đề tài xây dựng hệ thống giám sát điều khiển tiết kiệm điện trong công ty sản xuất giày

Từ đó tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượngđiện trong công ty và giảm thiểu lượng tiêu thụ điện không cần thiết.Phần mềm quản lý Management Software: Dùng để thu thập, xử lý và p

Tìm hiểu tổng quan chung về nội dung đồ án

Đồ án "Xây dựng hệ thống giám sát, điều khiển tiết kiệm điện trong công ty sản xuất giày" là một dự án nhằm mục đích tạo ra một hệ thống thông minh để quản lý và tiết kiệm năng lượng điện trong môi trường cơ quan doanh nghiệp nói chung và ứng dụng tại công ty giày nơi em làm việc nói riêng Tề tài hướng đến tối ưu hóa quá trình giám sát và điều khiển hệ thống điện Từ đó tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng điện trong công ty và giảm thiểu lượng tiêu thụ điện không cần thiết.

Các thành phần chính của hệ thống:

Hệ thống giám sát (Monitoring System): Bao gồm các cảm biến và thiết bị giám sát đo lường tiêu thụ điện của các thiết bị

Hệ thống điều khiển (Control System): Dựa trên dữ liệu từ hệ thống giám sát, hệ thống này có khả năng điều chỉnh, tự động hoặc điều khiển từ xa, để tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng điện.

Phần mềm quản lý (Management Software): Dùng để thu thập, xử lý và phân tích dữ liệu từ hệ thống giám sát và điều khiển.

Quy trình triển khai: Đánh giá nhu cầu và yêu cầu của công ty.

Thiết kế hệ thống phù hợp với yêu cầu và điều kiện cụ thể của cơ quan.

Lắp đặt và triển khai hệ thống.

Theo dõi và bảo trì hệ thống định kỳ.

Tóm lại, nội dung đồ án đặt ra mục tiêu sử dụng công nghệ ứng dụng IoT để quản lý và tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng điện trong cơ quan doanh nghiệp, từ đó mang lại lợi ích về mặt kinh tế và môi trường.

Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu của đề tài "Xây dựng hệ thống giám sát, điều khiển tiết kiệm điện trong công ty sản xuất giày" là:

Tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng: Xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển nhằm giúp công ty quản lý và sử dụng năng lượng điện một cách hiệu quả hơn. Điều này bao gồm việc phát hiện và giảm thiểu lãng phí năng lượng, đồng thời tối ưu hóa hoạt động của các thiết bị và hệ thống tiêu thụ điện.

Giảm chi phí vận hành: Bằng cách giảm lượng năng lượng tiêu thụ không cần thiết và tối ưu hóa hoạt động của các thiết bị điện, giúp công ty giảm chi phí điện năng

Tạo ra môi trường làm việc bền vững: Việc tạo ra một môi trường làm việc có ý thức về việc sử dụng năng lượng có thể giúp tăng cường nhận thức về bảo vệ môi trường và phát triển bền vững trong cộng đồng.

Kết quả dự kiến

Stt Diễn giải Kết quả đạt được

1 Nghiên cứu về lý thuyết và đề xuất giải pháp Chương 1, chương 2 báo cáo

2 Nghiên cứu về lý thuyết và đưa ra kết quả bằng các công cụ tính toán và mô phỏng

3 Nghiên cứu lý thuyết và có sản phẩm demo chạy thực tế.

Có phần mềm mô phỏng

4 Thiết kế sản phẩm Mô hình

5 Có bài báo khoa học được công bố (ghi rõ tên tạp chí và số công bố)

TÌM HIỂU TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP QUẢN LÝ VÀ TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG

Tổng quan chung về tình hình nghiên cứu đề tài

Theo Bộ Công Thương, quý 1/2024, nền kinh tế có dấu hiệu phục hồi mạnh dẫn đến nhu cầu phụ tải điện tăng cao Thống kê từ Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) cho thấy trong 3 tháng đầu năm 2024, tổng sản lượng điện thương phẩm toàn EVN đạt 62,66 tỷ kWh, tăng trưởng 11,42% so với cùng kỳ 2023 (theo thông tin từ điện lục việt Nam), cụ thể

Nền kinh tế có dấu hiệu phục hồi mạnh dẫn đến nhu cầu phụ tải điện tăng cao Để bám sát tình hình thực tiễn, Bộ Công Thương đã quyết định điều chỉnh kế hoạch cung cấp điện Theo đó, tổng điện năng sản xuất và nhập khẩu của toàn quốc năm 2024 là 310,6 tỷ kWh, trong đó mùa khô là 150,916 tỷ kWh và mùa mưa là 159,684 tỷ kWh.…

Hình 1 1: Hình ảnh nhà máy sản xuất điện năng

Bộ Công Thương yêu cầu các đơn vị chủ động, có dự phòng ứng phó, tuyệt đối không để xảy ra tình trạng đứt gãy nguồn cung năng lượng do nguyên nhân chủ quan.

Bộ Công Thương vừa ban hành Quyết định số 924/QĐ-BCT điều chỉnh kế hoạch cung cấp điện và vận hành hệ thống điện quốc gia năm 2024 và các tháng cao điểm mùa khô (các tháng 4, 5, 6, 7) trong năm 2024.

Theo Bộ Công Thương, quý 1/2024, nền kinh tế có dấu hiệu phục hồi mạnh dẫn đến nhu cầu phụ tải điện tăng cao Thống kê từ Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) cho thấy trong 3 tháng đầu năm 2024, tổng sản lượng điện thương phẩm toàn EVN đạt 62,66 tỷ kWh, tăng trưởng 11,42% so với cùng kỳ 2023.

Trong đó, Công ty điện lực thành phố Hồ Chí Minh tăng 12,80%, Công ty Điện lực thành phố Hà Nội tăng 10,64%, Công ty Điện lực miền Bắc tăng 9,87%, Công ty Điện lực miền Nam tăng 13,02%, Công ty Điện lực miền Trung tăng 13,11% Theo đó, một số tỉnh thành phố điện cấp cho công nghiệp tăng cao như: Quảng Ninh (tăng khoảng 44,65%), Tây Ninh (tăng khoảng 27,09%), Bình Định (tăng khoảng 24,28%) Điện cấp cho kinh doanh dịch vụ cũng có mức tăng trưởng cao ở một số địa phương như: Khánh Hoà (38,87%), Quảng Nam (33,11%), Đà Nẵng (28,5%), Kiên Giang (23,89%)…

Theo báo cáo tình hình kinh tế - xã hội của Tổng cục Thống kê, tính chung quý 1/2024, khách quốc tế đến nước ta ước đạt hơn 4,6 triệu lượt người, tăng 72% so với cùng kỳ năm ngoái và tăng 3,2% so với cùng kỳ năm 2019 (năm chưa xảy ra dịch Covid-19).

Bên cạnh đó, điện cho quản lý tiêu dùng chiếm tỷ trọng 35,18% cũng có xu hướng tăng cao với mức tăng trưởng khoảng 13,71% với nguyên nhân chủ yếu do nắng nóng từ đầu tháng 3/2024 và kéo dài, nhiệt độ cao nhất là 36,45oC cao hơn tháng 3 năm2023 (34,13oC).

Hình 1 2: Huy động các nguồn nhiệt điện để đáp ứng nhu cầu sử dụng điện tăng cao.

Trong bối cảnh tình hình thủy văn không thuận lợi, các nguồn nhiệt điện, đặc biệt là nhiệt điện than khu vực miền Bắc đã được huy động cao để đáp ứng nhu cầu sử dụng điện tăng cao hơn so với dự báo Kết hợp với giải pháp tăng cường truyền tải điện từ miền Nam, miền Trung ra miền Bắc, hệ thống điện quốc gia đã đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng điện cho phát triển kinh tế-xã hội và đời sống người dân,

Tuy nhiên, để bám sát tình hình thực tiễn, trên cơ sở báo cáo cập nhật của EVN, ngày 19/4/2024, Bộ Công Thương đã ban hành Quyết định số 924/QĐ-BCT phê duyệt điều chỉnh Kế hoạch cung cấp điện và vận hành hệ thống điện quốc gia năm 2024 và Kế hoạch cung ứng điện các tháng cao điểm mùa khô (các tháng 4, 5, 6, 7) trong năm 2024 Đây là điểm mới trong công tác điều hành cung ứng điện và vận hành hệ thống điện quốc gia, đảm bảo tính linh hoạt, phù hợp với thực tế nhằm chủ động trong mọi tình hình.

Theo đó, tổng điện năng sản xuất của các nhà máy điện (tại đầu cực máy phát) và nhập khẩu của toàn quốc năm 2024 tại khoản 1 Điều 1 Quyết định số 3110/QĐ- BCT được điều chỉnh là 310,6 tỷ kWh, trong đó mùa khô là 150,916 tỷ kWh và mùa mưa là 159,684 tỷ kWh.

Tổng điện năng sản xuất của các nhà máy điện (tại đầu cực máy phát) và nhập khẩu của toàn quốc các tháng cao điểm mùa khô (các tháng 4, 5, 6,7) trong năm 2024 để dự phòng điều hành công tác đảm bảo cung ứng điện cho hệ thống điện quốc gia tại Điều 1 Quyết định số 3376/QĐ-BCT được điều chỉnh là 111,468 tỷ kWh.

Quan điểm chỉ đạo của Bộ Công Thương xuyên suốt trong công tác đảm bảo cung ứng điện giai đoạn cao điểm mùa khô năm 2024 là yêu cầu các đơn vị xây dựng kế hoạch cung cấp điện, cung cấp nhiên liệu (than, khí, dầu) chủ động, có dự phòng ứng phó với các tình huống cực đoan có thể xảy ra, tuyệt đối không để xảy ra tình trạng đứt gãy nguồn cung năng lượng do nguyên nhân chủ quan.

Hình 1 3: Hình ảnh cung cấp điện

Bộ Công Thương yêu cầu các đơn vị xây dựng kế hoạch cung cấp điện, cung cấp nhiên liệu (than, khí, dầu).

Bên cạnh việc tiếp tục yêu cầu các Tập đoàn, Tổng công ty và các đơn vị có liên quan thực hiện nghiêm các nhiệm vụ được giao từ đầu năm, Bộ Công Thương đã và đang chỉ đạo các đơn vị tập trung thực hiện các giải pháp đảm bảo cung ứng điện cho giai đoạn cao điểm mùa khô cũng như các tháng còn lại trong năm 2024.

Cụ thể, đối với EVN, công bố cập nhật Kế hoạch cung ứng điện các tháng cao điểm mùa khô và cả năm 2024 cho chủ đầu tư các nhà máy điện và các đơn vị liên quan để các đơn vị chủ động lập kế hoạch chuẩn bị dự phòng phù hợp cho sản xuất điện.

Căn cứ tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển

[https://www.evn.com.vn/d6/news/Pho-bien-cac-Tieu-chuan-Viet-Nam-ve-He-thong- quan-ly-nang-luong-100-668-122668.aspx]

Trong đời sống hiện nay, tiêu chuẩn IEC về điện đã được áp dụng gần như ở hầu hết mọi lĩnh vực nhằm đảm bảo an toàn cũng như hiệu quả hoạt động của hệ thống điện năng

Tóm tắt về tiêu chuẩn IEC Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế hay IEC là viết tắt của cụm từ tiếng anh

“International Electrotechnical Commission” Đây là một tổ chức phi lợi nhuận được thành lập vào năm 1906 Mục tiêu chính của IEC là thúc đẩy sự hợp tác quốc tế về tiêu chuẩn hóa trong lĩnh vực điện và điện tử Trong những ngày đầu thành lập, IEC đặt trụ sở tại Luân Đôn, nhưng đến năm 1948 đã chuyển trụ sở đến Genève.

Các quy tắc của Ủy ban đã được phê duyệt Ứng dụng của tiêu chuẩn IEC tại Việt Nam

Sau khi Việt Nam gia nhập Tổ chức Thương mại Thế giới WTO, Bộ Khoa học Công nghệ đã chính thức cho ban hành một số tiêu chuẩn TCVN chấp nhận IEC để có thể chuyển đổi thành tiêu chuẩn Việt Nam và được viết tắt là TCVN.

Như vậy, các ứng dụng tiêu chuẩn IEC tại Việt Nam có thể kể đến như sau:

Hệ thống lắp đặt điện tại các tòa nhà: TCVN 7447:2004 (IEC 60364-1:2001).

Hệ thống lắp đặt điện tại các tòa nhà - Bảo vệ an toàn - Bảo vệ chống quá dòng:

Dây trần sợi tròn xoắn thành các lớp đồng tâm: TCVN 6483:1999 (IEC 61089 hoặc IEC 1089) thay thế các tiêu chuẩn TCVN 5064:1994.

Phương pháp thử với vật liệu cách điện và vỏ bọc: TCVN 6614:2000 (IEC 60811 hoặc IEC 811).

1.2.1 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn điện QCVN 01:2020/BCT

Link: https://antoanphianam.vn/van-ban-phap-luat/qcvn-012020bct-quy-chuan-ky- thuat-quoc-gia-ve-an-toan-dien-566.html

THÔNG TƯ 39/2020/TT-BCT- Ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn điện

Căn cứ Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật ngày 29 tháng 6 năm 2006;

Căn cứ Nghị định số 98/2017/NĐ-CP ngày 18 tháng 8 năm 2017 của Chính phủ quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức của Bộ Công Thương;

Căn cứ Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 01 tháng 8 năm 2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và Nghị định số 78/2018/NĐ-CP ngày 16 tháng 5 năm 2018 của Chính phủ sửa đổi, bổ sung một số điều của Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 01 tháng 8 năm 2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật;

Căn cứ Nghị định số 14/2014/NĐ-CP ngày 26 tháng 02 năm 2014 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành Luật Điện lực về an toàn điện và Nghị định số 51/2020/NĐ- CP ngày 21 tháng 04 năm 2020 của Chính phủ sửa đổi, bổ sung một số điều của Nghị định số 14/2014/NĐ-CP ngày 26 tháng 02 năm 2014 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành Luật Điện lực về an toàn điện;

Theo đề nghị của Cục trưởng Cục Kỹ thuật an toàn và Môi trường công nghiệp;

Bộ trưởng Bộ Công Thương ban hành Thông tư ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn điện. Điều 1 Ban hành kèm theo Thông tư này Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn điện

Ký hiệu: QCVN 01:2020/BCT Điều 2 Hiệu lực thi hành1 Thông tư này có hiệu lực thi hành kể từ ngày 01 tháng 6 năm 2021

2 Quyết định số 12/2008/QĐ-BCT ngày 17 tháng 6 năm 2008 của Bộ trưởng Bộ Công Thương ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn điện QCVN 01:2008/BCT hết hiệu lực kể từ ngày Thông tư này có hiệu lực thi hành. Điều 3 Tổ chức thực hiện

1 Bộ trưởng, Thủ trưởng cơ quan ngang Bộ, Thủ trưởng cơ quan thuộc Chính phủ, Chủ tịch Ủy ban nhân dân các tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương và tổ chức, cá nhân có liên quan chịu trách nhiệm thi hành Thông tư này.

2 Trong quá trình thực hiện Thông tư này, nếu phát hiện khó khăn vướng mắc, tổ chức, cá nhân phản ánh kịp thời về Bộ Công Thương để xem xét, giải quyết./.

THỰC TRẠNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

Tìm hiểu và đánh giá ưu nhược điểm hệ thống 1

Hình 2 1: Hình ảnh quảng bá ổ cắm thông minh tiết kiện điện

FPT Smart Home với sứ mệnh là “Đơn vị tiên phong cung cấp giải pháp nhà thông minh uy tín tại thị trường Việt” đã mang đến nhiều sản phẩm và giải pháp thiết thực, đáp ứng xu hướng sống hiện đại cho người tiêu dùng Trong đó, có thể kể đến Ổ cắm thông minh Wi-Fi với hàng loạt tiện ích đáng giá Thay vì phải thao tác trực tiếp tại ổ cắm với cách di chuyển thủ công, người dùng có thể dễ dàng điều khiển từ xa qua ứng dụng trên điện thoại, hoặc hẹn giờ hoạt động cho các thiết bị giúp tối ưu hóa trải nghiệm người dùng. Điểm độc đáo của Ổ Cắm Thông Minh Wi-Fi FPT Smart Home là tích hợp thành công tính năng Mini Hub - trung tâm giúp điều khiển các thiết bị thông minh khác, mang lại trải nghiệm mượt mà và quản lý linh hoạt cho dành cho những không gian nhỏ như phòng ngủ, phòng bếp…

Bộ điều khiển trung tâm - Hub nhà thông minh đóng vai trò quan trọng như “bộ não” của một căn nhà hiện đại, đảm nhận vai trò quản lý và truyền đạt thông tin một cách hiệu quả Hub sẽ tiếp nhận và xử lý tín hiệu từ nhiều nguồn đầu vào như công tắc, cảm biến… sau đó gửi đến các thiết bị khác theo yêu cầu của người dùng.

Tính năng Mini Hub của Ổ cắm thông minh FPT Smart Home cho phép kết nối tối đa 05 thiết bị (khuyến nghị) như: cảm biến khói, cảm biến cửa, đèn thông minh, quạt, đến các thiết bị điện gia dụng khác… nhằm khai thác triệt để công năng và tạo nên các kịch bản tự động tiện ích cho gia đình Đặc biệt là khả năng hoạt động kể cả khi mất internet, giúp cho các những thiết lập và kịch bản vẫn hoạt động bình thường. Đồng thời, đây cũng là ổ cắm thông minh tiên phong sử dụng song song kết nốiWiFi & Bluetooth, nên người dùng vẫn có thể sử dụng độc lập ổ cắm hoặc dễ dàng mở rộng phạm vi điều khiển khi kết hợp với bộ xử lý trung tâm khác.

2.1.1 Ưu điểm Ổ cắm thông minh Wi-Fi FPT Smart Home

- Khả năng bật tắt từ xa Ổ cắm điện thông minh có khả năng điều khiển mọi thiết bị điện từ xa một cách dễ dàng Bạn chỉ cần cài đặt một lần, sau đó điều khiển bằng bảng điều khiển cảnh hoặc app trên điện thoại di động, máy tính bảng… mà không cần tìm điều khiển của từng thiết bị.

Khi muốn bật tắt quạt, tivi, đèn…, bạn chỉ cần mở điện thoại và ấn nút Điều này không chỉ giúp việc điều khiển linh hoạt hơn mà còn giúp bạn kiểm soát tốt hoạt động của các thiết bị trong gia đình.

- Khả năng hẹn giờ và lên kịch bản

Không chỉ điều khiển từ xa mà hẹn giờ cũng là một ưu điểm được nhiều người dùng yêu thích khi sử dụng ổ cắm thông minh Ví dụ, điện thoại của bạn chỉ cần 2,5 tiếng để sạc đầy pin nhưng bạn thường xuyên phải sạc qua đêm vì không thể thức giấc để rút điện Pin điện thoại ngày càng yếu và bạn rất buồn phiền về điều này Lúc này, bạn chỉ cần ổ cắm thông minh và hẹn giờ ngắt điện Bạn không phải để tâm đến việc sạc pin nhiều nữa mà chất lượng pin vẫn luôn đảm bảo vì sạc đúng, sạc đủ.

- Tiết kiệm hóa đơn tiền điện

Khi sử dụng sản phẩm ổ cắm điện thông minh, bạn sẽ không còn lo lắng việc quên chưa tắt các thiết bị điện khi ra khỏi nhà Thông qua app trên điện thoại, bạn có thể dễ dàng kiểm soát các thiết bị khi không cần sử dụng dù đang ở xa Điều này sẽ giúp tiết kiệm điện năng hiệu quả, giảm tối đa hóa đơn tiền điện hàng tháng cho gia đình.

- Thiết kế nhỏ gọn, dễ sử dụng

Kết cấu ổ cắm thông minh nhỏ gọn, có cấu tạo từ chất liệu nhựa cao cấp, có khả năng chống cháy, chống quá tải khi sử dụng Chúng ta có thể lắp đặt ổ cắm điện thông minh tại bất kỳ không gian nào mà vẫn đảm bảo tiết kiệm diện tích và tính thẩm mỹ cao.

2.1.2 Nhược điểm Ổ Cắm Thông Minh Wi-Fi FPT Smart Home

Không sử dụng được trong quy mô nhiều phòng trong cơ quan xí nghiệp và ổ cắm thông minh hỗ trợ bật/tắt thiết bị từ xa hơn là tích hợp cảm biến để nhận diện có người trong phòng hay không để tự động tắt khi không có người và chế độ hẹn giờ để bật / tắt thiết bị chưa tiện lợi, cũng như giao diện điều khiển chung chung chưa phù hợp với xí nghiệp may nơi em làm việc, có nhiều phân xưởng và mỗi phân xưởng có nhiều phòng

Hệ thống giám sát điện năng – VNATECH

Là hệ thống tự động hóa có chức năng giám sát và quản lý năng lượng điện toàn diện cho doanh nghiệp Giúp doanh nghiệp thống kê chi tiết các nguồn tiêu thụ điện năng Từ đó có giải pháp sử dụng hợp lý, cũng như có phương án tiết kiệm chi phí hơn.

Hệ thống giám sát điện năng:

Bộ điều khiển trung tâm Bộ điều khiển trung tâm được ví như trái tim của hệ thống giám sát điện năng.

Có chức năng thu nhận toàn bộ dữ liệu từ các đồng hồ điện tử và sau đó tiến hành phân tích, xử lý các dữ liệu.

Công tơ điện tử Đây là thiết bị dùng để đo điện năng sử dụng và các thông số điện của các thiết bị Đồng thời có tác dụng truyền những thông số này về bộ điều khiển trung tâm để tiến hành phân tích.

Phần mềm giám sát lượng điện sử dụng tại trung tâm

Phần mềm giám sát lượng điện này giúp bạn có thể nhìn thấy các thông số một cách dễ dàng Bằng cách hiển thị qua màn hình máy tính hay điện thoại Phần mềm này đọc tất cả thông số đo của tất cả các đồng hồ đo điện năng, hiển thị số liệu dưới dạng đồ thị và thực hiện các cảnh báo khi có dấu hiệu lạ Sau đó có thể xuất báo cáo thống kê các dữ liệu giúp bạn dễ dàng lưu trữ và kiểm soát.

Phần mềm giám sát lượng Tính năng của hệ thống giám sát điện năng

 Hiển thị giá trị theo thời gian thực

 Report năng lượng tiêu thụ theo ngày, theo tháng.

 Xuất dữ liệu thống kê ra file CSV

 Hiển thị kWh theo biểu đồ với nhiều dạng

 Hiển thị áp, dòng điện tiêu thụ

 Hiển thị trực quan sơ đồ điện

 Hiển thị tình trạng hoạt động và cảnh báo lỗi thiết bị.

Với hệ thống quản lý điện năng tiêu thụ người dùng có thể đặt mức giới hạn lượng điện tiêu thụ Mức giới hạn theo từng ngày hoặc từng tháng

Khi lượng điện tiêu thụ đạt mức ngưỡng cho phép của người dùng thì xuất ra các thông báo cảnh báo Hệ thống có thể gửi SMS tới điện thoại người dùng nếu đang ở xa.

Hệ thống tự động tắt các thiết bị nếu vượt ngưỡng cho phép.

Hệ thống quản lý lượng điện tiêu thụ có thể gửi dữ liệu điện năng qua điện thoại cho người dùng Từ đó người dùng có thể tự quản lý, giám sát được ngôi nhà của mình từ xa.

 Tự động hóa, thay thế khâu ghi chép chỉ số điện bằng tay.

 Do đó tăng độ chính xác tuyệt đối cho các chỉ số điện năng đo được từ nhiều đồng hồ đo điện.

 Dữ liệu thu thập được là liên tục 24/7 để phục vụ cho báo cáo, phân tích và cảnh báo.

 Dựa vào các cảnh báo để xử lý kịp thời sự cố điện năng, bảo vệ máy móc kịp thời

 Dự báo chất lượng điện năng nhà đèn cung cấp Dự báo tình trang thiết bị máy móc vận hành Chủ động bảo dường, giảm thiểu thời gian dừng máy.

 Chủ động lên kế hoạch tăng cường các giải pháp tiết kiệm điện năng

 Xuất báo cáo tổng điện năng tiêu thụ, tương ứng tiền điện phải đóng Là công cụ khách quan đối chứng với hóa đơn nhà đèn cung cấp.

 Duy trì mức vận hành tải hợp lý, giảm thiểu trường hợp thừa hay thiếu tải.

 Giám sát và quản lý tập trung toàn bộ hệ thống;

 Hệ thống hoạt động liên tục 24/24;

 Kiểm soát tần số, điện áp, dòng điện,… trực quan và chính xác;

 Chức năng cảnh báo từ hệ thống giúp tăng khả năng đáp ứng nhanh chóng, xử lý sự cố triệt để.

 Xuất báo cáo hệ thống tự động theo đối tượng, theo thời gian, theo mẫu;

 Tiết kiệm thời gian và chi phí nhân công giám sát tại chỗ

 Quản lý điện năng tiêu thụ tại một phòng bất kỳ, tại một thời điểm bất kỳ

 Xác định hiệu quả của các giải pháp tiết kiệm điện

 Đưa ra phương án điều chỉnh, xây dựng hệ thống truyền tải cho phù hợp

 Giảm tối đa các sai sót so với quá trình thực hiện giám sát thủ công;

 Chủ động lên kế hoạch bảo trì, bảo dưỡng tránh thời gian chết máy;

 Đưa ra các quyết định hợp lý trong sữa chữa hoặc đầu tư mới để đạt hiệu quả tốt nhất.

Hệ thống tính năng chính là giám sát tiêu thụ điện năng và đưa ra cảnh báo để tiết kiệm điện, Hệ thống cảnh báo khi 1 hộ tiêu thụ phát sinh tăng hoặc giảm đột biến và quản lý điện năng sử dụng còn các tùy chọn theo nhu cầu thực tế từng khách hàng.chưa tích hợp tính năng tự động đưa ra giải pháp tiết kiệm điện

Hệ thống giám sát điện năng tiêu thụ EMS quản lý điện năng tiêu thụ

Hệ thống giám sát điện năng tiêu thụ dành cho ký túc xá, chung cư, khách sạn.

Hệ thống cho phép người quản lý giám sát được lượng điện năng sử dụng, theo dõi điện năng tiêu thụ cho từng phòng, từng hộ Hệ thống quản lý lượng điện sử dụng cho phép người quản lý biết được lượng điện năng tiêu thụ dưới dạng biểu đồ

Công tơ đo điện tử

Tính năng của hệ thống quản lý điện năng tiêu thụ:

Hiển thị giá trị theo thời gian thựcReport năng lượng tiêu thụ theo ngày, theo tháng.

Xuất dữ liệu thống kê ra file CSV Hiển thị kWh theo biểu đồ với nhiều dạng Hiển thị áp, dòng điện tiêu thụ

Hiển thị trực quan sơ đồ điện Hiển thị tình trạng hoạt động và cảnh báo lỗi thiết bị.

Hệ thống quản lý điện năng sử dụng, giám sát điện năng sử dụng có khả năng đo đếm dòng điện tải và điện áp các thiết bị điện Với hệ thống quản lý điện năng tiêu thụ người dùng có thể đặt mức giới hạn lượng điện tiêu thụ Mức giới hạn theo từng ngày hoặc từng tháng nhằm tối ưu hóa khả năng sử dụng và tiết kiệm điện.

Khi lượng điện tiêu thụ đạt mức ngưỡng cho phép của người dùng thì xuất ra các thông báo cảnh báo Hệ thống có thể gửi SMS tới điện thoại người dùng nếu đang ở xa.

Hệ thống tự động tắt các thiết bị nếu vượt ngưỡng cho phép.

Hệ thống quản lý lượng điện tiêu thụ có thể gửi dữ liệu điện năng qua điện thoại cho người dùng Từ đó người dùng có thể tự quản lý, giám sát được ngôi nhà của mình từ xa phần mềm theo dõi điện năng tiêu thụ

Lợi ích của hệ thống quản lý điện năng tiêu thụ, giám sát lượng điện sử dụng Giám sát và quản lý tập trung toàn bộ hệ thống;

Hệ thống hoạt động liên tục 24/24;

Kiểm soát tần số, điện áp, dòng điện, công suất phản kháng điện năng tiêu thụ,… trực quan và chính xác;

 Chức năng cảnh báo từ hệ thống giúp tăng khả năng đáp ứng nhanh chóng, xử lý sự cố triệt để.

 Xuất báo cáo hệ thống tự động theo đối tượng, theo thời gian, theo mẫu;

 Tiết kiệm thời gian và chi phí nhân công giám sát tại chỗ

 Quản lý điện năng tiêu thụ tại một phòng bất kỳ, tại một thời điểm bất kỳ

 Xác định hiệu quả của các giải pháp tiết kiệm điện

 Đưa ra phương án điều chỉnh , xây dựng hệ thống truyền tải cho phù hợp

 Giảm tối đa các sai sót so với quá trình thực hiện giám sát thủ công;

 Chủ động lên kế hoạch bảo trì, bảo dưỡng tránh thời gian chết máy;

 Đưa ra các quyết định hợp lý trong sữa chữa hoặc đầu tư mới để đạt hiệu quả tốt nhất.

Chức năng của Smart homeSử dụng công nghệ trong nhà, bạn có thể kiểm soát và xem những gì đang diễn ra trong nhà của mình Ngay cả khi bạn không ở đó sử dụng điện thoại thông minh, máy tính bảng hoặc đôi khi là máy tính Chẳng hạn, nếu bạn có con nhỏ ở nhà, bạn có thể biết được mọi hoạt động của chúng.

Tiết kiệm năng lượng với điều khiển điều hòa Sensibo Sky Ánh sáng thông minh cho toàn căn nhà

Hệ thống ánh sáng thông minh luôn là đểm nhấn đặc biệt và phổ biến nhất khi dùng Smart Home Ánh sáng thông minh sẽ giúp bạn rất nhiều trong cuộc sống, ví dụ như:

Bật/tắt điện ngay từ điện thoại của bạn cho dù bạn đang đi nghỉ dưỡng ở bất cứ đâu

Hẹn giờ, lên lịch hoạt động cho các bóng đèn trong nhà Và bạn sẽ không phải đi bật từng bóng đèn khi trời tối hay tắt chúng vào mỗi buổi sáng Hãy để chúng tự hoạt động

Điều khiển đèn bằng giọng nói với các trợ lý ảo Chỉ với một câu nói của bạn là tất cả các đèn trong nhà bạn đều được bật hoặc tăng, giảm độ sáng theo ý muốn một cách dễ dàng.

Kết hợp cùng các phụ kiện thông minh khác Mở cửa là đèn tự động bật hay bật đèn khi ai đó đi ngang qua các khu vực hành lang….Tất cả đều có thể chỉ với các cảm biến thông minh Đây là điểm mà chỉ các thiết bị chiếu sáng thông minh có thể làm.

Không sử dụng được trong quy mô nhiều phòng trong cơ quan xí nghiệp và ổ cắm thông minh hỗ trợ bật/tắt thiết bị từ xa hơn là tích hợp cảm biến để nhận diện có người trong phòng hay không để tự động tắt khi không có người và chế độ hẹn giờ để bật / tắt thiết bị chưa tiện lợi, cũng như giao diện điều khiển chung chung chưa phù hợp với xí nghiệp may nơi em làm việc, có nhiều phân xưởng và mỗi phân xưởng có nhiều phòng

Đánh giá và nhận xét ưu nhược điểm chung

Ưu nhược điểm của hệ thống giám sát tiết kiệm điện hiện nay và khả năng ứng dụng vào cơ quan, xí nghiệp

Giám sát chính xác và liên tục:

Theo dõi liên tục: Hệ thống giám sát tiết kiệm điện cho phép theo dõi liên tục mức tiêu thụ điện năng của từng thiết bị, từng khu vực, từ đó cung cấp dữ liệu chính xác về tình trạng sử dụng điện.

Phân tích dữ liệu: Hệ thống thường đi kèm với phần mềm phân tích dữ liệu, giúp nhận diện các thiết bị hoặc khu vực tiêu thụ điện năng bất thường, từ đó đề xuất các biện pháp cải thiện.

Phát hiện và cảnh báo sớm:

Cảnh báo tức thì: Khi có sự cố hoặc tiêu thụ điện năng vượt ngưỡng, hệ thống có thể gửi cảnh báo tức thì đến người quản lý, giúp nhanh chóng khắc phục sự cố và tránh lãng phí.

Tối ưu hóa sử dụng điện:

Tiết kiệm năng lượng: Nhờ vào việc giám sát và phân tích, các cơ quan, xí nghiệp có thể tối ưu hóa việc sử dụng điện năng, từ đó tiết kiệm chi phí vận hành và giảm tác động môi trường.

Quản lý hiệu quả hơn: Hệ thống giám sát giúp quản lý và lập kế hoạch sử dụng điện hiệu quả hơn, đặc biệt trong các xí nghiệp lớn với nhiều thiết bị và khu vực tiêu thụ điện khác nhau.

Dễ dàng quản lý từ xa:

Quản lý từ xa: Nhiều hệ thống giám sát hiện nay cho phép quản lý từ xa thông qua ứng dụng di động hoặc web, giúp các nhà quản lý dễ dàng theo dõi và điều chỉnh ngay cả khi không có mặt tại hiện trường.

Chi phí đầu tư ban đầu cao:

Chi phí thiết bị và lắp đặt: Việc triển khai hệ thống giám sát tiết kiệm điện yêu cầu đầu tư vào các thiết bị cảm biến, phần mềm, và hệ thống mạng, điều này có thể tốn kém đối với các cơ quan, xí nghiệp nhỏ.

Chi phí bảo trì: Hệ thống giám sát cần được bảo trì định kỳ để đảm bảo hoạt động hiệu quả, điều này cũng làm tăng chi phí vận hành.

Yêu cầu kỹ thuật cao: Đòi hỏi kỹ năng chuyên môn: Việc cài đặt, vận hành và quản lý hệ thống giám sát yêu cầu kỹ năng chuyên môn cao, đòi hỏi nhân viên phải được đào tạo hoặc thuê chuyên gia.

Phụ thuộc vào công nghệ: Hệ thống giám sát phụ thuộc vào công nghệ và mạng internet, có thể gặp khó khăn trong trường hợp mất kết nối hoặc sự cố kỹ thuật.

Vấn đề bảo mật dữ liệu:

Rủi ro về bảo mật: Hệ thống giám sát sử dụng dữ liệu tiêu thụ điện của cơ quan, xí nghiệp, do đó cần đảm bảo bảo mật để tránh nguy cơ bị tấn công hoặc rò rỉ thông tin.

Khả năng ứng dụng vào cơ quan, xí nghiệp Lợi ích thiết thực:

Tiết kiệm chi phí: Việc ứng dụng hệ thống giám sát tiết kiệm điện vào cơ quan, xí nghiệp có thể giúp tiết kiệm đáng kể chi phí điện năng, đặc biệt là trong các xí nghiệp sản xuất có mức tiêu thụ điện lớn.

Nâng cao hiệu quả quản lý: Giám sát và phân tích dữ liệu tiêu thụ điện giúp các cơ quan, xí nghiệp quản lý tài nguyên hiệu quả hơn, từ đó nâng cao năng suất và hiệu quả hoạt động.

Thích hợp cho nhiều loại hình doanh nghiệp:

Doanh nghiệp sản xuất: Trong các doanh nghiệp sản xuất, hệ thống giám sát giúp quản lý và tối ưu hóa việc sử dụng điện cho các thiết bị máy móc, dây chuyền sản xuất.

Cơ quan hành chính: Trong các cơ quan hành chính, hệ thống giúp giám sát và điều chỉnh việc sử dụng điện cho điều hòa, chiếu sáng và các thiết bị văn phòng.

Hỗ trợ phát triển bền vững:

Những nhược điểm cần khắc phục

Ứng dụng các hệ thống chung vào giám sát và tiết kiệm điện trong cí nghiệp may nơi em làm việc thì khi triển khai đồng loại sẽ có nhược điểm và thách thức

Chi phí đầu tư ban đầu cao:

Thiết bị và cài đặt: Hệ thống Smart Home yêu cầu đầu tư vào các thiết bị thông minh và công nghệ điều khiển, cùng với chi phí cài đặt ban đầu khá cao.

Chi phí bảo trì: Bảo trì và cập nhật hệ thống cần chi phí định kỳ, có thể là gánh nặng đối với một số cơ quan hoặc tổ chức.

Yêu cầu hạ tầng mạng và kỹ thuật:

Hạ tầng mạng: Hệ thống Smart Home hoạt động dựa trên mạng internet và hạ tầng mạng nội bộ, yêu cầu kết nối ổn định và băng thông đủ lớn.

Kỹ thuật chuyên môn: Cần có nhân viên kỹ thuật có chuyên môn để vận hành và quản lý hệ thống, đòi hỏi đào tạo và tuyển dụng phù hợp.

Bảo mật và quyền riêng tư:

Rủi ro an ninh mạng: Việc sử dụng các thiết bị kết nối internet có thể tạo ra rủi ro về an ninh mạng, đòi hỏi các biện pháp bảo mật chặt chẽ để bảo vệ dữ liệu và quyền riêng tư.

Giao diện điều khiển chưa tiện ích

Khắc phục các nhược điểm trên, em đi vào xây dựng hệ thống tự động tắt thiết bị sau khoảng thời gia không có người, giám sát thiết bị từ xa để điều khiển theo mong muốn, giám sát mức điện năng tiêu thụ để can thiệp tiết kiệm điện kịp thới và xây dựng app theo dõi theo phân xưởng của xí nghiệp.

XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN

Ý tưởng thiết kế hệ thống

Xây dựng hệ thống điều khiển và giám sát và điều khiển thiết bị điện để tiết kiệm điện năng Cụ thể

Tự động tắt các thiết bị điện nếu không có người trong một thời gian nhất định Hệ thống sẽ xử lý dữ liệu từ hệ thống cảm biến gửi về để tự động tắt các thiết bị điện sau 10 phút nếu trong phòng không có người Ngoài ra trạng thái (bật/tắt) của các thiết bị điện sẽ được hiển thị trên app, từ đó người quản lý có thể giám sát từ xa.

Trên hệ thống còn có thể thiết lập lịch hẹn giờ bật / tắt thiết bị theo thời khóa biểu hoặc theo lịch trình đặt trước.

Giám sát được các thiết bị nào đang hoạt động

Điều khiển tắt/bật các thiết bị điện từ xa, giúp giảm bớt nhân lực thực hiện bật, tắt thủ công, phù hợp cho việc phát triển khoa học ứng dụng vào thực tế.

Đo công suất tiêu thụ điện năng để kiểm soát mức điện năng tiêu thụ

Thiết kế phần cứng

Hệ thống gồm 7 khối ghép lại với nhau theo nhiều hướng tạo nên một hệ thống hoạt động ổn định được trình bày trong sơ đồ khối hình 3.1 như sau:

Hình 3 1: Sơ đồ khối hệ thống

Hình 3 2: Hình ảnh các thiết bị chính trong hệ thống

Khối nguồn: Cung cấp nguồn cho toàn bộ hoạt động của hệ thống bao gồm: khối xử lý trung tâm, khối giao tiếp wifi, khối cảm biến và khối hiển thị.

Khối xử lý trung tâm và giao tiếp wifi: Thu thập dữ liệu từ các thiết bị sau đó xử lý và điều khiển khối hiển thị Đồng thời giao tiếp giữa khối điều khiển trung tâm và server, là cầu nối trung gian để nhận và gửi dữ liệu lên hệ thống web và app blynk để theo dõi thông qua mạng internet.

Khối smartphone: Xây dựng giao diện để hiển thị, lưu trữ dữ liệu, đồng thời cho phép người dùng thao tác, điều khiển gián tiếp hệ thống thông qua Wifi và phần mềm Blynk.

Khối hiển thị: Cho phép người dùng theo dõi các thông số điện năng trên màn hình LCD Oled.

Khối cảm biến: có nhiệm vụ thu thập các dữ liệu liên quan: cảm biến chuyển động/ hơi thở xem có người trong phòng không, cảm biến đo thông số của điện năng như điện áp, dòng điện, công suất, điện năng tiêu thụ… để gửi về cho khối CPU xử lý và hiển thị lên hệ thống giám sát qua màn hình lcd và qua mạng internet.

3.2.2 Lựa chọn linh kiện thiết bị lắp đặt hệ thống

Hình 3 3: Hình ảnh linh kiện thực tế sử dụng a) Các thiết bị giám sát

Cảm biến hay còn gọi là sensor Đây là một thiết bị điện tử có thể nhận biết các yếu tố vật lý hoặc hoá học từ môi trường như: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, chuyển động, Sau đó, cảm biến sẽ chuyển các thông tin nhận được thành các dạng tin mã hoá và xuất về màn hình hoặc máy tính Nhờ vậy, cảm biến sẽ hỗ trợ hiệu quả việc nghiên cứu khoa học, đo đạc hay điều khiển thiết bị từ xa,

 Cảm biến hiện diện người

Cảm biến hiện diện người là một loại cảm biến được sử dụng để phát hiện sự hiện diện của con người trong khu vực được giám sát Cảm biến này có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như hệ thống an ninh, điều khiển ánh sáng tự động trong các ngôi nhà thông minh hoặc trong các toà nhà văn phòng Cảm biến hiện diện người thường hoạt động dựa trên các công nghệ như hồng ngoại, siêu âm hoặc radar để phát hiện chuyển động hoặc cơ thể của con người trong đó.

Hình 3 4: Cảm biến hiện diện người

– Nhận diện trạng thái chuyển động và bị động của con người – Tần số làm việc: 24GHz ~ 24.25Ghz

– Điện áp cấp: 5 ~ 12VDC (khuyên dùng 5V) – Khoảng cách cảm biến: 0.7m ~ 6m

– Góc làm việc: 60 độ – Giao diện: UART, IO 3.3V – Tín hiệu ra 3.3V

+ Xuất mức cao 3.3V: khi có người + Xuất mức thấp 0V: khi không có người

Module đo điện AC đa năng giao tiếp UART PZEM004T được sử dụng để đo và theo dõi gần như hoàn toàn các thông số về điện năng AC của mạch điện như điện áp hoạt động, dòng tiêu thụ, công suất và năng lượng tiêu thụ Giao tiếp UART dễ dàng kết nối truyền dữ liệu tới Vi điều kiển hoặc máy tính.

Module đo điện giao tiếp UART PZEM004T nhỏ gọn, dễ lắp đặt, sử dụng cách đo dòng cách ly an toàn và khả năng đo dòng lên đến 100A, mạch có chất lượng gia công và linh kiện tốt, độ bền cao.

Hình 3 5: Module đo điện năng PZEM004T v3.0

Thông số module đo điện AC đa năng

– Điện áp đo và hoạt động: 80 ~ 260VAC / 50 – 60Hz, sai số 0.01 – Dòng điện đo và hoạt động: 0 ~ 100A, sai số 0.01

– Công suất đo và hoạt động: 0 ~ 26000W – Năng lượng đo và hoạt động: 0~9999kWh.

– Giao tiếp UART mức logic TTL 5VDC baudrate mặc định 9600, 8 data bits, 1 stop bit, no parity.

– Có opto cách ly an toàn giữa mạch đo và mạch nhận tín hiệu UART.

– Lưu giữ thông số năng lượng tiêu thụ trong bộ nhớ.

– Có nút Reset, nhấn giữ 5 giây để xóa các thông số về 0.

– Kích thước: 30 x 75 mm b) Node MCU ESP8266

ESP8266 là dạng vi điều khiển tích hợp Wifi (Wifi SoC) được phát triển bởi Espressif Systems, một nhà sản xuất Trung Quốc có trụ sở tại Thượng Hải Với vi điều khiển và Wifi tích hợp, ESP8266 cho phép lập trình viên có thể thực hiện vô số các tác vụ TCP/IP đơn giản để thực hiện vô số các ứng dụng khác nhau, đặc biệt là các ứng dụng IoT Module ESP8266 có giá thành rẻ, phải nói là rẻ nhất trong tất cả các loại Wifi SoC từ trước tới nay.

Chip ESP8266 được phát triển bởi Espressif để cung cấp giải pháp giao tiếp Wifi cho các thiết bị IoT Điểm đặc biệt của dòng ESP8266 là nó được tích hợp các mạch RF như balun, antenna switches, TX power amplifier và RX filter ngay bên trong chip với kích thước rất nhỏ chỉ 5x5mm nên các board sử dụng ESP8266 không cần kích thước board lớn cũng như không cần nhiều linh kiện xung quanh.

Sau nhiều năm phát triển, hiện tại AI-Thinker sản xuất 14 loại cho ESP từ module ESP-01 đến ESP-14 Ở thị trường VN thì ba module là ESP-01, ESP-07 và ESP-12F khá phổ biến, nhất là ESP-12.

Hình 3 6: ESP8266 và sơ đồ chân

ESP-12 kết hợp với firmware ESP8266 trên Arduino và thiết kế phần cứng giao tiếp tiêu chuẩn đã tạo nên NodeMCU, cách sử dụng, kết nối dễ dàng, có thể lập trình, nạp chương trình trực tiếp trên phần mềm Arduino, đồng thời tương tích với các bộ thư viện Arduino sẵn có NodeMCU ESP8266 trở thành loại Kit phát triển phổ biến nhất trong thời điểm hiện tại. Đặc tính nổi bật Module thu phát Wifi ESP8266 – Tích hợp 2 nút nhấn

– Tích hợp chip chuyển usb – uart CH340 – Full IO: 10 GPIO, 1 Analog, 1SPI, 2 UART, 1 I2C/I2S, PWM, v.v….

– Được hỗ trợ bởi cộng đồng lớn mạnh Nodemcu

Thông số cấu hình của NodeMCU Bảng 3.1: Thông số cấu hình của NODEMCU ESP8266

Bảng 3 1: Thông số cấu hình của NODEMCU ESP8266

Thông số giá tri ̣ Cấu hình

Giao thức tích hợp TCP / IP Tần số hoạt động 2.4 -2.5 GHz Điện áp hoạt động 3.0 – 3.6 V Điện áp cung cấp 5V

Tốc độ xử lý 80 ~ 160MHz

Dòng điện hoạt động 80mA

Công suất đầu ra 20 dBm ở chế độ 802.11b

Giao tiếp ngoại vi UART/SDIO/SPI/I2C/I2S/IR Remote

ADC Môt đầu vào với độ phân giải 1024 bước

Phạm vi nhiệt độ hoạt động

Mạch khối CPU và giao tiếp Wifi được thiết kế trên phần mềm Altium

Hình 3 8: Sơ đồ nguyên lý khối CPU thiết kế trên phần mềm Altium

Hình 3 9: Hình ảnh 3d khối CPU trên phần mềm Altium

Hình 3 10: Mạch kết nối ngoại vi với khối CPU

Sau khi đã lập trình và mô phỏng các tính năng của hệ thống, nhóm nghiên cứu tiến hành lắp ráp mô hình hệ thống Các linh kiện cần chuẩn bị gồm: Module Esp8266, cảm biến PZEM004T v3.0, LCD Oled 0.96, nguồn 5V…

Hình 3 11: Bố trí thiết bị trong hộp kỹ thuật

Xây dựng giao diện giám sát và điều khiển

Yêu cầu: Ở phần mềm Arduino Ide đã cài board esp8266, thêm thư viện cho blynk mới

Tải thư viện Blynk tại đây: https://github.com/blynkkk/blynk- library

Sau khi tải vào Arduino IDE chọn Sketch -> Include library -> Add ZIP library và chọn file vừa tải về.

Thiết lập Blynk trên máy tính: Đầu tiền truy cập vào https://blynk.cloud/ đăng nhập, nếu chưa có tài khoản thì chọn Create new account để đăng ký, nhập tên email vào, sau đó tích chọn Sign Up.

Hình 3 12: Đăng nhập tài khoản trên Web https://blynk.cloud/

Trang chủ https://blynk.cloud/ sẽ gửi mail, sau đó chọn Create Pasword để tạo mật khẩu Sau khi có tài khoản, ta đăng nhập vào chọn New Template, nhập tên và chọn đầy đủ như hình dưới:

Hình 3 13: Tạo hệ thống mới

Sau khi tạo xong sẽ hiện giao diện bên dưới, ta copy mã Template để dán vào chương trình.

Hình 3 14: Lấy thông tin hệ thống và đưa vào chương trình điều khiển

Tiếp theo ta thêm các thiết bị ảo trên giao diện để điều khiển và giám sát hệ thống từ xa, chọn Datastreams -> Virtual Pin -> nhập đầy đủ datastream của Pin -

Hình 3 15: Thêm thiết bị ảo mới

Hình 3 16: Cài đặt thông số cho thiết bị ảo mới

Sau khi tạo xong, ta chọn Web Dashboard, kéo các thiết bị ảo bên trái qua để hiển thị thông số giám sát hệ thống, Switch để làm công tắc điều khiển, một biểu đồ chart để để hiển thị (bản free chỉ hiển thị được 1 biểu đồ), nhấn biểu tượng cài đặt để chọn từng Pin hiển thị phù hợp.

Hình 3 17: Thêm các thiết bị theo dõi và điều khiển trên hệ thống giám sát

Sau khi chọn xong ta ấn Save để lưu cài đặt:

Hình 3 18: Lưu thiết kế giao diện giám sát

Tiếp theo, chọn biểu tượng Seach -> New Device để chọn thiết bị từ From template:

Hình 3 19: Thêm thiết bị vào hệ thống

Chọn tên template mà đã tạo -> Create, sau đó xem kết quả:

Hình 3 20: Giao diện đã tạo

3.3.2 Thiết lập Blynk trên điện thoại:

Trên điện thoại sau khi tải app Blynk mới về, các ta mở lên sau đó đăng nhập tài khoản đã tạo bên web, tên thiết bị bạn tạo lúc nãy trên web sẽ được hiển thị sẵn:

Hình 3 21: Giao diện Blynk trên điện thoại

Tương tự như bản cũ, ta chọn biểu tượng Button để điều khiển, Value Display để hiển thị thông số hệ thống… chọn chân Pin cho từng mục:

Hình 3 22: Lựa chọn các thiết bị ảo cho hệ thống giám sát và điều khiển

Thành quả sau khi tạo xong, chúng ta có thể thay đổi màu, thiết kế giao diện cho từng dự án:

Hình 3 23: Giao diện giám sát điện

Thiết kế chương trình bật/ tắt thiết bị tự động hoặc điều khiển từ xa

Tín hiệu xuất ra của cảm biển là digital HIGH (5V) và LOW (0) tượng trưng cho các trạng thái bật, tắt thiết bị điện tự động mà không cần phải thao tác vào.

Cảm biến hơi thở hoặc chuyển động này có thể điều chỉnh độ nhạy sao cho phù hợp với nhu cầu đặt ra Hệ thống đèn, quạt dựa vào cảm biến nhận biết có người không để tự động bật/ tắt

Hình 3 24: Lưu đồ thuật toán chế độ điều khiển theo cảm biến ánh sáng

#define LIGHT_SENSOR_PIN A0 // Chân analog kết nối cảm biến ánh sáng

#define LED_PIN 13 // Chân kết nối LED void setup() {

Serial.begin(9600); // Khởi động giao tiếp Serial pinMode(LIGHT_SENSOR_PIN, INPUT); // Thiết lập chân cảm biến ánh sáng là INPUT pinMode(LED_PIN, OUTPUT); // Thiết lập chân LED là OUTPUT } void loop() { int lightValue = analogRead(LIGHT_SENSOR_PIN); // Đọc giá trị ánh sáng từ cảm biến

Serial.println(lightValue); // In giá trị đo được ra Serial Monitor // Điều khiển LED dựa trên giá trị ánh sáng

S Đ if (lightValue < 200) { digitalWrite(LED_PIN, HIGH); // Bật LED nếu độ sáng thấp hơn ngưỡng 200 } else { digitalWrite(LED_PIN, LOW); // Tắt LED nếu độ sáng cao hơn hoặc bằng ngưỡng 200 } delay(1000); // Đợi 1 giây trước khi đọc lại giá trị ánh sáng}

Ứng dụng công nghệ vào giám sát hoạt động của hệ thống

Ứng dụng công nghệ dùng cảm biến và IoT trong việc tự động hóa và giám sát hoạt động trong xưởng may có thể mang lại nhiều lợi ích về hiệu quả và tiết kiệm năng lượng Cụ thể:

- Cảm biến chuyển động và hiện diện:

Cảm biến hồng ngoại (PIR): Nhận biết sự hiện diện của con người để bật/tắt đèn chiếu sáng, quạt và máy lạnh trong từng khu vực.

Cảm biến siêu âm: Phát hiện chuyển động để điều chỉnh thiết bị theo nhu cầu thực tế, chẳng hạn như điều chỉnh đèn hoặc máy lạnh khi có người di chuyển qua khu vực nhất định.

Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm: Giám sát điều kiện môi trường trong xưởng may để tự động điều chỉnh hệ thống thông gió, điều hòa không khí để duy trì môi trường làm việc thoải mái.

Cảm biến ánh sáng: Điều chỉnh mức độ chiếu sáng trong xưởng dựa trên ánh sáng tự nhiên, giúp tiết kiệm năng lượng.

Hệ thống điều khiển từ xa: Sử dụng các thiết bị IoT để điều khiển và giám sát thiết bị từ xa qua ứng dụng di động hoặc máy tính Các thiết bị này có thể bao gồm đèn, quạt, máy lạnh, và các thiết bị sản xuất.

Quản lý năng lượng: Theo dõi và phân tích tiêu thụ năng lượng của các thiết bị để tối ưu hóa và tiết kiệm chi phí.

Giám sát và bảo trì dự đoán: Sử dụng các cảm biến để theo dõi tình trạng hoạt động của máy móc và đưa ra cảnh báo sớm về sự cố hoặc nhu cầu bảo trì.

- Phân tích dữ liệu và báo cáo:

Hệ thống phân tích dữ liệu: Thu thập và phân tích dữ liệu từ các cảm biến và thiết bị IoT để tạo báo cáo và đưa ra các khuyến nghị cải thiện hiệu quả hoạt động.

Bảng điều khiển (dashboard): Hiển thị thông tin real-time về tình trạng hoạt động của xưởng, tiêu thụ năng lượng, và các chỉ số quan trọng khác.

Việc áp dụng các công nghệ này không chỉ giúp tăng cường hiệu quả sản xuất mà còn nâng cao điều kiện làm việc cho nhân viên, đảm bảo an toàn và tiết kiệm chi phí vận hành Để triển khai thành công, cần có kế hoạch chi tiết và đầu tư vào hạ tầng công nghệ cũng như đào tạo nhân viên về việc sử dụng các hệ thống mới.

Kết luận và kiến nghị

- Điều khiển được từ xa các thiết bị điện.

- Tự động bật tắt khi không có người sau một khoảng thời gian.

- Tự động bật tắt theo lịch trình.

- Giám sát tình trạng thiết bị điện đang bật/tắt và tại đó có người hay không

Từ đó: o Tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của các thiết bị điện: Hệ thống điều khiển sẽ giúp điều chỉnh thông số hoạt động của các thiết bị điện để đạt được hiệu suất tối ưu và giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng. o Đảm bảo an toàn và tin cậy cho hệ thống điện: Hệ thống điều khiển sẽ giám sát và quản lý hoạt động của các thiết bị điện, giảm thiểu rủi ro bị chập điện, ngắt mạch hoặc cháy nổ. o Tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu quả hoạt động: Hệ thống điều khiển sẽ giúp tối ưu hóa quá trình hoạt động của các thiết bị điện, làm giảm chi phí vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa Nó cũng giúp nâng cao hiệu quả hoạt động và tăng cường sự linh hoạt trong quá trình quản lý các thiết bị điện. o Quản lý từ xa và độ chính xác cao: Hệ thống điều khiển có thể được quản lý từ xa, bằng cách sử dụng các phần mềm tương thích với máy tính hoặc điện thoại thông minh Điều này tăng cường độ chính xác và giúp giải quyết các vấn đề ngay lập tức o Đóng góp cho bảo vệ môi trường: Hệ thống điều khiển có thể giúp giảm thiểu lượng carbon thải bằng việc tối ưu hóa tiêu thụ năng lượng của các thiết bị điện Điều này khác biệt lớn khi nó có thể đóng góp cho bảo vệ môi trường.

Tiếp tục nghiên cứu và mở rộng hệ thống để giám sát và điều khiển các thông số môi trường khác như độ ẩm, ánh sáng, chất lượng không khí nhằm tạo ra một hệ thống quản lý thông minh hơn.

Tích hợp các công nghệ tiên tiến như trí tuệ nhân tạo, học máy vào hệ thống để tự động hóa việc phân tích dữ liệu, dự báo và ra quyết định điều khiển.

Nghiên cứu các giải pháp nâng cao bảo mật, can thiệp từ xa và khả năng mở rộng của hệ thống IoT trong môi trường công nghiệp.

Tiêu đề	Xây dựng hệ thống giám sát, điều khiển tiết kiệm điện trong công ty sản xuất giày
Tác giả	Nguyễn Đức Phước
Người hướng dẫn	Th.s Trần Đại Lộc
Trường học	Trường Đại học Quốc tế Bắc Hà
Chuyên ngành	Điện tử Viễn thông
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2024

Định dạng
Số trang	58
Dung lượng	8,23 MB