Mô hình giám sát và điều khiển hệ thống chiếu sáng bằng năng lượng mặt trời

MỤC LỤC Chương TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.4 GIỚI HẠN 1.5 BỐ CỤC .3 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 2.2 CỞ SỞ LÝ THUYẾT ÁP DỤNG TRONG ĐỀ TÀI 2.2.1 Pin lượng mặt trời 2.2.2 Phương pháp MPPT .10 2.2.3 Giải thuật INC (Incremental Conductance) [3] .12 2.2.4 Tổng quan ắc quy 13 2.2.5 Mạch biến đổi điện áp DC – DC [5] 17 2.2.6 Kit nhúng Intel Galileo 20 2.2.7 Màn hình LCD 20X4 .25 2.2.8 IC mở rộng port 74HC595 .29 2.2.9 Động bước .31 2.2.10 Module điều khiển động bước TB6560 .31 2.2.11 Module cảm biến dòng ACS712 33 Chương TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ .35 3.1 GIỚI THIỆU 35 3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 35 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 35 3.2.2 Tính tốn thiết kế mạch 37 3.2.3 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 48 3.3 THIẾT KẾ GIAO DIỆN WEB 51 Chương THI CÔNG HỆ THỐNG 57 4.1 GIỚI THIỆU 57 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 57 4.2.1 Thi công bo mạch 57 4.2.2 Lắp ráp kiểm tra 61 4.3 ĐĨNG GĨI VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH 65 4.3.1 Đóng gói điều khiển 65 4.3.2 Thi công mô hình 66 4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG .67 4.4.1 Lưu đồ giải thuật 67 4.4.2 Phần mềm lập trình cho vi điều khiển 78 4.5 TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC 86 4.5.1 Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng .86 4.5.2 Quy trình thực thao tác: 88 Chương KẾT QUẢ NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ 89 5.1 KẾT QUẢ THỰC HIỆN 89 5.2 NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI 91 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 92 6.1 KẾT LUẬN 92 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 PHỤ LỤC 94 LIỆT KÊ HÌNH Trang Hình 2.1: Cell, module array pin mặt trời .5 Hình 2.2: Cấu tạo pin lượng mặt trời Hình 2.3: Nguyên lý làm việc solar cell .7 Hình 2.5: Hai thông số quan trọng solar cell Hình 2.6: Đặc tuyến V-A theo cường độ xạ Hình 2.7: Sơ đồ tương đương hoàn chỉnh solar panel Hình 2.8: Sự thay đổi hướng ánh sáng mặt trời 10 Hình 2.9: Góc chiếu mặt trời so với trái đất .10 Hình 2.10: Đặc tuyến tải với đặc tuyến P-V pin 11 Hình 2.11: Đặc tuyến P-V solar panel thực tế 11 Hình 2.12: Trở kháng đầu vào PV (Rin) điều chỉnh duty cycle (D) 12 Hình 2.13: Đặc tuyến P-V điểm MPPT .13 Hình 2.14: Cấu tạo ắc quy axit 14 Hình 2.15: Q trình phóng nạp Ắc quy 14 Hình 2.16: Kết cấu ắc quy .15 Hình 2.17: Cấu tạo ắc quy .16 Hình 2.18: Sơ đồ nguyên lý mạch Cuk 17 Hình 2.19: Khi khóa T mở 18 Hình 2.20: Khóa T đóng lại 18 Hình 2.21: Dạng sóng thu từ mạch Cuk 19 Hình 2.22: phiên Intel Galileo 20 Hình 2.23: Cấu trúc kit Intel Galileo Gen .22 Hình 2.24: Format thẻ nhớ .23 Hình 2.25: Ghi hệ điều hành lên thẻ nhớ 24 Hình 2.26: Sketch để xem IP kit 24 Hình 2.27: Địa IP kit 25 Hình 2.28: Giao tiếp với kit qua SSH .25 Hình 2.29: Màn hình làm việc sau đăng nhập thành công 25 Hình 2.30: LCD 20X4 26 Hình 2.31: Các lệnh LCD .27 Hình 2.32: Dạng sóng điều khiển LCD 29 Hình 2.33: Sơ đồ chân IC 74HC595 29 Hình 2.34 : Động bước (trái) sơ đồ cuộn dây động (phải) 31 Hình 2.35 : Module TB6560 32 Hình 2.36 : Sơ đồ mạch nguyên lý module TB6560 32 Hình 2.37: Hình cảm biến dịng ACS712 33 Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống 36 Hình 3.2: Ắc quy Globe 12V- 12Ah .39 Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý khối mạch sạc 40 Hình 3.4: Mạch đo điện áp pin mặt trời 42 Hình 3.5: Mạch đo điện áp ắc quy 43 Hình 3.6: Mạch điều khiển công suất .44 Hình 3.7: Mạch hiển thị LCD qua 74HC595 45 Hình 3.8: Sơ đồ ngun lí mạch điều khiển quay theo hướng mặt trời 45 Hình 3.9: Sơ đồ nguyên lý mạch nút nhấn .46 Hình 3.10: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 5V 47 Hình 3.11: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn -5V 47 Hình 3.12: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 12V 48 Hình 3.13: Sơ đồ ngun lý tồn mạch 50 Hình 3.14: Trang web đăng nhập .51 Hình 3.15: Trang web điều khiển hệ thống .53 Hình 3.16: Trang web giám sát 56 Hình 4.1: Mạch in mạch điều khiển 58 Hình 4.2: Sơ đồ bố trí linh kiện mạch điều khiển 58 Hình 4.3: Mạch in mạch công suất 59 Hình 4.4: Sơ đồ bố trí linh kiện mạch cơng suất 59 Hình 4.5: Kết thi công mạch điều khiển 62 Hình 4.6: Kết thi cơng mặt board điều khiển .63 Hình 4.7: Kết thi cơng mặt mạch điều khiển 64 Hình 4.8: Kết thi cơng mặt mạch cơng suất .64 Hình 4.9: Đóng gói điều khiển 65 Hình 4.10: Kết thi cơng mơ hình .66 Hình 4.11: Lưu đồ hoạt động hệ thống 67 Hình 4.12: Lưu đồ hoạt động phía linux 68 Hình 4.13: Lưu đồ chương trình định thời đọc giá trị analog điều khiển tải .69 Hình 4.14: Lưu đồ hoạt động chế độ arduino 70 Hình 4.15: Lưu đồ chương trình arduino 71 Hình 4.16: Lưu đồ chương trình điều khiển động .72 Hình 4.17: Lưu đồ chương trình đọc liệu analog 73 Hình 4.18: Lưu đồ xuất liệu điều khiển IC mở rộng 74HC595 74 Hình 4.19: Lưu đồ chương trình MPPT_INC theo giải thuật INC 75 Hình 4.20: Lưu đồ chương trình setPwm 76 Hình 4.21: Lưu đồ chương trình analog_info 77 Hình 4.23: Tìm gói hỡ trợ cho board điều khiển 79 Hình 4.24: Chọn gói hỗ trợ cho board Intel Galileo 80 Hình 4.25: Cấu trúc project IDE 81 Hình 4.26: Ví dụ chương trình IDE 81 Hình 4.27: Cài đặt driver cho Intel Galileo 82 Hình 4.28: Đăng nhập vào kit qua phần mềm WinSCP 83 Hình 4.29: Các file project .83 Hình 4.30: Nội dung file index.ejs .84 Hình 4.31: Một ví dụ đơn giản lập trình server 84 Hình 4.32: Kết chạy ví dụ server 85 Hình 4.33: Kết trình duyệt 85 Hình 4.34: Hướng dẫn kết nối mạch nguồn mạch sạc 87 Hình 4.35: Hướng dẫn kết nối mạch công suất 88 Hình 5.1: Trang web đăng nhập hệ thống 89 Hình 5.2: Trang web điều khiển hệ thống 90 Hình 5.3: Trang web giám sát hệ thống .90 Hình 5.4: Kết hiển thị LCD 91 LIỆT KÊ BẢNG Trang Bảng 2.1: Sự thay đổi điện áp theo dung lượng ắc quy [4] .16 Bảng 2.2: Các chân LCD 20X4 26 Bảng 2.3: Chức chân 75HC595 30 Bảng 2.4 : Bảng trạng thái IC74HC595 .30 Bảng 2.5 : Dòng hoạt động module 33 Bảng 2.6: Chế độ hoạt động module 33 Bảng 4.1 Danh sách linh kiện 60 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Chương TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với phát triển nhanh giới, cần cung cấp nguồn lượng điện lớn cho hoạt động sản xuất sinh hoạt Trong nguồn lượng dần cạn kiệt gây ô nhiễm môi trường Trong năm gần đẩy mạnh việc nghiên cứu, sử dụng nguồn lượng lượng gió, lượng mặt trời, nhằm tối ưu nguồn lượng này, kết nối với lưới điện cung cấp cho hoạt động sản xuất sinh hoạt Trong Việt Nam quốc gia nằm gần đường xích đạo nên số nắng năm cao 1.400 – 3.000 giờ/năm, đồng thời lượng mặt trời nguồn lượng không gây ô nhiễm môi trường Mặt khác hệ thống chiếu sáng công cộng hệ thống chiếu sáng điện đường, chiếu sáng công viên, … từ trước đến nguồn điện cung cấp cho hệ thống nguồn điện lưới, hàng năm phải tốn nhiều tiền để chi trả cho nguồn lượng này, hệ thống chiếu sáng hoạt động vào ban đêm tắt vào ban ngày Vậy đặt câu hỏi tạo không tận dụng nguồn lượng mặt trời để cung cấp cho hệ thống này? Nhận thấy vấn đề cần thiết nên nhóm định thiết kế thi cơng mơ hình giám sát điều khiển hệ thống chiếu sáng lượng mặt trời Để hấp thụ nguồn lượng mặt trời, cần có solar panel (tấm pin lượng mặt trời) Vấn đề đặt ngày cường độ xạ mặt trời nhiệt độ pin mặt trời thay đổi, nên phải tối ưu công suất pin mặt trời cường độ xạ nhiệt độ khác Ngoài cần tối ưu lượng solar dùng để sạc cho ắc quy Trước có số đề tài lượng mặt trời áp dụng số giải thuật cho việc tối ưu công suất cho pin mặt trời, thiết kế mach sạc dùng phương pháp PWM (điều chế độ rộng xung) kết hợp với mạch Buck đề tài “Thiết kế xây dựng đèn đường thông minh” Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Trường Thành, Đồ Án Tốt Nghiệp ĐH, Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, 2015 Việc sử dụng mạch Buck không tận dụng nguồn lượng pin mặt trời khóa BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN K mở, điều tạo lãng phí lớn hệ thống hoạt động thời gian dài Để khắc phục vấn đề nhóm tận dụng mạch Cuk kết hợp với phương pháp MPPT để tối ưu nguồn lượng để sạc cho ắc quy Để giám sát điều khiển hệ thống nhóm xây dựng web server (máy chủ web) để hiển thị thông số điện áp, dịng điện, cơng suất solar panel điện áp dòng điện qua ắc quy, đồng thời điều khiển tải từ xa 1.2 MỤC TIÊU  Tận dụng tối ưu công suất pin lượng mặt trời  Điều chỉnh hướng quay pin lượng mặt trời để tận dụng tối đa nguồn lượng xạ  Đảm bảo tối ưu việc sạc ắc quy  Việc điều khiển tải việc cập nhật trạng thái tải thông số hệ thống phải đáp ứng nhanh ổn định 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU  Tìm hiểu thời gian nắng hướng lệch mặt trời địa phương  Tìm hiểu pin lượng mặt trời, phương pháp chọn phương pháp tối ưu cơng suất cho pin  Tìm hiểu hoạt động thiết kế webserver  Thiết kế hệ thống điều khiển  Thiết kế thi công mơ hình  Đánh giá kết thực 1.4 GIỚI HẠN Với đề tài thiết kế mơ hình giám sát điều khiển chiếu sáng công cộng lượng mặt trời có giới hạn:  Đề tải dừng lại mức độ mơ hình  Chỉ giới hạn tải đèn với tổng công suất 9W  Kích thước mơ hình 20x50x100 cm BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.5 BỐ CỤC  Chương 1: Tổng Quan Chương trình bày đặt vấn đề dẫn nhập lý chọn đề tài, mục tiêu, nôi dung nghiên cứu, giới hạn thông số bố cục đồ án  Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Chương trình bày sở lý thuyết hỗ trợ cho việc thiêt kế, tính tốn chọn lọc lập trình sau  Chương 3: Thiết Kế Tính Tốn Chương trình việc thiết kế sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý cho hệ thống Tính tốn chọn lọc linh kiện mạch phần cứng khác  Chương 4: Thi cơng hệ thống Trình bày tiến trình thi công, lắp ráp phần cứng Viết lưu đồ chương trình điều khiển hệ thống  Chương 5: Kết nhận xét đánh giá Trình bày kết hoạt động hệ thống, nhận xét hệ thống có hoạt động ổn định hay không Đồng thời đánh giá làm chưa làm  Chương 6: Kết luận Trình bày kết luận nhóm đề tài có đạt mục đích nêu chưa Trình bày hướng phát triển tương lai BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG Trước tiên phải cài đặt phần mềm arduino 1.6.0 diễn đàn arduino Việt Nam hay trang chủ arduino Khi cài dặt xong mặc định khơng có hỗ trợ cho Galileo Chúng ta chọn Tools => Board => Boards Manager hình 4.25 Hình 4.23: Tìm gói hỡ trợ cho board điều khiển Sau vào boards Manager tìm gói intel i586 Boards cài đặt Đây gói hỗ trợ lập trình board intel galileo gen gen2 Ngoài tải phần mềm arduino 1.6.0 portable từ intel mà khơng cần phải tìm gói hỗ trợ theo link sau: https://downloadmirror.intel.com/24355/eng/IntelArduino-1.6.0Windows.7z BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 79 CHƯƠNG 4: THI CƠNG HỆ THỐNG Hình 4.24: Chọn gói hỗ trợ cho board Intel Galileo Sau có gói hỗ trợ tạo project cách chọn File => New project tạo hình 4.27 Chúng ta include thư viện khai báo biến, mảng, … phần trước hàm setup, hàm setup khởi tạo thiết lập chiều port khởi tạo ngoại vi khác Chương trình đặt hàm loop Sau tạo project viết chương trình xong lưu project cách chọn File => save tiến hành biên dịch chương trình việc nhấn vào (verify) để tiến hành biên dịch phía hình cửa sổ console màu đen để kiểm tra xem việc biên dịch thành công chưa Để tiến hành upload chương trình xuống borad cần dùng cáp micro USB kết nối borad với máy tính sau cài đặt driver cập nhật firmvare cho kit (đối với kit mới) Để cài đặt driver cho kit ta vào Computer Management => Device Manager chọn vào Port chọn vào cổng COM giao tiếp với kit nhấn chuột phải chọn Install Driver kết hình Tiếp theo vào IDE chọn Tools => Port chọn cổng COM phù hợp nhấn vào biểu tượng (Upload) để nạp chương trình xuống board BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 80 CHƯƠNG 4: THI CƠNG HỆ THỐNG Hình 4.25: Cấu trúc project IDE Upload Compile (verify) Chương trình C Nạp chương trình thành cơng Hình 4.26: Ví dụ chương trình IDE BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 81 CHƯƠNG 4: THI CƠNG HỆ THỐNG Hình 4.27: Cài đặt driver cho Intel Galileo Ngồi chế độ lập trình arduino IDE ngơn ngữ C, Intel Galileo chạy với hệ điều hành Linux yocto Với Linux yocto, Intel tích hợp sẵn thư viện mraa để giao tiếp I/O với loại ngôn ngữ Python, C, C++ javascript Ngồi bên hệ điêu hành có hỗ trợ trình biên dich ngơn ngữ chun lập trình webserver node.js Node.js ngơn ngữ tương tự javasript chạy bên server (máy chủ) Đế lập trình hệ điều hành Intel Galileo cần cài đặt phần mem WinSCP, phần mêm có hỗ trợ trình soạn thảo văn Editor viết code Đầu tiên đăng nhập vào kit qua phần mềm WinSCp hình, sau đăng nhập thành cơng tạo thư mục file cho project cho Với ngôn ngữ nodejs tạo file với phần mở rộng *.js ví dụ hình 4.30 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 82 CHƯƠNG 4: THI CƠNG HỆ THỐNG Hình 4.28: Đăng nhập vào kit qua phần mềm WinSCP Hình 4.29: Các file project Cú pháp cách thực thi ngôn ngữ node.js tương đối giống với ngơn ngữ C, ví dụ chương trình đơn giản hình Trước tiên thư mục chứa file chương trình ta tạo folder views tạo file có tên index.ejs với nội dung hình 4.32 BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP 83 CHƯƠNG 4: THI CƠNG HỆ THỐNG Hình 4.30: Nội dung file index.ejs Hình 4.31: Một ví dụ đơn giản lập trình server Trong ví dụ ta thấy node.js để đính kèm thư viện C ta dùng từ khóa require (“thư viện cần đính kèm”) Module express module để tạo webserver tốt, cung cấp nhiều tính mạnh mẽ tảng web ứng dụng di động, hỗ trợ phương thức HTTP middleware tạo API mạnh mẽ sử dụng dễ dàng Sau viết xong chương trình tiến hành biên dịch chạy chương trình, mở putty đăng nhập vào kit Sau đăng nhập vào kit ta di chuyền đến thư mục chứa file chương trình ex.js viết lệnh “node ex.js” kết hình 4.34, BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 84 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG sau mở trình duyệt web lên gõ địa với địa “ip kit: Cổng lắng nghe” ta gõ “192.168.1.65:80” kết hình 4.34 4.35 Hình 4.32: Kết chạy ví dụ server Hình 4.33: Kết trình duyệt b Viết chương trình hệ thống Chương trình khởi tạo chương trình arduino: void setup() pinMode(2, pinMode(0, pinMode(1, { INPUT); //interrupt pin for reading message from JS INPUT);// CTHT INPUT);// CTHT pinMode(3, OUTPUT);//CLK DRIVERS STEP MOTOR pinMode(4, OUTPUT);// DIEU KHIEN NGAT pinMode(6, OUTPUT);// PWM pinMode(5, INPUT);// NUT NHAN pinMode(12, INPUT); pinMode(7, OUTPUT); // shiftout// LAT pinMode(8, OUTPUT);//ckl pinMode(9, OUTPUT);//data pinMode(10, OUTPUT);// SPI LCD pinMode(11, OUTPUT); pinMode(13, OUTPUT); SPI.begin(); SPI.setBitOrder(MSBFIRST); SPI.setDataMode(SPI_MODE0); SPI.setClockDivider(SPI_CLOCK_DIV64); Wire.begin(); digitalWrite(8, LOW); attachInterrupt(2, subscriberEvent, RISING); //Subscribe to interrupt notifications from JavaScript BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 85 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG Serial.begin(9600); lcd.begin(20, 4); string = String(""); load = EEPROM.read(2); bitClear(load, 6); bitClear(load, 4); digitalWrite(4, LOW); xuat_dulieu(load); read_adc(); v_in= volt_solar; lcd.createChar(1,solar); lcd.createChar(2,battery); lcd.createChar(3,phantram); hienthi_bandau_lcd(); } Chương trình vịng lặp chính: void loop() { read_adc(); kiemtra_acquy(); MPPT_INC(); duty=int((volt_acquy*255)/(vref+ volt_acquy)); setPwm (pwm_pin, 0); delay(200); analog_info(); timerIsr(); hien_thi_lcd(); Serial.println("\t"); Serial.println(vref); Serial.print("power vao ="); Serial.println(power); float power_ra,u12,i21; power_ra=volt_acquy*ampe_acquy; Serial.print("cong suat = "); Serial.println(power_ra); u12=volt_solar/volt_acquy; Serial.print("u1/u2 = "); Serial.println(u12); i21=ampe_acquy/ampe_solar; Serial.print("i2/i1 = "); Serial.println(i21); delay(100); bt1(); bt2(); dieu_khien_tai_bt(); } 4.5 TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC 4.5.1 Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng Sơ đồ hướng dẫn kết nối phần cứng thể hiển hình 4.32 4.33 BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 86 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG Ở hình 4.32 domino quang trở quang trở chân ngõ kết nối đến chân A4 A5 kit chân lại domino nối với đầu quang trở sơ đồ nguyên lý Tương tự cho domino nút nhấn chân lại kết nối đến chân nút nhấn Đối với domino solar, ắc quy cảm biến dịng phải mắc chân hìn vẽ khơng đấu sai cực Với cơng tắc hành trình nối đầu tiếp điểm thường đóng (NC) thường hở (NO) vào domino mạch chân lại kết nối với kit sơ đồ ngun lý Trong hình 4.37 gồm có domino nguồn, tải ngắt sạc ắc quy Đối với domino tải mắc giống hình vẽ, domino có kí hiệu cực dương cực âm Domino ngắt sạc ắc quy nối với domino ngắt sạc board mạch nguồn mạch sạc hình 4.36 Các chân căm nhỏ để điêu khiển tải LCD hình thích chân kết nối với kit Intel Galileo NO NC NO NC 15 V HT1 QUANG TRỞ A4 QUANG TRỞ A5 HT2 NGUỒN AC 0V 15 V Ip- CBD_SOLAR Ip+ KHỐI NGUỒN VÀ MẠCH SẠC NÚT NHẤN NÚT NHẤN 12 GND NGUỒN RA SOLAR PWM NGẮT ẮC QUY SẠC CBD_BAT 12 VDC ĐO ÁP + - + - Ip+ Ip- VDC A0 A1 Hình 4.34: Hướng dẫn kết nối mạch nguồn mạch sạc BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 87 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG LOAD1 LOAD2 ẮC QUY KHỐI ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT 11 10 13 DATA LAT SCK CW+ DATA LAT SCK NGUỒN KHE CẮM LCD 12VDC 5VDC GND Hình 4.35: Hướng dẫn kết nối mạch cơng suất 4.5.2 Quy trình thực thao tác:  Kết nối phần cứng  Cấp nguồn cho hệ thống  Đăng nhập web  Điều khiển yêu cầu giao diện web  Đọc kết đo hiển thị web BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 88 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ Chương KẾT QUẢ NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ 5.1 KẾT QUẢ THỰC HIỆN Với đề tài nhóm có khoảng 16 tuần để thực kết nghiên cứu được:  Nguyên lý hoạt động pin lượng mặt trời  Ứng dụng phương pháp MPPT vào việc tối ưu công suất pin lượng mặt trời  Điều chỉnh hướng quay pin lượng mặt trời phù hợp với cường độ chiếu sáng  Biết sử dụng lập trình kit Intel Galileo  Lập trình webserver ngơn ngữ nodejs  Sử dụng kit Intel Galileo hoạt động song song chế độ Arduino hệ điều hành  Hiểu nguyên lý hoạt động webserver, thiết kế trang web thiết lập bảo mật cho trang web hệ thống việc băm mật  Quản lý phiên làm việc với client  Sử dụng đươc database để lưu trữ thông số hệ thống tuần  Tối ưu tất trình điều chỉnh board điều khiển  Sử dụng phần mềm vẽ mạch Altium để thiết kế mạch nguyên lý PCB Hình 5.1: Trang web đăng nhập hệ thống BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 89 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ Sau đăng nhập với ursername: dat password: 123456 hệ thống băm mật so sánh liệu băm trùng khớp chuyển hướng đến trang web điều khiển hình 5.2 Hình 5.2: Trang web điều khiển hệ thống Khi người dùng nhấn vào mục giám sát menu hệ thống chuển hướng đến trang web giám sát hình 5.3 Các thống số hệ thống hiển thị bảng thông số trang web Hình 5.3: Trang web giám sát hệ thống BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 90 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ Kết hệ thống hiển thị hình LCD hình 5.4 Hình 5.4: Kết hiển thị LCD 5.2 NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI Đề tài thành cơng khoảng 70% đáp ứng mong muốn nhóm Tuy nhiên cịn số điểm chưa đạt được:  Việc lưu trữ liệu vào database bị lỗi cố real time kit Intel Galileo  Thời gian nạp ắc quy lâu việc chọn pin lượng mặt trời có cơng suất cịn nhỏ  Một số đại lượng đo cịn có sai số cao module cảm biến ACS712 dễ bị nhiễu tác động dẫn đến sai số  Thời gian khởi động kit lâu  Do động điều khiển trực tiếp solar nên có gió mạnh hệ thống khó đảm bảo tính an tồn  Lần đầu tiếp xúc với việc thiết kế khí việc xuất thêm linh kiện ngồi dự tính thiết kế ban đầu đề tài áp dụng nhiều kỹ thuật nên kích thước phần khí thiết kế chưa phù hợp  Mạch sạc ắc quy hoạt động chưa ổn định với cường độ xạ nhỏ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 91 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN  Mạch sạc MPPT cho ắc quy chạy tương đối ổn định với cường độ nắng tốt Tối ưu hiệu suất pin mặt trời dao động quanh điểm cơng suất cực đại cịn cao  Động bước với driver độ chia 16 tương ứng với 3200 bước nên động hoạt động êm điều khiển quay pin mặt trời hướng chiếu mặt trời với sai số góc chiếu nhỏ  Quản lý phiên làm việc với client  Thiết lập bảo mật cho trang web việt băm mật  Sử dụng database lưu trữ thông số hệ thống tuần  Việc điều khiển qua web đáp ứng nhanh, thời gian đáp ứng nhỏ 1s  Mơ hình có tính an tồn, nhỏ gọn thẩm mỹ cịn khó sử dụng cho người bắt đầu 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN  Nâng cao công suất pin để cấp cho tải lớn  Mở rộng thêm việc điều khiển hệ qua SMS hay Bluetooth  Sử dụng máy chủ lớn để mở rộng việc lưu trữ database lớn hơn, ví dụ dịch vụ IoT thinkspeak hay amazon  Mở rộng database lưu trữ thêm user lịch sử hoạt động user  Mở rộng ứng dụng cho hộ gia đình tạo nghịch lưu cho nhu cầu sử dụng AC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Tư Thịnh, “Ngôi nhà mặt trời: khảo sát, mô phỏng, thi công mạch biến đổi công suất”, Luận Văn Tốt Nghiệp ĐH, Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM, 2011 [2] Nguyễn Nhân Bổn, “Thiết kế, thi cơng mơ hình nâng cao hiệu suất pin mặt trời”, Báo cáo chuyên môn Cấp Khoa Điện-Điện Tử Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM năm 2014-2015 [3] Nguyễn Viết Ngư, Lê Thị Minh Tâm, Trần Thị Thường, Nguyễn Xuân Trường, “So sánh hai thuật toán inc p&o điều khiển bám điểm công suất cực đại hệ thống pin mặt trời cấp điện độc lập”, Tạp chí Khoa học Phát triển 201 5, Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên, 2015 [4] Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Trường Thành, “Thiết Kế xây dựng hệ thống đèn dường thông minh”, Đồ Án Tốt Nghiệp ĐH, Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, 2015 [5] Shusmita Rahman, Nadia Sultana Oni, Quazi Abdullah Ibn Masud, “Design of a Charge Controller Circuit with Maximum Power Point Tracker (MPPT) for Photovoltaic System”, Báo cáo khoa học, 2012 [6] Nguyễn Đình Phú, “Giáo trình vi xử lý II”, NXB ĐH Quốc Gia Tp.HCM, 2007 [7] Giải pháp tính tốn hệ thống điện mặt trời http://www.megasun.com.vn/vn/tinhtoan-he-thong-dien-nang-luong-mat-troi.html BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 93 ... mơ hình giám sát điều khiển hệ thống chiếu sáng lượng mặt trời Để hấp thụ nguồn lượng mặt trời, cần có solar panel (tấm pin lượng mặt trời) Vấn đề đặt ngày cường độ xạ mặt trời nhiệt độ pin mặt. .. trời nguồn lượng không gây ô nhiễm môi trường Mặt khác hệ thống chiếu sáng công cộng hệ thống chiếu sáng điện đường, chiếu sáng công viên, … từ trước đến nguồn điện cung cấp cho hệ thống nguồn... lai BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP CHƯƠNG 2: CỞ SỞ LÝ THUYẾT Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG Mơ hình giám sát điều khiển hệ thống chiếu sáng công cộng lượng mặt trời hoạt