Báo cáo đồ án tôt nghiệp CNKT Điện tử Viễn thông 20232024 : Đồ án về hệ thống chăn điện sưởi ấm cho bệnh nhân và giám sát từ xa Thiết kế đồng hồ đo nhiệt độ cơ thể Giám sát từ xa Iots Đánh giá độ chính xác của mô hình
TỔNG QUAN
Đặt vấn đề
Với sự phát triển công nghệ vượt bậc, kỹ thuật đã được áp dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực, đặc biệt là trong chăm sóc sức khỏe Nhu cầu chăm sóc sức khỏe của con người ngày càng tăng cao cả về chất lượng lẫn số lượng Tuy nhiên, hiện nay, ngành Điều dưỡng Việt Nam đang đối mặt với tình trạng thiếu hụt nhân lực nghiêm trọng, khi mà số lượng Điều dưỡng viên chỉ chiếm 70% trong các bệnh viện Tình hình này trở nên cấp bách hơn sau đại dịch Covid-19, đòi hỏi sự chú ý và đầu tư vào nguồn nhân lực trong lĩnh vực y tế.
Ngành Điều dưỡng đóng vai trò quan trọng trong việc giúp bệnh nhân phục hồi sức khỏe nhanh chóng, nhưng sau đại dịch Covid-19, số lượng Điều dưỡng viên xin nghỉ việc tăng cao do áp lực công việc nặng nề và lịch trực đêm Tình trạng thiếu hụt nhân lực Điều dưỡng tại các cơ sở y tế trở nên nghiêm trọng, đặc biệt trong mùa đông khi nhiệt độ có thể giảm xuống mức 15 °C ở miền Bắc, ảnh hưởng đến quá trình phục hồi của bệnh nhân Cần thiết phải có giải pháp để cải thiện tình hình này, nhằm giảm bớt gánh nặng cho Điều dưỡng viên và đảm bảo theo dõi sức khỏe bệnh nhân hiệu quả hơn.
Hiện nay, Việt Nam có nhiều thiết bị chăm sóc sức khỏe như chăn điện Beurer, giúp làm ấm hiệu quả, an toàn và tiết kiệm năng lượng Chăn điện có cấu tạo đơn giản với thân chăn, thiết bị điều khiển và dây nguồn, tương tự như chăn điện Nhật Bản Ngoài ra, chăn điều hòa cũng xuất hiện trên thị trường, có khả năng vừa làm ấm vừa làm mát, với cấu tạo gồm thân chăn và ống nối với hộp gia nhiệt Những sản phẩm này góp phần giải quyết vấn đề chăm sóc sức khỏe cho bệnh nhân trong điều kiện thời tiết thay đổi.
2 xuống, làm tăng chất lượng phục vụ và hiệu suất làm việc cho bệnh viện hay các cơ quan dịch vụ
Nhóm tác giả quyết định thiết kế và thi công hệ thống điều khiển nhiệt độ nhằm tạo môi trường thuận lợi cho việc phục hồi sức khỏe của bệnh nhân Mục tiêu của dự án là hỗ trợ các Điều dưỡng viên trong công việc, góp phần hiện đại hóa hệ thống y tế Việt Nam Đề tài được thực hiện mang tên “Thiết kế và thi công chăn điện sưởi ấm cho bệnh nhân, giám sát từ xa”.
Mục tiêu đề tài
Hệ thống điều khiển nhiệt độ cho chăn được thiết kế để giúp bệnh nhân và điều dưỡng viên dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ thông qua nút nhấn hoặc ứng dụng trên thiết bị thông minh Hệ thống này bao gồm một cảm biến nhiệt độ, cho phép điều dưỡng viên theo dõi nhiệt độ cơ thể của bệnh nhân và đưa ra các biện pháp xử lý kịp thời, đảm bảo sự thoải mái và an toàn cho người sử dụng.
Các thông số giới hạn của đề tài bao gồm:
− Hệ thống cần kết nối Wifi để truyền tải dữ liệu và giao tiếp với ứng dụng trên điện thoại và ngược lại
− Lưu lượng gió đề tài nghiên cứu ở ngưỡng dao động từ 15 – 20 m 3 /h
− Đề tài chỉ tập trung vào việc điều khiển nhiệt độ của chăn điện
− Phạm vi gia nhiệt của hệ thống là từ 26 - 50°C
− Kích thước chăn của đề tài là 1,2 x 1,6 m
1.4 Phương pháp nghiên cứu Để hoàn thành đề tài, nhóm đã sử dụng các phương pháp sau đây:
Nhóm đã ôn tập và tham khảo các tài liệu lý thuyết trong quá trình đào tạo, đồng thời tìm hiểu thêm từ các nguồn tài liệu trên Internet và các tài liệu liên quan đến sản phẩm, thiết bị mà nhóm đã nghiên cứu.
Here is a rewritten paragraph that conveys the same meaning while complying with SEO rules:"Để đạt được kết quả tối ưu, nhóm áp dụng các phương pháp thiết kế và thực nghiệm hiệu quả nhất, bao gồm khảo sát thực tế để đánh giá và kiểm tra tính hiệu quả của mô hình Quá trình này giúp nhóm xác định và hoàn thiện các giai đoạn thiết kế, thực nghiệm và khảo sát, từ đó đưa ra kết quả chính xác và đáng tin cậy."
1.5 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu:
− Vi điều khiển Arduino: một vi điều khiển nhỏ gọn, tiện lợi cho việc lập trình và thực hiện các đề tài nhỏ
− Vi điều khiển ESP8266: một vi điều khiển có thể kết nối mạng wifi, là sự lựa chọn tuyệt vời cho các dự án IoT
− Các module và linh kiện như: NRF24L01, cảm biến nhiệt hồng ngoại MLX90614
− Phần mềm lập trình: Arduino IDE, Blynk
1.6 Bố cục quyển báo cáo
Chương này giới thiệu lý do lựa chọn đề tài, mục tiêu nghiên cứu, phạm vi và giới hạn nghiên cứu, cùng với cấu trúc của đồ án.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Trình bày về lý thuyết cơ bản của hệ thống
Chương 3: Tính toán và thiết kế hệ thống
Giới thiệu về hệ thống: giới thiệu về từng khối, thiết kế và giao tiếp với hệ thống Chương 4: Thi công hệ thống
Trình bày các bước trong quá trình thi công hoàn thiệt phần cứng, phần mềm hệ thống
Chương 5: Kết quả, nhận xét, đánh giá
Chương này trình bày kết quả đạt được và đánh giá, nhận xét
Chương 6: Kết luận và hướng phát triển
Trình bày kết luận và nêu ra hướng phát triển của đề tài trong tương lại
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Cấu tạo của chăn điện sưởi ấm
Trên thị trường hiện nay, có nhiều loại sản phẩm chăn điện sưởi ấm như chăn điện đơn, chăn điện đôi, chăn điện thảo mộc và đệm điện, nhưng tất cả đều có cấu tạo chung nhằm điều chỉnh nhiệt độ nhanh chóng Sản phẩm đệm điện Mega Life nổi bật với thiết kế đơn giản, bao gồm đệm vải, bộ điều khiển và dây kết nối Đệm được làm từ vải không dệt mềm mại, có cổng kết nối với bộ điều khiển, bên trong có lớp tản nhiệt với các dây dẫn nhiệt Bộ điều khiển tích hợp adapter có 5 mức điều chỉnh nhiệt độ, chế độ tự động ngắt, và các tính năng chống quá nhiệt và quá tải điện Bộ điều khiển có hai dây kết nối: một dây kết nối với chăn điện và một dây kết nối với nguồn điện 220V.
Sau khi kết nối bộ điều khiển với chăn điện và nguồn điện, người dùng có thể dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ và bật tắt chăn điện thông qua bộ điều khiển.
Chăn điện không thể sử dụng khi ẩm ướt và cần tránh làm rách lớp vải để bảo vệ dây dẫn nhiệt Việc vệ sinh chăn điện cũng có những hạn chế, người dùng nên giặt nhẹ tay và hạn chế sử dụng máy giặt để không làm hỏng cấu trúc bên trong Những điều này tạo ra một số bất tiện cho người sử dụng.
Hình 2 1 Đệm điện Mega life và tổng quan kết nối
Chăn điện đôi Beurer UB68XXL là một lựa chọn nổi bật trong dòng sản phẩm chăn điện, được trang bị bộ phận an toàn (BSS) giúp duy trì ổn định nhiệt độ và tự động ngắt khi nhiệt độ quá cao hoặc có lỗi kỹ thuật Chăn điện Beurer có cấu tạo tương tự như chăn điện Mega Life, nhưng điểm khác biệt lớn nhất là có hai bộ điều khiển nhiệt cho hai khu vực riêng biệt Bộ điều khiển này cho phép điều chỉnh nhiệt độ và chế độ tự động ngắt, đồng thời có thể tháo rời Tuy nhiên, chăn điện Beurer cũng gặp phải một số hạn chế tương tự như chăn điện Mega Life do cấu tạo gần giống nhau.
Hình 2 2 Chăn điện Beurer UB68XXL
Nguyên lý hoạt động của chăn điện
Nguyên lý hoạt động của chăn điện là chuyển hóa điện năng thành nhiệt năng, khi cắm điện, điện năng sẽ làm nóng sợi thủy tinh, từ đó tỏa nhiệt ra khắp chăn, mang lại cảm giác ấm áp và thoải mái Hình 2.3 minh họa sự lan tỏa nhiệt lượng của chăn điện, đây là nguyên lý chung của hầu hết các loại chăn điện hiện có trên thị trường Tuy nhiên, do sợi tản nhiệt nằm bên trong chăn, nên có một số rủi ro cần lưu ý trong quá trình sử dụng.
Hình 2 3 Nguyên lý tỏa nhiệt của chăn điện
Hình 2 4 Mô hình chăn điện đối lưu khí
Phương pháp điều khiển nhiệt độ On/Off
Phương pháp điều khiển on/off, hay còn gọi là phương pháp đóng ngắt, sử dụng khâu rờ le có trễ để điều chỉnh nguồn điện Cơ cấu chấp hành sẽ cung cấp năng lượng tối đa cho thiết bị tiêu thụ nhiệt khi nhiệt độ cài đặt vượt quá nhiệt độ phản hồi của hệ thống Ngược lại, mạch điều khiển sẽ ngắt nguồn cung cấp năng lượng khi nhiệt độ đạt yêu cầu.
8 nhiệt đô cài đặt nhỏ hơn nhiệt độ phản hồi Một vùng trễ được đưa vào để hạn chế tần số đóng ngắt như mô tả ở hình 2.5
Hình 2 5 Nguyên lý hoạt động của phương pháp điều khiển on/off
Chế độ điều khiển on/off là phương pháp đơn giản và dễ hiểu, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành Mặc dù có ưu điểm về sự đơn giản trong việc điều khiển nhiệt, nhưng nó cũng gặp phải nhược điểm là độ chính xác không cao và độ quá nhiệt lớn, dẫn đến tổn thất năng lượng Với những đặc điểm này, chế độ điều khiển on/off rất phù hợp với yêu cầu của đề tài, nhờ vào cơ chế hoạt động đơn giản và dễ triển khai, giúp giảm thiểu yêu cầu phức tạp về phần cứng và phần mềm Điều này cũng tạo điều kiện thuận lợi cho việc thay thế linh kiện trong quá trình thiết kế, thử nghiệm và chỉnh sửa, tránh được những tính toán phức tạp nếu sử dụng phương pháp khác.
Giới thiệu phần cứng
Arduino là một board mạch vi điều khiển được phát triển bởi Arduino.cc, dựa trên vi chip điều khiển AVR Atmega328P Ra mắt vào năm 2005, Arduino mang đến một phương thức dễ dàng và tiết kiệm cho những người yêu thích, sinh viên và chuyên gia trong việc tạo ra thiết bị và hệ thống.
Arduino cho phép xây dựng các ứng dụng điện tử tương tác thông qua phần mềm và phần cứng hỗ trợ Thiết bị này không yêu cầu phần cứng đặc biệt để lập trình, mà có thể kết nối trực tiếp với máy tính qua USB để giao tiếp với phần mềm lập trình IDE Arduino tương thích với các hệ điều hành Windows, MAC và Linux.
Windows thích hợp hơn để sử dụng Các ngôn ngữ lập trình như C và C++ là ngôn ngữ được sử dụng trong IDE [10]
Here is a rewritten paragraph that complies with SEO rules:"Arduino đang trở thành lựa chọn hàng đầu của sinh viên trong các đề tài nghiên cứu tại Việt Nam nhờ sự phổ biến và đa dạng của các phiên bản Từ các board mạch vi điều khiển mạnh mẽ hơn đến các phiên bản nhỏ gọn và nhẹ hơn, Arduino cung cấp nhiều lựa chọn cho người dùng Một số phiên bản tiêu biểu phải kể đến như Arduino Uno, Arduino Micro, Arduino Nano, Arduino Mega, Arduino Pro, với mỗi phiên bản đều có những tính năng và ứng dụng riêng."
Arduino Nano là một bo mạch vi điều khiển nhỏ gọn, sử dụng ATmega328P hoặc ATmega168, tích hợp các chân I/O và các giao tiếp I2C, SPI, UART Với kích thước nhỏ hơn so với Arduino Uno và Arduino Mega, Arduino Nano có khả năng hoạt động độc lập và tương tác hiệu quả với các thiết bị điện tử, IC và cảm biến thông qua các chuẩn kết nối Người dùng có thể lập trình Arduino Nano trực tiếp trên phần mềm Arduino IDE và nạp mã qua cổng USB trên máy tính.
Hình 2 6 Một số phiên bản của Arduino
ESP8266 là một hệ thống trên chip (SoC) do Espressif Systems sản xuất, bao gồm vi điều khiển 32-bit Tensilica L106 và bộ thu phát Wifi Với 11 chân GPIO và chân Analog, ESP8266 có khả năng lập trình dễ dàng qua phần mềm Arduino IDE, giúp kết nối với Arduino thuận tiện hơn Thiết bị này cho phép kết nối Internet qua mạng Wifi, mở ra khả năng lưu trữ máy chủ web và kết nối với smartphone, từ đó ứng dụng vào các sản phẩm và thiết bị thông minh IoT có thể điều khiển từ xa.
ESP8266 có nhiều phiên bản khác nhau, từ ESP-01 đến ESP-09, trong khi ESP32 là một biến thể nâng cấp của ESP8266 ESP32 không chỉ cho phép xử lý đồng bộ với công suất thấp hơn mà còn có nhiều cổng kết nối hơn và bộ xử lý lõi kép mạnh mẽ hơn.
Giới thiệu phần mềm lập trình
Arduino IDE là phần mềm mã nguồn mở, cho phép người dùng dễ dàng viết và biên dịch mã cho các module Arduino mà không cần kiến thức kỹ thuật sâu Phần mềm này hỗ trợ nhiều hệ điều hành như MAC, Windows và Linux, hoạt động trên nền tảng Java, cung cấp các chức năng quan trọng cho việc xử lý lỗi, chỉnh sửa và biên dịch mã Mỗi module Arduino được trang bị một bộ vi điều khiển, nhận thông tin dưới dạng mã IDE bao gồm hai thành phần chính: trình chỉnh sửa để viết mã và trình biên dịch để biên dịch và tải mã lên module Arduino.
Phần mềm Arduino IDE cho phép người dùng viết mã và biên dịch, tạo ra file Hex mà Arduino có thể hiểu File Hex này được gửi đến bo mạch qua cáp USB, nơi vi điều khiển tích hợp sẽ nhận và thực thi mã Giao diện của Arduino IDE bao gồm các thành phần chính như Windows bar, Menu bar, phím tắt, Text Editor và Output Panel, như mô tả trong hình 2.7.
Blynk là nền tảng IoT mạnh mẽ, cung cấp công cụ kết nối, quản lý và điều khiển thiết bị IoT từ xa qua Internet Nổi bật với tính dễ dàng và nhanh chóng trong việc tạo ứng dụng IoT, Blynk phù hợp cho cả người mới và nhà phát triển chuyên nghiệp Nền tảng này cung cấp ứng dụng di động và API, cho phép người dùng kết nối và điều khiển thiết bị IoT thông qua cảm biến và tín hiệu đầu vào Giao diện người dùng linh hoạt, cho phép tùy chỉnh dễ dàng, giúp tạo ra trải nghiệm sử dụng trực quan và thân thiện Blynk hỗ trợ nhiều nền tảng phần cứng, bao gồm Arduino và Raspberry Pi.
ESP8266 cùng với nhiều nền tảng khác cho phép người dùng dễ dàng tích hợp các thiết bị IoT và dự án của họ mà không cần có kinh nghiệm lập trình sâu.
Hình 2 8 Giao diện ứng dụng Blynk
Các chuẩn giao tiếp
Giao thức SPI (Serial Peripheral Interface) là một chuẩn truyền tải dữ liệu phổ biến, cho phép giao tiếp giữa các vi điều khiển và thiết bị ngoại vi Trong mối quan hệ chủ-tớ, thiết bị điều khiển (master) thường là vi điều khiển, trong khi thiết bị nhận lệnh (slave) có thể là cảm biến hoặc màn hình Một thiết bị chủ có khả năng điều khiển nhiều thiết bị tớ cùng lúc.
Giao tiếp SPI có 4 chân kết nối chính: chân MOSI (Master Output/Slave Input) dùng để master gửi dữ liệu đến slave, chân MISO (Master Input/Slave Output) cho phép master nhận dữ liệu từ slave, và chân SCLK là đường truyền đồng hồ tín hiệu Mỗi chu kỳ đồng hồ truyền một bit dữ liệu, vì vậy tốc độ truyền dữ liệu phụ thuộc vào tần số của tín hiệu đồng hồ Cuối cùng, chân SS/CS (Slave Select/Chip Select) được sử dụng để chọn thiết bị slave.
Chân Select (CS) cho phép master chọn slave để gửi dữ liệu, như mô tả trong hình 2.9 Một vi điều khiển có thể thiết lập các chân CS của thiết bị để giao tiếp với nhiều thiết bị khác nhau.
UART (Bộ truyền nhận dữ liệu nối tiếp bất đồng bộ) là giao thức truyền thông phổ biến giữa các thiết bị, được ứng dụng rộng rãi trong việc kết nối với các module như Wifi, Bluetooth, và Xbee Giao tiếp UART đã trở thành chuẩn mực trong ngành công nghiệp và vẫn được sử dụng phổ biến cho đến ngày nay.
Khi được cấu hình chính xác, UART có khả năng tương tác với nhiều giao thức kết nối khác nhau, phục vụ cho việc truyền và nhận dữ liệu nối tiếp Trong giao tiếp nối tiếp, dữ liệu được truyền theo từng bit thông qua một đường dây duy nhất.
Chúng ta sử dụng hai dây để truyền dữ liệu nối tiếp, như mô tả trong hình 2.10 Tùy thuộc vào ứng dụng và yêu cầu của hệ thống, việc truyền thông nối tiếp yêu cầu ít mạch và dây hơn, giúp giảm chi phí thực hiện.
Các thông số cơ bản của chuẩn truyền:
− Baud rate (tốc độ Baud): số bit truyền trong 1 giây
Khung truyền quy định số bit trong mỗi lần truyền, bao gồm các bit thông báo như Start/Stop, bit kiểm tra như Parity và số bit trong dữ liệu Bit Start là bit đầu tiên trong khung truyền, có nhiệm vụ thông báo cho thiết bị nhận biết rằng quá trình truyền đã bắt đầu.
− Data: dữ liệu cần truyền, Data không nhất thiết phải là 8bit Trong UART bit LSB được truyền đi trước, bit MSB được truyền đi sau
Bit parity là một phương pháp kiểm tra dữ liệu, bao gồm hai loại: parity chẵn (even parity) và parity lẻ (odd parity) Parity chẵn thêm một bit để đảm bảo tổng số bit 1 trong (dữ liệu + parity) là chẵn, trong khi parity lẻ thêm một bit để tổng số bit 1 là lẻ Việc sử dụng bit parity không phải là bắt buộc.
Giao thức I2C kết hợp ưu điểm của SPI và UART, cho phép kết nối nhiều slave với một master duy nhất và hỗ trợ nhiều master điều khiển một hoặc nhiều slave Một lợi thế nổi bật của I2C là khả năng tối ưu hóa số chân kết nối, tiết kiệm không gian và chi phí thiết kế, đặc biệt hữu ích khi nhiều vi điều khiển cần ghi dữ liệu vào một slave hoặc hiển thị trên màn hình LCD Dữ liệu trong I2C được truyền qua các tin nhắn, mỗi tin nhắn bao gồm một khung địa chỉ chứa địa chỉ nhị phân của slave và một hoặc nhiều khung dữ liệu Các thông điệp này có điều kiện khởi động, điều kiện dừng, các bit đọc/ghi và bit ACK/NACK giữa các khung dữ liệu.
− Điều kiện khởi động: Đường SDA chuyển từ mức điệp áp cao xuống thấp trước khi đường SCL chuyển từ mức cao xuống thấp
− Điều kiện dừng: Đường SDA chuyển từ mức điện áp thấp sang cao sau khi đường SCL chuyển từ thấp sang cao
− Khung địa chỉ: một chuỗi 7 hoặc 10bit duy nhất cho mỗi slave để xác định slave khi master muốn giao tiếp với nó
Bit Đọc/Ghi là một bit quan trọng, xác định xem master đang gửi dữ liệu đến slave (mức điện áp thấp) hay yêu cầu dữ liệu từ slave (mức điện áp cao).
Trong giao thức I2C, mỗi khung trong một tin nhắn đều được theo sau bởi một bit xác nhận (ACK) hoặc không xác nhận (NACK) Khi một khung địa chỉ hoặc khung dữ liệu được nhận thành công, thiết bị nhận sẽ trả lại một bit ACK cho thiết bị gửi.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG
Tính toán và lựa chọn linh kiện
3.2.1 Khối xử lý trung tâm
Khi nhắc đến mạch Arduino cho lập trình và nghiên cứu chế tạo, Arduino Uno là dòng sản phẩm đầu tiên được nhiều người tìm hiểu Hiện nay, Arduino Uno đã phát triển đến thế hệ thứ 3 (R3), với các chân Digital và Analog cho phép giao tiếp với nhiều bảng mạch mở rộng khác nhau Bo mạch này rất phù hợp cho các đề tài học tập về điện tử và lập trình.
Arduino Uno thế hệ thứ 3 là phiên bản ưu việt nhất trong dòng Uno, với hiệu năng vượt trội mặc dù giá thành cao hơn so với các thế hệ trước Tuy nhiên, sự chênh lệch về giá không đáng kể so với những lợi ích mà nó mang lại.
Một vài thông số kỹ thuật của Arduino Uno R3 được liệt kê ở bảng 3.1 Arduino
Bảng mạch Uno R3 được trang bị 14 chân digital, cho phép đọc và xuất tín hiệu với hai mức điện áp là 0V và 5V, cùng với dòng vào/ra tối đa 40mA mỗi chân Mỗi chân đều có điện trở pull-up tích hợp trong vi điều khiển ATmega328P, mặc dù các điện trở này không được kết nối mặc định Một số chân digital còn có chức năng đặc biệt.
Bảng 3 1 Bảng thông số kỹ thuật của Arduino Uno R3
Vi điều khiển ATmega328P (8-bit) Điện áp hoạt động 5 VDC
Tần số hoạt động 16MHz
Dòng tiêu thụ Khoảng 30mA Điện áp khuyên dùng 7 - 12 VDC Điện áp vào giới hạn 6 - 20 VDC
Số chân Digital I/O 14 chân (có 6 chân PWM)
Số chân Analog 6 (độ phân giải 10-bit)
Dòng tối đa trên mỗi chân I/O 30 mA
Dòng ra tối đa (5V) 500 mA
Dòng ra tối đa (3.3V) 50 mA
Bộ nhớ flash 32KB với khoảng 0,5KB dùng bởi bootloader
− 2 chân Serial: Rx (D0) và Tx (D1), dùng để gửi và nhận dữ liệu TTL Serial
− Chân PWM: 6 chân (D3/5/6/9/10/11), cho phép xuất ra xung PWM với độ phân giải 8-bit
Giao tiếp SPI bao gồm các chân SS (D10), MOSI (D11), MISO (D12) và SCK (D13) Ngoài việc thực hiện các chức năng thông thường, bốn chân này còn có khả năng phát dữ liệu thông qua giao thức SPI với các thiết bị khác.
− Led: chân số 13, nháy sáng khi bấm nút Reset trên bo mạch
− Với những thông số kỹ thuật trên, Arduino Uno R3 hoàn toàn đủ khả năng đáp ứng để dùng làm bộ xử lý trung tâm
3.2.2 Khối truyền dẫn dữ liệu Đối với các đề tài áp dụng kỹ thuật Internet of Things, bộ vi điều khiển ESP8266 sẽ là lựa chọn hợp lý Cùng với sự đa dạng về các phiên bản của ESP8266 đều đảm bảo khả năng đáp ứng yêu cầu truyền dẫn dữ liệu từ bộ xử lý trung tâm đến phần mềm điều khiển và ngược lại nhận các tín hiệu điền khiển từ phần mềm vào bộ xử lý Đối với việc nhận tín hiệu từ khối nhiệt độ cơ thể, do khối lượng công việc là không nhiều, do đó ESP8266 đủ khả năng xử lý dữ liệu ấy
ESP8266 NodeMCU (Node MicroController Unit) là một môi trường phát triển phần mềm và phần cứng mã nguồn mở dựa trên hệ thống trên chip (SoC) ESP8266, được thiết kế và sản xuất bởi Espressif Systems Thiết bị này tích hợp các thành phần quan trọng của một máy tính như CPU, RAM, và mạng Wifi, cùng với hệ điều hành và công cụ hiện đại NodeMCU ESP8266 có 16 chân GPIO cho phép đọc dữ liệu từ cảm biến và điều khiển các thiết bị khác, với khả năng cấu hình mỗi chân ở mức HIGH hoặc LOW Board mạch nhỏ gọn và giá rẻ này rất phù hợp cho các thiết bị IoT và ứng dụng cần kết nối mạng Wifi, đồng thời còn hỗ trợ kết nối Bluetooth nhờ module Bluetooth tích hợp.
20 không có nhiều chân tín hiệu hơn Arduino, ESP8266 NodeMCU đủ khả năng để đáp ứng vai trò xử lý và truyền tải dữ liệu
ESP8266 NodeMCU được trang bị 9 chân giao tiếp digital từ A0 đến A8, cho phép tùy chỉnh theo mục đích sử dụng Board có 1 chân analog (A0) và 2 chân Tx, Rx để giao tiếp với Arduino, trong đó Tx truyền dữ liệu và Rx nhận dữ liệu từ vi điều khiển Vị trí các chân kết nối của ESP8266 NodeMCU được minh họa trong hình 3.3 Ngoài ra, vi điều khiển còn có thể sử dụng 2 chân D1 và D2 để giao tiếp I2C với các thiết bị khác.
Dưới đây là một số thông số kỹ thuật của ESP8266 NodeMCU:
− Wifi: 2,4GHz hỗ trợ chuẩn 802.11/b/g/n
− Điện áp hoạt động: 5VDC thông qua cổng USB
− Số chân I/O: 11, tất cả các chân I/O đều có interrupt/PWM/I2C/One-wire, trừ chân D0
− Số chân Analog Input: 1, điện áp vào đối đa là 3,3V
− Giao tiếp: Cable Micro USB (tượng đương cáp sạc điện thoại)
− Hỗ trợ bảo mật: WPA/WPA2
− Tích hợp giao thức TCP/IP
− Lập trình trên các ngôn ngữ: C/C++, MicroPython, Lua
21 hình 3 3 Sơ đồ chân ESP8266 NodeMCU
3.2.3 Khối thu/phát RF Đối với các hệ thống bao gồm các thiết bị giao tiếp với nhau, việc truyền dẫn dữ liệu là hết sức cần thiết Ngày nay có nhiều loại công nghệ truyền thông không dây như Wifi, Bluetooth, RF, Lora, … có nhiều đặc điểm khác nhau Với yêu cầu đáp ứng nhanh và độ chính xác của đề tài, nhóm lựa chọn phương thức truyền dữ liệu RF để truyền, nhận thông tin giữa khối truyền dữ liệu với khối nhiệt độ cơ thể Sóng vô tuyến (RF) là một phần của phổ điện từ với bước sóng trong phổ điện từ dài hơn ánh sáng hồng ngoại
Module RF, đặc biệt là NRF24L01, thường được sử dụng trong các sản phẩm có kích thước nhỏ và vừa, phục vụ cho các ứng dụng tiêu dùng như thiết bị mở cửa nhà để xe và hệ thống giám sát không dây Mục tiêu của nghiên cứu là thiết kế hệ thống truyền dữ liệu từ cảm biến đo nhiệt độ cơ thể đến khối xử lý trung tâm, nhằm nâng cao hiệu quả trong việc giám sát sức khỏe.
Hình 3 4 Module thu phát tín hiệu RF NRF24L01
Hình 3 5 Sơ đồ chân của module NRF24L01 Thông số kỹ thuật chính của module NRF24L01:
− Dải tần số: ISM 2,4GHz
− Tốc độ truyền tối đa: 2Mb/s
− Định dạng điều chế: GFSK
− Phạm vi giao tiếp: 100m (trong điều kiện tiêu chuẩn)
Mạch thu phát RF NRF24L01 cho phép truyền nhận dữ liệu không dây qua sóng RF 2,4GHz nhờ vào IC NRF24L01 và giao tiếp SPI Module này có khả năng tương tác với nhiều module khác nhau, hoạt động linh hoạt ở cả chế độ đồng cấp và Master-Slave, cùng với khả năng hoạt động trên nhiều dải tần số Tất cả các thông số như kênh tần số (có 125 kênh lựa chọn), công suất đầu ra (0 dBm, -6 dBm, -12 dBm hoặc -18 dBm) và tốc độ dữ liệu (250kbps, 1Mbps hoặc 2Mbps) đều có thể được cấu hình qua giao diện SPI.
Đề tài áp dụng nguyên lý truyền nhiệt để tăng nhiệt độ, sử dụng điện trở đốt nóng và quạt làm thành phần chính cho bộ gia nhiệt Điện trở đốt nóng có nhiệm vụ làm nóng không khí trong hộp gia nhiệt, trong khi quạt giúp phân phối khí nóng đều khắp chăn để tạo sự ấm áp Để điều khiển hai linh kiện này, đề tài sử dụng module rơ-le.
Để tính toán và lựa chọn điện trở đốt nóng, việc xác định công suất cần thiết là rất quan trọng Điều này bắt đầu bằng việc đo lường nhiệt lượng tỏa ra từ điện trở Nhiệt lượng này sẽ được truyền vào không khí bên trong chăn, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả làm ấm.
Từ công thức 3.1, ta suy ra được:
Điện trở đốt nóng là thiết bị chuyển hóa điện năng thành nhiệt năng, với giá trị điện trở R, thời gian đốt nóng t, cường độ dòng điện I, khối lượng M, nhiệt dung riêng c và sự thay đổi nhiệt độ ∆𝑇 Trong nghiên cứu, khối lượng không khí cần làm nóng giả định là 1,225kg (1m³) từ 25°C lên 35°C trong 1 phút (60 giây), với nhiệt dung riêng của không khí là 1005 J/kg.K, cho công suất ước lượng là 205W Điện trở sử dụng điện áp từ 220V đến 380V, phù hợp với hệ thống điện hiện tại Thiết kế với nhiều lá inox xoắn quanh trục giúp tăng bề mặt tiếp xúc và khả năng tản nhiệt Đặc biệt, điện trở có cơ chế ngắt nguồn điện nhanh chóng, đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
Hình 3 6 Điện trở đốt nóng chữ U
Thống số kỹ thuật của điện trở:
Tính toán và lựa chọn quạt
Dựa vào nhiệt lượng từ điện trở đốt nóng, quạt sẽ phân phối khí nóng đều khắp chăn điện để tạo ra sự ấm áp Việc tính toán điện trở đốt nóng là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.
Để tính toán công suất quạt cần thiết cho hệ thống, chúng ta giả định rằng lưu lượng gió tối ưu là 1m³/phút (tương đương 60m³/h) Tuy nhiên, do giới hạn của đề tài, lưu lượng gió thực tế được ước lượng chỉ đạt 15m³/h Công thức tính công suất của quạt sẽ được áp dụng để xác định hiệu suất hoạt động trong điều kiện này.
Trong đó: ŋ là hiệu suất của quạt
∆𝑃 là sự thay đổi áp suất thay đổi
P là công suất của quạt
Q là lưu lượng gió Đồng thời nhóm sử dụng thêm công thức tính lưu lượng gió:
Trong đó: C là hệ số lưu lượng
A là diện tích tiếp xúc của quạt với không khí
∆𝑃 là sự thay đổi áp suất thay đổi P là công suất của quạt
Thay phương trình (3.4) vào phương trình (3.3), ta được phương trình:
Sơ đồ nguyên lý toàn hệ thống
3.3.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều khiển chăn điện
Hình 3 19 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển chăn điện
Sơ đồ nguyên lý của hệ thống bao gồm 2 bộ vi điều khiển là Arduino Uno R3 và ESP8266 NodeMCU, module NRF24L01, cảm biến nhiệt độ LM35, module relay,
Trong mô hình hệ thống, điện trở đốt nóng, quạt, LCD 16x2 và nút nhấn được kết nối với nhau như hình 3.19 Khối gia nhiệt sử dụng module relay để kết nối nguồn điện từ khối nguồn và trực tiếp từ mạng lưới điện 220V-50Hz Khi module relay được kích hoạt, nó sẽ cung cấp nguồn cho quạt và điện trở đốt nóng Để cấp nguồn 5V cho vi điều khiển, module và cảm biến nhiệt, một bộ nguồn chuyển đổi tổ ong từ 220V sang 5V được sử dụng.
3.3.2 Sơ đồ nguyên lý của vòng đo nhiệt độ cơ thể
Vòng đo nhiệt độ cơ thể sử dụng bộ vi điều khiển Arduino Nano, module NRF24L01, cảm biến MLX90614 và bộ nguồn Khi cảm biến hồng ngoại đo được nhiệt độ cơ thể của bệnh nhân, Arduino Nano sẽ tiếp nhận giá trị từ cảm biến Sau đó, vi điều khiển gửi giá trị này đến hệ thống điều khiển qua module NRF24L01 bằng tín hiệu sóng RF.
Hình 3 20 Sơ đồ nguyên lý vòng đo nhiệt độ cơ thể
Thiết kế giao diện giao tiếp với người dùng
Hình 3 21 Giao diện bảng giám sát trên phần mềm
Giao diện trên phần mềm Blynk được thiết kế để người dùng dễ dàng theo dõi và điều chỉnh các giá trị của chăn điện, hiển thị các thông số như nhiệt độ hiện tại của bệnh nhân, nhiệt độ hiện tại của chăn và ngưỡng nhiệt độ cài đặt Người dùng có thể điều chỉnh các giá trị cần thiết thông qua các nút nhấn, bao gồm nút Auto và On/Off dạng công tắc 2 trạng thái, nút Tăng và Giảm dạng nút nhấn Bên cạnh đó, ba biểu đồ bao gồm nhiệt độ chăn, nhiệt độ vòng và giới hạn được hiển thị dưới dạng biểu đồ, phạm vi hiển thị từ 0 – 100°C, giúp người dùng dễ dàng theo dõi và điều chỉnh các giá trị của chăn điện.
THI CÔNG HỆ THỐNG
LẬP TRÌNH HỆ THỐNG
Mỗi widget cần được cấu hình chính xác với chân thiết bị đã được hướng dẫn Tiếp theo, hãy chọn biểu tượng Tìm kiếm -> Thiết bị mới để lựa chọn thiết bị từ mẫu có sẵn, sau đó chọn tên mẫu mà bạn đã tạo trước đó và nhấn Tạo Cuối cùng, tiến hành gán các Datastream theo đúng mã đã viết để hoàn thiện quá trình.
Hình 4 16 Hệ thống widget được thiết lập
4.2.1 Lưu đồ giải thuật chương trình điều khiển
Chương trình của hệ thống được phát triển cho Arduino Uno R3 thông qua phần mềm Arduino IDE, như được thể hiện trong lưu đồ 4.15 Arduino Uno R3 nhận dữ liệu từ ESP8266 và đồng bộ hóa các giá trị trạng thái của hệ thống với dữ liệu đã nhận Sau đó, chương trình đọc và kiểm tra tín hiệu sóng RF, cũng như thu thập dữ liệu từ cảm biến nhiệt độ Sau khi lấy được giá trị nhiệt độ chăn và trạng thái nút nhấn, chương trình so sánh các giá trị để điều khiển quạt và điện trở gia nhiệt đến mức nhiệt độ đã thiết lập, đồng thời hiển thị các thông số trên màn hình LCD Khi có sự khác biệt về nhiệt độ so với giá trị trước đó, chương trình sẽ gửi dữ liệu này đến ESP8266 để cập nhật lên ứng dụng Blynk.
Chương trình chế độ được mô tả như hình 4.16, sử dụng biến trạng thái tt để điều khiển bật/tắt điện trở và quạt Khi tt=0, quạt và điện trở sẽ tắt, còn khi tt=1, chúng sẽ được bật Hai biến ttchuyen và ttmod được dùng để điều khiển chế độ của hệ thống Khi ttchuyen=0, chương trình sẽ kiểm tra trạng thái.
Khi ttmod=0, chương trình hoạt động ở chế độ tự động, điều chỉnh nhiệt độ giới hạn của chăn sao cho trung bình cộng với nhiệt độ cơ thể đạt 37°C.
Nếu ttchuyen=1, chương trình chuyển sang chế độ thủ công và kiểm tra trạng thái ttmod Khi ttmod=1, người dùng có thể điều chỉnh giới hạn nhiệt độ của chăn, còn nếu ttmod=2, giới hạn nhiệt độ vòng tay sẽ được điều chỉnh Chương trình tiếp tục so sánh giá trị nhiệt độ từ cảm biến LM35 với giới hạn đã thiết lập; nếu nhiệt độ cảm biến vượt quá giới hạn, hệ thống sẽ tự động tắt nguồn điện của bộ sấy và quạt.
Chương trình đo nhiệt độ được phát triển trên vi điều khiển Arduino Nano, bắt đầu bằng việc khai báo thư viện và các biến cần thiết Sau đó, chương trình đọc giá trị nhiệt độ từ cảm biến và chuyển tiếp dữ liệu này đến khối truyền dẫn, từ đó gửi đến khối xử lý trung tâm và phần mềm điều khiển.
Khi đo nhiệt độ cơ thể, chương trình sẽ cấu hình địa chỉ thiết bị cần gửi, sử dụng module NRF24L01 trong hệ thống truyền dữ liệu Sau đó, chương trình tạo mạng dữ liệu và gửi thông tin đến địa chỉ đã được thiết lập.
Trong mảng dữ liệu được tạo, dữ liệu bắt đầu bằng ký tự khởi đầu để khối xử lý trung tâm xác định phần dữ liệu cần đọc Tiếp theo là giá trị nhiệt độ được chuyển đổi thành từng ký tự nối liền, bắt đầu từ hàng chục, hàng đơn vị và đến hàng số thập phân Cuối cùng, mảng dữ liệu kết thúc bằng ký tự kết thúc, nhằm thông báo về sự hoàn tất của mảng dữ liệu.
Kiểm tra tín hiệu RF Đọc giá trị vòng đo/ lệnh từ phần mềm điều khiển
Nhiệt độ chăn có nhỏ hơn giá trị giới hạn hay không? Đọc giá trị nhiệt độ chăn
Bật quạt và kích hoạt điện trở đốt nóng
Kiểm tra sự thay đổi của các giá trị nhiệt độ
Gửi dữ liệu Kết thúc
S Đ Đọc tín hiệu RF Đọc giá trị nút nhấn
S Đ Đọc dữ liệu ESP Đồng bộ các trạng thái nút nhấn
Khai báo thư viện Thiếp lập firmware của ứng dụng Blynk
Hình 4 15 Lưu đồ giải thuật chương trình điều khiển
Bắt đầu Đọc các nút nhấn ttchuyen=1? ttmod=1? ttmod=0?
Hình 4 16 Lưu đồ giải thuật chương trình chọn chế độ
Hình 4 17 Lưu đồ giải thuật của chương trình của vòng đo nhiệt độ
Chương trình khối truyền dẫn dữ liệu được phát triển trên vi điều khiển ESP8266 NodeMCU, bắt đầu bằng việc khai báo thư viện và địa chỉ FIRMWARE tương ứng với template trong ứng dụng Blynk Sau khi đồng bộ trạng thái hệ thống với Blynk, chương trình kiểm tra xem vi điều khiển có nhận dữ liệu mới từ khối xử lý trung tâm hay không Nếu có, nó sẽ đọc, giải mã và phân loại dữ liệu thành nhiệt độ chăn, nhiệt độ vòng đo, hoặc giá trị từ các nút nhấn Cuối cùng, chương trình tạo mảng dữ liệu tương ứng để gửi lên ứng dụng Blynk và làm trống mảng dữ liệu sau khi gửi Hình 4.18 mô tả quy trình này.
Chương trình truyền dẫn dữ liệu phân loại thông tin dựa vào ký tự bắt đầu của mỗi mảng dữ liệu từ vi điều khiển trung tâm Nếu ký tự bắt đầu là “a”, dữ liệu sẽ được xác định là giá trị nhiệt độ đo được Ngược lại, nếu ký tự là “b”, dữ liệu sẽ thuộc loại khác.
Tạo mảng dữ liệu Gửi dữ liệu Thiết lập địa chỉ gửi
Bắt đầu Đọc giá trị nhiệt độ cơ thể
ReturnKhai báo thư việnThiếp lập cảm biến
Nhiệt độ chăn điện được thiết lập ở mức 56 độ, với ký tự “c” đại diện cho giới hạn nhiệt độ Các dữ liệu khác cũng được xử lý theo cách tương tự để chương trình có thể xác định thông tin chính xác.
Bắt đầu Đồng bộ các widget với ứng dụng Blynk
S Kiểm tra có dữ liệu mới hay không
Kiểm tra loại dữ liệu Đọc dữ liệu được gửi từ bộ xử lý trung tâm
Gửi dữ liệu lên Blynk
Reset mảng dữ liệu Đọc giá trị widget
Khai báo thư viện Thiếp lập cảm biến
Hình 4 18 Lưu đồ giải thuật của khối truyền dẫn dữ liệu
KẾT QUẢ-NHẬN XÉT-ĐÁNH GIÁ
Kết quả thi công vòng đo nhiệt độ
Hình 5 5 Mô hình vòng đo nhiệt độ
Sau khi thi công vòng đo nhiệt độ, kết quả thu được được trình bày trong hình 5.6 Mô hình hoàn thiện của vòng đo nhiệt độ bao gồm cảm biến, nút nguồn, cổng USB cho vi điều khiển và nguồn pin được đặt trong hộp Khi cảm biến đo được nhiệt độ, vi điều khiển sẽ gửi dữ liệu.
60 dữ liệu qua cho hộp điều khiển Trên mô hình vòng đo nhiệt độ, không có màn hình để hiển thị giá trị cảm biến đo được.
Kết quả thi công giao diện phần mềm điều khiển
Sau khi hoàn thành thi công, giao diện ứng dụng điều khiển được hiển thị như hình 5.8, bao gồm hai công tắc Auto và On/Off, cùng với hai nút nhấn để tăng và giảm Giao diện còn có ba biểu đồ nhiệt độ: biểu đồ nhiệt độ chăn, biểu đồ nhiệt độ cơ thể và giá trị nhiệt độ giới hạn của chăn, như mô tả ở hình 5.7 Người dùng chỉ cần nhấn một lần vào nút nhấn, ứng dụng sẽ nhận diện sự thay đổi giá trị và điều chỉnh theo thao tác của họ.
Hình 5 6 Giao diện ứng dụng điều điều khiển
Đánh giá tính hoạt động của hệ thống
5.4.1 Thực hiện đánh giá độ chính xác của vòng tay
Nhóm nghiên cứu đã tiến hành thí nghiệm kiểm tra hoạt động của vòng đo nhiệt độ bằng cách sử dụng thiết bị này để đo nhiệt độ cơ thể Sau đó, kết quả được so sánh với các thiết bị đo nhiệt độ khác để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của vòng đo.
61 tính chính xác cao kiểm tra lại nhiệt độ cơ thể của người đã đo để kiểm tra tính chính xác
Bảng 5 1 Kết quả quá trình thu được
Số lần đo Nhiệt độ đo cổ tay
(đo bằng vòng tay, đơn vị °C)
Nhiệt độ đo cổ tay (đo bằng súng, đơn vị °C)
Nhiệt độ đo trán ( đo bằng súng bắn nhiệt, đơn vị °C)
Sau khi thu được kết quả thí nghiệm, nhóm tiền hành kiểm tra kết quả và tính toán giá trị sai số của nhiệt độ của kết quả trên
Công thức tính sai số: 𝐸𝑟 = Vt Vc 100%
Trong đó : Er : sai số Vt: nhiệt độ đo được Vc: nhiệt độ thực tế.
Dựa vào kết quả đo được từ bảng 5.1 và áp dụng công thức tính toán (5.1), chúng tôi đã thu được kết quả như bảng 5.2 về giá trị trung bình sai số sau 10 lần đo Qua đó, chúng tôi tính toán giá trị trung bình để đưa ra đánh giá Nhiệt độ trung bình của cơ thể người và nhiệt độ tại vị trí cổ tay thường không có sự chênh lệch đáng kể, có thể dao động trong khoảng từ 36,5 độ C.
Mặc dù nhiệt độ đo được ở tay bệnh nhân là 37,5°C, nhưng do tay có thể bị ảnh hưởng bởi môi trường, nên kết quả này chỉ mang tính tương đối Theo bảng 5.2, độ sai số giữa nhiệt độ vòng tay đo được tại cổ tay và nhiệt độ chuẩn là 0,978%, cho thấy sự chênh lệch không đáng kể Do đó, vòng đo nhiệt độ đã đáp ứng yêu cầu của đề tài.
Bảng 5 2 Kết quả tính toán sai số của vòng tay
Số lần đo Nhiệt độ đo cổ tay
(đo bằng vòng tay, đơn vị °C), Vt
Nhiệt độ đo cổ tay (đo bằng súng, đơn vị °C) , Vc
5.4.2 Thực hiện đánh giá đô chính xác của chăn điện
Nhóm nghiên cứu đã tiến hành thí nghiệm để đánh giá độ chính xác của chăn điện bằng cách cố định cảm biến đo nhiệt độ ở vị trí trung tâm của chăn Họ đã thực hiện các phép đo ở các mốc nhiệt độ từ 26 đến 50 °C, cứ mỗi 4°C sẽ đo một lần bằng súng đo nhiệt Đồng thời, giá trị đo được từ cảm biến LM35 cũng được thu thập và hiển thị trên màn hình LCD.
Sau khi thu thập giá trị nhiệt độ từ súng đo và cảm biến LM35, chúng tôi đã áp dụng công thức tính sai số (5.1) để đánh giá kết quả, như được trình bày trong bảng 5.3.
Sau khi tính toán sai số nhiệt độ trong khoảng từ 26-50°C, giá trị sai số trung bình đạt 2,1% Kết quả này cho thấy sự chênh lệch nhiệt độ giữa giá trị đo từ súng đo nhiệt và cảm biến LM35 là đáng kể.
Bảng 5 3 Kết quả tính toán sai số của chăn
Nhiệt độ đo được bằng cảm biến
5.4.3 Thực hiện đánh giá thời gian gia nhiệt
Để đánh giá thời gian gia nhiệt của hệ thống, nhóm đã tiến hành đo nhiệt độ tại vị trí trung tâm của chăn bằng súng bắn nhiệt Nhiệt độ được đo lần lượt từ 26 đến 50 °C, với mỗi lần đo cách nhau 4°C.
64 đồng thời bấm thời gian để đo thời gian mà chăn đạt được ở các mốc nhiệt độ Sau 2 lần đo thì thu được bảng 5.4 dưới đây
Sau khi thu thập các giá trị thời gian gia nhiệt tại từng mốc nhiệt độ theo bảng kết quả 5.4, chúng tôi tiến hành tính toán sai số thời gian gia nhiệt của hệ thống bằng công thức Δt = t - t′ (5.2) Trong đó, t là thời gian đo lần 1 ở mốc nhiệt độ thứ nhất, t’ là thời gian đo lần 2 ở mốc nhiệt độ, và Δt là độ chênh lệch thời gian tại mốc nhiệt độ thứ nhất.
Sau khi phân tích độ chênh lệch thời gian ở các mốc nhiệt độ từ 26-50°C theo bảng 5.4, giá trị chênh lệch thời gian trung bình sau hai lần đo là 1,54 giây Thời gian chênh lệch trung bình này chỉ bằng giây, cho thấy nó không đáng kể.
Bảng 5 4 Kết quả thời gian gia nhiệt của hệ thống
Thời gian đạt được (đo lần 1)
Thời gian đạt được (đo lần 2)
Chệnh lệch thời gian sau 2 lần đo
5.4.4 Thực hiện đánh giá sự phân bố nhiệt độ trên chăn điện
Vùng 2 (nơi khí nóng đi vào) Vùng 3
Vùng 4 Vùng trung tâm Vùng 5
Để đánh giá sự phân bố nhiệt độ trên chăn điện, nhóm thực hiện thí nghiệm kiểm tra bằng cách chia chăn điện ra thành 9 phần như hình 5.7, từ đó có thể xác định rõ ràng bố cục các vùng đo nhiệt độ phân bố.
Nghiên cứu này bao gồm 9 phần, với một phần trung tâm và 8 phần xung quanh, nhằm khảo sát sự phân bố nhiệt độ của chăn điện Thí nghiệm sẽ tăng nhiệt độ chăn điện đến các ngưỡng nhất định, sau đó tiến hành đo đạc để xác định tính đồng đều của nhiệt độ Các thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện nhiệt độ phòng 25°C và kết thúc khi đạt đến 40°C.
Bảng 5 5 Kết quả thí nghiệm phân bố nhiệt độ của chăn điện
5.4.5 Thực hiện đánh giá và giải pháp an toàn điện cho chăn