BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BÀI TẬP LỚN MÔN NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MÔ HÌNH XE CHẠY BẰNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ĐIỀU KHIỂN B[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BÀI TẬP LỚN MÔN: NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MƠ HÌNH XE CHẠY BẰNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ĐIỀU KHIỂN BẰNG WIFI THỰC HIỆN: VÕ VĂN THIÊN ĐẶNG VĨ HÀO MSSV 20145618 20145493 NGUYỄN QUỐC KHÁNH 20145533 NGUYỄN HUỲNH NHẬT HÀO 20145494 MAI HIỂN VINH 20145080 NGUYỄN ANH KHANG 20145532 Khóa : 2020 Ngành : CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GVHD : TS TRẦN THANH THƯỞNG Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2023 MỤC LỤC Lý chọn dự án .1 Năng lượng mặt trời 2.1 Khái niệm 2.2 Tiềm năng lượng mặt trời Việt Nam 2.3 Các công nghệ khai thác lượng mặt trời Những vật tư cần thiết để làm xe điều khiển điện thoại thơng qua sóng Wifi lượng mặt trời Sơ đồ đấu dây Nguyên lý hoạt động sản phẩm Kết Kết luận, hướng phát triển .4 a) Kết luận b) Hướng phát triển Phụ lục Code Lý chọn dự án Trong bối cảnh giá xăng tăng liên tục, vấn đề ô nhiễm môi trường ngày trầm trọng, phương tiện đốt trở thành gánh nặng kinh tế nhiều quốc gia, nhiều tổ chức Vậy nên nhà nghiên cứu với hỗ trợ từ chính phủ tìm nguồn lượng khác rẻ hơn, để thay Trong xu đó, đáng ý ứng dụng lượng mặt trời, đặc biệt nghiên cứu phát triển xe chạy lượng mặt trời Mặt trời nguồn lượng có sẵn, gần vô tận, tận dụng khai thác hợp lí sức mạnh to lớn việc giải vấn đề lượng trở nên dễ dàng nhiều Trong năm gần đây, nước phát triển châu Âu, châu Mỹ, Hà Lan Trung Quốc trọng phát triển lượng tái tạo, lượng mặt trời Một số khơng thể khơng nói đến Lightyear Zero – ô tô điện chạy lượng mặt trời Hà Lan sản xuất, chạy khoảng 35 – 40 km khu vực có khí hậu nắng nhiều phạm vi lái xe lên tới 725 km – số tuyệt vời xe điện Ngoài ra, cịn có Sono chạy qng đường lên tới 305 km lần sạc, với pin mặt trời cung cấp phạm vi lái xe them tới 245 km tuần Và nhiều mẫu xe điện chạy lượng mặt trời khác nghiên cứu phát triển Do vậy, nhóm em chọn đề tài “Thiết kế mơ hình xe chạy lượng mặt trời điều khiển Arduino điều khiển wifi thông qua Smartphone” Năng lượng mặt trời 2.1 Khái niệm Năng lượng mặt trời lượng dòng xạ điện từ xuất phát từ mặt trời ngơi Nó nguồn lượng quan trọng điều khiển trình khí tượng học trì sống Trái Đất 2.2 Tiềm năng lượng mặt trời Việt Nam Việt Nam quốc gia có nguồn lượng mặt trời khổng lồ Mặc dù hoạt động nghiên cứu triển khai 30 năm, đến sản phẩm sử dụng nguồn lượng chưa thật sự ứng dụng rộng rãi so với tiềm Năng lượng mặt trời nguồn tài nguyên vô quan trọng cần khai thác Tổng xạ lượng mặt trời trung bình Việt Nam vào khoảng 5kW/h/m2/ngày tỉnh miền Nam miền Trung vào khoảng 4kW/h/m2/ngày tỉnh miền Bắc Số nắng năm miền Nam miền Trung vào khoảng 2000-2600 năm, miền Bắc vào khoảng 1500-1700 năm giảm khoảng 20% hiệu suất từ mùa khô sang mùa mưa 2.3 Bảng Số liệu xạ mặt trời vùng miền Việt Nam Các công nghệ khai thác lượng mặt trời Các ứng dụng chính lượng mặt trời là: - Nhiệt mặt trời: Chuyển xạ mặt trời thành nhiệt năng, sử dụng hệ thống sưởi để đun nước tạo quay turbine điện - Điện mặt trời: Chuyển xạ mặt trời (dạng ánh sáng) trực tiếp thành điện (hay gọi quang điện – photovoltaics – PV) - Các ứng dụng khác: Chưng cất nước, gia nhiệt, sấy,… Hình Các cơng nghệ khai thác lượng mặt trời Những vật tư cần thiết để làm xe điều khiển điện thoại thơng qua sóng Wifi lượng mặt trời Mơ hình gồm có: - pin lượng mặt trời (6V – 1W) -> Chạy không - module RF thu phát Wifi (đế chân) ESP8266 NodeMCU Lua CP2102 - động DC (động DC giảm tốc V1 trục 1:48) - bánh xe - module điều khiển động (Motor driver) L293D - nhựa - Dây bus - cục pin 3.7V - hộp lắp pin Sơ đồ đấu dây Hình Sơ đồ đấu dây xe chạy bẳng lượng mặt trời điều khiển thông qua wifi Nguyên lý hoạt động sản phẩm Chiếc xe hoạt động dựa nguyên tắc: lượng từ ánh sáng mặt trời hấp thụ qua pin mặt trời đặt khung xe, sau nguồn lượng sau chuyển hóa thành điện năng, điện nạp cho viên pin để tích trữ điện Điện truyền đến motor cho bánh xe để chạy Module RF thu phát Wifi ESP8266 giúp kết nối giao diện điện thoại Arduino, nhờ mà ta điều khiển xe tùy theo ý muốn mình, ví dụ như: xe chạy nhanh, chậm, rẽ trái, rẽ phải, tới, lui Kết Kết luận, hướng phát triển a) Kết luận Mơ hình xe chạy lượng mặt trời công suất nhỏ phù hợp để thử nghiệm điều khiển, ứng dụng lập trình Arduino Mơ hình hữu ích dành cho sinh viên người học ứng dụng lượng mặt trời, ứng dụng việc giảng dạy STEM Nghiên cứu cung cấp thêm thông tin hữu ích cho nghiên cứu điều khiển từ xa Wifi b) Hướng phát triển Sử dụng vật liệu nhẹ nhằm giúp xe tối ưu hóa lượng, sử dụng pin mặt trời lớn để nạp điện cho pin nhanh giúp tiết kiệm thời gian Tích hợp thêm hệ thống an toàn cảm biến camera để giảm thiểu rủi ro cho xe tránh xe bị va chạm điều khiển từ xa Phụ lục Code /* * Copyright by Makerlab.vn * Site : makerlab.vn * */ #include #include #include #include Servo car_servo; #define SERVO D6 #define PWMA D1 #define DIRA D3 #define PWMB D2 #define DIRB D4 String command = "", lastcommand = "makerlab"; const char* ssid = "Maker WiFi Car"; String b_speed, b_controller,b_servo; int Speed; ESP8266WebServer server(80); void setup() { car_servo.attach(D6); pinMode(PWMA, OUTPUT); pinMode(DIRA, OUTPUT); pinMode(PWMB, OUTPUT); pinMode(DIRB, OUTPUT); analogWrite(PWMA, 0); analogWrite(PWMB, 0); Serial.begin(115200); WiFi.mode(WIFI_AP); WiFi.softAP(ssid); IPAddress myIP = WiFi.softAPIP(); Serial.println("Start"); Serial.print("AP IP address: "); Serial.println(myIP); server.on ( "/", HTTP_handleRoot ); server.onNotFound ( HTTP_handleRoot ); server.begin(); servo_atack(); } void loop() { server.handleClient(); command = server.arg("Makerlab"); // Serial.println(command); if (command != "" && command != lastcommand) { // Serial.println(command); lastcommand = command; handlingdata(command); checkController(b_controller, b_speed); checkServo(b_servo); } } void HTTP_handleRoot(void) { if ( server.hasArg("Makerlab") ) { Serial.println(server.arg("Makerlab")); } server.send ( 200, "text/html", "" ); delay(1); } void handlingdata(String data) { b_speed = splitString(data, "Speed", "=", ",", 0); b_controller = splitString(data, "Controller", "=", ",", 0); b_servo = splitString(data, "Servo", "=", ",", 0); } String splitString(String v_G_motherString, String v_G_Command, String v_G_Start_symbol, String v_G_Stop_symbol, unsigned char v_G_Offset) { unsigned char lenOfCommand = v_G_Command.length(); unsigned char posOfCommand = v_G_motherString.indexOf(v_G_Command); int PosOfStartSymbol = v_G_motherString.indexOf(v_G_Start_symbol, posOfCommand + lenOfCommand); while (v_G_Offset > 0){ v_G_Offset ; PosOfStartSymbol = v_G_motherString.indexOf(v_G_Start_symbol, PosOfStartSymbol + 1); int PosOfStopSymbol = v_G_motherString.indexOf(v_G_Stop_symbol, PosOfStartSymbol + 1); return v_G_motherString.substring(PosOfStartSymbol + 1, PosOfStopSymbol); } void goT() { Serial.println("Tiến"); analogWrite(PWMA, Speed); analogWrite(PWMB, Speed); digitalWrite(DIRA, HIGH); digitalWrite(DIRB, HIGH); } void goTP() { Serial.println("Tiến phải"); analogWrite(PWMA, Speed); analogWrite(PWMB, Speed / 2); digitalWrite(DIRA, HIGH); digitalWrite(DIRB, HIGH); } void goTT() { Serial.println("Tiến trái"); analogWrite(PWMA, Speed / 2); analogWrite(PWMB, Speed); digitalWrite(DIRA, HIGH); digitalWrite(DIRB, HIGH); } void goL() { Serial.println("Lùi"); analogWrite(PWMA, Speed); analogWrite(PWMB, Speed); digitalWrite(DIRA, LOW); digitalWrite(DIRB, LOW); } void goLP() { Serial.println("Lùi phải"); analogWrite(PWMA, Speed / 2); analogWrite(PWMB, Speed); digitalWrite(DIRA, LOW); digitalWrite(DIRB, LOW); } void goLT() { Serial.println("Lùi trái"); analogWrite(PWMA, Speed); analogWrite(PWMB, Speed / 2); digitalWrite(DIRA, LOW); digitalWrite(DIRB, LOW); } void goTr() { Serial.println("Trái"); analogWrite(PWMA, 0); analogWrite(PWMB, Speed); digitalWrite(DIRA, HIGH); digitalWrite(DIRB, HIGH); } void goP() { Serial.println("Phải"); analogWrite(PWMA, Speed); analogWrite(PWMB, 0); digitalWrite(DIRA, HIGH); digitalWrite(DIRB, HIGH); } void Stop() { Serial.println("Stop"); analogWrite(PWMA, 0); analogWrite(PWMB, 0); } void checkServo(String b_pos){ int val_servo = b_pos.toInt(); car_servo.write(val_servo); } void checkController(String _controller, String _speed) { /* Tiến Lùi Phải Trái Tiến Trái Tiến Phải Lùi Trái Lùi Phải Dừng */ Speed = _speed.toInt() * 10.23; int controllers = _controller.toInt(); switch (controllers) { case 1: goT(); break; case 2: goL(); break; case 3: goP(); break; case 4: goTr(); break; case 5: goTT(); break; case 6: goTP(); break; case 7: goLT(); break; case 8: goLP(); break; case 9: Stop(); break; } } void servo_atack() { int pos; for (pos = 0; pos = 0; pos -= 1) { car_servo.write(pos); delay(15); } for (pos = 0; pos