Thiết kế mạch chiếu sáng thông minh led

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Thiết kế mạch chiếu sáng thông minh LED PHÙNG THANH BÌNH Ngành: Kỹ thuật viễn thơng Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thúy Anh Trường: Điện – Điện tử HÀ NỘI, 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Thiết kế mạch chiếu sáng thông minh LED PHÙNG THANH BÌNH Ngành: Kỹ thuật viễn thơng Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Thúy Anh Chữ ký GVHD Trường: Điện – Điện tử HÀ NỘI, 2022 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Phùng Thanh Bình Đề tài luận văn: Thiết kế mạch chiếu sáng thông minh LED Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn Thông Mã số SV: CB190164 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 06/05/2022 với nội dung sau: • Đã thay từ khóa “luận án” “luận văn” luận văn tốt nghiệp, sửa lỗi tả thay ký hiệu phù hợp • Đã bổ sung nội dung yêu cầu tiêu chí thiết kế hệ thống mục 4.1.4 • Hình ảnh mờ hình 3.3 trang 39 làm rõ nét hơn, hình 3.4 trang 42 Việt hóa • Tài liệu tham khảo chỉnh lý lại theo chuẩn quy định trình bày luận văn • Đã thu gọn lại tiêu đề, mục chương 3, mục 3.1 giống chương 4, mục 4.1 • Chương bổ sung phần phân tích kết đạt trang 83 Giáo viên hướng dẫn Ngày tháng 05 năm 2022 Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG LỜI CAM ĐOAN Tôi Phùng Thanh Bình, Luận văn “Thiết kế mạch chiếu sáng thơng minh LED” cơng trình nghiên cứu cá nhân tôi, thực hướng dẫn khoa học PGS TS Nguyễn Thúy Anh Các liệu nêu luận văn hoàn toàn trung thực, phản ánh kết nghiên cứu thực tế Mọi thơng tin trích dẫn tn thủ quy định sở hữu trí tuệ; tài liệu tham khảo liệt kê rõ ràng, đầy đủ Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm lời cam đoan Tác giả luận văn Phùng Thanh Bình LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tơi xin gửi lời cảm ơn lịng biết ơn sâu sắc tới Giảng viên - PGS TS Nguyễn Thúy Anh giúp chọn đề tài, định hướng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn tạo điều kiện cho tơi hồn thành luận văn Trong q trình làm luận văn tốt nghiệp, thầy Trường Điện – Điện tử nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ mặt Tôi xin cảm ơn nhiều! Cuối cùng, muốn gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân bạn bè Tất người bên, động viên giúp đỡ nhiều trình thực thực luận văn Với thời gian nghiên cứu cịn hạn chế, luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp từ thầy giáo, giáo, đồng nghiệp, bạn bè Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Học Viên Phùng Thanh Bình LỜI NĨI ĐẦU Hiện nghe, thấy phương tiện truyền thông đại chúng cụm từ “cách mạng công nghiệp 4.0; thành phố thông minh; chuyển đổi số …” có tần suất xuất ngày nhiều Có thể nói xu hướng mà vai trị cơng nghệ Internet vạn vật (Internet of Thing - IoT), trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence - AI), liệu lớn (Big Data)… chiếm vai trò dẫn dắt chủ đạo Trong đó, xu hướng xây dựng thành phố thơng minh (SmartCity) nhiều thành phố, nhiều quốc gia có Việt Nam q trình triển khai xây dựng Điều đồng nghĩa với sở hạ tầng cơng nghệ mới, sách đắn biến đổi thành phố, quốc gia ngày hôm để trở thành thành phố, quốc gia đáng sống ngày mai Và xu hướng phát triển bao gồm mục tiêu vơ quan trọng, có ý nghĩa sống cịn tiết kiệm lượng Trong đó, chiếu sáng chiếm tới 40% tổng lượng điện, vấn đề lớn làm gia tăng áp lực lên sản xuất điện đảm bảo an ninh lượng Chiếu sáng chiếm tỷ trọng lớn sử dụng lượng; theo thống kê Bộ Công Thương, nay, gần 40% tổng sản lượng điện sản xuất dùng cho chiếu sáng Năng lượng hóa thạch ngày cạn kiệt, phát triển lượng tái tạo hạn chế, tiết kiệm lượng hiệu chưa cao Không thế, ô nhiễm ánh sáng Việt Nam tăng lên, sử dụng ánh sáng lãng phí gây ô nhiễm thiếu kỹ thuật Giải pháp thiết kế chiếu sáng thông minh dựa IoT quan tâm nhiều quốc gia giới Công nghệ IoT sử dụng thông qua kết hợp cảm biến chiếu sáng công nghệ lượng đầy hứa hẹn tiết kiệmcông nghệ LED, trở thành giải pháp “Chiếu sáng thơng minh” thay cho tồn hệ thống cung cấp chiếu sáng thông thường Luận văn với đề tài “Thiết kế mạch chiếu sáng thông minh LED” cung cấp giải pháp cho vấn đề cấp thiết tiết kiệm lượng tảng cho xu hướng phát triển nhà thông minh, thành phố thông minh tương lai Việt Nam MỤC LỤC MỤC LỤC i MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Bài toán tiết kiệm lượng 1.2 Xu phát triển hệ thống chiếu sáng thông minh 10 1.3 Xu hướng kết nối vạn vật-IoT 12 1.4 Kết luận chương 18 CHƯƠNG GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG BẰNG LED 19 2.1 Ánh sáng chiếu sáng 19 2.2 Các giải pháp thiết kế chiếu sáng áp dụng 20 2.2.1 Sử dụng chiếu sáng tự nhiên 20 2.2.2 Giảm số lượng đèn để giảm lượng chiếu sáng thừa 21 2.2.3 Chiếu sáng theo công việc 21 2.2.4 Một số giải pháp thiết kế chiếu sáng khác 22 2.3 Các loại thiết bị chiếu sáng 24 2.3.1 Đèn sử dụng sợi đốt vonfram 24 2.3.2 Đèn sử dụng phản ứng phóng điện chất khí để phát sáng 26 2.3.3 Đèn LED, loại đèn chiếu sáng đại 28 2.4 Thiết kế chiếu sáng LED 30 2.5 Kết luận chương 31 CHƯƠNG HỆ SINH THÁI IOT 32 3.1 Tổng quan Internet of Things-IoT 32 3.1.1 Khái niệm IoT lịch sử phát triển 32 3.1.2 Xu hướng tính chất IoT 35 i 3.1.3 Kiến trúc IoT, đặc tính yêu cầu 37 3.1.4 Các ứng dụng IoT 40 3.2 Mơ hình thành phố thông minh 44 3.2.1 Tổng quan 44 3.2.2 Các yếu tố cần thiết cho thành phố thông minh 48 3.3 Mơ hình nhà thơng minh 50 3.4 Mơ hình hệ thống chiếu sáng thông minh 53 3.4.1 Công nghệ cảm biến chiếu sáng thông minh 54 3.4.2 Mạng truyền thông chiếu sáng thông minh 56 3.5 Kết luận chương 59 CHƯƠNG PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THƠNG MINH LED TÍCH HỢP IoT 60 4.1 Giải pháp chiếu sáng thơng minh LED tích hợp IoT 60 4.1.1 Sự kết nối 60 4.1.2 Tiết kiệm điện 61 4.1.3 Tăng trưởng kinh tế 61 4.1.4 Yêu cầu tiêu chí thiết kế hệ thống 62 4.2 Thiết kế mạch module phần cứng 63 4.2.1 Sơ đồ khối chức 63 4.2.2 Mạch PCB sản phẩm demo 68 4.3 Thiết kế ứng dụng điều khiển tích hợp IoT 69 4.3.1 Lập trình ESP8266 69 4.3.2 Cơ sở liệu - Firebase 73 4.3.3 Truyền thông điều khiển – Wifi 74 4.3.4 Lập trình app điện thoại 75 4.4 Kiểm thử đánh giá hệ thống 78 ii 4.5 Kết luận chương 80 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 iii DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh AI Artificial Intelligence AMR Automated Metering Reading Application Progmraming API Interface CRI Color Rendering Index Digital Addressable Lighting DALI Interface GPS Global Positioning System HPSV High Pressure Sodium Voltage IoE Internet of Energy IoM Internet of Media IoP Internet of Person IoS Internet of Service IoT Internet of Things ISM Industrial, Scientific and Medical LED International Telecommunications Union Light Emitting Diode M2M Machine to Machine MCU Multipoint Control Unit Micro-Electro-Mechanical Systems Massachusetts Institute of Technology ITU MEMS MIT NFC Near-Field Communications PCB PIR RFID SIG SOA SOC Printed Circuit Board Passive InfraRed sensor Radio Frequency Identification Special Interest Group Service Oriented Architecture System-on-a-chip Tiếng Việt Trí tuệ nhân tạo Hệ thống đọc đồng hồ tự động Giao diện lập trình ứng dụng Hệ số thể màu Giao diện chiếu sáng kỹ thuật địa Hệ thống định vị toàn cầu Đèn natri cao áp Internet lượng Internet truyền thông Internet người Internet dịch vụ Internet vạn vật Phổ vô tuyến quốc tế dành riêng cho mục đích cơng nghiệp, khoa học y tế Liên minh Viễn thông Quốc tế Diode phát quang Cơng nghệ dùng để kết nối “máy móc” Thiết bị điều khiển đa điểm Hệ thống vi điện tử Viện Công nghệ Massachusetts Công nghệ kết nối không dây tầm ngắn Mạch in nhiều lớp Cảm biến hồng ngoại thụ động Nhận dạng qua tần số vô tuyến Tổ chức phát triển tiêu chuẩn Kiến trúc hướng dịch vụ Hệ thống chip iv 4.3 Thiết kế ứng dụng điều khiển tích hợp IoT 4.3.1 Lập trình ESP8266 4.3.1.1 ESP8266 Esp8266 wifi SOC phát triển công ty Trung Quốc Espressif Systems Esp8266 tích hợp đầy đủ tính internet với kích thước nhỏ gọn với mức giá rẻ Bên Esp8266 có sẵn lõi vi xử lý nên trực tiếp lập trình cho mà không cần vi xử lý Hình 4.12: Vi điều khiển ESP8266 Hình 4.13: Sơ đồ chân MCU ESP8266 69 Thông số kỹ thuật: Bảng 4.2: Thông số module ESP8266 Thông số kỹ thuật Điện áp đầu vào Dải băng tần Công suất phát Tốc độ truyền Serial (Baudrate) Hỗ trợ Dòng tiêu thụ Giao thức mạng Dải nhiệt độ hoạt động Giá trị 3.3V 2.4GHz, 802.11 b/g/n 14 ~ 20dBm 115200(Max) SPI, I2C, I2S, UART, ADC Max 320mA IPv4, TCP/UDP, HTTP, FTP -40°C -:- 125°C 4.3.1.2 Phần mềm: Arduino IDE Arduino IDE phần mềm mã nguồn mở chủ yếu sử dụng để viết biên dịch mã vào module Arduino Đây phần mềm Arduino thức, giúp cho việc biên dịch mã trở nên dễ dàng mà người bình thường khơng có kiến thức kỹ thuật làm Nó có phiên cho hệ điều hành MAC, Windows, Linux chạy tảng Java kèm với chức lệnh có sẵn đóng vai trị quan trọng để gỡ lỗi, chỉnh sửa biên dịch mã mơi trường Có nhiều module Arduino Arduino Uno, Arduino Mega, Arduino Leonardo, Arduino Micro nhiều module khác Mỗi module chứa vi điều khiển bo mạch lập trình chấp nhận thơng tin dạng mã Mã chính, gọi sketch, tạo tảng IDE tạo file Hex, sau chuyển tải lên điều khiển bo Môi trường IDE chủ yếu chứa hai phần bản: Trình chỉnh sửa Trình biên dịch, phần đầu sử dụng để viết mã yêu cầu phần sau sử dụng để biên dịch tải mã lên module Arduino Môi trường hỗ trợ ngôn ngữ C C ++ Khi người dùng viết mã biên dịch, IDE tạo file Hex cho mã File Hex file thập phân Hexa Arduino hiểu sau gửi đến bo mạch 70 cáp USB Mỗi bo Arduino tích hợp vi điều khiển, vi điều khiển nhận file hex chạy theo mã viết Hình 4.14: Giao diện Text Box Window bar Hình 4.15: Out put panel Bảng đầu sử dụng để đưa nhận xét mã: • Nếu mã biên dịch thành công lỗi xảy • Nếu mã tải lên bo thành cơng Thư viện: Các thư viện hữu ích để thêm chức bổ sung vào module Arduino Có danh sách thư viện bạn thêm cách nhấp vào nút Sketch menu tới Include Library Khi bạn nhấp vào Include Library Thêm thư viện tương ứng, xuất đầu sketch với ký hiệu #include Giả sử, bạn thêm thư viện EEPROM, xuất trình soạn thảo văn dạng #include Hầu hết thư viện cài đặt sẵn kèm 71 với phần mềm Arduino Tuy nhiên, bạn tải xuống từ nguồn bên Chân đầu vào đầu ra: Các lệnh digitalRead digitalWrite sử dụng để định địa tạo chân Arduino làm đầu vào đầu tương ứng Các lệnh có độ nhạy văn bản, tức bạn cần viết chúng theo cách xác digitalWrite bắt đầu chữ "d" nhỏ viết hoa "W" Nếu bạn viết Digitalwrite digitalwrite không gọi chức Cách chọn bo: Để tải sketch lên, bạn cần chọn bo mạch phù hợp mà bạn sử dụng cổng cho hệ điều hành Bạn nhấp vào Tool Menu, tới phần Board chọn bo bạn muốn làm việc Tương tự, COM1, COM2, COM4, COM5, COM7 cao dành riêng cho bo Serial bo USB Bạn tìm thiết bị serial USB phần cổng Windows Device Manager Sau lựa chọn xác Bo mạch Cổng Serial, nhấp vào nút Verify sau nút Upload xuất góc bên trái phần sáu nút bạn chuyển đến phần Sketch nhấn verify/compile tải lên Sketch viết trình soạn thảo văn sau lưu với phần mở rộng tệp ino Điều quan trọng cần lưu ý module Arduino gần tự động đặt lại bạn biên dịch nhấn nút tải lên phần mềm IDE Tuy nhiên phiên cũ yêu cầu thiết lập lại vật lý bo mạch Sau bạn tải mã lên, đèn LED TX RX nhấp nháy bo, cho biết chương trình mong muốn chạy thành công Điều đáng ngạc nhiên phần mềm không phức tạp cài đặt phần mềm, bạn viết chương trình vịng phút sau cài đặt mơi trường IDE Bootloader: Khi bạn đến phần Tool, bạn tìm thấy Bootloader cuối Việc ghi mã trực tiếp vào điều khiển hữu ích, bạn khơng cần phải mua ổ ghi bên để ghi mã Khi bạn mua module Arduino mới, bootloader cài đặt bên điều khiển Tuy nhiên, bạn định mua điều khiển đặt vào module Arduino, bạn cần ghi lại bootloader bên điều khiển cách chuyển đến phần Tools chọn Burn Bootloader 72 4.3.2 Cơ sở liệu - Firebase Firebase dịch vụ sở liệu thời gian thực hoạt động tảng đám mây cung cấp Google nhằm giúp lập trình phát triển nhanh ứng dụng cách đơn giản hóa thao tác với sở liệu Với Google Firebase, bạn tạo ứng dụng chat Yahoo Message Facebook Messager ngày thời gian cực ngắn khoảng ngày chí vài đơn giản bạn cần lo phần client phần server database có firebase lo Firebase kết hợp tảng cloud với hệ thống máy chủ mạnh mẽ tới từ Google, để cung cấp cho API đơn giản, mạnh mẽ đa tảng việc quản lý, sử dụng database Chức chính: • Realtime Database – Cơ sở liệu thời gian thực • Firebase Authentication – Hệ thống xác thực Firebase • Firebase Hosting • Firestore – dang sở liệu nâng cấp Realtime Database Ưu điểm việc sử dụng Google Firebase: • Triển khai ứng dụng cực nhanh; • Bảo mật; • Tính linh hoạt khả mở rộng; • Sự ổn định; • Giá thành phù hợp; Các đặc điểm quan trọng Realtime Database: • Realtime: Firebase Realtime Database sử dụng đồng liệu mối liệu có thay đổi, thiết bị kết nối nhận thay đổi vài mili giây Đây đặc điểm quan trọng • Offline: người dùng ngoại tuyến, liệu lưu nhớ cache thiết bị tự động đồng bạn trực tuyến Tất tự động • Accessible from Client Devices: Firebase Realtime Database truy cập từ thiết bị mobile trình duyệt web Nó khơng cần ứng dụng 73 server Bảo mật xác thực liệu thơng qua Rule bảo mật Firebase Realtime Database, rule thực thi liệu đọc ghi • Hỗ trợ nhiều tàng: liệu sở liệu Firebase lưu trữ dạng JSON đồng realtime đến kết nối client Khi xây dựng ứng dụng đa tảng Android, IOS JavaScrip SDKs, tất client chia sẻ sở liệu Firebase tự động cập nhật với liệu • Ngồi ra, Realtime Database cịn đặc điểm nữa, hỗ trợ C++, tức liệu từ module phần cứng truyền trực tiếp lên Database cách đơn giản 4.3.3 Truyền thông điều khiển – Wifi Wi-Fi viết tắt từ Wireless Fidelity hay mạng 802.11 hệ thống mạng khơng dây sử dụng sóng vơ tuyến, giống điện thoại di động, truyền hình radio Hệ thống hoạt động số sân bay, quán café, thư viện khách sạn Hệ thống cho phép truy cập Internet khu vực có sóng hệ thống này, hồn tồn khơng cần đến cáp nối Ngồi điểm kết nối cơng cộng, WiFi thiết lập nhà riêng Hình 4.16: Wifi 74 Ưu điểm: • Sự tiện lợi: cho phép người dùng truy xuất tài nguyên mạng nơi đâu khu vực triển khai (nhà, văn phòng…) Với gia tăng số lượng người sử dụng laptop hay smartphone điều rấ tiện lợi • Khả di động: người dùng trì kết nối mạng phạm vi định họ di chuyển từ nơi sang nơi khác • Triển khai dễ dàng: việc thiết lập mạng không dây ban đầu cần access point.Với mạng dùng cáp hải tốn thêm chi phí gặp khó khăn • Khả mở rộng: đáp ứng tức gia tăng số lượng người dùng Với hệ thống mạng cáp phải gắn thêm cáp Nhược điểm: • Phạm vị: với mạng khơng dây thơng thường phù hợp nhà, với tịa nhà lớn khơng đáp ứng đủ nhu cầu • Độ tin cậy: sử dụng sóng vơ tuyến để truyền thơng nên việc bị nhiễu, tín hiệu giảm tác động thiết bị khác khơng tránh khỏi • Tốc độ: tốc độ mạng không dây (1-125Mbs) nhỏ nhiều so với mạng sử dụng cáp (100Mpbs đến hàng Gpbs) 4.3.4 Lập trình app điện thoại WEB: MIT App inventor MIT App Inventor dành cho Android ứng dụng web nguồn mở ban đầu cung cấp Google trì Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) Nền tảng cho phép nhà lập trình tạo ứng dụng phần mềm cho hệ điều hành Android (OS) Bằng cách sử dụng giao diện đồ họa, tảng cho phép người dùng kéo thả khối mã (blocks) để tạo ứng dụng chạy thiết bị Android Đến thời điểm 07/2017, phiên iOS tảng bắt đầu đưa vào thử nghiệm Thunkable, nhà cung cấp ứng dụng web cho ngôn ngữ Mục tiêu cốt lõi MIT App Inventor giúp đỡ người chưa có kiến thức ngơn ngữ lập trình từ trước tạo ứng dụng có ích hệ điều hành Android Phiên MIT App Inventor Ngày nay, MIT hoàn thiện App Inventor chia sẻ tài khoản Google Các lập trình viên bắt đầu muốn tạo ứng dụng Android cần vào địa web MIT, nhập thông tin tài khoản Google, từ mảnh ghép nhỏ, xây dựng ý tưởng Bạn người 75 bắt đầu chưa biết hết App Inventor? MIT có sẵn loạt hướng dẫn cụ thể cho bạn làm quen với chương trình Để sử dụng App Inventor, truy cập vào địa http://ai2.appinventor.mit.edu Sau tiến hành đăng nhập tài khoản Google bạn để mở trang quản lí project Hình 4.17: Tạo project Hình 4.18: Thiết kế giao diện 76 Hình 4.19: Lập trình chức Hình 4.20: Biên dịch Tổng quan bước để thực project với MIT App inventor mơ tả từ hình 4.17 đến hình 4.20 Hình 4.21: Sơ đồ nguyên lý giải thuật hệ thống chiếu sáng Led thông minh 77 Từ sơ đồ nguyên lý giải thuật, thấy hệ thống bao gồm hạng mục tính chính: • Trên đèn 1: thực kiểm tra cường độ ánh sáng môi trường để tăng/giảm cường độ sáng đèn • Trên đèn 2: thực hẹn ON/OFF thể cường độ sáng app • Trên đèn 3: kiểm tra có chuyển động hay không để ON/OFF đèn thể cường độ sáng app Hình 4.22: Giao diện app điện thoại hệ thống chiếu sáng Led thông minh 4.4 Kiểm thử đánh giá hệ thống Cấp nguồn cho hệ thống thực nghiệm Phát wifi điện thoại để module ESP8266 kết nối tới sở liệu firebase khởi động Khi bật thủ công app bật/tắt tự động theo môi trường (đêm/ngày) cường độ sáng 100% 78 Bảng 4.3: Test lần ngày 1/5/2021 Bật/tắt tự động có chuyển động Đèn Có chuyển động Khơng có chuyển động Trạng thái Ghi ON(đèn sáng); OFF(đèn tắt) Trễ 0.01ms Lần ON OFF Lần ON OFF ON(đèn sáng); OFF(đèn tắt) Trễ 0.011ms Lần ON OFF ON(đèn sáng); OFF(đèn tắt) Trễ 0.013ms Bật/tắt thủ công, điều chỉnh cường độ sáng Đèn Thấp T.bình Cao Đèn Độ sáng Điện áp 12v 12v 12v Công suất Độ sáng 0.4 W 26 Lm 35 Lm 0.65 W 0.9 W 55 Lm Bật tắt tự động theo môi trường (đêm/ngày) 6h:00 AM 18h:00 PM Công suất ON OFF(đèn tắt) ON (56 Lm) 0.91 W Ghi Ghi Bảng 4.4: Test lần ngày 6/5/2021 Bật/tắt tự động có chuyển động Đèn Có chuyển động Khơng có chuyển động Trạng thái Ghi Lần ON OFF ON(đèn sáng); OFF(đèn tắt) Trễ 0.01ms Lần ON OFF ON(đèn sáng); OFF(đèn tắt) Trễ 0.011ms Lần ON OFF ON(đèn sáng); OFF(đèn tắt) Trễ 0.013ms Bật/tắt thủ công, điều chỉnh cường độ sáng Đèn Điện áp Công suất Độ sáng Ghi Thấp 12v 0.42 W 27 Lm T.bình 12v 0.67 W 38 Lm Cao 12v 0.94 W 58 Lm Bật tắt tự động theo môi trường (đêm/ngày) Đèn 6h30:00 AM 18h15:00 PM Công suất ON Ghi Độ sáng OFF(đèn tắt) ON (57 Lm) 0.92 W Bảng 4.5: Test lần ngày 8/5/2021 Bật/tắt tự động có chuyển động Trạng thái Ghi Đèn Có chuyển động Khơng có chuyển động Lần ON OFF ON(đèn sáng); OFF(đèn tắt) Trễ 0.011ms Lần ON OFF ON(đèn sáng); OFF(đèn tắt) Trễ 0.013ms Lần ON OFF ON(đèn sáng); OFF(đèn tắt) Trễ 0.012ms Bật/tắt thủ công, điều chỉnh cường độ sáng Đèn Thấp T.bình Cao Điện áp 12v 12v 12v Đèn Độ sáng 7h:00 AM OFF(đèn tắt) Công suất 0.43 W 0.65 W 0.96 W Độ sáng 29 Lm 39 Lm 60 Lm Ghi Bật tắt tự động theo môi trường (đêm/ngày) 18h30:00 PM ON (59 Lm) Công suất ON 0.95 W Ghi Đánh giá: • Sản phẩm chạy tương đối ổn định xác 79 • Có thể điều khiển khoảng cách lên tới 14÷15m khơng có vật cản Với kết đạt qua mạch hệ thống thực nghiệm, yêu cầu đặt cho hệ thống thực xác Cụ thể, tính ON/OFF, tăng giảm độ sáng đèn, phát chuyển động để ON/OFF đèn, cài đặt hẹn ON/OFF Hệ thống cho thấy tính khả thi để triển khai, phát triển áp dụng thực tế hướng đến mục đích đề tài luận văn tiết kiệm lượng điện chiếu sáng thông qua điều khiển thông minh hệ thống đèn 4.5 Kết luận chương Trong chương này, tiến hành lựa chọn giải pháp, đưa phương án thiết kế, tiến hành xây dựng hệ thống điều khiển chiếu sáng với yêu cầu bật/tắt tự động có chuyển động, bật/tắt thủ công điều chỉnh cường độ sáng app, bật/tắt tự động theo môi trường (đêm/ngày) Trải qua thời gian nghiên cứu, thiết kế, kiểm thử em đưa sản phẩm thử nghiệm app điều khiển cuối Kết kiểm tra thực nghiệm đạt kết khả quan, sản phẩm chạy tương đối ổn định, xác, đáp ứng yêu cầu đặt ban đầu 80 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Qua qua trình tìm hiểu lý thuyết, nghiên cứu mạng cảm biến, hệ sinh thái IoT, toán sử dụng, tiết kiệm lượng tiến hành thực đề tài luận văn, em tiếp thu nhiều kiến thức bổ ích, kinh nghiệm thực hành thực tế Em hoàn thành đề tài nghiên cứu với chức điều khiển bật tắt thiết bị từ xa điện thoại kết hợp phần mềm Kết đạt sau trình thực đề tài: • Thiết kế sản phẩm thử nghiệm hệ thống chiếu sáng Led thơng minh • Điều khiển hệ thống qua smartphone App • Điều khiển bật/tắt tự động đèn có chuyển động • Điều khiển bật/tắt đèn thủ công, điều chỉnh cường độ sáng App • Điều khiển bật/tắt đèn tự động theo điều kiện môi trường (đêm/ngày) Đánh giá sản phẩm: So với sản phảm thị trường sản phẩm cịn thơ sơ chức hình thức có chi phí thấp có nhiều khả mở rộng Hướng phát triển đề tài: • Cải thiện chức phần cứng, cho phép mở rộng thêm với loại cảm biến khác hồng ngoại, nhiệt độ, độ ẩm • Cho phép ghép nối mạch với module mạch khác để mở rộng thêm tính • Phát triển thêm phần App, thêm số tính vẽ biểu đồ tham số môi trường, lịch sử bật tắt điều khiển thiết bị • Sử dụng đa luồng để xử lý tác vụ • Phát triển hệ thống điều khiển qua web,… 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt [1] Hội thảo khoa học: ứng phó với biến đổi khí hậu sử dụng lượng tiết kiệm hiệu cơng trình, Bộ Xây dựng [2] Tài liệu tập huấn: Sử dụng lượng tiết kiệm hiệu xây dựng Học viện cán quản lý xây dựng đô thị, Bộ Xây dựng [3] QCXDVN 09: 2005 Quy chuẩn xây dựng Việt Nam Các cơng trình xây dựng sử dụng lượng có hiệu [4] Hướng dẫn sử dụng lượng hiệu ngành công nghiệp khu vực châu Á ©UNEP Tài liệu Tiếng Anh [5] Eino Tetri, “Concepts and Techniques for Energy Eefficient Lighting Solutions”, Helsinki University of Technology Wilfried Pohl, Bartenbach LichtLabor, 2008 [6] Daylighting Guideline, “Hawaii Commercial Building Guideline for energy efficiency”, ©2003 Eley Associates on behalf of State of Hawaii DBEDT [7] “Intelligent Road and Street Lighting in Europe (E–Street)”, Grant Agreement: EIE/05/157/SI2.419662 On behalf of the E-Street project (www.e-streetlight.com) [8] Olli Heiskanen & Karthikeya Acharya , “Envisioning the future of public lighting with citizens for upcoming technologies”, Envisioning the future of public lighting with citizens for upcoming technologies, The Design Journal, 20:sup1, S1782-S1793, DOI:10.1080/14606925.2017.1352698 Tài liệu Website [9] http://tietkiemnangluong.com.vn/tin-tuc/meo-tknl/t6754/chieu-sang-bangled-huong-tiet-kiem-dien-lau-dai.html [10] https://www.ledhg.com.vn/ly-giai-nguyen-nhan-vi-sao-den-led-tiet-kiemdien [11] http://aita.gov.vn/ung-dung-cong-nghe-iot-trong-quan-ly-chieu-sangcong-cong 82 [12] http://vecea.vn/tin-tuc/t286/chieu-sang-thong-minh-trong-do-thi-thongminh.html [13] https://aita.gov.vn/ung-dung-cong-nghe-iot-trong-quan-ly-chieu-sangcong-cong [14] http://tietkiemnangluong.vn/d6/news/Tiet-kiem-dien-trong-chieu-sangvan-la-bai-toan-kho-116-154-8383.aspx [15] http://kinhtedothi.vn/xu-huong-thanh-pho-thong-minh-tai-sao-khong377672.html [16] https://dientuadenz.com/internet-of-things/ [17] https://www.dienmayxanh.com/kinh-nghiem-hay/internet-of-things-iotxu-huong-cong-nghe-cua-tuon-767301 [18] https://smartfactoryvn.com/smart-factory/smart-energy-management/ungdung-iot-giup-quan-ly-va-tiet-kiem-nang-luong-cho-nha-may-nhu-thenao/ [19] https://limota.vn/he-thong-chieu-sang-thong-minh-va-viec-xay-dungthanh-pho-thong-minh-nhung-nam-2050/ [20] https://vast.gov.vn/tin-chi-tiet/-/chi-tiet/cac-giai-phap-tiet-kiem%C4%91ien-nang-trong-chieu-sang-va-mo-hinh-thiet-bi-tiet-kiem%C4%91ien-nang-trong-chieu-sang-cong-cong-cua-vien-khoa-hoc-nangluong-2357-435.html 83 ... thống chiếu sáng thông minh, xu kết nối vạn vật IoT Chương 2: Giải pháp thiết kế chiếu sáng LED Nội dung trình bày giải pháp thiết kế hệ thống chiếu sáng áp dụng, loại thiết bị sử dụng chiếu sáng, ... cảm biến chiếu sáng thông minh 54 3.4.2 Mạng truyền thông chiếu sáng thông minh 56 3.5 Kết luận chương 59 CHƯƠNG PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THƠNG MINH LED TÍCH... giải pháp ? ?Chiếu sáng thông minh? ?? thay cho toàn hệ thống cung cấp chiếu sáng thông thường Luận văn với đề tài ? ?Thiết kế mạch chiếu sáng thông minh LED? ?? cung cấp giải pháp cho vấn đề cấp thiết tiết