقدار مقاومت مواجه شونده در برابر آتش سوزی و گسترش حریق به کار می رود.
پ) ایجاد سازمانهای آتش نشانی و توسعه تدابیر و تعلیمات اطفای حریق، این گروه برنامه ها مواقعی به کار گرفته می شوند که حریق وقوع یافته است و ناچار باید به طور فعال و عامل با آن مبارزه کرد. در واقع، آخرین تلاشهایی هستند که به امید حفظ ایمنی می توان به آنها متوسل شد. هزینه به کارگیری این کوششها نسبتاً زیاد است اما در مواردی که آگاهی دانش و فرهنگ ممانعت و محافظت برای دستیابی به ایمنی کفایت نمی کند ضمن از دست رفتن بخشی از ایمنی[2] الزماً باید در این مسیر گام برداشت. روشن است که تنها با تشکیل گروههای آتش نشان و تدارک دستگاهها و وسایل مبارزه با حریق نمی توان به ایمنی مطلوب دست یافت و لزوماً باید در ایجاد و توسعه فنون مبارزه با حریق و تنظیم و تعلیم عملیات و تدابیر آتش نشانی نیز همت گماشت.
از دیدگاه نظری، کوشش به هر یک از سه طریقی که ذکر شد باید به دستیابی کامل ایمنی منجر شود ولی در عمل برای رسیدن به ایمنی، همواره از تمام روشها به طور جمعی و هماهنگ کمک گرفته می شود الیته میان فعالیتهای ایمنی از آتش سوزی نمی توان حد و مرز کاملاً مشخصی و دقیقی ترسیم کرد و هر چند که مشخصات و ملزومات هر یک از این فعالیتها با دیگری تفاوتهایی مخصوص دارد، معمولاً برای برنامه ریزی اقدامات یک گروه لازم می شود که استاندارد ها و خواسته های گروه دیگر نیز مد نظر قرار گیرد.
لازم است توضیح داده شود که بسیاری از کوششها حالتی مشترک داشته و می توان آنها را جزء همه گروهها منظور نمود. تأمین شبکه آبرسانی شهری برای عملیات اطفای حریق، آموزش همگانی و بالا بردن فرهنگ عمومی در مورد آتش سوزی و آتش نشانی، تدارک وسایل خودکار خاموش کننده و جلوگیری از حریق در ساختمانها ( شبکه آبفشانهای خودکار) و مانند آن از این گونه کوششها هستند. در این گزارش، اصولاً فقط جنبه های مخلتف محافظت در برابر حریق(بند ب) برای ساختمان مورد بحث قرار گرفته است و از کوششهای ممانعت از حریق و تدابیر و ملزومات مبارزه با حریق ( بندهای الف و پ) صحبتی به میان نمی آید.