TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Tính cấp thiết của đề tài
Qua quá trình tìm hiểu, nghiên cứu và thống nhất ý kiến với nhau thì nhóm chúng em nhận ra rằng ở Việt Nam hiện nay, có rất nhiều những chiếc xe máy đang hoạt động trên đường xá, dự đoán trong vòng 20 năm tới thì lượng xe máy ở Việt Nam chỉ giảm tối đa được khoảng 50%, nên lượng xe máy còn lưu thông trên đường vẫn còn rất lớn Khí thải của xe máy thải ra môi trường là không hề nhỏ dẫn đến sự ô nhiễm môi trường không khí trầm trọng Ô nhiễm không khí là một trong những vấn đề nghiêm trọng nhất ở các đô thị, và trên toàn thế giới nói chung, đặc biệt là tại các nước đang phát triển như Việt Nam nói riêng Chất lượng không khí nói chung và không khí đô thị nói riêng chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố: Các nguồn khí thải trong công nghiệp, đặc biệt là từ động cơ xe gắn máy đã làm suy giảm chất lượng không khí Khí thải sinh ra bao gồm: nhiên liệu không cháy hết, khí CO và khí NOx, HC… Các khí này có ảnh hưởng rất xấu tới môi trường, đặc biệt là những nơi có lượng xe lưu thông lớn, khí CO có thể gây ra các triệu chứng thiếu oxy, ảnh hướng tới sinh hoạt, năng suất lao động cũng như sức khỏe của con người
Ngoài ra, cho tới nay, quá trình khai thác và sử dụng nguồn nhiên liệu dầu mỏ luôn gắn liền với quá trình sự phát triển của xã hội dù nguồn tài nguyên này có giới hạn và đang cạn kiệt dần theo thời gian Việc khai thác nguồn tài nguyên này cũng là nguyên nhân gây ra nhiều biến động chính trị Từ cuối thế kỷ 19 đến nay, dầu mỏ trở thành tác nhân gây nên những cuộc tranh giành quyền lực, dẫn đến những cuộc chiến khủng hoảng kinh tế thế giới và cuối cùng là hai cuộc chiến tranh thế giới trong thế kỷ 20 Từ trước tới nay những biến động về giá dầu đã trở thành mối quan tâm hàng ngày, hàng giờ trên toàn thế giới Giá thành về xăng dầu là nhân chính tới sự phát triển nền kinh tế của các nước nói riêng và toàn cầu nói chung, hầu hết mọi ngành công nghiệp hiện nay đều phụ thuộc rất lớn vào nguồn tài nguyên quý giá này Thực tế đang chứng minh rằng thế giới sẽ vẫn được vận hành bởi dầu mỏ cho đến khi nhân loại tìm ra được một loại nhiên liệu khác đủ sức thay thế hoàn toàn trong tương lai Nằm trong sự ảnh hưởng chung này, Việt Nam cũng không tránh khỏi những biến động và chịu ảnh hưởng sâu sắc từ những biến động trong ngành dầu mỏ Bởi vì, Việt Nam hiện nay là nước nhập khẩu hầu hết các sản phẩm tinh chế từ dầu thô, lệ thuộc nhiều vào các nhà cung cấp nước ngoài Giá xăng và nhiên liệu tăng cao và không ổn định ảnh hưởng nghiêm trọng tới nền kinh tế quốc gia và đời sống của người dân
Ngoài ra, hiện tượng nóng lên toàn cầu được coi là một trong những vấn đề nhức nhối lớn mà cộng đồng khoa học đã và đang phải đối mặt Nhiều giả thuyết cho rằng sự gia tăng nồng độ khí thải trong khí quyển là một trong những nguyên nhân chính gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu Các nhà máy công nghiệp, sự lưu thông của ô tô và đặc biệt là xe máy là nguyên nhân chính gây ra lượng khí thải này Vì chúng sử dụng năng lượng liên quan đến quá trình đốt cháy xăng làm nguồn năng lượng cung cấp cho các thiết bị hoạt động
Khí thải là các khí được tạo ra sau quá trình cháy của nhiên liệu hóa thạch và một lượng nhiên liệu thừa của quá trình cháy không hoàn toàn thoát ra từ động cơ Thử nghiệm khí thải thường được thực hiện với một đầu dò được đặt vào dòng khí thải Mỗi phương tiện di chuyển trên đường đều có những yêu cầu sạch nhất định mà nó cần phải đáp ứng Máy lấy mẫu khí thải, được gọi là máy phân tích khí, sử dụng để đo năm loại khí khác nhau là HC, NOX, O2, CO và CO2 Khí
HC, đề cập đến hydrocacbon, đơn giản là nhiên liệu chưa được cháy hết do nhiệt độ không đủ mà nó chỉ đi qua động cơ và thoát ra ngoài khí thải HC cũng được coi là một loại khí rất nguy hiểm khi tiếp xúc NOX dùng để chỉ các oxit của Nitơ Phát thải NOX cao thường xuất hiện khi không khí bị nén và được đốt cháy ở nhiệt độ cao có chứa nitơ CO và CO2 lần lượt là cacbon monoxit và cacbon đioxit Khí CO không mùi, không màu, không vị gây đau đầu và có thể gây tử vong do giữ lại O2 từ cơ thể người nếu nó tồn tại với số lượng lớn Trong khi đó CO2 có trong không khí với một lượng lớn góp phần gây ra hiện tượng hiệu ứng nhà kính và là lý do của sự nóng lên toàn cầu HC thường là vấn đề nguy hiểm nhất đối với động cơ đốt trong Các yếu tố có thể gây nên nồng độ HC cao như thời gian cháy chậm, bộ chuyển đổi xúc tác hoạt động không hiệu quả Tỷ lệ NOX thường ít hơn trên các động cơ có tỉ số nén cao hơn Tất cả các động cơ đều tạo ra NOX nhưng việc sử dụng van lưu hồi khí thải (EGR) sẽ làm mát buồng đốt và làm chậm tốc độ đốt cháy của động cơ, điều này làm giảm đáng kể lượng NOX thải ra trong không khí CO liên quan đến hiệu suất của quá trình cháy trong động cơ và cũng bị ảnh hưởng nhiều bởi tỷ lệ hòa khí của động cơ HC và NOX cho đến nay là những vấn đề lớn nhất cần được chú trọng nghiên cứu và cải thiện Hiện nay, bộ chuyển đổi xúc tác làm sạch phần lớn lượng khí thải nhưng chúng cần được thay thế khi bị hỏng hoặc mất tác dụng và lại gây ô nhiễm môi trường khi tiêu hủy Điều đó chứng minh việc giảm lượng khí thải động cơ là một yêu cầu thực tế ngay bây giờ Bên cạnh đó, việc tăng hiệu suất động cơ và tiết kiệm nhiên liệu cũng có ý nghĩa kinh tế rất lớn Có rất nhiều giải pháp để xử lý khí thải từ động cơ cũng như tiết kiệm được nhiên liệu như thiết kế lại buồng đốt, thiết kế hệ thống phun nhiên liệu, lắp thêm các bộ lọc, thêm xúc tác vào nhiên liệu,… Tuy nhiên đó là những giải pháp hết sức phức tạp, gần như đòi hỏi thay đổi toàn bộ hệ thống, gây tốn kém nhiều chi phí, không phù hợp với các nước đang phát triển Hiện nay phương pháp sử dụng khí điện phân hydrogen (HHO) để thêm vào hỗn hợp nhiên liệu đang là một hướng nghiên cứu mới phù hợp với xu hướng phát triển nghiên cứu trên toàn thế giới.
Tình hình nghiên cứu trong nước và thế giới
Hiện nay có rất nhiều phướng pháp để tạo ra khí hydro khác nhau nhưng có một cách để tạo ra hydro (H2) để giảm lượng khí thải động cơ CO2, HC, NOx đó chính là sử dụng phương pháp điện phân dung dịch Vì thực tế khi thực hiện đốt cháy nhiên liệu không cacbon chỉ tạo ra được nước sạch theo nghiên cứu của Baltacioglu MK và cộng sự, nghiên cứu của Arat H và cộng sự Khí Hydro có thể được tạo ra từ nhiều nguồn khác nhau như than đá, hóa chất và điện phân nước Trong đó quá trình điện phân nước là ít tốn chi phí và nhiên liệu nhất Hydro và oxi được tạo ra từ quá trình điện phân nước theo tỉ lệ 2:1 và được gọi là hydrogen
(HHO) Nhiều nghiên cứu khác nhau được thực hiện về điện phân để sản xuất hydro như phương pháp điện phân kiềm, điện phân dung dịch sử dụng màng trao đổi proton PEM, điện phân nước nhiệt độ cao và điện phân dung dịch Soda Baking, tuy nhiên chủ yếu hiện nay có một cách tuy đưa ra nồng độ hydro (H2) không cao bằng phương pháp điện phân dung dịch kiềm nhưng lại ít tốn nguồn chi phí nhiên liệu và không gây ra sự ăn mòn kim loại Vì thế, hiện nay đa phần các nghiên cứu tập trung vào điện phân dung dịch Soda Baking với mô hình HHO
“dry cell” sử dụng trên các động cơ xe ô tô, xe máy Về nguyên tắc, một giải pháp như vậy sẽ cải thiện hiệu suất và giảm phát thải động cơ nhưng phải trang bị thêm hệ thống nhiên liệu và bình chứa khí hydro (H2) Tuy nhiên, tích trữ loại nhiên liệu này gây ra nguy cơ cháy nổ rất cao bởi lượng khí hydro thoát ra bên ngoài do điện phân là rất lớn trong những trường hợp va chạm và rò rỉ khi lắp đặt Chính vì vậy, một bình điện phân được cấp nguồn từ ắc quy để cung cấp khí HHO trực tiếp vào đường ống nạp của động cơ bằng hệ thống lọc và đi qua van an toàn để chống cháy ngược
Các công trình nghiên cứu ứng dụng về điện phân đã rất phổ biến trên thế giới, đặc biệt là trong công nghiệp sản xuất hydro Tuy nhiên các nghiên cứu về ứng dụng điện phân tạo HHO vào động cơ đốt trong vẫn còn rất hạn chế, chủ yếu là các nghiên cứu ở nước ngoài, trong nước hầu như vẫn còn khá hạn chế Chính vì thế, đề tài này sẽ trình bày đầy đủ tổng quan các nghiên cứu của công nghệ điện phân nước và khả năng ứng dụng trên ô tô với mục đích là giảm khí phát thải, đặc biệt là khí HC.
Mục tiêu nghiên cứu
Với mục tiêu xây dựng được một hệ thống nhiên liệu phụ trợ cho xe máy, tính toán và tối ưu hóa hoạt động đảm bảo hệ thống tối ưu nhất Đồng thời, từ việc xây dựng hệ thống tiến hành chế tạo ra một bộ điện phân tạo khí HHO phụ trợ cho hệ thống nạp xe máy, đưa luồng khí vào trong động cơ đốt cháy sản phẩm chay sạch hơn và giảm thiểu được ô nhiễm môi trường Góp phần giảm thiếu được sức nặng về cạn kiệt tài nguyên dầu mỏ và khí đốt Góp phần vào công cuộc đổi mới nguồn năng lượng sạch và có giá thành thấp trong tương lai.
Đối tượng nghiên cứu
Quá trình điện phân nước thu HHO, bộ điều khiển điện phân
Hệ thống cung cấp HHO trên động cơ xăng
So sánh công suất động cơ trước và sau khi gắn bộ HHO
Tối ưu hóa bộ HHO
Giả thuyết nghiên cứu
Nhiên liệu khí hydro là một loại nhiên liệu thay thế có đặc tính phù hợp có thể sử dụng như một nhiên liệu thứ hai trên hệ thống nhiên liệu kép của động cơ xăng nhằm cải thiện hiệu suất động cơ và các thành phần khí thải hiện nay Trên hệ thống nhiên liệu kép này,khí hydro được sử dụng dưới dạng hỗn hợp HHO được cung cấp trực tiếp từ bình điện phân bằng nguồn năng lượng từ ắc quy và
IC sạc trên động cơ xe gắn máy Lưu lượng khí HHO được điều khiển bằng bộ điều khiển điện phân và được cung cấp vào buồng đốt, căn cứ vào công suất và điều kiện làm việc của động cơ để cung cấp lượng khí thích hợp, sau đó được đưa vào đường ống nạp trước cánh bướm ga Với các đặc tính cháy giúp triệt tiêu các sản phẩm cháy sót của động cơ xăng.
Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết và các tính toán: quá trình điện phân, đặc tính cháy của động cơ xăng, định lượng nhiên liệu của động cơ xăng
Nghiên cứu bộ điều khiển điện phân để kiểm soát lưu lượng khí HHO sinh ra và cung cấp cho động cơ
Nghiên cứu mô hình động cơ xe máy, tiến hành cung cấp phụ nhiên liệu vào động cơ, sau đó so sánh và đánh giá kết quả.
Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu, khảo sát hiệu suất của bộ điện phân Ngoài ra tham khảo một số bài báo khoa học để đưa ra giải pháp điện phân tối ưu nhất
Nghiên cứu ứng dụng phụ nhiên liệu là sản phẩm của quá trình điện phân nước vào động cơ xăng để đánh giá về công suất động cơ sau khi gắn bộ HHO
Phương pháp nghiên cứu
1.8.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Nghiên cứu lý thuyết, tính toán về quá trình điện phân
Nghiên cứu lý thuyết, tính toán định lượng về quá trình cháy của động cơ cũng như lượng khí thải sinh ra khi có và không có phụ nhiên liệu HHO
Lấy dữ liệu, đưa ra đồ thị so sánh sự khác nhau giữa có và không có phụ nhiên liệu HHO
Cung cấp phụ nhiên liệu HHO vào đường ống nạp trước cánh bướm ga
1.8.3 Phương pháp khảo sát thực nghiệm
Khảo sát các biểu đồ công suất, momen, tốc độ vòng quay với các mức điện áp khác nhau
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Khả năng ứng dụng nhiên liệu hydro làm nhiên liệu phụ cho động cơ đốt trong
Nhiên liệu khí hydro có thể sử dụng dưới dạng hòa trộn với xăng bằng nhiều phương pháp kỹ thuật của hệ thống nhiên liệu kép tối ưu hiện nay
Hydro có thể sản xuất từ nhiều nguồn khác nhau như khí thiên nhiên, dầu, than đá và phương pháp điện phân nước và dung dịch Trong các phương pháp kể trên, phương pháp điện phân nước cho chi phí thấp nhất Phương pháp ứng dụng điện phân nước đang rất được chú ý do ứng dụng nguồn năng lượng tái tạo và đó là một công nghệ sạch với chi phí thấp hiện nay Nhiên liệu hydro có tốc độ cháy nhanh hơn xăng và nhờ đó cải thiện khả năng phản hồi của động cơ đốt trong Đồng thời khi động cơ có sự hỗ trợ của nhiên liệu hydro sẽ giúp quá trình cháy diễn ra nhanh và sạch hơn, giảm được lượng khí thải thoát ra bên ngoài
2.1.1.Tính chất lý hóa nhiên liệu hydro
Tính chất vật lý của hydro
Hydro được nhà khoa học người Anh G Cavendish mô tả lần đầu tiên vào năm
1766 Ở điều kiện thường, hiđro là chất khí không màu, không mùi, không vị Trong tự nhiên, ở trạng thái tự do, nó ở dạng phân tử H 2 Năng lượng phân ly của phân tử H 2 là 4,776 eV; thế ion hóa của nguyên tử hiđrô là 13,595 eV Hydro là chất nhẹ nhất từng được biết đến, ở 0°C và 0,1 MPa 0,0899 kg/m^3; điểm sôi - 252,6 ° C, điểm nóng chảy -259,1 ° C; thông số tới hạn: t -240 ° C, áp suất 1,28 MPa, tỷ trọng 31,2 kg/m^3 Dẫn nhiệt mạnh nhất trong tất cả các chất khí là 0,174 W/(m.K) ở 0°C và 1 MPa, nhiệt dung riêng là 14,208 10^3 J (kg.K)
Tính chất hóa học của hydro
Hydro lỏng rất nhẹ (tỷ trọng ở -253 ° C là 70,8 kg/ m^3;) và chất lỏng (ở -
253 ° C, nó là 13,8 cP) Trong hầu hết các hợp chất, hiđro thể hiện trạng thái oxi hóa +1 (tương tự với kim loại kiềm), ít hơn -1 (tương tự với hiđrua kim loại) Ở điều kiện thường, hydro phân tử không hoạt động; độ hòa tan trong nước ở 20°C và 1 MPa 0,0182 ml/g; hòa tan tốt trong kim loại - Ni, Pt, Pd, Tạo thành nước với oxy với tỏa nhiệt 143,3 MJ/kg (ở 25°C và 0,1 MPa); ở 550°C trở lên, phản ứng kèm theo một vụ nổ Khi tương tác với flo và clo, các phản ứng cũng đi kèm với một vụ nổ Các hợp chất hiđro chính: : H 2 O, amoniac NH 3 , hiđro sunfua H 2 S,
CH 4 , hiđrua kim loại và halogen HBr, Hl, cũng như các hợp chất hữu cơ C 2 H 4 , HCHO,…
Hình 2.1: Tính chất của các nhiên liệu
Trong hỗn hợp hòa khí có HHO, tỉ lệ hòa khí được tính theo công thức 2.1 λ = m a m g AFR gst +m HHO AFR HHOst (2.1) Trong đó:
+ ṁa là khối lượng không khí vào xylanh trong 1 giây
+ mg là khối lượng xăng phun vào xylanh trong 1 giây
+ mHHO là khối lượng hydro phun vào xylanh trong 1 giây
+AFRgst là tỉ lệ không khí/nhiên liệu lý tưởng của xăng
+AFRHHOst là tỉ lệ không khí/nhiên liệu lí tưởng của HHO
Trong phương trình cháy của HHO trong xylanh động cơ chỉ sinh ra nước và HHO tự cháy cân bằng mà không ảnh hưởng tới lượng khí nạp Do đó, AFRHHOst =0, dẫn đến tỉ lệ hòa khí của hỗn hợp nhiên liệu kép HHO-xăng là: λ = m a m g AFR gst (2.2)
Phương trình (2.2) là tỉ lệ của hệ thống nhiên liệu xăng Điều đó có nghĩa là khi thêm HHO vào xylanh, tỉ lệ hòa khí trong hỗn hợp vẫn không thay đổi so với động có xăng nguyên thủy và hệ thống điều khiển nhiên liệu không cần điều chỉnh tỉ lệ này Đây là điểm thuận lợi cho việc thiết kế hệ thống nhiên liệu kép hydro-xăng sử dụng nhiên liệu HHO trên động cơ sử dụng xăng truyền thống
2.1.2 Đánh giá về khả năng ứng dụng nhiên liệu hydro qua tính chất của nhiên liệu
Nhiên liệu hydro có giới hạn cháy lớn điều đó sẽ mở rộng giới hạn cháy nghèo cho động cơ sử dụng nhiên liệu kép hydro-xăng Đặc tính này còn cho khả năng giảm tiêu hao nhiên liệu khi thêm hydro vào xăng
Hình 2.2: Những ứng dụng quan trọng của khí Hydro
Tốc độ cháy của nhiên liệu hydro khá cao so với xăng (gấp 4,4 lần) giúp hỗn hợp cháy nhanh hơn khi có mặt hydro Việc quá trình cháy diễn ra giúp giảm lượng nhiệt hao phí tổn thất qua thành xylanh, qua đó giúp tăng được hiệu suất đối với ứng dụng hydro thêm vào xăng bằng phương pháp nhiên liệu kép Bên cạnh đó các đặc tính khác như: nhiệt trị cao, nhiệt độ cháy cao cũng góp phần tăng hiệu suất của động cơ
Các tính chất của khí hydro về tốc độ cháy cao, khả năng cháy nghèo có thể ảnh hưởng tích cực đến các thành phần khí thải từ động cơ, nhưng cũng có thể ảnh hưởng tiêu cực đến phát thải NOx
Bên cạnh các ưu điểm, các tính chất kể trên có khả năng ảnh hưởng tiêu cực đến quá trình kích nổ vì liên quan đến sự gia tăng nhiệt độ và áp suất buồng đốt cục bộ trên động cơ sử dụng nhiên liệu kép hydro-xăng vì tốc độ cháy của hydro và xăng không đồng đều Tuy nhiên, hiện nay trên thế giới chưa có các nghiên cứu chuyên sâu về mặt này
Hai kiểu hệ thống nhiên liệu kép hydro-xăng được ứng dụng đó là: hệ thống nạp hydro sau cánh bướm ga trên động cơ sử dụng bộ chế hòa khí và hệ thống phun nhiên liệu hydro trên đường nạp
2.1.3 Điều chế hydro bằng phương pháp điện phân nước
Hydro được tạo ra từ quá trình điện phân nước, và được gọi là Hydroxy (HHO), nhiều nghiên cứu khác nhau được thực hiện về điện phân để sản xuất hydro như phương pháp điện phân kiềm, điện phân sử dụng màng trao đổi proton PEM và điện phân nước nhiệt độ cao, tuy nhiên chủ yếu tập trung vào điện phân dung dịch Soda Baking với mô hình HHO sử dụng trên các phương tiện xe máy - đây cũng là phương pháp sản xuất Hydroxy trong bài báo cáo này
Hình 2.3: Quá trình điều chế Hydro từ điện phân nước
Trong phương pháp điện phân dung dịch Soda Baking, nước được điện phân bởi nguồn điện một chiều với hai điện cực (hoặc các tấm điện cực, được làm từ các kim loại trơ như bạch kim, thép không gỉ…) đặt trong nước (môi trường H+ với dung dịch thường là Soda Baking) Khí H2 sẽ xuất hiện ở điện cực âm (do sự hút ion H+ ở cực tích điện electron) và O2 sẽ xuất hiện ở cực dương (do sự hút ion O2- ở cực tích điện proton) Giả sử hiệu quả là lý tưởng, số lượng hydro tạo ra sẽ gấp đôi lượng oxi, và cả hai đều tỷ lệ thuận với tổng lượng điện được thực hiện bởi dung dịch Tuy nhiên, có nhiều phản ứng phụ sẽ xảy ra, dẫn đến các sản phẩm khác nhau và ít hơn so với kết quả lý tưởng
Khối lượng HHO thu về được tính theo công thức Faraday: m = A.I tb t n.F (2.3)
+ m[gram] khối lượng chất giải phóng ở điện cực
+ A khối lượng mol nguyên tử của chất thu được ở điện cực
+ n số electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận
+ I[A] cường độ dòng điện trung bình của ắc quy
+ F: hằng số Faraday là điện tích của 1 mol electron hay điện lượng cần thiết để 1 mol electron chuyển dời trong mạch ở cathode hoặc ở anode (F = 1,602.10 -19 6,022.10 23 ≈ 96500 C.mol -1 ).
Cơ sở lý thuyết về định lượng nhiên liệu và quá trình cháy của động cơ xăng
Lưu lượng khí nạp được tính theo phương pháp tốc độ tỉ trọng Trong phương pháp này, lưu lượng khối lượng khí nạp được xác định dựa trên các biến số áp suất và nhiệt độ của không khí, tốc độ động cơ và hiệu suất nạp m a = [( n
+ D[m 3 ] là dung tích xylanh η v là hiệu suất nạp
+ ṁ a [Kg/s] là lưu lượng khối lượng không khí
+ n[RPM] là tốc độ động cơ ṁ EGR [m 3 /s] là lưu lượng khối lượng khí thải lưu hồi
+ d 0 [Kg/m 3 ], p 0 [Atm], T 0 [F] lần lượt là mật độ, áp suất, nhiệt độ không khí tại điều kiện chuẩn
+ p[Atm], T[F], lần lược là áp suất, nhiệt độ không khí tại điều kiện thực tế
Hiệu suất nạp của động cơ là đại lượng phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố và điều kiện hoạt động và được xác định bởi công thức (2.5) η v = 1 ε−1 T k
+ ε là tỉ số nén của động cơ
+ Pk[Atm] áp suất khí nạp trước xupap nạp
+ Tk[F]nhiệt độ khí nạp trước xupap nạp
+ Pa[Atm]áp suất cuối quá trình nạp
+ ΔT[F] độ tăng nhiệt độ khí nạp mới
+ λ2 hệ số quét buồng cháy
+ λt hệ số hiệu đính tỷ nhiệt
+ Pr[Atm]áp suất khí sót M chỉ số giãn nở đa biến trung bình
Lượng nhiên liệu phun vào động cơ được tính toán thông qua tỉ lệ hòa khí AFR và chế độ hoạt động của động cơ
T (AFR) dm (2.7) Đối với động cơ không trang bị hệ thống luân hồi khí thải: m f = [( n
T (AFR) dm (2.8) Đây là phương trình xác định lưu lượng nhiên liệu trên động cơ xăng truyền thống
2.2.2 Quá trình cháy trong động cơ Áp dụng định luật nhiệt động học thứ nhất để khảo sát một lượng môi chất m đi qua hệ thống Hóa năng tỏa ra do quá trình cháy trong động cơ được tính theo biểu thức:
+ m là khối lượng môi chất
+ n i là số mol của môi chất i trong một đơn vị khối lượng của môi chất công tác
+ ∆h̃ 0 f,i enthalpi hình thành của môi chất i trong môi trường TA và áp suất p 0
Công cực đại của động cơ có thể rút ra được thông qua áp dụng Định luật nhiệt động học thứ hai cho hệ thống hở như Hình 2.4 Nhiên liệu được xem là đồng nhất và gọi chung là môi chất m Xét lượng môi chất m đi qua hệ thống
+ ∆Wu: là công có ích truyền cho bên ngoài
+ ∆W: công trao đổi quá trình cháy đẳng áp
+ ∆Q: nhiệt lượng trao đổi quá trình cháy đẳng áp
+ QHV: Nhiệt trị của nhiên liệu
Hình 2.4: Hệ thống hở dùng để khảo sát động cơ đốt trong
Vì sự truyền nhiệt ∆Q chỉ xay ra đối với môi trường không khí ở nhiêt độ
TA, định luật nhiệt động học thứ hai có thể viết:
Kết hợp (2.6) và (2.7) ta có:
∆W u ≤ −(∆H − T A ∆S) (2.12) Thông thường p0 = pA và TD – TA Công cực đại nhận được khi pC = pA và
TC =TA trong điều kiện đó:
+ G = H - TS gọi là năng lượng tự do Gibbs
+ (∆G) T A P A , là độ tăng năng lương Gibbs trong phản ứng của hỗn hợp nhiên liệu không khí điều kiện nhiệt độ TA và áp suất pA Giá trị -(∆G) T A P A , η sẽ cực đại khi sự cháy diễn ra hoàn toàn
Hiệu suất của chu trình công tác được đánh giá bằng tỉ số giữa công thực tế nhận được và công cực đại (2.14), tỉ số này còn gọi là hiệu suất biến đổi thực tế: η a = ∆W
+ η a là hiệu suất của quá trình công tác
+ Đại lượng (∆G) T A P A đối với nhiên liệu thực tế rất khó xác định Thông thường chỉ có đại lượng (∆h) T A được xác định bằng cách đo đạc
Trong các phản ứng trên đây, H2O ở dạng hơi Đối với các hydrocarbon thông thường ∆h°298 và ∆g°298 rất gần nhau vì ở 298°K, ∆S ≪ ∆H
T Đối với loại nhiên liệu thực tế - ∆h°298 được đo trực tiếp và tính bằng tích số giữa nhiệt trị của nhiên liệu và khối lượng nhiên liệu được đốt cháy, nên có thể định nghĩa công riêng phần bởi biểu thức sau đây:
Wc = ηf.mf.QLHV (2.16) Trong đó:
+ Wc là công riêng phần (công tương ứng với lượng nhiên liệu mf)
+ hf là hiệu suất biến đổi nhiên liệu
+ mf là lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình
+\QLHV là nhiệt trị thấp của nhiên liệu Đối với các nhiên liệu hydrocarbon Δh°≈Δg° nên công riêng phần trong biến đổi nhiên liệu và công riêng phần trong biến đổi thực tế xấp xỉ bằng nhau.
Cơ sở lý thuyết của quá trình điện phân
Điện phân nước có chứa dung dịch soda baking:
Mô tả: Hai điện cực kim loại được nhúng vào chất điện phân đã được pha lỏng Nồng độ dung dịch điện phân thường lên đến 40% trọng lượng nước để cung cấp độ dẫn điện tối đa và nhiệt độ lên đến 90 0 C
Hình 2.5: Mô tả quá trình điện phân
Quá trình điện phân khử nước xảy ra ở cực âm cathode:
2H2O + 2e - → H2 + 2OH − Quá trình oxy hóa các ion xảy ra ở cực dương anode:
2H2O → O2 + 4H + + 4e - Chỉ có nước được tiêu thụ trong suốt quá trình và do đó nước phải được cung cấp cho tế bào để cung cấp cho phản ứng và duy trì nồng độ của chất điện giải ở giá trị tối ưu Ở nhiệt độ hoạt động thông thường (60-80 0 C), hơi nước và các vết của chất điện giải cũng được các sản phẩm khí mang đi Trên cơ sở khô, độ tinh khiết của hydro thường là 99,9%
Về mặt kém tích cực, khi ở áp suất cao, các khí sản phẩm có khả năng trộn lẫn vào nhau gây cháy nổ Chất lượng của hydro (và oxy) khá thấp (hydro chứa các tạp chất của oxy, hơi nước với kiềm) và độ tinh khiết của hydro cao hơn đòi hỏi các bước tinh chế bổ sung
Đồ thị biểu diễn khả năng điện phân dung dịch NaHCO3
Khả năng điện phân của phân tử được thể hiện qua đường cong phân cực của phân tử điện phân trong dung dịch NaHCO3:
Hình 2.6: Đồ thị biểu diễn khả năng điện phân dung dịch NaHCO3
Tính toán lưu lượng HHO 17 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PHỤ NHIÊN LIỆU HHO VÀO ĐỘNG CƠ
Dòng điện thu được cho qua bình điện phân và quá trình điện phân HHO tuân thủ định luật Faraday Khối lượng HHO thu được tính theo công thức: m = (Q
+ m[Kg] là khối lượng của chất bị phân ly
+ Q[C]là điện lượng chuyển qua chất điện phân
+ F,485 [C/mol] là hằng số Faraday
+ M là khối lượng mol của chất tham gia điện phân + z là số đương lượng của các ion của chất điện phân
Thông lượng điện Q theo thời gian t với dòng điện Itb là:
Q = Itb* t Khối lượng HHO thu được theo định luật Faraday với hiệu suất ƞf trong một khoảng thời gian t dòng điện Itb là: m HHO = η f M Q
Vì bản thân của nước không thể điện ly nên phản ứng xảy ra cần được pha thêm chất xúc tác Dung dịch nước pha với bột Soda Banking sử dụng để điện phân nhằm tăng nồng độ OH- thay vì sử dụng dung dịch kiềm để tránh xảy ra hiện tượng oxi hóa Chính vì thế trong hỗn hợp dung dịch tồn tại nhiều ion và tổn thất một dòng điện Dòng điện tổn thất này phụ thuộc vào nồng độ xúc tác, nhiệt độ làm việc và lượng điện áp đặt vào hai bản cực Từ đó để kiểm soát khối lượng HHO sinh ra
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PHỤ NHIÊN LIỆU HHO VÀO ĐỘNG CƠ XE
Mô hình ứng dụng phụ nhiên liệu HHO
Mô hình cung cấp phụ nhiên liệu HHO cho động cơ xăng sử dụng bộ chế hoà khí được thiết kế ngõ nạp của hydro theo phương vuông góc với đường ống nạp phía trước cánh bướm ga nhằm mục đích nâng cao hiệu suất nhiệt của động cơ Nhiên liệu hydro được piston hút vào động cơ dựa trên sự chênh lệch áp suất phía đường ống nạp khí hydro Cần lưu ý vấn đề an toàn khi sản xuất và lưu trữ hydro nên trong mô hình này không dùng bình lưu trữ hydro mà toàn bộ lượng HHO sinh ra được đưa hết vào động cơ trước cánh bướm ga tại mọi điều kiện công tác
- Ưu điểm chính của mô hình này là tính đơn giản, cung cấp khí hydro trực tiếp vào đường ống nạp trước bướm ga, thiết kế nhỏ gọn và sinh ra được lượng khí hydro lớn cung cấp đủ cho động cơ
- Nhược điểm là trong quá trình thực hiện điện phân sinh ra khí hydro dễ xảy ra hiện tượng cháy nổ
Hỗn hợp khí HHO sau khi được sinh ra từ bộ điện phân được kiểm soát bởi mạch điều khiển, sau đó sẽ đi qua bình nước phụ đóng vai trò là van một chiều và đi vào trong đường ống nạp theo phương vuông góc trước cánh bướm ga Lượng khí HHO được thay đổi dựa trên dòng điện bằng cách sử dụng mạch điều khiển xung PWM thông qua Arduino nhằm đảm bảo bộ điện phân hoạt động ổn định trong mọi điều kiện
Hình 3.1: Mô hình thiết kế hệ thống phụ nhiên liệu vào động cơ xe máy
Tính toán lưu lượng HHO cần thiết trên động cơ xe gắn máy
Thông lượng điện Q theo thời gian t với dòng điện Itb là:
Khối lượng HHO thu được theo định luật Faraday với hiệu suất ηf trong một khoảng thời gian t với dòng điện Itb là: mHHO = η f M.Q
+ mHHO là khối lượng HHO sinh ra
+ηf là hiệu suất điện phân (ηf = 50 ÷ 60%)
Lưu lượng nhiên liệu cấp vào động cơ là tổng hợp từ xăng và HHO Do đó lưu lượng nhiên liệu được viết: mf = mg + mHHO (3.3)
Trong đó: mg và mHHO được thiết lập ở (2.7) và (2.8) m f = [( n
T (AFR) dm Đối với động cơ không trang bị hệ thống luân hồi khí thải: m f = [( n
T (AFR) dm Xét trường hợp khi xe được vận hành trên đường, công suất động cơ được xác định bởi tín hiệu bàn đạp chân ga của lái xe Với động cơ trang bị hệ thống phụ nhiên liệu HHO, công suất của động cơ là công suất tổng hợp từ việc đốt cháy hai thành phần nhiên liệu là HHO và xăng:
+ P là công suất động cơ
+ Pcg là công suất riêng phần của xăng
+ PcHHO là công suất riêng phần của HHO
Ta có, công suất riêng phần của xăng và HHO như sau:
WcHHO = ηHHO.mHHO Q LHV HHO (3.6) Trong đó:
+ Wcg là công riêng phần của xăng
+ ηg là hiệu suất biến đổi nhiên liệu của xăng
+ mg là khối lượng nhiên liệu xăng
+ QLHV là nhiệt trị thấp của xăng
+ WcHHO là công riêng phần của HHO
+ mHHO là khối lượng của HHO
+ ηHHO là hiệu suất biến đổi nhiên liệu của HHO
+ QLHV là nhiệt trị thấp của HHO
WcHHO/m = ηHHO.Q LHV HHO (3.8) Đặt k là tỉ số giữa công riêng của HHO với công riêng của xăng, ta có: k = η HHO Q LHVHHO η g Q LHVg (3.9)
Vì quá trình cháy diễn ra đồng thời cùng các điều kiện cháy nên có thể xem hiệu suất của quá trình cháy xăng và HHO là như nhau ηg = ηHHO = ηf và gọi là hiệu suất cháy Do đó, k cũng có thể gọi là tỉ số giữa nhiệt trị thấp của HHO và xăng
Dựa vào Hình 2.1 ta có: k = 120,9
Biểu thức trên được hiểu là công sinh ra trên một đơn vị khối lượng HHO bằng k lần công sinh ra trên một đơn vị khối lượng của xăng Công tổng hợp của hai thành phần là:
P = ηg.mg.Q LHV g + ηHHO.mHHO.Q LHV HHO (3.12) Tham khảo (3.10), ta có:
P = ηg.Q LHV g (mg + k.mHHO) (3.13) Phương trình trên công suất động cơ được tính toán trên nhiệt trị thấp của xăng, lưu lượng khối lượng xăng và lưu lượng khối lượng HHO với hệ số quy đổi k
Trong đó về mặt điều khiển động cơ, công suất động cơ P được xem là công suất yêu cầu Pdm của chân ga do lái xe điều khiển (P = Pdm) Hệ thống nhiên liệu cần đáp ứng yêu cầu công suất của lái xe Để đáp ứng yêu cầu công suất, hệ thống cần xác định các biến số mg và mHHO
Kết hợp (2.7) và (3.2) vào (3.13) ta có được:
Tham khảo (2.4) và (2.5), ta có:
Khối lượng HHO theo công thức hóa học: m HHO = n HHO M HHO
Mà theo định luật Faraday: m HHO = n HHO M HHO = η f I tb t
Do đó: m HHO max = (Pdmmax - nmax
Hệ thống điều chế HHO
Như đã đề cập ở Chương 2 về các công nghệ điện phân nước như điện phân công nghệ màng lọc proton PEM, điện phân nước nhiệt độ cao… Tuy nhiên so về tính kinh tế và tính khả thi thì ta chọn phương án điều chế HHO bằng thiết bị điện phân trong dung dịch soda baking Thiết bị này gồm 40 tấm thép không gỉ được lắp ghép xen kẽ nhau Thiết bị này không có màng ngăn và thu trực tiếp HHO Các tấm kim loại này được nối với các điện cực được lấy nguồn điện từ ắc quy trên xe máy hoặc pin Platinumvà được điều khiển bởi mạch điều khiển Dung dịch điện ly thường được sử dụng với nồng độ dung dịch điện phân lên đến 40% trọng lượng nước để cung cấp độ dẫn điện tối đa và nhiệt độ lên đến 900C Sau đây sẽ là những cấu tạo và nguyên lý cụ thể của các bộ phận trong hệ thống điều chế HHO
Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của hệ thống:
Cấu tạo bộ điện phân bao gồm các tấm inox 30x70x1 mm, các thanh ren inox ngang dùng để liên kết các tấm inox và dẫn điện, các miếng nhựa cách điện giữa 2 tấm cực Tất cả tạo thành một khối và để trong hộp kín được gia công từ các tấm inox dày 1mm ngâm dung dịch điện phân
Các tấm thép được ngâm trong bình chứa chất điện phân nhận điện áp Ở tấm nhận điện tích dương, xuất hiện các lỗ trống ở bề mặt và áp lực với các electron trong phân tử nước, đồng thời ở các tấm nhận điện tích âm các electron tự do ở bề mặt tấm và có xu hướng được hút bởi các ion H + , do đó ở cực dương có khả năng phân tách phân tử nước để nhận electron và xảy ra phản ứng oxy hóa, cực âm giải phóng các electron tự do kết hợp với H + để tạo thành phản ứng khử
XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP VÀ MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM
Xây dựng phương pháp thực nghiệm
• Xuất dữ liệu, đồ thị về công suất, tốc độ động cơ, momen xoắn thông qua phần mềm Labview.
• Xuất dữ liệu về công suất, tốc độ động cơ, momen xoắn thông qua phần mềm Labview.
• Thử nghiệm lần lượt dòng điện đưa vào bộ điện phân ở các mức 1 ~ 5A Xuất ra dữ liệu, đồ thị về công suất, tốc độ động cơ, momen xoắn. Đánh giá thông qua các dữ liệu đã thu thập
So sánh các biểu đồ có HHO và không có HHO tương ứng với từng dòng điện để chọn ra dòng điện tối ưu cho từng dải tốc độ động cơ.
Tiến hành ghi lại các thông số bộ điện phân ở mức tối ưu cho động cơ ở từng dải tốc độ khác nhau.
Lập trình bộ điều khiển và ứng dụng.
Khái quát về các thành phần cấu tạo nên mô hình
Arduino UNO là một bảng vi điều khiển dựa trên ATmega328P Nó có 14 chân đầu vào/đầu ra kỹ thuật số (trong đó 6 chân có thể được sử dụng làm đầu ra PWM), 6 đầu vào tương tự, bộ cộng hưởng gốm 16 MHz (CSTCE16M0V53-R0), kết nối USB, giắc cắm nguồn, tiêu đề ICSP và nút đặt lại Nó chứa mọi thứ cần thiết để hỗ trợ vi điều khiển chỉ cần kết nối nó với máy tính bằng cáp USB hoặc cấp nguồn bằng bộ chuyển đổi AC-to-DC hoặc pin để bắt đầu chip cho một vài đô la và bắt đầu lại từ đầu
"Uno" có nghĩa là một trong tiếng Ý và được chọn để đánh dấu việc phát hành Phần mềm Arduino (IDE) 1.0 Bảng Uno và phiên bản 1.0 của Phần mềm Arduino
(IDE) là phiên bản tham chiếu của Arduino, hiện đã phát triển lên các bản phát hành mới hơn Bảng Uno là bảng đầu tiên trong một loạt các bảng Arduino USB và là mô hình tham chiếu cho nền tảng Arduino để biết danh sách mở rộng các bảng hiện tại, quá khứ hoặc lỗi thời, hãy xem chỉ mục Arduino của bảng
+ Điện áp cấp nguồn jack 5.5mm: 7 ~ 12V
+ Số chân tín hiệu PWM: 6
+ Số chân tín hiệu Analog: 6
+ Dòng điện hoatk động mỗi chân: 20 mA
+ Dung lượng bộ nhớ: 32 KB (ATmega328P)
+ Tốc độ xử lý: 16 MHz
Là vi điều khiển của hệ thống HHO, điều khiển các bộ phận chấp hành của hệ thống HHO
4.2.2 Mạch điều khiển động cơ DC BTS7960
Hình 4.3: Mạch điều khiển động cơ DC BTS7960
Mô-đun điều khiển động cơ DC BTS7960 43A có khả năng điều khiển 1 động cơ DC, sử dụng IC điều khiển động cơ với công suất tối đa lên đến 43A Ngoài ra, mô-đun được thiết kế thêm IC 74HC244 chuyển mức tín hiệu giúp kết nối an toàn với vi điều khiển khi sử dụng
+ Dòng điện chịu tải: 43A với tải thuần trở hoặc 15A với tải động cơ
+ Tín hiệu điều khiển: 3.3 ~ 5VDC
+ Tần số điều khiển: 0 - 25 KHz
+ VCC: Nguồn tạo mức logic điều khiển (3.3~5VDC)
+ R_EN = 0: Disable nửa cầu H phải R_EN = 1: Enable nửa cầu H phải + L_EN = 0: Disable nửa cầu H trái L_EN = 1: Enable nửa cầu H trái + RPWM và LPWM: Chân điều khiển đảo chiều và tốc độ động cơ + RPWM = 1 và LPWM = 0: Mô tơ quay thuận
+ RPWM = 0 và LPWM = 1: Mô tơ quay nghịch
+ RPWM = 1 và LPWM = 1 hoặc RPWM = 0 và LPWM = 0: Dừng + R_IS và L_IS: kết hợp với điện trở để giới hạn dòng qua cầu H
Hình 4.4: Sơ đồ chân nguồn của DC BTS7960
Mô-đun BTS 7960 thông qua tín hiệu điều khiển của Arduino UNO để diều khiển dòng điện đến bộ điện phân
Hình 4.5: Mạch nguồn hạ áp 5V 3A
Mạch nguồn hạ áp là mô-đun chuyển đổi nguồn điện DC sang DC giúp giảm điện áp đầu vào từ 6 ~ 24V xuống mức điện áp đầu ra 5V
Cung cấp điện 5VDC cho vi điều khiển và bơm nước hệ thống HHO
4.2.4 Động cơ bơm nước mini 3 ~ 5V 4.6W
+ Điện áp cung cấp: 3 ~ 5 VDC
+ Phạm vi áp suất: 400 ~ 650mmhg
Chức năng: Động cơ bơm nước mini 3-5V, 4.6W dùng để ứng dụng cho bơm dung dịch điện phân trong mô hình
4.2.5 Modun 1 relay opto cách ly 12V - 30A
Mô-đun 1 Relay cách ly 12V 30A được điều khiển với opto cách ly nhỏ gọn, mô-đun có điều khiển cách ly giúp cho việc sử dụng trở nên an toàn với bo mạch điều khiển, mô-đun được sử dụng để đóng, mở nguồn điện AC hoặc DC với dòng cực đại 30A Mô-đun thích hợp với đóng ngắt các thiết bị có tải lớnnhuw động cơ điện AC, DC, đèn,… Mô-đun có thể chọn điều khiển kích mức cao/thấp bằng Jumper
+ Điện áp hoạt động: 12 VDC
Chức năng: Đóng/ ngắt hệ thống HHO
4.2.6 Đồng hồ đo dòng áp DC
Hình 4.8: Đồng hồ đo áp, dòng điện DC
+ Nguồn điện hoạt động: 8~ 24VDC
+ Khoảng đo điện áp: 0 ~ 100VDC
+ Tốc độ lấy mẫu: 100ms
+ Màn hình hiển thị: LED 7 đoạn 0.28" (màu đỏ hiển thị điện áp, màu xanh dương hiển thị dòng điện.)
+ Nhiệt độ hoạt động: -15 ~ 70 độ C
4.2.7 Mô-đun Relay 12VDC 1 Kênh H/L
Hình 4.9: Mô-đun Relay 12VDC 1 Kênh H/L
+ Tải tối đa mô-đun relay: AC 250V / 10A, DC 30V / 10A
+ Nhiệt độ hoạt động: -15 ~ 70 độ C
Mô-đun relay 12V 10A có chức năng đóng cắt bơm dung dịch điện phân
4.2.8 Bộ điều khiển dòng điện DC
Hình 4.10: Bộ điều khiển dòng điện
+ Điện áp hoạt động: 6 ~ 24VDC
Chức năng: Điều chỉnh cường dộ dòng điện đưa vào hệ thống HHO để thử nghệm đề tài
Cảm biến từ Hall 5002C là cảm biến loại NPN với cách thức hoạt động là phát hiện từ trường của nam châm với khoảng cách phát hiện từ 0 – 10mm, ngõ ra NPN tần số đáp ứng 320Mhz Cảm biến được ứng dụng nhiều vào các chi tiết máy móc sản xuất, robot để làm các chức năng như: tránh va chạm, đo tốc độ vòng quay,
Hình 4.11: Cảm biến từ Hall NJK – 5002C PNP
Model: NJK-5002C NPN Điện áp: 5 – 30VDC
Tín hiệu phát hiện: nam châm
Khoảng cách phát hiện: 0 – 10mm
Tần số đáp ứng: 320mhz
Ký hiệu của màu dây:
Chức năng: Đo tốc độ động cơ.
Khái quát về các thành phần cấu tạo nên mô hình (Phần cứng)
Hình 4.12: Động cơ xăng 110 Cm3
+ Loại động cơ: 4 kỳ, 1 xy lanh và làm mát bằng không khí
+ Công suất tối đa: 6,12kW/10000rpm
+ Mức tiêu thụ nhiên liệu: 1,9L/100km
+ Dung tích xy lanh: 109,1cm 3
Chức năng Động cơ xe máy 110 cc là động cơ được thực nghiệm trong mô hình
4.3.2 Thiết bị đo tải và bộ điều khiển tải
Hình 4.13: Thiết bị tạo tải sử dụng li hợp từ
Hình 4.14: Bộ điều khiển tải
Ly hợp từ khi được cấp điện sẽ tạo một lực cản, từ đó tạo ra lực tác dụng lên cánh tay đòn, lực này tác dụng lực lên cảm biến loadcell Thông qua lực loadcell đo được và tốc độ động cơ, hệ thống sẽ cho phép tính toán được công suất đầu ra và moment xoắn của động cơ
Ưu điểm của thiết bị tạo tải này so với các thiết bị tạo tải khác
Bộ tạo tải ly hợ từ là bô tạo tải dễ tìm kiếm, dễ thực hiện, việc đặt tải hay loại bỏ tải lên động cơ có thể được thực hiện nhanh và dễ dàng bằng cách thay đổi điện áp Nó thích hợp cho các công việc liên qua đến thử nghiệm các loại động cơ điện, xe máy có tốc độ trung bình cao và công suất vừa phải Ngoài ra, thiết bị tạo tải ly hợp từ có thể tạo ra các điều kiện thử nghiệm khác nhau bằng cách thay đổi điện áp lên ly hợp từ Bên cạnh đó, ly hợp từ cũng cho ra tải ổn định, điều đó cho phép việc tính toán công suất đầu ra và moment xoắn chính xác hơn Và một điểm cuối cùng là loại thiết bị tạo tải này sử dụng dễ dàng hơn nhiều so với các loại thiết bị tạo tải khác, từ đó cho phép vận dụng trong phạm vi nghiên cứu của đồ án
+ Nguồn cấp cho thiết bị: 12VDC
+ Nguồn ra ly hợp từ: 12-90VDC
Kết nối thiết bị tạo tải với các thiết bị khác
+ Kết nối cơ khí: Kết nối trục của thiết bị tạo tải với trục khuỷu đông cơ xe máy bằng khớp nối mềm
Hình 4.15: Cảm biến nối trục với thiết bị tạo tải với động cơ xe máy
+ Kết nối điều khiển: Cấp nguồn điều khiển cho thiết bị tạo tải qua chân OUT+ và OUT
Hình 4.16: Khớp nối mềm trên mô hình
Hình 4.17: Thiết kế mặt cắt khớp nối mềm
Tên thông số Độ lớn Đơn vị
Tốc độ 10000 (max) r/min Đường kính lỗ khoan 10(min) – 32(max) mm
Khối lượng 1,1 kg Để đảm bảo độ bền khớp nối, khớp nối nên được kiểm tra thường xuyên, 2 trục nối cần được lắp đặt chính xác để hạn chế 2 trục không bị lệch quá nhiều Đồng thời kiểm tra và siết lại các bu long kết nối, hạn chế tình trạng ốc bị tự thóa trong quá trình thử nghiệm
Nối trục động cơ với bộ đo tải
Bộ điện phân được cấu tạo bởi các tấm điện cực xếp song song với nhau Ở mỗi tấm điện cực sẽ có cực âm (Cathode) và cực dương (Anode)
+ Vỏ bộ điện phân được làm bằng inox 304 Kích thước 100x80x100 mm, có ống xả đường kính 10mm Nắp bộ điện phân làm bằng mica trong suốt dày 10mm
+ Các điện cực điện phân làm từ inox 304 Kích thước 3x70mm, gồm có 20 bản điện cực dương và 20 bản điện cực dương
4.3.5 Phần khung băng thử công suất động cơ xe máy
Phần khung băng thử rất quan trọng, đảm bảo quá trình thử nghiệm diễn ra ổn định, vì thế, phần khung được làm từ thép hộp có độ dày 1.4mm các chi tết đươch hàn, gia cố chắc chắn, đảm bảo độ bền, tính tháo lắp nhanh chóng
Mô hình băng thử công suất động cơ xe máy đáp ứng được nhu cầu đề ra như sau:
+ Đảm bảo an toàn và độ bền
+ Vận hành ổn định và đảm bảo tính chính xác
+ Vận hành được trong điều kiện tải nặng, tốc độ cao
+ Linh hoạt trong việc thay đổi động cơ
+ Các chi tiết được sơn phủ tốt tránh bị gỉ sét
Hình 4.19: Phần khung băng thử
THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BỘ ĐIỆN PHÂN HHO
Phần mềm Arduino Ide
5.1.1 Giới thiệu phần mềm Arduino Ide
IDE trong Arduino IDE là phần có nghĩa là mã nguồn mở, phần mềm này miễn phí cả tải về lẫn và bản quyền Người dùng có quyền làm tất cả mọi thao tác theo một số nguyên tắc chung được nhà phát hành cho phép mà không cần cấp phép, điều mà ta không được phép làm đối với các phần mềm nguồn đóng Tuy là phần mềm mã nguồn mở nhưng khả năng bảo mật thông tin của Arduino IDE là vô cùng tuyệt vời, khi phát hiện lỗi nhà phát hành sẽ vá nó và cập nhật rất nhanh khiến thông tin của người dùng không bị mất hoặc rò rỉ ra bên ngoài
Arduino IDE là một phần mềm được sử dụng để viết và biên dịch mã vào các mô-đun Arduino Phần cứng hỗ trợ chứa đến 300,000 board mạch được thiết kế sẵn với các linh kiện, cảm biến, mô-đun, Phần mềm này giúp người dùng có thể sử dụng các cảm biến, linh kiện ấy của Arduino một cách linh hoạt phù hợp với mục đích sử dụng
Hình 5.1: Arduino IDE Đây là một phần mềm giúp cho việc biên dịch mã trở nên dễ dàng, ngay cả những người bình thường có kiến thức về kỹ thuật lập trình hạn chế cũng có thể lập trình Là ứng dụng có thể giúp mọi đối tượng ở nhiều độ tuổi khác nhau học cách lập trình điều khiển Arduino có các phiên bản cho các hệ điều hành: MAC, Windows, Linux và chạy trên nền tảng Java, nó bao gồm các chức năng và lệnh có sẵn đóng vai trò quan trọng để gỡ lỗi, chỉnh sửa và biên dịch mã trong môi trường
Có rất nhiều các mô-đun Arduino như Arduino Uno, Arduino Mega, Arduino Leonardo, Arduino Micro và nhiều mô-đun khác Mỗi mô-đun chứa một bộ vi điều khiển trên bo mạch được lập trình và chấp nhận thông tin dưới dạng mã Mã chính, còn được gọi là sketch, được tạo trên nền tảng IDE sẽ tạo ra một file Hex, sau đó được chuyển và tải lên trong bộ điều khiển trên bo
Ngoài có nhiều mô-đun phần cứng, Arduino Ide có rất nhiều thư viện hỗ trợ cho người dùng Thư viện của Arduino Ide còn được bổ sung thêm qua thời gian bởi các người dùng khác
5.1.2 Arduino IDE hoạt động như thế nào?
Khi người dùng viết mã và biên dịch, IDE sẽ tạo file Hex cho mã File Hex là các file thập phân Hexa được Arduino hiểu và sau đó được gửi đến bo mạch bằng cáp USB Mỗi bo Arduino đều được tích hợp một bộ vi điều khiển, bộ vi điều khiển sẽ nhận file hex và chạy theo mã được viết
Có thể tải phần mềm từ trang web chính thức của Arduino Phần mềm có các phiên bản cho các hệ điều hành phổ biến như Linux, Windows và MAC Vì vậy, hãy đảm bảo bạn tải xuống đúng phiên bản tương thích với hệ điều hành với thiết bị của bạn Đối với hệ điều hành Windows, thiết bị của bạn phải có hệ điều hành Windows 8.1 trở lên, vì ứng dụng này không tương thích với hệ điều hành Windows 7 hoặc phiên bản cũ hơn của hệ điều hành Windows
Các phím chức năng của Arduino IDE
Hình 5.2: Màn hình Window bar trong phần mềm Arduino IDE
Thanh cửa sổ bao gồm tên của File và phiên bản phần mềm Arduino IDE
Thanh menu bao gồm các lệnh như: File, Edit, Sketch, Tools, Help
+ New: tạo một file mới (Ctrl + N)
+ Open: sử dụng để mở file đã được lưu trước đó (Ctrl + O) + Open Recent: hiển thị danh sách rút gọn các chương trình đã mở gần đây
+Sketchbook: hiển thị các sketch hiện tại mà bạn đã sử dụng cho project của mình
+ Examples: Ví dụ về một vài vấn đề cơ bản để tham khảo
+ Close: đóng cửa sổ màn hình chính (Ctrl + W) + Save: được sử dụng để lưu sketch hiện tại (Ctrl + S) + Save as…: cho phép lưu sketch hiện tại với một tên khác (Ctrl + Shift + S)
+ Page setup: cài đặt trang để sửa đổi trang (Văn bản) (Ctrl + Shift + P)
Print: được sử dụng để in chương trình hiện tại (Ctrl + P) Preferences: cài đặt của phần mềm IDE có thể được thay đổi tại đây (Ctrl +,)
Quit: đóng tất cả các cửa sổ IDE (Ctrl + Q) Lệnh Edit:
+ Undo / Redo: quay lại một hoặc nhiều bước bạn đã làm trong khi chỉnh sửa
+ Cut: cắt văn bản đã chọn khỏi trình chỉnh sửa
+ Copy: sao chép văn bản đã chọn từ trình chỉnh sửa + Copy for Forum: sao chép và thay đổi kiểu mã phù hợp với diễn đàn
+ Copy as HTML: sao chép và thay đổi kiểu mã phù hợp với HTML
+ Paste: dán văn bản từ văn bản đã sao chép
+ Select All: chọn tất cả nội dung từ trình chỉnh sửa Phần mềm LabVIEW 2020
Giới thiệu phần mềm LabVIEW 2020
LabView được phát triển bởi National Instruments vào khoảng giữa đến cuối những năm 80 bởi Jeff Kodosky và nó là một ngôn ngữ lập trình đồ họa Giao diện người dùng có thể được thực hiện bằng cách kéo và thả các đối tượng và sắp xếp chúng theo một mẫu cần thiết để hoàn thành đường dẫn LabVIEW về cách thức lập trình, LabVIEW khác hoàn toàn với các ngôn ngữ lập trình truyền thống như ngôn ngữ C, Python, hay Basis ở thời điểm thay vì sử dụng các từ vựng (từ khóa) được định nghĩa trước, LabVIEW sử dụng các khối hình ảnh sinh động (gọi là các hàm) và các dây nối để tạo ra các lệnh Nhiều chức năng có thể được thêm vào giao diện dưới dạng sơ đồ, tương tự như sơ đồ, "có dây" với các cấu trúc và chức năng khác nhau Vì vậy, trong hầu hết các chương trình LabView, không có dòng mã nào được viết, chức năng của chương trình được cung cấp bởi sơ đồ Đó là lý do tại sao LabView được gọi là ngôn ngữ lập trình đồ họa Sự cải tiến đặc biệt này của LabVIEW giúp cho việc lập trình trở nên đơn giản hơn bao giờ hết Ngoài ra, LabVIEW có thể được mở rộng cho nhiều nền tảng phẩn cứng và hệ điều hành khác nhau Trong thực tế, nền tảng LabVIEW có khả năng tích hợp với hàng nghìn thiết bị phần cứng và cung cấp hàng trăm thư viện được xây dựng sẵn để phân tích nâng cao và hiển thị dữ liệu giúp bạn tạo ra các thiết bị ảo có thể tùy chỉnh theo nhu cầu của mình.
Hiện nay, do dễ dàng mã hóa labView đã trở thành một trong những hệ thống thu thập dữ liệu phổ biến, LabVIEW hỗ trợ các kỹ sư, nhà khoa học và sinh viên, vv xây dựng các thuật toán một cách nhanh chóng nhờ các khối hình ảnh có chức năng riêng biệt, cách thức hoạt động theo kiểu dòng dữ liệu Dữ liệu lần lượt từ các hàm bên trái đến các hàm bên phải trong một chương trình Ngoài ra, LabVIEW giúp việc kết nối các thuật toán này từ máy tính đến các mạch điện và cơ cấu chấp hành thông qua các chuẩn giao tiếp như chuẩn giao tiếp RS232 (giao tiếp qua cổng COM), chuẩn USB, chuẩn giao tiếp mạng TCP/IP, UDP, chuẩn GPIB, vv Do có nhiều chuẩn như vậy nên LabVIEW được coi là một ngôn ngữ giao tiếp đa kênh với các thiết bị Người lập trình có thể xây dựng, kiểm tra, đo lường, trao đổi dữ liệu, điều khiển… Từ việc mô phỏng trên máy tính cá nhân, người lập trình có thể kiểm tra chất lượng, tốc độ sản phẩm Sau đó, LabVIEW cho phép người sử dụng nhúng các chương trình mang tính mô phỏng này lên hệ thống thực tế và thực nghiệm
Tại Việt Nam có nhiều công ty sử dụng phần mềm này để điều khiển các dây chuyền sản xuất tự động Tuy nhiên, các nghiên cứu, báo cáo, thí nghiệm để ứng dụng về LabVIEW chưa có nhiều, một phần do trong giảng dạy thì phần mềm LabVIEW chưa được phổ biến Việc phổ biến nghiên cứu có ứng dụng các chức năng của phần mềm LabVIEW để đưa vào giảng dạy sẽ giúp sinh viên tiếp cận, nắm bắt được phần mềm nhanh hơn Sử dụng trong các thử nghiệm tự tế, thực tiễn sản xuất khi ra ngoài làm việc
Nhiều các khối lệnh chức năng giúp người dùng có đa dạng cách xử lý nghiên cứu Giải quyết các vấn đề về thu thập dữ liệu, xử lý dữ liệu cho việc nghiên cứu
Tạo ra một môi trường đáng tin cậy về thu thập, đo lừng, xử lý dữ liệu Tối ưu hóa để xử lý các công cụ độc lập, thậm chí cả các hệ thống phức tạp Trang bị một hệ thống các lệnh chức năng đơn giản ,dễ hiểu, giao diện trực quan để dễ tiến hành mô phỏng hệ thống cần thiết của dự án của bạn
Có tích hợp các phần cứng tương thích với nhiều thiết bị ngoại vi để dễ dàng thu thập các dữ liệu
Cung cấp khả năng truy cập nhanh chóng Đơn giản hóa các thiết kê, đo lường,…
Làm việc với nhiều quy mô khác nhau
Làm việc với nhiều bảng mạch khác nhau
Thiết kế, kiểm tra, phát triển các hệ thống
Tải file cài đặt NI LabView 2020 về máy tính và sau đó giải nén file và tiến hành cài đặt phần mềm LabVIEW
Hình 5.3: Hướng dẫn cài đặt LabVIEW 2020
Sau khi cài đặt thành công, khởi động phần mềm LabVIEW 2020 sẽ có giao diện của phần mềm có 2 cửa sổ gồm:
Hình 5.4: Giao diện phần mềm LabVIEW 2020
Block Diagram: là chương trình phía sau giao diện người dùng, cho phép lập trình, xây dựng thuật toán bằng các phép tính trên các khối được dựng sẵn tường được biết đến là G code (mã G)
Front Panel: là giao diện người dùng, đây là giao diện cho phép thiệt kế, hiển thị các giá trị, thông số, trạng thái, từ cửa sổ Block Diagram đã lập trình trước đó Vì vậy, đây chính là nơi để làm giao diện người dùng cho phần mềm điều khiển băng thử
Giao tiếp Arduino IDE với LabVIEW
Tại sao lựa chọn arduino để giao tiếp với labVIEW:
Arduino mang đến một cách tiếp cận dễ dàng, ít tốn kém cho những người yêu thích, sinh viên để tạo ra những thiết bị có khả năng tương tác thông qua các cảm biến và các cơ cấu chấp hành Ngoài ta, nó là một môi trường phát triển tích hợp có thể chạy trên nhiều nền tảng, hệ điều hành phù hợp với các máy tính cá nhân thông thường Nó cho phép người dùng viết các chương trình cho mạch bằng ngôn ngữ Arduino, một ngôn ngữ lập trình dễ hiểu được phát triển dựa trên C/C++ Nó còn hỗ trợ rất nhiều thư viện Vì vậy mà Arduino được tin tưởng và lựa chọn Nguyên nhân chính để lựa chọn Arduino là trên phần mềm LabVIEW có hỗ trợ giao tiếp với Arduino
Hỗ trợ giao tiếp LabVIEW với Arduino: Để cài đặt các gói thư viện hỗ trợ giao tiếp giữa LabVIEW với phần cứng Arduino, tiến hành các bước như sau: Sau khi đã cài đặt xong gói phần mềm NI LabView 2020 sẽ xuất hiện VI Package Maneger (VIPM), mở VI Package Maneger gõ vào thanh tìm kiếm “Arduino” và nhần “INSTALL” để cài đặt gói
Hình 5.5: Giao diện VIPM hỗ trợ cài đặt các gói chức năng trong
LabVIEW 2020 Để kết nối mạch điều khiển lên máy tính qua cổng COM của Arduino lên phần mềm LabVIEW phải có driver NI VISA Tiến hành tải driver NI VISA và cài đặt
Hình 5.6: Cài đặt NI VISA vào LabVIEW 2020
Giới thiệu ứng dụng “Test bench for motor”
Là ứng dụng được tao ra đồ án tốt nghiệp của 2 sinh viên khóa 18 Nó có chức năng đo tốc độ, mô-men xoắn, công suất các loại động cơ điện Ứng dụng ban đầu phù hợp thử nghiệm động cơ điện và trên bệ thử của động cơ điện Sau khi được bàn giao ứng dụng, mô hình, nhóm đã tiến hành các công việc:
+ Chỉnh sửa, gia cố lại cánh tay đòn, bệ gá thiết bị đo tải vì động cơ xăng khi hoạt động rung, giật hơn nhiều so với động cơ xăng
+ Cánh tay đòn đo lực được cắt ngắn 1 nửa để hạn chế rung, tăng độ chính xác của lực tác dụng lên loadcell nhằm tăng độ chính xác khi thử nghiệm
+ Chế tạo 1 bệ tháo lắp nhanh dành cho động cơ xe máy, thuận tiện tháo lắp khi cần thay đổi thiết bị cần đo công suất khác
+Vì đã điều chỉnh lại cánh tay đòn tác dụng lực lên loadcell, nên các thông số bên trong ứng dụng cho phù hợp với thử nghiệm động cơ xe máy 110cc phục vụ cho đề tài đồ án tốt nghiệp
Hình 5.7: Giao diện ứng dụng
1: Giao diện hiển thị kết nối phần mềm với băng thử:
+ Chọn cổng kết nối, hiển thị tình trạng kết nối
+ Dừng quá trình thử nghiệm thông qua biểu tượng “STOP”
+ Xóa các thông số không đạt yêu cầu khi bị nhiễu qua biểu tượng
2: Giao diện hiển thị các thông số của động cơ thử:
+ Hiển thị tốc độ động cơ
+ Hiển thị lực tác dụng lên loadcell
+ Hiển thị công suất động cơ
+ Hiển thị công suất lớn nhất của động cơ
+ Hiển thị mô-men lớn nhất của động cơ
3: Giao diện chọn địa chỉ lưu file dữ liệu vào Excel của động cơ thử: lưu lại các số liệu qua file excel Dễ dàng chọn lọc lại các thông số đáng tin cậy, xây dựng được biểu đồ đáng tin cậy, chính xác hơn để dễ dàng đánh giá
4: Giao diện hiển thị đồ thị công suất và moment xoắn của động cơ thử
5: Giao diện hiển thị bảng dữ liệu các thông số của động cơ thử.
Thực nghiệm và kết quả
Dung dịch điện phân: Chuẩn bị dung dịch diện phân, là dung dịch
Bộ điều khiển dòng điện: Bộ điều khiển dòng điện có chức năng điều khiển dòng điện đưa vào bộ điện phân, tạo ra lượng HHO theo mong muốn
Hình 5.8: Bộ điều khiển dòng điện
Hình 5.9: Sơ đồ kết nối thử nghiệm Hệ thống HHO
Laptop ASUS đã cài đặt phần mềm Labview, Arduiono Ide
5.4.2 Tiến hành thử nghiệm, thu hoạch kết quả thử nghiệm, đánh giá
Không có HHO đưa vào động cơ
Hình 5.10: Biểu đồ công suất, mô-men xoắn theo tốc độ động cơ
Khi không có HHO đưa vào động cơ, động cơ đạt mức tốc độ tối đa ở mức
7500 vòng/ phút và công suất đạt được lúc này khoảng 3300W Mô-men xoắn cực đại đo được là 5,7 Nm
Có thể nhận thấy rõ ràng sự biểu diễn của công suất và mô-men ở trường hợp không HHO đưa vào động cơ là không cao, điều này chứng tỏ khi động cơ xe gắn máy hoạt động không HHO sẽ không đạt được công suất và mô-men mong muốn
Có HHO đưa vào động cơ với dòng điện đi qua bộ điện phân 1A
Hình 5.11: Biểu đồ công suất, mô-men xoắn theo tốc độ động cơ
Khi chúng tôi tiến hành cung cấp cho bộ HHO dòng điện 1A, động cơ lúc này đạt mức công suất tối đa ở 7500 vòng/ phút khoảng 3400W Mô-men xoắn cực đại đo được là 5,9 Nm Nhưng mô-men xoắn và công suất ở các dải vòng tua máy ở 1500 – 4500 vòng/phút chưa được cải thiện rõ rệt
Khi tiến hành cung cấp cho bộ HHO dòng điện 1A, có thể nhận thấy sự thay đổi về công suất và mô-men theo hướng tăng dần Tuy nhiên, với mức dòng điện
1A thì có thể nhận thấy được biểu đồ chưa có sự tăng rõ rệt khi chỉ đạt được hiệu suất tăng khoảng 3,5% so với biểu đồ động cơ hoạt động không có HHO
Có HHO đưa vào động cơ với dòng điện đi qua bộ điện phân 2A
Hình 5.12: Biểu đồ công suất, mô-men xoắn theo tốc độ động cơ
Khi cung cấp cho bộ HHO dòng điện 2A, động cơ lúc này đạt mức công suất tối đa ở 7500 vòng/ phút khoảng 3500W Mô-men xoắn cực đại đo được là gần 6 Nm Nhưng mô-men xoắn và công suất ở các dải vòng tua máy ở 1500 –
3000 vòng/phút được cải thiện rõ rệt
Khi tiến hành cung cấp cho bộ HHO dòng điện 2A, có thể nhận thấy sự thay đổi về công suất và mô-men theo hướng tăng dần Với mức dòng điện 2A thì có thể nhận thấy được biểu đồ có sự tăng rõ rệt khi độ cải thiện tăng tầm 6-7% ở mức công suất động cơ
Có HHO đưa vào động cơ với dòng điện đi qua bộ điện phân 3A
Tốc độ động cơ (RPM)
Biểu đồ momen và công suất động cơ
Poly (Power (W))Poly (Torque(Nm))
Hình 5.13 : Biểu đồ công suất, mô-men xoắn theo tốc độ động cơ
Khi cung cấp cho bộ HHO dòng điện 3A, động cơ đạt mức công suất tối đa ở 7500 vòng/ phút khoảng 3600W Mô-men xoắn cực đại đo được là 6.5 Nm Mô- men xoắn và công suất ở các dải vòng tua máy ở 1500-5000 vòng/phút được cải thiện rõ rệt
Khi tiến hành cung cấp cho bộ HHO dòng điện 3A, có thể nhận thấy sự thay đổi về công suất và mô-men một cách đáng kể Với mức dòng điện 3A thì có thể nhận thấy được biểu đồ có sự tăng rõ rệt cả về công suất động cơ và mô-men khi mô-men tăng hơn khoảng 14% và công suất đỉnh của động cơ tăng khoảng 10%
Có HHO đưa vào động cơ với dòng điện đi qua bộ điện phân 4A
Tốc độ động cơ (RPM)
Biểu đồ momen và công suất động cơ
Poly (Power (W))Poly (Torque (Nm))
Hình 5.14: Biểu đồ công suất, mô-men xoắn theo tốc độ động cơ
Khi cung cấp cho bộ HHO dòng điện 4A, động cơ lúc này đạt mức công suất tối đa ở 7500 vòng/ phút khoảng 3700W Mô-men xoắn cực đại đo được là
Khi tiến hành cung cấp cho bộ HHO dòng điện 4A, lúc này sự biểu hiện của việc có HHO cho động cơ được biểu hiện rõ rệt nhất trong các biểu đồ Với mức dòng điện 4A thì có thể nhận thấy được biểu đồ có sự tăng rõ rệt cả về công suất động cơ và mô-men khi mô-men tăng hơn khoảng 28% và công suất đỉnh của động cơ tăng khoảng 13%
Có HHO đưa vào động cơ với dòng điện đi qua bộ điện phân 5A
Hình 5.15: Biểu đồ công suất, mô-men xoắn theo tốc độ động cơ
Khi cung cấp cho bộ HHO dòng điện 5A, động cơ đạt mức công suất tối đa ở 7500 vòng/ phút khoảng 3800W Mô-men xoắn cực đại đo được là 7.8 Nm Mô- men xoắn và công suất ở các dải vòng tua máy ở 4000-7000 vòng/phút được cải thiện rõ rệt so với không có HHO, tăng hơn khoảng 30% mô-men Công suất đỉnh của động cơ tăng khoảng 15,5%
Sau khi có phụ nhiên liệu HHO đi vào động cơ Qua các số liệu và biểu đồ, ta thấy khí HHO có tác dụng tích cực hơn cho công suất động cơ, mô-men động cơ tăng rõ rệt Quá trình cháy diễn ra mạnh liệt hơn, cháy sạch hơn Thông qua việc quan sát 2 bugi khi thử nghiệm không HHO và có HHO Ở bu-gi có hệ thống
HHO có màu đỏ gạch hơn, sạch hơn.
Lập trình bộ điều khiển
Tốc độ động cơ (RPM)
Biểu đồ momen và công suất động cơ
Poly (Power (W))Poly (Torque (Nm))
Hình 5.16: Sơ đồ kết nối bộ điện phân hoàn thiện
Hình 5.17: Mô hình thực tế
5.5.2 Lập trình cho bộ điều khiển mô hình
Code điều khiển hệ thống, đã vi chỉnh tối ưu cho động cơ
#include int OutPin = A0; // Lưu chân ra của cảm biến dòng điện int relay = 5; int enco = 2; int dem = 0; int rpm = 0; int timecho = 1000; unsigned long thoigian; unsigned long hientai; void dem_xung()
Serial.begin(9600); pinMode(relay, OUTPUT); pinMode(enco, INPUT); attachInterrupt(0, dem_xung, RISING); //Ngắt ngoài
// Serial.print("Time: "); Serial.print(thoigian); Serial.print(" ");
// Serial.print("Hiện tại: "); Serial.println(hientai); if (thoigian - hientai >= timecho) //millis thay delay
* ta được: dem*60 = số vòng quay / phút (RPM)
Serial.print("\t\t\t\t"); Serial.print("RPM: "); Serial.print(rpm);
} int dodong = analogRead(OutPin); // Ta sẽ đọc giá trị hiệu điện thế của cảm biến
// Giá trị được số hóa thành 1 số nguyên có giá trị
// trong khoảng từ 0 đến 1023 float ampe = dodong / 5.0 * 30.0; // Bây giờ ta chỉ cần tính ra giá trị dòng điện
// Với mạch 30A ta sửa lại thành * 30.0
Serial.println();//Xuất ra serial Monitor Nhấn Ctrl+Shift+M để xem delay(10); if (ampe > 10) // Bảo vệ hệ thống quá áp
{digitalWrite(relay, LOW); // bật relay
{digitalWrite(relay, HIGH); // tắt relay
{digitalWrite(relay, HIGH); // bật relay
{digitalWrite(relay, LOW); // tắt relay
// tốc độ cầm chừng và tốc độ thấp if (rpm > 1000 & rpm 3000 & rpm 6000 & rpm