THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Theo tính toán của các nhà nghiên cứu, năng lượng từ mặt trời đến trái đất vào khoảng 173.000 tỉ KW. Đối với các nước phát triển, năng lượng tái tạo (NLTT) năng lượng mặt trời là nguồn quan trọng trong cán cân năng lượng và bảo vệ môi trường. NLTT cũng là nguồn cung ứng lâu dài. Các nước phát triển ở châu Âu và các châu lục khác đã có những bước phát triển ứng dụng công nghệ NLTT đáng ghi nhận.Để phát triển NLTT, nhiều nước đã đặt ra mục tiêu tỷ lệ NLTT trong tổng nhu cầu năng lượng giai đoạn 20102015 hoặc dài hơn đến 2020. Ví dụ Châu Âu EU nhắm đến mục tiêu đến 2020 sẽ có 20%, Trung Quốc 15%; Thái Lan đến 2011 sẽ có 8%; Hàn Quốc 7% đến 2010; Indonesia 15% đến 2015; Anh quốc 15% đến 2020; Thụy Điển 49% đến 2020; New Zeland 90% đến 2025; Philipine 4.7 GW đến 2013…Riêng nước Mỹ có 25 tiểu bang đặt mục tiêu 20% đến năm 2017. Năm 2009, tổng thống Mỹ Barack Obama đã ký đạo luật khôi phục và tái đầu tư nước Mỹ (American Recovery and Reinvestment Act) trong đó dành 16.8 tỷ hỗ trợ các dự án tiết kiệm năng lượng và NLTT (Energy Efficiency and Renewable EnergyEERE). Tổng thống muốn đảm bảo rằng 10% điện của nước Mỹ là NLTT như điện gió và điện mặt trời vào năm 2012 và 25% vào năm 2025 và đặt mục tiêu giảm 80% khí thải hiệu ứng nhà kính vào năm 2050.Tính đến năm 2014, doanh thu từ NLTT của Đức là 50 tỷ euro. Bên cạnh đó, việc phát triển NLTT đã cung cấp việc làm cho khoảng 350.000 người dân Đức. Chính sách phát triển NLTT của Đức nằm trong chính sách chung của EU, tức là đến năm 2020 sẽ giảm 20% những loại NL gây ô nhiễm, tăng 20% các loại NLTT. Mục tiêu của Đức là đến năm 2020, NLTT sẽ chiếm tối thiểu 30% tổng nhu cầu năng lượng.Ở các nước phát triển thì công nghệ chế tạo thiết bị sử dụng NLTT đã phát triển từ lâu đạt chất lượng rất cao, độ bền tốt, mức độ tự động hoá cao và có thị trường toàn thế giới. Không những chế tạo sản phẩm để bán mà các nước này đã và đang xuất các công nghệ chế tạo thiết bị sang các nước theo nhiều hình thức.Việc ứng dụng công nghệ NLTT để cung cấp nhu cầu sử dụng năng lượng với quy mô nhỏ nhất là ở những khu vực không thể nối được lưới điện ở nhiều nước trên thế giới đã phát triển mạnh và đạt được hiệu quả rất cao.1.1.2. Thực trạng năng lượng tái tạo trong nước.Ở Việt Nam hiện nay vấn đề thiếu hụt năng lượng trong thời gian tới đang trở lên hiện hữu, tốc độ phát triển nguồn không theo kịp tốc độ phát triển của phụ tải, điều này nếu không giải quyết kịp thời sẽ ảnh hưởng hưởng rất lớn đến an ninh năng lượng quốc gia, ảnh hưởng hưởng đến sự phát triển của nền kinh tế và đời sống nhân dân. Vì vậy, nước ta đã đặt ra mục tiêu đến năm 2020, sản lượng điện NLTT chiếm khoảng 5% tổng nguồn điện, trong đó sẽ ưu tiên phát triển NLTT theo hướng thủy điện nhỏ, điện gió, điện mặt trời,… nhằm tăng tỷ lệ các nguồn NLTT khoảng 3% tổng năng lượng thương mại sơ cấp vào năm 2020 và 11% vào năm 2050. Chúng ta sẽ tập trung tìm hiểu về năng lượng mặt trời. Về vấn đề nguồn năng lượng mặt trời, Việt Nam có lợi thế là một trong những nước nằm trong giải phân bổ ánh nắng mặt trời nhiều nhất trong năm trên bản đồ bức xạ mặt trời của thế giới. Vị trí địa lý đã ưu ái cho Việt Nam một nguồn năng lượng tái tạo vô cùng lớn đó là năng lượng mặt trời. Trải dài từ vĩ độ 23023’Bắc đến 8027’ Bắc, Việt Nam nằm trong khu vực có cường độ bức xạ mặt trời tương đối cao. Năng lượng mặt trời ở Việt Nam có sẵn quanh năm, khá ổn định và phân bố rộng rãi trên các miền khác nhau của đất nước. Đặc biệt, số ngày nắng trung bình trên các tỉnh của miền trung và miền nam là khoảng 300 ngàynăm. Với tổng số giờ nắng cao lên đến trên 2.500 giờnăm, tổng lượng bức xạ trung bình hàng năm vào khoảng 230250 kcalcm2 theo hướng tăng dần về phía Nam. Dưới đây là “ Bản đồ bức xạ mặt trời Việt Nam” do 3 viện nghiên cứu hàng đầu của Tây Ban Nha là CIEMAT, CENER, IDEA lập. Các viện nghiên cứu của Tây Ban Nha đã sử dụng các mô hình toán học để mô phỏng, tính toán trên cơ sở số liệu của 171 trạm đo khí tượng thủy văn của Việt Nam đo số giờ nắng trong 30 năm, cơ sở dữ liệu ảnh vệ tinh (ảnh phổ thị) trong 5 năm và dữ liệu của 12 trạm đo khí tượng thủy văn tự động trong 2 năm trong đó khu vực thấp nhất có lượng bức xạ mặt trời là 3kwhm2 ngày , khu vực cao nhất lượng bức xạ mặt trời nên đến 5,6 kwhm2 ngày. 1.2.1. Cấu tạo và phân loại Pin măt trời Pin năng lượng mặt trời là thiết bị giúp chuyển hóa trực tiếp năng lượng ánh sáng mặt trời (quang năng) thành năng lượng điện (điện năng) dựa trên hiệu ứng quang điện. Hiệu ứng quang điện là khả năng phát ra điện tử (electron) khi được ánh sáng chiếu vào của vật chất. Vật liệu xuất phát để làm pin mặt trời silic phải là bán dẫn silic tinh khiết. Ở dạng tinh khiết, còn gọi là bán dẫn ròng số hạt tải (hạt mang điện) là electron và số hạt tải là lỗ trống (hole) như nhau. Để làm pin Mặt trời từ bán dẫn tinh khiết phải làm ra bán dẫn loại n và bán dẫn loại p rồi ghép lại với nhau cho nó có được tiếp xúc p n. Thực tế thì xuất phát từ một phiến bán dẫn tinh khiết tức là chỉ có các nguyên tử Si để tiếp xúc p n, người ta phải pha thêm vào một ít nguyên tử khác loại, gọi là pha tạp. Hình 1.3. Cấu tạo của pin mặt trờiHiện nay vật liệu chủ yếu cho pin mặt trời là các silic tinh thể. Pin mặt trời từ tinh thể silic chia thành 3 loại:•Một tinh thể hay đơn tinh thể module sản xuất dựa trên quá trình Czochralski. Đơn tinh thể loại này có hiệu suất tới 16%. Chúng thường rất mắc tiền do được cắt từ các thỏi hình ống, các tấm đơn thể này cócác mặt trống ở góc nối cácmodule.Hình 1.4. Pin mặt trời một tinh thể•Đa tinh thể làm từ các thỏi đúcđúc từ silic nung chảy cẩn thận được làm nguội và làm rắn. Các pin này thường rẻ hơn các đơn tinh thể,tuy nhiên hiệu suất kém hơn. Tuy nhiên chúngcó thể tạo thành các tấm vuông che phủ bề mặt nhiều hơn đơn tinhthể bù lại cho hiệu suất thấp của nó.Hình 1.5. Pin mặt trời loại đa tinh thể•Dải silic tạo từ các miếng phim mỏng từ silic nóng chảy và có cấu trúc đa tinh thể. Loại này thường có hiệu suất thấp nhất, tuy nhiên loại này rẻ nhất trong các loại vì không cần phải cắt từ thỏi silicon. Các công nghệ trên là sản xuất tấm, hay các loại trên có độ dày 300 μm tạo thành và xếp lại để tạo nên module Hình 1.6. Pin mặt trời được làm từ miếng phim silic mỏng Ngoài Si, hiện nay người ta đang nghiên cứu và thử nghiệm các loại vật liệu khác có nhiều triển vọng như Sunfit cadmi đồng (CuCds), Galium arsenit (GaAs) … Dưới đây là cấu tạo một module Pin mặt trời:Hình 1.7. Cấu tạo một module pin mặt trời. 1.2.2. Nguyên lý hoạt động Pin mặt trời Silicon được biết đến là một chất bán dẫn. Chất bán dẫn là vật liệu trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện. Chất bán dẫn hoạt động như một chất cách điện ở nhiệt độ thấp và có tính dẫn điện ở nhiệt độ phòng. Với tính chất như vậy, silicon là một thành phần quan trọng trong cấu tạo của pin năng lượng mặt trời.

fTRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG EVNEPU ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BÀI TIỂU LUẬN MÔN HỌC: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG TRÌNH QUẢN LÝ CỦA HÀNG HOA Giáo viên: Th S Lê Văn Đạt THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN CHIẾU SÁNG Lớp: Đ6LT - ĐTVT1 Khóa: 2012 - 2014 CÔNG CỘNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Nhóm thực đề tài: nhóm 09 Hoàng Xuân Diệu Ngô Ngọc Khánh Nguyễn Thị Bẩy Giảng viên hướng dẫn: TS Phạm Duy Phong Sinh viên thực hiện: Vũ Tiến Đại Lê Xuân Dương Nguyễn Minh Vương Lớp: Đ6 - ĐTVT1 Khóa: 2011 – 2016 Hà Nội - 2015 GVHD: TS Phạm Duy Phong SVTH: Vũ Tiến Đại – Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG EVNEPU ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BÀI TIỂU LUẬN ĐỒ ÁN TỐTHỌC: NGHIỆP MÔN PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG TIN THIẾTTRÌNH KẾ CHẾ ĐIỀU CHƯƠNG QUẢN TẠO LÝ CỦABỘ HÀNG HOA Giáo viên: Th S Lê Văn Đạt SỬ CÔNG CỘNG KHIỂN ĐÈN CHIẾU SÁNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Lớp: Đ6LT - ĐTVT1 Khóa: 2012 - 2014 Nhóm thực đề tài: nhóm 09 Hoàng XuânGiảng Diệu Ngô Ngọc Khánh Sinh viên hướng dẫn: viên thực hiện: Nguyễn Thị Bẩy Lê Xuân Dương Chuyên ngành: TS Phạm Duy Phong Vũ Tiến Đại Nguyễn Minh Vương Lớp: Điện Tử Viễn Thông LỜI MỞ ĐẦU Đ6 - ĐTVT1 Khóa: 2011 – 2016 Hà Nội - 2015 GVHD: TS Phạm Duy Phong SVTH: Vũ Tiến Đại – Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI MỞ ĐẦU Năng lượng sử dụng lượng tiết kiệm hiệu vấn đề cấp thiết phủ, ngành địa phương quan tâm Trong nguồn lượng tái tạo, lượng mặt trời nguồn lượng có tiềm lớn, cung cấp phạm vi rộng, việc phát triển ứng dụng lượng mặt trời đáp ứng phần nhu cầu điện sử dụng sản xuất, đời sống sinh hoạt người dân, góp phần bảo vệ môi trường chống biến đổi khí hậu Công nghệ, thiết bị sử dụng lượng mặt trời hoàn thiện thương mại hóa, nước giới Việt Nam ứng dụng lượng mặt trời để đáp ứng nhu cầu sử dụng lượng với quy mô nhỏ khu vực chưa thể nối lưới điện phát triển mạnh đạt hiệu cao Trong năm gần đây, Việt Nam quan tâm đầu tư cho nghiên cứu khai thác sử dụng nguồn lượng mặt trời, ứng dụng công nghệ quang điện tiên tiến để cấp điện quang nhiệt để cấp nhiệt phục vụ nhu cầu người dân phát triển kinh tế, xã hội Trong đó, nguồn lượng mặt trời đánh giá dồi dào, phong phú nguồn lượng có tính chiến lược không cấp điện cho vùng chưa có điện lưới mà nguồn bổ sung quan trọng cho hệ thống lượng quốc gia, góp phần đảm bảo an ninh lượng bảo vệ môi trường sống Việt Nam ứng dụng lượng mặt trời để cấp điện, nhiều địa phương nước sử dụng lượng mặt trời chiếu sáng công cộng Hệ thống chiếu sáng công cộng hạng mục công trình hạ tầng kỹ thuật quan trọng, tiêu thụ lượng điện tương đối lớn có nhiều tiềm để tiết kiệm Tuy nhiên, đứng trước nhu cầu sử dụng lượng ngày tăng, nên việc ứng dụng giải pháp để sử dụng điện tiết kiệm, hiệu chiếu sáng công cộng nhận quan tâm nghiên cứu nhà khoa học GVHD: TS Phạm Duy Phong SVTH: Vũ Tiến Đại – Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Do đó, phần đồ án tập trung thiết kế điều khiển sạc điều khiển chiếu sáng để đảm bảo hiệu chiếu sáng công cộng đạt hiệu suất cao Đồ án chúng em gồm 03 chương: • Chương 1: Hệ thống chiếu sáng công cộng sử dụng lượng mặt trời • Chương 2: Xây dựng, thiết kế mô hình đèn chiếu sáng sử dụng lượng mặt trời • Chương 3: Chế tạo điều khiển đèn chiếu sáng sử dụng lượng mặt trời Do vài yếu tối khách quan chủ quan nên đồ án có hạn chế Em mong đóng góp ý kiến thầy cô bạn để đồ án em hoàn thiện Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Phạm Duy Phong tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt thời gian thực đồ án Em xin chân thành cảm ơn! GVHD: TS Phạm Duy Phong SVTH: Vũ Tiến Đại – Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em muốn bày tỏ biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn em thầy TS Phạm Duy Phong – Giảng viên Trường Đại học Điện Lực tận tình hướng dẫn em suốt trình thực đồ án Em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới Thầy Cô giáo trường Đại Học Điện Lực giảng dạy em 4, năm qua, kiến thức kinh nghiệm quý báu mà Thầy Cô truyền đạt cho em giảng đường đại học tảng giúp em hoàn thành đồ án hành trang vững cho em bước đường tương lai Em xin trân trọng cảm ơn Thầy, Cô giáo Khoa Điện Tử Viễn Thông tận tình giúp đỡ tạo điều kiện giúp em hoàn thành phần đồ án Trong trình làm đồ án khó tránh khỏi sai sót, em mong nhận góp ý Thầy Cô giáo bạn Một lần em xin chân thành cảm ơn ! GVHD: TS Phạm Duy Phong SVTH: Vũ Tiến Đại – Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Giảng viên hướng dẫn TS Phạm Duy Phong GVHD: TS Phạm Duy Phong SVTH: Vũ Tiến Đại - Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Giảng viên phản biện GVHD: TS Phạm Duy Phong SVTH: Vũ Tiến Đại - Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN CHIẾU SÁNG 12 CÔNG CỘNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 12 THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN CHIẾU SÁNG 13 CÔNG CỘNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 13 CHƯƠNG – HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.1 Năng lượng mặt trời CHƯƠNG – XÂY DỰNG THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐÈN CHIẾU SÁNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 14 2.4 Thiết kế module truyền tín hiệu điều khiển 40 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 51 GVHD: TS Phạm Duy Phong SVTH: Vũ Tiến Đại - Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Bản đồ xạ mặt trời Việt Nam Hình 1.2 Hình ảnh cột đèn sử dụng lượng mặt trời Hình 1.3 Cấu tạo pin mặt trời .5 Hình 1.4 Pin mặt trời tinh thể Hình 1.5 Pin mặt trời loại đa tinh thể Hình 1.6 Pin mặt trời làm từ miếng phim silic mỏng Hình 1.7 Cấu tạo module pin mặt trời Hình 1.8 Nguyên lý hoạt động pin mặt trời Hình 1.9 Sự dịch chuyển điện tích pin mặt trời 11 Hình 1.10 Xe ô tô chạy lượng mặt trời 12 Hình 1.11 Máy bay sử dụng lượng mặt trời .13 Hình 2.1 Đường đặc tuyến công suất P 20 Hình 2.2 Đường đặc tuyến V, I thể công suất thời điểm 21 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển sạc 22 Hình 2.5 Khối nguồn điều khiển .24 Hình 2.6 Khối hình hiển thị LCD 26 Hình 2.7 Hình ảnh thực tế LCD 27 Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý bàn phím còi 30 Hình 2.9 Sơ đồ chân chip ATmega128 33 Hình 2.10 Thanh ghi DDRA 35 Hình 2.11 Thanh ghi PORTA 35 Hình 2.12 Thanh ghi PINA 36 Hình 2.13 Khối điều khiển trung tâm 37 Hình 2.14 Sơ đồ chân DS1307 .36 Hình 2.15 Mạch nguyên lý khối thời gian thực 37 Hình 2.16 Khối relay điều khiển tải 38 Hình 2.17 Lưu đồ thuật toán chương trình điều khiển 39 Hình 2.18 GSM Module Sim900 42 Hình 3.1 Mạch in mạch điều khiển sạc thiết kế 44 Hình 3.2 Sơ đồ khối điều khiển 45 Hình 3.3 Mạch in điều khiển 46 Hình 3.4 Định dạng 3D thể rõ vị trí linh kiện mạch .46 Hình 3.5 Module SIM 900A .47 GVHD: TS Phạm Duy Phong SVTH: Vũ Tiến Đại - Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.6 Khối nguồn cung cấp điện áp cho Module SIM .48 Hình 3.7 Socket gắn thẻ SI 49 Hình 3.8 Khối xử lý anten Module SIM 900A 49 GVHD: TS Phạm Duy Phong SVTH: Vũ Tiến Đại - Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.2 Chế tạo điều khiển Sơ đồ khối điều khiển: Hình 3.2 Sơ đồ khối điều khiển - Khối xử lý trung tâm: nhận tín hiệu điều khiển từ bàn phím chức năng, hiển thị kết điều khiển hình giao diện, lấy thời gian từ khối thời gian thực điều chỉnh khối relay điều khiển bóng đèn bật tắt theo thời gian thực - Hiển thị thị: Hiển thị số liệu thiết lập từ bàn phím hình giao diện người dùng LCD - Khối giao tiếp thời gian thực: Là khối ghép I2C vi điều khiển chip ghi nhớ thời gian DS1307 Chứa giá trị thời gian giây, phút, giờ, ngày, tháng, năm - Khối giao tiếp Module SIM: Ghép nối với thiết bị truyền tín hiệu qua mạng thông tin di động với Module SIM 900A - Khối bàn phím chức năng: Giao tiếp người sử dụng qua phím chức năng: Mode, Up, Down, Ok + Mode: lựa chọn chức thiết lập + Up: Tăng thêm giá trị thiết lập + Down: Giảm giá trị thiết lập GVHD: TS Phạm Duy Phong Trang 45 SVTH: Vũ Tiến Đại- Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + Ok: Lựa chọn chức thiết lập Sau trình thiết kế chúng e thiết kế bo mạch in hình Hình 3.3 Mạch in điều khiển Hình ảnh 3D thể rõ vị trí linh kiện toàn mạch điều khiển Hình 3.4 Định dạng 3D thể rõ vị trí linh kiện mạch GVHD: TS Phạm Duy Phong Trang 46 SVTH: Vũ Tiến Đại- Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.3 Chế tạo module truyền tín hiệu điều khiển 3.3.1 Giới thiệu module truyền tín hiệu điều khiển Thuật ngữ module sử dụng từ ngày đầu người nghiên cứu kỹ thuật nói chung kỹ thuật điện tử máy tính nói riêng Module phần mở rộng hệ thống, module đảm nhận chức riêng hệ thống Tùy vào chức nhiệm vụ module mà phục vụ tác vụ tương tác bên với người sử dụng Với phát triển mạnh lĩnh vực công nghệ thông tin điện tử viễn thông, việc truyền nhận phân tích tín hiệu mạng thông tin di động ngày thực gọn gàng thông qua module SIM Trong phạm vi đề tài, để truyền, nhận tín hiệu điều khiển tín hiệu giám sát qua lại thiết bị điện thoại người sử dụng dạng tin nhắn cẩn sử dụng module SIM GMS như: module SIM 300CZ, module SIM 900A, module SIM 900B… Nhưng với nhu cầu sử dụng hệ thống điều khiển qua dịch vụ truyền liệu 3G tương lai gần, việc sử dụng module SIM GSM chưa đủ đáp ứng Do đó, đề tài chọn sử dụng module 900A tiên tiến hơn, đáp ứng nhu cầu cao tương lai với khả truyền, nhận xử lý liệu với khả mở rộng giao diện phong phú UART, USB2.0, SPI, I2C… Hình 3.5 Module SIM 900A 3.3.2 Sơ đồ nguyên lý Module SIM 900A Sơ đồ mạch nguyên lý Module SIM 900A thiết kế bao gồm số khối quan trọng sau: GVHD: TS Phạm Duy Phong Trang 47 SVTH: Vũ Tiến Đại- Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP a) Nguồn điện áp Module SIM Hình thể sơ đồ khối nguồn cung cấp điện áp cho ModuleSIM: Hình 3.6 Khối nguồn cung cấp điện áp cho Module SIM Khối nguồn Module SIM sử dụng IC LM2575ADJ để điều chỉnh điện áp cho toàn module Có thể điều chỉnh điện áp đầu Module SIM biến trở VR1 Diot D2 HER308 có tác dụng chỉnh lưu dòng điện, tụ điện làm nhiệm vụ lọc ổn định dòng điện Đèn LED D4 cho biết mạch cung cấp điện áp hay chưa b) Socket lắp SIM Card Ngoài nhiệm vụ giữ thẻ SIM, Socket thực chức đọc ghi thông tin thẻ SIM Những thông tin cho phép module SIM kết nối vào mạng thông tin di động truyền thông tin mạng Khối SMF05C có tác dụng ổn định điện áp cho kết nối SIM chip điều khiển 900A Sơ đồ nguyên lý Socket gắn thẻ SIM trình bày hình đây: GVHD: TS Phạm Duy Phong Trang 48 SVTH: Vũ Tiến Đại- Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.7 Socket gắn thẻ SI c) SIM 900A anten Chip xử lý module ghép nối với anten Khối coi cầu nối trực tiếp mạng thông tin di động với điều khiển Ngoài khả ghép nối với thẻ SIM điều khiển, chip có vài chức khác ghép nối bàn phím, hiển thị hình, ghép nối với micro speaker Sơ đồ nguyên lý khối xử lý anten Module SIM 900A trình bày hình đây: Hình 3.8 Khối xử lý anten Module SIM 900A d) Khối UART giao tiếp Sơ đồ nguyên lý khối giao tiếp UART trình bày hình đây: GVHD: TS Phạm Duy Phong Trang 49 SVTH: Vũ Tiến Đại- Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.9 Khối giao tiếp UART Các thông tin điều khiển thông báo trạng thái truyền hai mạch qua khối giao chuẩn UART Việc điều khiển truyền tín hiệu phối hợp chip xử lý hai mạch để trình truyền tín hiệu diễn cách xác hiệu GVHD: TS Phạm Duy Phong Trang 50 SVTH: Vũ Tiến Đại- Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Kết luận Nội dung đồ án thiết kế chế tạo điều khiển chiếu sáng công cộng sử dụng lượng mặt trời Đồ án sâu thiết kế chế tạo đạt kết sau: Về phần lý thuyết: Đã tìm hiểu phương thức truyền tín hiệu điều khiển qua mạng thông tin di động, từ nắm kỹ thuật điều khiển mô hình đèn chiếu sáng từ xa qua hình thức tin nhắn Về mặt thực tế: Đã chế tạo thành công thiết bị điều khiển mô hình đèn chiếu sáng từ xa qua thông tin di động Qua đó, đưa vào thử nghiệm điều khiển mô hình đèn cho kết tốt, thiết bị hoạt động ổn định bền bỉ, có khả triển khai ứng dụng thực tế Hướng phát triển đề tài Với kết đạt đồ án, chúng em xác định hướng phát triển cho đồ án sau: - Thiết kế xây dựng thêm lượng gió vào mô hình để nhằm giúp tăng lượng điện cho việc chiếu sáng - Phát triển phương thức điều khiển cho thiết bị sử dụng mạng thông tin di động 3G Điều khiển tổ hợp nhiều thiết bị lúc qua hệ thống phần mềm máy tính có kết nối mạng internet, kết xuất báo cáo thông số thiết bị theo định kỳ, giám sát trạng thái hoạt động thiết bị qua kịp thời phát xử lý cố xảy Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Vũ Tiến Đại - Nguyễn Minh Vương GVHD: TS Phạm Duy Phong Trang 51 SVTH: Vũ Tiến Đại- Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đức Cường, Viện Năng Lượng, “Tổng quan trạng xu hướng thị trường lượng tái tạo Việt Nam” [2] VI ĐIỀU KHIỂN AVR– ATmega 128 Lê Trung Thắng [3] Võ Đình Diệp, Nguyễn Thiện Tống (1984) Khoa học kỹ thuật phục vụ nông thônNăng lượng, Nhà xuất Thành phố Hồ Chí Minh [4] Hoàng Dương Hùng (2003) Nghiên cứu triển khai ứng dụng thiết bị lượng mặt trời vào thực tế, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ GVHD: TS Phạm Duy Phong Trang 52 SVTH: Vũ Tiến Đại- Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BÁO CÁO THỰC TẬP PHỤ LỤC Chương trình C #include "Header.c" #include "lcd_4bit.h" #include "UART.c" #include "Read_DS1307.c" #include "Read_Status.c" #include "Function.c" #include "Check_Time.c" #include "file_menu.c" #include "Sim900.c" unsigned char i_=0; void main(void) { PORTA=0x7F; DDRA=0x80; PORTB=0x00; DDRB=0xFF; PORTC=0x00; DDRC=0xFF; PORTD=0x00; DDRD=0xF8; PORTE=0x00; DDRE=0xFF; PORTF=0x00; DDRF=0xF8; PORTG=0x00; DDRG=0xFF; ////////////////////////////// Stop_DC(trai); //load eepprom len ram de lam viec GVHD: TS Phạm Duy Phong SVTH: Vũ Tiến Đại Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BÁO CÁO THỰC TẬP Load_Eeprom(); delay_ms(500); LoadAdmin(); ASSR=0x00; TCCR0=0x05; TCNT0=0x00; OCR0=0x00; TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x00; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00; OCR1CH=0x00; OCR1CL=0x00; TCCR2=0x03; TCNT2=0x00; OCR2=0x00; TCCR3A=0x00; TCCR3B=0x00; TCNT3H=0x00; TCNT3L=0x00; ICR3H=0x00; ICR3L=0x00; OCR3AH=0x00; OCR3AL=0x00; GVHD: TS Phạm Duy Phong SVTH: Vũ Tiến Đại Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BÁO CÁO THỰC TẬP OCR3BH=0x00; OCR3BL=0x00; OCR3CH=0x00; OCR3CL=0x00; EICRA=0x00; EICRB=0x00; EIMSK=0x00; TIMSK=0x41; ETIMSK=0x00; ACSR=0x80; SFIOR=0x00; ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff; ADCSRA=0x87; UCSR0A=0x00; UCSR0B=0xD8; UCSR0C=0x06; UBRR0H=0x00; UBRR0L=0x67; UCSR1A=0x00; UCSR1B=0xD8; UCSR1C=0x06; UBRR1H=0x00; UBRR1L=0x67 rtc_init(0,1,0); delay_ms(100); lcd_init(16); delay_ms(100); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" LOAD START "); lcd_gotoxy(0,0); GVHD: TS Phạm Duy Phong SVTH: Vũ Tiến Đại Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC //lcd_putsf(" BÁO CÁO THỰC TẬP "); //bat dau khoi dong den de dat sang max Count_Save_OK = Time_KD; //Count_Save_OK = 10000; PORTF = 0x00; PORTD.6=0; PORTD.7=0; //while(1) delay_ms(1000); reboot_sim(); delay_ms(10000); Set_BaudRate(); delay_ms(1000); Delete_SMS(); ClearSMS() //lcd init lcd_init(16); delay_ms(100); delay_ms(1000); SMS_init(); delay_ms(1000); ToChar("123.Report"); CheckError=1; count_KtDs=30000; while (1) { if(count_coi >= 100)Read_key(); if(byte_menu != 2){Read_DS1307();} //lcd_putchar(getchar1()); delay_ms(100); main_menu(); GVHD: TS Phạm Duy Phong SVTH: Vũ Tiến Đại Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BÁO CÁO THỰC TẬP Read_DienAp(5); Check_DienAP(100); if(byte_menu == 0)OnDinh_DienAp(); if(byte_menu == 0)DK_KhoiDongTu(Byte_KDT); if(Sim_OK == 1) { Sim_OK = 0; Read_SMS(); SMS_Command(); } Receive_Uart(); QuatTanNhiet(); if(CheckError == 1)Error() Khoidong_LCD(); Reset_Key(); if(count_main < 200)count_main++; else {count_main=0; PORTE ^= 0x04;} }; } interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void) { TCNT0=130; //1ms if(Ring_sim == 1) { if(count_coi < 150)count_coi++; else count_coi=0; if(count_coi==0)count_ring++; if(count_ring >= 15){count_ring = 0; Ring_sim=0;} } if(count_coi < 100) { GVHD: TS Phạm Duy Phong SVTH: Vũ Tiến Đại Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BÁO CÁO THỰC TẬP count_coi++; count_byte_menu=0; Led_LCD = 0; //coi keu la phim dc bam //bat led lcd Led_Key = 1; Coi = 1; } else Coi=0; if(Count_DCA > 0)Count_DCA ; if(Count_DCB > 0)Count_DCB ; if(Count_DCC > 0)Count_DCC ; if(Count_Save_OK > 0){Count_Save_OK ; Save_OK=0;} else Save_OK=1; if(count_byte_menu < 30000)count_byte_menu++; else if(byte_menu != && byte_menu != 6){byte_menu = 0; Led_LCD = 1; Led_Key = 0;} else if(byte_menu == 0){Led_LCD = 1; Led_Key = 0;} // count_dem de kiem tra hop thu den if(count_sim < 2000)count_sim++; else { count_sim=0; Sim_OK=1; } if(count_KtDs > 0)count_KtDs ; //count_delay dem thoi gian delay if(count_delay > 0)count_delay ; } // Timer overflow interrupt service routine interrupt [TIM2_OVF] void timer2_ovf_isr(void) { TCNT2 = 130; ///tan so ~200Hz GVHD: TS Phạm Duy Phong SVTH: Vũ Tiến Đại Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BÁO CÁO THỰC TẬP if(Count_PWM < 10)Count_PWM++; else Count_PWM=0; if(PWM_DCA [...]... hoạch tiềm năng phát triển điện mặt trời và công nghệ năng lượng mặt trời một cách hiệu quả Ở Việt Nam, điện năng dùng cho chiếu sáng chiếm 35% tổng điện năng tiêu thụ Trong đó, hệ thống chiếu sáng công cộng đang là lĩnh vực có tiềm năng tiết kiệm năng lượng rất lớn do sử dụng công nghệ tiêu tốn năng lượng, thiết kế, lắp đặt thiết bị chiếu sáng chưa hiệu quả và sử dụng điện trong chiếu sáng còn rất... NGHIỆP Nguyên lý mạch điều khiển sạc được thể hiện thông qua hình 2.3 sau Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển sạc 2.3.2 Thiết kế bộ điều khiển đèn chiếu sáng Điều khiển chiếu sáng là phương pháp nhằm giúp giảo hao phí điện năng chiếu sáng không cần thiết, góp phần vào việc tiết kiệm năng lượng điện 2 phương pháp điều khiển đèn chiếu sáng bao gồm: - Điều khiển phổ thông: là dạng điều khiển thông thường,... các trạm điều khiển đèn vẫn chỉ được điều khiển bẳng tủ cục bộ và hầu như chưa có thiết bị điều khiển chiếu sáng cho hệ thống (điều khiển công suất – cường độ chiếu sáng, thời gian chiếu sáng ) Hệ thống đèn chiếu sáng công cộng sử dụng GVHD: TS Phạm Duy Phong Trang 3 SVTH: Vũ Tiến Đại- Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP năng lượng mặt trời là một hệ thống giúp làm giảm lượng điện... TỐT NGHIỆP Xe ô tô sử dụng năng lượng mặt trời thường được lắp một số tấm năng lượng mặt trời ở trên mui xe Còn đối với xe đạp năng lượng mặt trời thì các tấm năng lượng mặt trời được gắn trên áo của người lái xe Những loại xe này chủ yếu được sử dụng cho mục đích trình diễn và thử nghiệm về kỹ thuật Người lái xe có thể theo dõi lượng năng lượng tiêu hao và lượng năng lượng mặt trời thu được qua các... 35 2.3 Thiết kế bộ điều khiển 2.3.1 Thiết kế bộ điều khiển sạc Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời là một thiết bị trung gian giữa hệ các tấm pin mặt trời và hệ các bình ắc quy lưu trữ Nhiệm vụ chính của nó là "điều khiển" việc sạc bình ắc quy từ nguồn điện sinh ra từ pin mặt trời Cụ thể là các nhiệm vụ sau: - Bảo vệ bình ắc quy Khi bình đầy (VD 13.8V- 14V đối với ắc quy 12V) thì bộ điều khiển ngăn... khối bộ điều khiển đèn chiếu sáng Bộ điều khiển sẽ bao gồm hai chức năng chính: - Điều khiển bật/tắt các bóng đèn theo thời gian thực - Điều khiển bộ sạc của mô hình sao cho việc phóng/nạp của ắc quy đạt hiệu suất cao và đảm bảo tuổi thọ cho mô hình Mạch điều khiển được sử dụng dòng chíp Atmega là dòng chíp có tính ổn định cao và dễ sử dụng Bộ điều khiển sẽ được lập trình bật/tắt các bóng đèn theo ba chế. .. TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 2 – XÂY DỰNG THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐÈN CHIẾU SÁNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 2.1 Tính toán, đáng giá lựa chọn tấm pin năng lượng mặt trời 2.1.1 Đánh giá lựa chọn tấm pin mặt trời Tấm pin năng lượng mặt trời được đánh giá rất cao khi: Hiệu suất chuyển đổi quang năng thành điện năng cao nhất, như các công nghệ hiện nay ( PV, Mono Crystalline, Poly Crystalline…... một lượng ánh sáng mặt trời Đối với các thiết bị tiêu dùng, PV có thể lên đến 100 lần rẻ hơn pin Vòng đời của một module PV phụ thuộc vào chất lượng của các tế bào năng lượng mặt trời module chất lượng hàng đầu, chẳng hạn như các Cell module năng lượng mặt trời kiểm soát chất lượng của riêng mình trong sản xuất thiệt bị di động, được thiết kế để tạo ra điện cho ít nhất 30 năm Với năng lượng mặt trời. .. thụ chiếu sáng bằng việc sử dụng những tấm pin năng lượng mặt trời Dưới đây là hình ảnh một số sản phẩm đã được lắp đặt: Hình 1.2 Hình ảnh các cột đèn sử dụng năng lượng mặt trời GVHD: TS Phạm Duy Phong Trang 4 SVTH: Vũ Tiến Đại- Nguyễn Minh Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.2 Nghiên cứu tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý của pin mặt trời 1.2.1 Cấu tạo và phân loại Pin măt trời Pin năng lượng. .. người đã ứng dụng pin mặt trời trong nhiều dụng cụ các nhân như: máy tính đồng hồ và các đồ dùng hằng ngày Pin mặt trời còn dùng để chạy xe ô tô thay thế dần nguồn năng lượng truyền thống, dùng thắp sáng đèn đường, đèn sân vườn và sử dụng trong từng hộ gia đình Trong công nghiệp người ta cũng bắt đầu lắp đặt các hệ thống dùng pin mặt trời với công suất lớn Một số ứng dụng năng lượng mặt trời tiêu biểu: