Tính toán thiết kế và thi công máy rửa pin năng lượng mặt trời

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MÁY RỬA PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Thị Ngọc Anh Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Tất Vĩnh Hùng 1711020071 17DDCB1 Chung Ngọc Phát 1711020504 17DDCB1 Hoàng Nhật Huy 1711020103 17DDCB1 TP Hồ Chí Minh, 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính tốn thiết kế thi công Máy rửa pin lượng mặt trời Ngành: Kỹ thuật Điện – Điện tử Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Thị Ngọc Anh Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Tất Vĩnh Hùng 1711020071 17DDCB1 Chung Ngọc Phát 1711020504 17DDCB1 Hồng Nhật Huy 1711020103 17DDCB1 TP Hồ Chí Minh, 2021 Mã đề tài: 173 VIỆN KỸ THUẬT HUTECH PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hệ: Chính Quy Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên đăng ký đề tài (sĩ số nhóm 03): (1)Tất Vĩnh Hùng MSSV: 1711020071 Điện thoại: 0938189337 Email: tvinhhung2612@gmail.com (2) Chung Ngọc Phát MSSV: 1711020504 Điện thoại: 0708775036 Email: ngocphat367@gmail.com (3)Hoàng Nhật Huy MSSV: 1711020103 Điện thoại: 0966336063 Email: hoangnhathuy15gmail.com Ngành Lớp: 17DDCB1 Lớp: 17DDCB1 Lớp: 17DDCB1 : Kỹ thuật Điện – Điện tử Chuyên ngành : Điện cơng nghiệp Tên đề tài đăng ký : Tính tốn thiết kế thi cơng máy rửa pin lượng mặt trời Sinh viên hiểu rõ yêu cầu đề tài cam kết thực đề tài theo tiến độ hoàn thành thời hạn TP HCM, ngày 30 tháng năm 2021 Giảng viên hướng dẫn Sinh viên đăng ký (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Chung Ngọc Phát Hoàng Nhật Huy Tất Vĩnh Hùng Mã đề tài: 173 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.) 1.Sinh viên thực đề tài Họ tên : Tất Vĩnh Hùng MSSV : 1711020071 Lớp : 17DDCB1 Điện thoại : 0938189337 Email : tvinhhung2612@gmail.com Ngành : Kỹ thuật Điện – Điện tử 2.Tên đề tài: Tính tốn thiết kế thi công máy rửa pin lượng mặt trời 3.Nhiệm vụ thực đề tài: - Tìm hiểu hệ điện mặt trời - Sơ đồ khối hệ thống máy rửa pin mặt trời - Tính tốn thiết kế thi cơng hệ thống - Hồn chỉnh mơ hình hệ thống TP HCM, ngày 30 tháng năm 2021 Sinh viên thực Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Tất Vĩnh Hùng Mã đề tài: 173 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.) 1.Sinh viên thực đề tài Họ tên : Chung Ngọc Phát MSSV : 1711020504 Lớp : 17DDCB1 Điện thoại : 0708775036 Email : ngocphat367@gmail.com Ngành : Kỹ thuật Điện – Điện tử 2.Tên đề tài: Tính tốn thiết kế thi công máy rửa pin lượng mặt trời 3.Nhiệm vụ thực đề tài: - Tìm hiểu hệ điện mặt trời - Sơ đồ khối hệ thống máy rửa pin mặt trời - Tính tốn thiết kế thi cơng hệ thống (phần cứng) - Hồn chỉnh mơ hình hệ thống TP HCM, ngày 30 tháng năm 2021 Sinh viên thực Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Chung Ngọc Phát 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.) 1.Sinh viên thực đề tài Họ tên : Hoàng Nhật Huy MSSV : 1711020103 Lớp : 17DDCB1 Điện thoại : 0966336063 Email : hoangnhathuy15gmail.com Ngành : Kỹ thuật Điện – Điện tử 2.Tên đề tài: Tính tốn thiết kế thi cơng máy vệ sinh pin lượng mặt trời 3.Nhiệm vụ thực đề tài: - Tìm hiểu hệ điện mặt trời - Sơ đồ khối hệ thống máy rửa pin mặt trời - Tính tốn thiết kế thi cơng hệ thống (phần mềm) - Hồn chỉnh mơ hình hệ thống TP HCM, ngày 30 tháng năm 2021 Sinh viên thực Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Hồng Nhật Huy LỜI CAM ĐOAN  Nhóm tác giả xin cam đoan đồ án tổng quát lại kết trình nghiên cứu tác giả hướng dẫn cô ThS Nguyễn Thị Ngọc Anh Các số liệu, hình ảnh, thơng tin đồ án trung thực, tác giả tìm hiểu, tham khảo từ nhiều nguồn tư liệu Nguồn thông tin thu nhập thực tế, cung cấp trực tiếp từ chuyên gia Các kết công bố đồ án khơng chép đồ án có từ trước Nếu phát có gian lận nhóm tác giả xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung đề tài nhóm Trường đại học CƠNG NGHỆ TP.HCM (HUTECH) khơng liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền nhóm tác giả gây qua trình thực (nếu có) Người thực đề tài Tất Vĩnh Hùng Chung Ngọc Phát Hồng Nhật Huy LỜI CẢM ƠN  Trước hết nhóm tác giả xin gửi tới thầy cô Viện Kỹ Thuật trường Đại học Công Nghệ TP.HCM lời chào trân trọng, lời chúc sức khỏe lời cảm ơn sâu sắc Với quan tâm, dạy dỗ, bảo tận tình chu đáo thầy để hồn thành đồ án tốt nghiệp: “Tính tốn thiết kế thi công máy rửa pin lượng mặt trời” Đặc biệt nhóm tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cô – ThS Nguyễn Thị Ngọc Anh quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn để hoàn thành tốt luận văn thời gian qua Nhóm tác giả xin kính chúc q thầy ngày khỏe mạnh để phấn đấu đạt thành tích cao cơng tác giảng dạy Chúc trường Hutech niềm tin, tảng vững cho nhiều hệ sinh viên với bước đường học tập Với điều kiện thời gian kinh nghiệm cịn hạn chế nhóm nên báo cáo tránh thiếu sót Rất mong nhận bảo, đóng góp ý kiến q thầy để có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức mình, phục vụ tốt công tác thực tế sau Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn! Mục lục Lời mở đầu Chương 1: Giới thiệu 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Đối tượng nghiên cứu 1.3 Mục đích nghiên cứu 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Kết đạt đề tài 1.7 Kết cấu đồ án: gồm chương Chương 2: Tổng quan giải pháp 2.1 Tổng quan tình hình lắp đặt hệ ĐMT Việt Nam 2.2 Tổng quan hệ thống pin lượng mặt trời 2.3 Thực trạng việc vệ sinh pin mặt trời 10 Chương 3: Phương pháp giải 14 3.1 Khảo sát ý kiến khách hàng bên liên quan 14 3.2 Các giải pháp có việc vệ sinh pin mặt trời 16 3.3 Xây dựng số mục tiêu thiết kế 20 3.4 Khảo sát chuyên gia tính khả thi giải pháp 22 3.5 Đề xuất giải pháp 22 Chương 4: Quy trình thiết kế 23 4.1 Mục tiêu 23 4.2 Giới thiệu mơ hình 23 4.3 Giới thiệu linh kiện 27 4.3.1 Nguồn Adapter 24V 10A cung cấp điện cho hệ thống 27 4.3.2 Mạch giảm áp LM2596 3A cung cấp cho thiết bị điều khiển 28 4.3.3 Arduino Mega2560 R3 điều khiển hệ thống 29 4.3.4 Kit RF Thu Phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua V3 CH340 kết nối wifi 31 4.3.5 Cảm biến HC-SR04 cảnh báo di chuyển khỏi mặt pin để đảm bảo an toàn cho hệ thống 32 4.3.6 Module relay với OPTO cách ly kích H/L (5VDC) đóng mở hệ thống 33 4.3.7 Mạch điều khiển động DC BTS7960 43A theo chiều mong muốn 34 4.3.8 Động bánh xe 36 4.3.9 Động chổi quét vệ sinh pin 36 4.3.10 Máy bơm nước tưới pin 37 4.3.11 Quạt hút khô pin 38 4.4 Tính tốn thiết kế 39 4.4.1 Thiết kế phần cứng 39 4.4.2 Thiết kế phần cứng 53 4.4.3 Thiết kế khí: 57 4.5 Giới thiệu cơng cụ lập trình 63 4.5.1 Arduino IDE 63 4.5.2 Ứng dụng Blynk 67 Chương 5: Thi công sản phẩm 72 5.1 Sơ đồ mạch in 72 5.2 Sơ đồ 3D 73 5.3 Mơ hình hồn chỉnh 74 5.4 Mã QR Video giới thiệu sản phẩm 79 Chương 6: Đánh giá kết kết luận 80 #define MAXDISTANCE 10 //cm khai báo khoảng cách phát vực sâu #define YES #define NO unsigned long TimeCheck; byte AllowFoward=YES; // biến cho phép chạy tới void SetSpeed(byte Speed) // hàm cài đặt tốc độ { byte PWMData; PWMData=map(Speed,0,100,0,255); // cài đặt PWM từ đến 255 tương ứng với tốc độ đến 100 analogWrite(ENA,PWMData); analogWrite(ENB,PWMData); } void Stop() // hàm dừng động { digitalWrite(RPWMA,HIGH); digitalWrite(LPWMA,HIGH); digitalWrite(RPWMB,HIGH); digitalWrite(LPWMB,HIGH); } void RunForward() // hàm chạy tới { digitalWrite(RPWMA,LOW); digitalWrite(LPWMA,HIGH); digitalWrite(RPWMB,LOW); digitalWrite(LPWMB,HIGH); Trang 83 } void RunBack() // hàm chạy lùi { digitalWrite(RPWMA,HIGH); digitalWrite(LPWMA,LOW); digitalWrite(RPWMB,HIGH); digitalWrite(LPWMB,LOW); } void TurnLeft() // hàm quay trái { digitalWrite(RPWMA,HIGH); digitalWrite(LPWMA,LOW); digitalWrite(RPWMB,LOW); digitalWrite(LPWMB,HIGH); } void TurnRight() // hàm quay phải { digitalWrite(RPWMA,LOW); digitalWrite(LPWMA,HIGH); digitalWrite(RPWMB,HIGH); digitalWrite(LPWMB,LOW); } unsigned long CheckSensor() // hàm đo khoảng cách cảm biến siêu âm { unsigned long duration; // biến đo thời gian unsigned long Distance; Trang 84 unsigned long FirstCheck=0; unsigned long SecondCheck=100; while(abs(SecondCheck-FirstCheck)>VARIANALLOW) { digitalWrite(TRIG,LOW); // tắt chân trig delayMicroseconds(2); digitalWrite(TRIG,HIGH); // phát xung từ chân trig delayMicroseconds(10); // xung có độ dài 10 microSeconds digitalWrite(TRIG,LOW); // tắt chân trig // Đo độ rộng xung HIGH chân echo duration = pulseIn(ECHO,HIGH); // Tính khoảng cách đến vật FirstCheck = duration/2/29.412; delay(50); digitalWrite(TRIG,LOW); // tắt chân trig delayMicroseconds(2); digitalWrite(TRIG,HIGH); // phát xung từ chân trig delayMicroseconds(10); // xung có độ dài 10 microSeconds digitalWrite(TRIG,LOW); // tắt chân trig // Đo độ rộng xung HIGH chân echo duration = pulseIn(ECHO,HIGH); // Tính khoảng cách đến vật SecondCheck = duration/2/29.412; Trang 85 delay(50); } Distance=(FirstCheck+SecondCheck)/2; Serial.print("Sensor Result: "); Serial.println(Distance); return Distance; } void OnPump() //hàm mở bơm { digitalWrite(PUMP,LOW); } void OffPump() // hàm tắt bơm { digitalWrite(PUMP,HIGH); } void OffLED() // hàm tắt LED { digitalWrite(DISTANCELED,HIGH); } void OnLED() // hàm sáng LED { digitalWrite(DISTANCELED,LOW); } void setup() { Trang 86 // put your setup code here, to run once: // cài đặt chân output, input tương ứng pinMode(RPWMA,OUTPUT); pinMode(LPWMA,OUTPUT); pinMode(ENA,OUTPUT); pinMode(RPWMB,OUTPUT); pinMode(LPWMB,OUTPUT); pinMode(ENB,OUTPUT); pinMode(TRIG,OUTPUT); pinMode(ECHO,INPUT); pinMode(PUMP,OUTPUT); pinMode(DISTANCELED,OUTPUT); Serial.begin(9600); Serial2.begin(9600); // cài đặt cổng UART giao tiếp với ESP8266 SetSpeed(50); // tốc độ ban đầu khởi động 50 Stop(); TimeCheck=millis(); OffPump(); OffLED(); Serial.println("SYSTEM READY!"); } void loop() { // put your main code here, to run repeatedly: byte ControlData; Trang 87 unsigned long Distance; if(millis()-TimeCheck>200)// check distance every 200ms // gọi hàm kiểm tra cảm biến khoảng cách 200ms { TimeCheck=millis(); Distance=CheckSensor(); if(Distance>MAXDISTANCE&&Distance0) { UARTDataCome=DataSerial.read(); if(UARTDataCome==ARLARMDROP) // mã lệnh cảnh báo vực sâu { Blynk.notify("CANH BAO - TOI VUC!!!"); // hiển thị cảnh báo lên app Blynk.virtualWrite(V0,0); // tắt nút Blynk.virtualWrite(V2,0); Blynk.virtualWrite(V3,0); Blynk.virtualWrite(V4,0); } } } Trang 94 void BlynkReconnect() // hàm tự kết nối blynk kết nối { if(Blynk.connected()==0) { Blynk.connect(3333); } } void setup() { Serial.begin(115200); // Thiết lập kết nối Serial để truyền liệu đến máy tính DataSerial.begin(9600); // thiet lan ket noi voi arduino pinMode(SW_PIN,INPUT_PULLUP); // Nut tren board bam de xoa wifi da luu pinMode(LED,OUTPUT); // LED ON BOARD // Khởi tạo đối tượng cho WiFiManager WiFiManager wifiManager; Serial.println("Delete old wifi? Press Flash button within second"); for(int i=3;i>0;i ) { Serial.print(String(i)+" "); delay(1000); } if(digitalRead(SW_PIN)==LOW)// press button { Serial.println(); Serial.println("Reset wifi config!"); digitalWrite(LED,LOW); //nhap nhay LED sau sang luon delay(200); digitalWrite(LED,HIGH); Trang 95 delay(200); digitalWrite(LED,LOW); delay(200); digitalWrite(LED,HIGH); delay(200); digitalWrite(LED,LOW); delay(200); digitalWrite(LED,HIGH); delay(200); digitalWrite(LED,LOW); wifiManager.resetSettings(); wifiManager.resetSettings(); } WiFiManagerParameter custom_blynk_token("Blynk", "blynk token", blynk_token, 34); wifiManager.addParameter(&custom_blynk_token); wifiManager.autoConnect("CLEAN ROBOT","qwer1234"); //wifiManager.autoConnect();// use this to display host as ESP name + CHIPID // if can go next mean already connected wifi Serial.println("YOU ARE CONNECTED TO WIFI"); Serial.println(custom_blynk_token.getValue()); Blynk.config(custom_blynk_token.getValue()); if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) { Serial.println("WIFI CONNECTED SUCCESSFULLY! NOW TRY TO CONNECT BLYNK "); Blynk.connect(3333); // try to connect to Blynk with time out 10 second if(Blynk.connected()) { Serial.println("BLYNK CONNECTED! System ready"); Trang 96 digitalWrite(LED,LOW); //nhap nhay LED sau tat delay(200); digitalWrite(LED,HIGH); delay(200); digitalWrite(LED,LOW); delay(200); digitalWrite(LED,HIGH); delay(200); digitalWrite(LED,LOW); delay(200); digitalWrite(LED,HIGH); } else { Serial.println(" BLYNK Not connect warning!"); } } else Serial.println("WIFI Not connect warning!"); //MAIN CODE FOR SETUP UARTTimer.setInterval(1L,UARTRead); BlynkReconnectTimer.setInterval(1000L,BlynkReconnect); delay(500); Blynk.virtualWrite(V5,50); // start speed=50 } void loop() { Blynk.run(); UARTTimer.run(); BlynkReconnectTimer.run(); // put your main code here, to run repeatedly: } Trang 97