Giám sát điện năng sử dụng và điều khiển thiết bị tránh quá tải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GIÁM SÁT ĐIỆN NĂNG SỬ DỤNG VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TRÁNH QUÁ TẢI Ngành: Kỹ thuật điện tử truyền thông Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Trọng Hải Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Phạm Thái Sơn 1711010044 17DDT Nguyễn Duy Bình 1511010146 17DDT Nguyễn Ngọc Huy 1711010102 17DDT TP Hồ Chí Minh, tháng 09/2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GIÁM SÁT ĐIỆN NĂNG SỬ DỤNG VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TRÁNH QUÁ TẢI Ngành: Kỹ thuật điện tử truyền thông Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Trọng Hải Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Phạm Thái Sơn 1711010044 17DDT Nguyễn Duy Bình 1511010146 17DDT Nguyễn Ngọc Huy 1711010102 17DDT TP Hồ Chí Minh, tháng 09/2021 VIỆN KỸ THUẬT HUTECH PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Hệ: Chính Quy… (CQ, LT, B2, VLVH) Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên đăng ký đề tài (sĩ số nhóm 03…): (1) Phạm Thái Sơn MSSV: 1711010044 Lớp:17DDTA1 Điện thoại : 0961975196 Email: thaison190599@gmail.com (2) Nguyễn Duy Bình MSSV: 1511010146 Lớp:17DDTA1 Điện thoại : 0933759316 Email: nbinh740@gmail.com (3) Nguyễn Ngọc Huy MSSV: 1711010102 Lớp:17DDTA1 Điện thoại : 0375671018 Email: huynhca1999@gmail.com Ngành : Kỹ thuật điện tử truyền thông Chuyên ngành : Kỹ thuật điện tử truyền thông Tên đề tài đăng ký : Giám sát điện sử dụng điều khiển thiết bị tránh tải Sinh viên hiểu rõ yêu cầu đề tài cam kết thực đề tài theo tiến độ hoàn thành thời hạn TP HCM, ngày 25 tháng 05 năm 2021 Giảng viên hướng dẫn Sinh viên đăng ký (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Trọng Hải Phạm Thái Sơn Nguyễn Duy Bình Nguyễn Ngọc Huy MÃ ĐỀ TÀI: 91 Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực đề tài Họ tên : Phạm Thái Sơn MSSV : 1711010044 Lớp : 17DDTA1 Điện thoại : 0961975196 .Email : thaison190599@gmail.com Ngành : Kỹ thuật điện tử truyền thông Tên đề tài: Giám sát điện sử dụng điều khiển thiết bị tránh tải Nhiệm vụ thực đề tài: Nhiệm vụ chung Tìm hiểu lý thuyết xây dựng thuật tốn Lắp ráp mơ hình demo Nhiệm vụ riêng Tìm hiểu phần cứng Thiết kế thi công phần cứng, hỗ trợ phần mềm TP HCM, ngày 25 tháng 05 năm 2021 Sinh viên thực Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Phạm Thái Sơn Nguyễn Trọng Hải MÃ ĐỀ TÀI: 91 Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực đề tài Họ tên : Nguyễn Duy Bình MSSV : 1511010146 Lớp : 17DDTA1 Điện thoại : 0933759316 .Email : nbinh740@gmail.com Ngành : Kỹ thuật điện tử truyền thông Tên đề tài: Giám sát điện sử dụng điều khiển thiết bị tránh tải Nhiệm vụ thực đề tài: Nhiệm vụ chung Tìm hiểu lý thuyết xây dựng thuật tốn Lắp ráp mơ hình demo Nhiệm vụ riêng Kiểm tra, kiểm chứng hoạt động Kết xác thực viết báo cáo TP HCM, ngày 25 tháng 05 năm 2021 Sinh viên thực Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Duy Bình Nguyễn Trọng Hải MÃ ĐỀ TÀI: 91 Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực đề tài Họ tên : Nguyễn Ngọc Huy .MSSV : 1711010102 Lớp : 17DDTA1 Điện thoại : 0375671018 .Email : huynhca1999@gmail.com Ngành : Kỹ thuật điện tử truyền thông Tên đề tài: Giám sát điện sử dụng điều khiển thiết bị tránh tải Nhiệm vụ thực đề tài: Nhiệm vụ chung Tìm hiểu lý thuyết xây dựng thuật toán Lắp ráp mô hình demo Nhiệm vụ riêng Tìm hiểu phần mềm Thiết kế phần mềm, hỗ trợ phần cứng TP HCM, ngày 25 tháng 05 năm 2021 Sinh viên thực Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Ngọc Huy Nguyễn Trọng Hải LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan: Những nội dung đồ án tác giả thực hướng dẫn Thầy Nguyễn Trọng Hải Các số liệu, hình ảnh, thơng tin đồ án trung thực, tập thể nhóm tìm hiểu tham khảo Internet, sách báo, tài liệu ngồi nước có liên quan Nội dung báo cáo đồ án không chép hay sử dụng làm khác Mọi tham khảo dùng đồ án trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên cơng trình, thời gian, địa điểm cơng bố Tác giả xin chịu hoàn toàn trách nhiệm lời cam đoan trước thầy nhà trường Trường đại học CƠNG NGHỆ TP HCM (HUTECH) khơng liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền tác giả gây trình thực i LỜI CẢM ƠN Báo cáo tốt nghiệp chuyên ngành Điện Tử Viễn Thông với đề tài “Giám sát điện sử dụng điều khiển thiết bị tránh tải” kết q trình cố gắng khơng ngừng tập thể nhóm giúp đỡ, động viên khích lệ q Thầy/cơ giáo, bạn bè người thân Qua trang viết tác giả xin gửi lời cảm ơn tới người giúp đỡ thời gian học tập nghiên cứu vừa qua Chúng em xin chân thành cảm ơn Quý Thầy/Cô trường Đại học Cơng Nghệ TP Hồ Chí Minh, Q Thầy/Cơ Viện Kỹ thuật HUTECH giảng dạy, truyền đạt kiến thức hữu ích kinh nghiệm quý báu cho chúng em suốt năm qua Chúng em xin tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc thầy Nguyễn Trọng Hải trực tiếp tận tình hướng dẫn cung cấp tài liệu thông tin khoa học cần thiết cho ý tưởng đồ án Trong trình thực đồ án, hướng dẫn tận tình Thầy Nguyễn Trọng Hải, chúng em thu nhiều kiến thức quý báu, giúp tác giả nhiều trình học làm việc tương lai Tuy nhiên kiến thức chun mơn cịn hạn chế thân cịn thiếu nhiều kinh nghiệm thực tiễn nên nội dung báo cáo khơng tránh khỏi thiếu sót, tác giả mong nhận góp ý, bảo thêm Quý Thầy/Cô trường Đại học Công Nghệ - HUTECH để báo cáo hoàn thiện ii MỤC LỤC PHIẾU ĐĂNG KÝ PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vii DANH MỤC HÌNH viii DANH MỤC BẢNG xi LỜI MỞ ĐẦU .1 GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu chương 1.2 Ý nghĩa khoa học đề tài nhiệm vụ .5 1.3 Ý tưởng từ bắt đầu dự án phạm vi thực đề tài TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 2.1 Hệ thống giám sát điện tiêu thụ gì? 2.2 Mục đích nghiên cứu đề tài từ tham khảo liệu sản phẩm 2.3 Hệ thống giám sát điện tiêu thụ hiệu gồm phận 2.4 Tổng hợp giải pháp đề tài ứng dụng khía cạnh kỹ thuật kinh tế xã hội môi trường .8 2.5 Nhiệm vụ nghiên cứu PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 10 iii 3.1 Vấn đề khó khăn thực đề tài .10 3.2 Kết việc phát triển nghiên cứu từ vấn đề đề xuất giải pháp10 3.3 Những ưu, nhược điểm trình thử nghiệm phương án thiết kế11 3.4 Phương pháp nghiên cứu 11 3.5 Phương pháp thiết kế 12 3.6 Tổng quan Module Sim 800L .12 3.6.1 Giới thiệu Module Sim 800L .12 3.6.2 Thông số kỹ thuật 12 3.6.3 Chức chân module sim 800L 13 3.6.4 Nguyên lý vận hành .13 3.7 Tổng quan cảm biến ACS712 .14 3.7.1 Giới thiệu cảm biến ACS712 .14 3.7.2 Thông số kỹ thuật 14 3.7.3 Cách sử dụng cảm biến ACS712 15 3.8 Tổng quan LCD 1602 16 3.8.1 Giới thiệu LCD 1602 16 3.8.2 Thông số kỹ thuật 16 3.8.3 Sơ đồ chân chức chân LCD1602 17 3.9 Tổng quan Module mạch chuyển đổi I2C 18 3.9.1 Giới thiệu Module mạch chuyển đổi I2C .18 3.9.2 Thông số kỹ thuật 19 3.10 Tổng quan Module Bluetooth HC 05 20 3.10.1 Giới thiệu Module Bluetooth HC 05 20 iv ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN 6.1 Những đóng góp mang tính cải tiến, tính Kết đạt ĐATN Sau trình nghiên cứu thực nghiệm kiểm tra sản phẩm Hệ thống giám sát lượng điều khiển thiết bị tránh tải bước đầu phát triển đạt kết khả quan hệ thống vận hành ổn định thực yêu cầu cấp thiết từ đầu đặt giám sát, tính tốn ghi chép tất số liệu liên quan đến việc sử dụng điện, thực tính cảnh báo an tồn tải đến người dùng, cho phép điều khiển thông qua thiết bị di động đa phương thức bluetooth, tin nhắn SMS Mang lại nhiều lợi ích có tính ghi chép lại thơng số điện sở giúp thay đổi thói quen sử dụng điện từ giúp giải phần vấn đề thiếu hụt lượng giảm chi phí sinh hoạt tháng năm, nâng tầm chất lượng sống trở nên đại hơn, trọng vấn đề cảnh báo an tồn điện, góp phần mang điện đến cho nơi cịn khó khăn hoang sơ thiếu thốn sở vật chất 6.2 Những tồn đề tài hướng phát triển đề tài Hệ thống giám sát lượng điều khiển thiết bị tránh tải sản phẩm cịn q trình phát triển cải tiến thêm chất lượng tính năng, nên cịn số hạn chế định đề việc sai số nhỏ trình đo đạc, tính điều khiển hay thơng báo cịn hay khả hoạt động lâu dài chưa thể kiểm định thời gian phát triển sản ngắn phẩm gần thời kỳ khó khăn ảnh hưởng yếu tố tác động bên mà giới gặp khó khăn đại dịch Covid-19 70 Về hướng phát triển sản phẩm tương lai, đội ngũ phát triển phát huy vận dụng tất nguồn lực hướng đến sản phẩm mang lại lợi ích to lớn đảm bảo chất lượng, tính ổn định quy mơ phát triển rộng rãi tính linh hoạt đại trọng vấn đề cảnh báo an toàn đặt lên hàng đầu 71 Tài liệu tham khảo [1] Tài liệu sách ➢ Tác giả: Trần Duy Cường Thông tin số thông tin di động Đại học Công nghệ TpHCM Ấn 2018 tr 106-108 ➢ Tác giả: Nguyễn Thanh Dũng Kỹ thuật chuyển mạch, Đại học Công nghệ TpHCM Ấn 2015 tr 101-113 ➢ Tác giả:Nguyễn Trọng Hải Điện tử thông tin, Đại học Công nghệ TpHCM Ấn 2017 [2] Tài liệu Internet ➢ https://vi.wikipedia.org/wiki/Bluetooth ➢ https://vi.wikipedia.org/wiki/SMS ➢ https://vi.wikipedia.org/wiki/Truy%E1%BB%81n_th%C3%B4ng_n%E1%B B%91i_ti%E1%BA%BFp ➢ https://vi.wikipedia.org/wiki/I%C2%B2C ➢ https://www.alldatasheet.com/ 72 PHỤC LỤC #include const int lamp1 = 7; #include const int lamp2 = 6; #include const int lamp3 = 5; #include unsigned #include {0,0,0,0,0}; #include unsigned char FlagSend= 0; #include "RTClib.h" char incomingByte; char BtnArray[5] String inputString; LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); unsigned int cnt0 = 0; SoftwareSerial mySerial(3,2);//tx,rx unsigned char ledstt = 0; //SoftwareSerial HC05(6,5); unsigned char stt = 0; RTC_DS1307 rtc; unsigned char blu = 10; File myFile; unsigned char cnt1 = 0; const int chipSelect = 10; unsigned char cnt2 = 0; const int sw1 = A0; unsigned int cnt3 = 0; const int sw2 = A1; unsigned int cnt4 = 0; const int sw3 = A2; unsigned char Flagcnt4 = 1; const int sw4 = A3; unsigned char Flagsw1 = 0; const int sw5 = A6; unsigned char Flagsw2 = 0; const int fan1 = 9; unsigned char Flagsw3 = 0; const int fan2 = 8; unsigned char Flagsw4 = 0; 73 = unsigned char Flagsw5 = 0; pinMode(sw1,INPUT_PULLUP); unsigned char Flagfan1 = 0; pinMode(sw2,INPUT_PULLUP); unsigned char Flagfan2 = 0; pinMode(sw3,INPUT_PULLUP); unsigned char Flaglamp1 = 0; pinMode(sw4,INPUT_PULLUP); unsigned char Flaglamp2 = 0; pinMode(sw5,INPUT); unsigned char Flaglamp3 = 0; pinMode(sw5, OUTPUT); unsigned int adcArray[10] = pinMode(fan1, OUTPUT); {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}; pinMode(fan2, OUTPUT); unsigned int PArray[5] = {0,0,0,0,0}; pinMode(lamp1, OUTPUT); unsigned char IndexP = 0; pinMode(lamp2, OUTPUT); unsigned char IndexAdc = 0; pinMode(lamp3, OUTPUT); unsigned int adc_value = 0; digitalWrite(fan1,LOW); unsigned char FlagSMS = 0; digitalWrite(fan2,LOW); unsigned char FlagSave = 0; digitalWrite(lamp1,LOW); float Volt = 0; digitalWrite(lamp2,LOW); float Current = 0; digitalWrite(lamp3,LOW); float P = 0; double AVGP = 0; Serial.begin(9600); double TotalPower = 0; //HC05.begin(9600); unsigned char FlagInit = 0; mySerial.begin(9600); void setup() lcd.init(); { lcd.backlight(); pinMode(A7,INPUT); lcd.setCursor(2,0); 74 lcd.print("Initializing!"); OCR1AH=0x00; delay(15000); OCR1AL=0x00; while(!mySerial.available()) OCR1BH=0x00; { OCR1BL=0x00; mySerial.println("AT"); TIMSK1|=(1