Nghiên cứu hệ thống điều khiển chiếu sáng thông minh, ứng dụng xây dựng mô hình mô phỏng một số chức năng của hệ thống chiếu sáng thông minh

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tôi xin cam đoan thông tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Tác giả luận văn Đoàn Chiến Thắng i LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn Thầy giáo, cô giáo khoa Điện – Điện tử tàu biển, trường đại học Hàng Hải Việt Nam, đóng góp nhiều ý kiến quan trọng để tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Thầy, cô giáo khoa đào tạo Sau Đại Học tạo điều kiện khích lệ để tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS LƯU KIM THÀNH khoa Điện – Điện tử trường đại học Hàng Hải tận tình hướng dẫn khích lệ tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin cảm ơn Thầy giáo, anh chị em phòng thí nghiệm, trường đại học Hàng hải Việt Nam tạo điều kiện sở vật chất để tác giả thực thành công luận văn Những lời cảm ơn chân thành xin đến tới gia đình bạn bè, người động viên, khuyến khích chia sẻ khó khăn suốt trình học tập nghiên cứu khoa học ii DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Chữ viết tắt LED ADC PWM Giải thích Light Emitting Diode Analog Digital Converter Pulse Width Modulation iii DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ Số hình 1.1 1.2 Tên hình Trang Dải sóng quang học ánh sáng Mật độ phân bố quang thông nguồn sáng theo 1.3 1.4 hướng định Nguồn sáng chiếu xuống mặt phẳng chiếu với góc α = Nguồn sáng chiếu xuống mặt phẳng chiếu với góc α bất 1.5 1.6 1.7 1.8 2.1 kì Phân loại nguồn sáng Bóng đèn sợi đốt Bóng đèn LED Các dạng đèn ống Huỳnh quang Cấu trúc chung hệ thống điều khiển giám sát hệ 10 12 13 14 17 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 2.19 2.20 2.21 2.22 2.23 2.24 2.25 2.26 2.27 thống chiếu sáng thông minh Nguồn cấp cho mạch điều khiển Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển trung tâm Cấu trúc vi điều khiển AVR Sơ đồ cấu trúc định thời vi điều khiển Atmega Cấu trúc đếm vi điều khiển Atmega Sơ đồ đơn vị so sánh ngõ Sơ đồ khối UART Sơ đồ nguyên lý khối đầu vào Cảm biến quang điện trở Cảm biến chuyển động PIR Nguyên lý hoạt động PIR phát chuyển động Nguyên lý phát chuyển động ngang cảm biến PIR Tia nhiệt Vật liệu pyroelectric cảm ứng với tia nhiệt Kính hội tụ mặt lồi dùng cảm biến PIR Cảm biến tiệm cận Cấu tạo cảu cảm biến tiệm cận Cảm biến tiệm cận có đầu Transistor kiểu DC – dây Cảm biến tiệm cận có đầu Transistor kiểu DC – dây Khoảng cách phát cảm biến tiệm cận Ảnh hưởng kích thước vật đến cảm biến tiệm cận Khoảng cách phát – độ trễ cảm biến tiệm cận Sơ đồ khối đầu Sơ đồ nguyên lý khối truyền thông Sơ đồ chân hình ảnh vi mạch MAX485 Sơ đồ kết nối điểm đầu cuối sử dụng mạng RS485 18 19 19 22 23 23 24 25 26 27 27 28 28 29 30 31 31 32 32 33 34 34 35 36 36 37 iv 2.28 Sơ đồ nguyên lý Module xây dựng phần mềm 38 2.29 3.0 3.1 Orcad Hình ảnh hoàn thiện Module 39 Hình ảnh hoàn thiện Module 38 Lưu đồ thuật toán mô chức hệ thống chiếu 39 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 sáng thông minh Lưu đồ thuật toán giao tiếp với máy tính Lưu đồ thuật toán nhận liệu máy tính Lưu đồ thuật toán truyền liệu máy tính Giao diện giám sát hệ thống chiếu sáng Lựa chọn chế độ hoạt động Chế độ điều chỉnh tay Thay đổi cường độ sáng chế độ tay Điều khiển bật/tắt tất đèn Giám sát công suất hệ thống đèn Cấu trúc chương trình C# 41 43 44 45 46 46 47 48 48 51 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích chung nhiệm vụ đề tài Đối tượng nghiên cứu đề tài Phương pháp nghiên cứu .1 Ý nghĩa khoa học đề tài Ánh sáng 1.3 Bộ đèn .10 1.3.1 Khái niệm 10 Đèn huỳnh quang 13 1.4.1 Thiết kế chiếu sáng nội thất 16 1.4.2 Thiết kế chiếu sáng bên .16 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .53 TÀI LIỆU THAM KHẢO .54 v vi MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Để phục vụ hoạt động ban đêm, người sử dụng loại ánh sáng nhân tạo Với hệ thống ánh sáng nhân tạo để đảm bảo mạng lưới trì hoạt động hiệu cần lặp đặt hệ thống chiếu sáng thông minh đảm bảo an toàn mà đem đến nhiều tiện ích mà người ao ước Công nghệ đèn chiếu sáng có bước tiến đáng kể việc tiết kiệm điện năng, vấn đề lại việc điều khiển hệ thống chiếu sáng thực cho mang lại hiệu cao mặt tiết kiệm lượng tiện tích giúp cho sống người tiện nghi thoải mái Cùng với phát triển vi xử lý công nghệ chế tạo cảm biến xây dựng hệ thống chiếu sáng mang tính “thông minh” cao Mục đích chung nhiệm vụ đề tài Nghiên cứu hệ thống điều khiển chiếu sáng thông minh, ứng dụng xây dựng mô hình mô số chức hệ thống chiếu sáng thông minh Đối tượng nghiên cứu đề tài Đối tượng nghiên cứu cảm biến ánh sáng, cảm biến chuyển động, loại nguồn sáng, bóng đèn thông minh … Phạm vi nghiên cứu đề tài tập trung nghiên cứu hệ thống điều khiển chiếu sáng thông minh, xây dựng mô hình mô số chức hệ thống chiếu sáng thông minh Phương pháp nghiên cứu Trên sở tìm hiểu hệ thống chiếu sáng thông minh, hoạt động cảm biến bóng đèn thông minh Tác giả kế thừa phát triển kinh nghiệm cho việc nghiên cứu mang tính ứng dụng cho hệ thống cụ thể Ý nghĩa khoa học đề tài Đề tài ứng dụng dùng nhà, garage áp dụng lĩnh vực chiếu sáng đường hầm Nó tài liệu tham khảo cho quan tâm đến hệ thống điều khiển chiếu sáng thông minh, thành phần, thiết bị dùng hệ thống điều khiển chiếu sáng thông minh CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CHIẾU SÁNG 1.1 Giới thiệu Chiếu sáng kỹ thuật đa ngành, trước hết mối quan tâm kỹ sư điện, nhà nghiên cứu quang quang phổ học, cán kỹ thuật công ty công trình công cộng nhà quản lý đô thị Chiếu sáng mối quan tâm nhà kiến trúc, xây dựng giới mỹ thuật Nghiên cứu chiếu sáng công việc bác sỹ nhãn khoa,các nhà tâm lý học, giáo dục thể chất học đường… Trong thời gian gần đây, với đời hoàn thiện nguồn sáng hiệu suất cao, phương pháp tính toán công cụ phần mềm chiếu sáng mới, kỹ thuật chiếu chiếu sáng chuyển từ giai đoạn chiếu sáng tiện nghi sáng chiếu sáng hiệu tiết kiệm điện gọi tắt chiếu sáng tiện ích Theo số liệu thống kê, năm 2005 điện sử dụng cho chiếu sáng toàn giới 2650 tỷ kWh, chiếm 19% sản lượng điện Hoạt động chiếu sáng xảy đồng thời vào cao điểm buổi tối khiến cho đồ thị phụ tải lưới điện tăng vọt, gây không khó khăn cho việc truyền tải phân phối điện Chiếu sáng tiện ích giải pháp tổng thể nhằm tối ưu hóa toàn kỹ thuật chiếu sáng từ việc sử dụng nguồn sáng có hiệu suất cao, thay loại đèn sợi đốt có hiệu lượng thấp đèn compact, sử dụng rộng rãi loại đèn huỳnh quang hệ mới, sử dụng chấn lưu sắt từ tổn hao thấp chấn lưu điện tử, sử dụng tối đa hiệu ánh sáng tự nhiên, điều chỉnh ánh sáng theo mục đích yêu cầu sử dụng, nhằm giảm điện tiêu thụ mà đảm bảo tiện nghi nhìn Kết chiếu sáng tiện ích phải đạt tiện nghi nhìn tốt nhất, tiết kiệm lượng, hạn chế loại khí nhà kính, góp phần bảo vệ môi trường Ánh sáng Ánh sáng xạ ( sóng) điện từ nằm dải sóng quang học mà mắt người cảm nhận Hình 1.1 Dải sóng quang học ánh sáng Như quan sát dải quang phổ điện từ hình 1.1, ánh sáng nhìn thấy thể dải băng từ tần hẹp nằm ánh sáng tia cực tím (UV) lượng hồng ngoại (nhiệt) Những sóng ánh sáng có khả kích thích võng mạc mắt, giúp tạo nên cảm giác thị giác, gọi khả nhìn.Vì để quan sát cần có mắt hoạt động bình thường ánh sáng nhìn thấy Các đại lượng đo ánh sáng Khái niệm quang thông quan niệm người có quan hệ với nguồn sáng, nến, đèn măng sông không cho lượng ánh sáng, khái niệm không nêu lên phân bố ánh sáng miền khác không gian, đo Điều thúc đẩy nhà vật lý Lambert kỷ 18 đưa sở phép đo ánh sáng dựa sở quang học, hình học sinh lý học Quang thông F (ф), lumem (lm) Quang thông đại luợng đặc trưng cho khả phát sáng nguồn sáng, có xét đến cảm thụ ánh sáng mắt nguời hay gọi lâ công suất phát sáng mộ nguồn sáng [6] F =k.Wλ Vλ.dλ (1.1) Trong đó: k = 683lm/w: hệ số chuyển đổi đơn vị luợng sang đơn vị cảm nhận ánh sáng Wλ: luợng x Hình 3.1 Lưu đồ thuật toán mô chức hệ thống chiếu sáng thông minh Sau đọc địa Ram, vi điều khiển thực kiểm tra chế độ làm việc hệ thống, chọn chế độ Auto vi điều khiển đọc độ sáng từ cảm biến ánh sáng, đọc cảm biến chuyển động, phát có người hệ thống tiến hành đặt giá trị PWM, đồng thời khởi tạo Timer Nếu trường hợp không phát chuyển động hệ thống thực kiểm tra trạng thái trước sau tiến hành tắt đèn, đồng thời dừng Timer Trong trường hợp chế độ tự động, hệ thống thực kiểm tra độ sáng khu vực, độ sáng lớn thực đặt giá trị PWM để điều chỉnh độ sáng đèn Lưu đồ thuật toán giao tiếp với máy tính thể hình 3.2 40 Để thực giao tiếp với máy tính, chương trình tiến hành kiểm tra liệu từ máy tính Khi có liệu từ máy tính chương trình thực đọc byte địa chỉ, sau tiến hành kiểm tra địa trạm slave, trạm slave có địa trùng chương trình thực đọc byte chê độ để xác định chế độ làm việc trạm Trong trạm có chế độ chế độ 0, kiểm tra chế độ trạm chế độ hệ thống thực điều khiển đèn cách tự động Còn chế độ không độ sáng đèn thực điều chỉnh liệu từ máy tính (điều khiển độ sáng đèn máy tính) 41 Hình 3.2 Lưu đồ thuật toán giao tiếp với máy tính 42 3.1.2 Viết chương trình cho vi điều khiển Có nhiều trình biên dịch ta sử dụng để biên dịch code thành file hex để nạp vào vi điều khiển, số trình dịch quen thuộc thường sử dung như: AvrStudio: trình biên dịch ASM cung cấp Atmel, trình biên dịch hoàn toàn miễn phí hỗ trợ tốt cho lập trình AVR ASM WinAVR hay avr-gcc: trình dịch phát triển gnu, ngôn ngữ sử dụng C dùng tích hợp với AvrStudio CodeVisionAvr: chương trình ngôn ngữ C hay cho AVR, hỗ trợ nhiều thư viện lập trình BascomAVR: lập trình cho AVR basic, trình biên dịch hay dễ sử dụng, hỗ trợ nhiều thư viện Tuy nhiên khó debug lỗi không thích hợp cho việc tìm hiểu AVR Ngoài nhiều trình biên dịch khác cho AVR, nhìn chung tất trình biên dịch hỗ trợ C Basic chí Pascal Việc chọn trình biên dịch tùy thuộc vào mục đích, vào mức độ ứng dụng, vào kinh nghiệm sử dụng nhiều lí khác Đối với chương trình nạp đa số trình biên dịch (AvrStudio, CodeVision AVR, Bascom ) tích hợp sẵn chương trình nạp chip hỗ trợ nhiều loại mạch nạp, tiện lợi cho người sử dụng Trong trường hợp khác ta sử dụng chương trình nạp Icprog hay Ponyprog chương trình nạp cho AVR Chương trình mô avr simulator cho phép mô debbug tích hợp sẵn Avrstudio, avr simulator cho phép quan sát trạng thái ghi AVR nên phù hợp để debug chương trình Ngoài ra, phần mềm Proteus cho phép mô debug vi điều khiển, mô hoạt động bên chip mà mô mạch điện tử 43 3.2 Viết chương trình giám sát máy tính 3.2.1 Lưu đồ thuật toán truyền/ nhận liệu máy tính Lưu đồ thuật toán nhận liệu máy tính thể hình 3.3 Hình 3.3 Lưu đồ thuật toán nhận liệu máy tính Chương trình bắt đầu nhận chuỗi tin từ module gửi đến sau chương trình phân tích cấu trúc tin bao gồm phần bắt đầu (header), địa chỉ(address) phần liệu(data) Nếu cấu trúc tin bị sai bỏ phần thực thi, cấu trúc tin tách lấy phần liệu để hiển thị 44 Lưu đồ thuật toán truyền liệu máy tính thể hình 3.4 Hình 3.4 Lưu đồ thuật toán truyền liệu máy tính Khi có tín hiệu chương trình xây dựng tin dựa theo liệu điều khiển, sau thực truyền thông RS485và kiểm tra trình truyền Nếu trình truyền bị lỗi thực truyền lại, không xảy lỗi kết thúc chương trình 45 Trong chương trình sử dụng chuẩn truyền thông RS485: Mạng RS-485 thiết kế hoạt động theo nguyên tắc Master-Slave (chủ -tớ ) Một trạm chủ (Master) có trách nhiệm chủ động phân chia quyền truy nhập bus cho trạm tớ Slave Các trạm tớ (Slave) đóng vai trò bị động, có quyền truy nhập bus gởi tín hiệu có yêu cầu Trạm chủ dùng phương pháp hỏi vòng theo chu kì để kiểm soát toàn hoạt động hệ thống Vì hoạt động diễn theo chu kì nên trạm chủ có trách nhiệm chủ động yêu cầu chủ động yêu cầu liệu từ trạm tớ sau chuyển sang trạm tớ khác Phương pháp có ưu điểm việc kết nối trạm tớ đơn giản, đỡ tốn gần toàn công việc điều khiển giao tiếp tập trung trạm chủ Tuy nhiên, phương pháp có hiệu suất đường truyền thấp Mặc dù với yêu cầu trao đổi liệu đề tài mô hình đủ hợp lí 3.2.2 Xây dựng giao diện giám sát máy tính Giao diện giám sát hệ thống chiếu sáng thông minh máy tính xây dựng phần mềm visual C#, thể hình 3.5 Hình 3.5 Giao diện giám sát hệ thống chiếu sáng 46 Chương trình điều khiển giám sát viết ngôn ngữ C# Visual Studio 2008 Đoạn đường hầm giả thiết chia làm section Mỗi section điều khiển giám sát riêng Chương trình có hai chế độ, chế độ điều khiển tay chế độ tự động, hình 3.6 Hình 3.6 Lựa chọn chế độ hoạt động Trong chế độ tự động: Độ sáng section điều khiển cách tự động, phụ thuộc vào cường độ sáng section Các trạm điều khiển gửi giá trị cường độ sáng lên chương trình thể giao diện Trong chế độ tay: Trong chế độ này, cường độ sáng đoạn đường hầm điều chỉnh riêng rẽ núm chỉnh giao diện chương trình, hình 3.7 47 Hình 3.7 Chế độ điều chỉnh tay Khi xoay núm chỉnh độ sáng, chương trình gửi byte liệu tương ứng với giá trị cường độ sáng xuống trạm điều khiển Các trạm điều khiển nhận giá trị thay đổi điện áp phù hợp với giá trị Giá trị cường độ sáng điều chỉnh từ đến 255 (tương ứng với độ rộng xung PWM bit) Khi chỉnh giá trị cường độ sáng nhỏ nhất, giá trị 255 độ rộng xung PWM lớn nhất, đèn sáng với cường độ tối đa Cường độ sáng đèn thể giao diện để người vận hành quan sát được, hình 3.8 Hình 3.8 Thay đổi cường độ sáng chế độ tay 48 Ngoài chế độ tay, chương trình cho phép bật/ tắt tất đèn, hình 3.9 Chức cho phép người vận hành thao tác nhanh với toàn đèn lắp đặt đường hầm Hình 3.9 Điều khiển bật/tắt tất đèn Khi chuyển sang tab "Mon Window", giám sát thời gian sử dụng công suất tương ứng với section đường hầm, hình 3.10 Giá trị công suất tiêu thụ thể dạng đồ thị theo thời gian giúp cho việc kiểm soát mức độ thiêu thụ dẽ dàng Hình 3.10 Giám sát công suất hệ thống đèn 49 Giới thiệu phần mềm C# Tổng quan C# C# ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng, cấu trúc lập luận C# có đầy đủ đặc tính ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng trước (C++, Java) C# thiết kế dung cho Net framework, công nghệ đầy triển vọng việc phát triển ứng dụng hệ thống mạng internet… C# trình biên dịch hướng Net, nghĩa tất mã C# luôn chạy môi trường Net Framework C# ngôn ngữ lập tình mới: Nó thiết kế riêng để dùng cho Microsoft’s Net Framework ( Một mạnh cho phát triển, triển khai, thực phân phối ứng dụng ) Nó ngôn ngữ hoàn toàn hướng đối tượng thiết kế dựa kinh nghiệm ngôn ngữ hướng đối tượng khác Một điếu quan trọng C# ngôn ngữ độc lập Nó thiết kế để sinh mã đích môi trường Net, phần Net có vài đặc trưng hỗ trợ Net không hỗ trợ có đặc trưng C# hỗ trợ mà Net không hỗ trợ 3.3 Các thành phần C# Biến Một biến dùng để lưu trữ giá trị mang kiểu liệu Cú pháp C# sau để khai báo biến : [ modifier ] datatype identifer ; Với modifier từ khoá : public, private, protected, datatype kiểu liệu (int , long , float ) identifier tên biến Để tạo biến phải khai báo kiểu biến gán cho biến tên Biến khởi tạo giá trị khai báo, hay gán giá trịmới vào lúc chương trình Hằng Hằng biến giá trị không thay đổi Biến công cụ mạnh,tuy nhiên làm việc với giá trị định nghĩa không thay đổi, ta phải đảm bảo giá trị không thay đổi suốt chương trình 50 Định danh Định danh tên mà người lập trình định cho kiểu liệu, phương thức, biến, hằng, hay đối tượng Một định danh phải bắt đầu với ký tự chữ hay dấu gạch dưới,các ký tự lại phải ký tự chữ cái, chữ số, dấu gạch Các định danh không trùng với từ khoá mà C# đưa ra, tạo biến có tên class hay int Ngoài ra, C# phân biệt ký tự thường ký tự hoa C# xem hai biến bienNguyen bienguyen hoàn toàn khác Kiểu liệu C# ngôn ngữ lập trình mạnh kiểu liệu, ngôn ngữ mạnh kiểu liệu phải khai báo kiểu đối tượng tạo (kiểu số nguyên, số thực, kiểu chuỗi, kiểu điều khiển ) trình biên dịch giúp cho người lập trình không bị lỗi cho phép loại kiểu liệu gán cho kiểu liệu khác Kiểu liệu đối tượng tín hiệu để trình biên dịch nhận biết kích thước đối tượngC# chia thành hai tập hợp kiểu liệu chính: Kiểu xây dựng sẵn (built- in) mà ngôn ngữ cung cấp cho người lập trình kiểu người dùng định nghĩa(user-defined) người lập trình tạo C# phân tập hợp kiểu liệu thành hai loại: Dữ liệu kiểu trị kiểu qui chiếu Các toán tử Các phép toán số học :+ , - , * , / , % ; Các phép toán logic : & , | , ^, ~ , && ,|| ,! ; Phép cộng chuỗi : + ; Các phép toán tăng giảm: ++ , ; Các phép toán gán : = , += , -= , *= , /= , %=, &= , |= , ^= , = ; Các phép toán quan hệ : ==,!= , < , > , =; Lớp Lớp khuôn mẫu thiết yếu mà cần tạo đối tượng Mỗi đối tượng chứa liệu phương thức chế tác truy cập liệu Lớp định nghĩa 51 mà liệu hàm đối tượng riêng biệt (được gọi thể hiện) lớp chứa Namespace Đặc tính namespace ngôn ngữ C#, nhằm tránh xung đột việc sử dụng thư viện khác từ nhà cung cấp Ngoài ra, namespace xem tập hợp lớp đối tượng, cung cấp định danh cho kiểu liệu đặt cấu trúc phân cấp Việc sử dụng namespace trongkhi lập trình thói quen tốt, công việc cách lưu mã nguồn để sửdụng sau Ngoài thư viện namespace MS.NET hãng thứ ba cung cấp, ta tạo riêng cho namespace C# đưa từ khóa using đề khai báo sử dụng namespace chương trình: Cấu trúc chương trình C# Một chương trình C# bao gồm thành phần sơ đồ hình 3.12 Hình 3.12 Cấu trúc chương trình C# Trong : Các tệp *.cs tệp chứa mã nguồn chương trình C# Trong tệp *.cs có namespace Nếu namespase namespace mặc định trình biên dịch tự cung cấp Trong namespace, có cấu trúc (structs), giao diện (Interfaces), khai báo (enums Trong namespace, phần mô tả lớp đối tượng có chương trình 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau thời gian nỗ lực tìm hiểu, nghiên cứu với bảo tận tình hỗ trợ nhiều mặt thầy giáo PGS.TS LƯU KIM THÀNH, đề tài: “Nghiên cứu hệ thống điều khiển chiếu sáng thông minh.” Nghiên cứu hệ thống điều khiển chiếu sáng thông minh, thành phần, thiết bị hệ thống điều khiển chiếu sáng thông minh Đồng thời nghiên cứu làm quen với ngôn ngữ lập trình C#, khái quát chức nó, đưa lý thuyết sở giúp người hiểu sử dụng Xây dựng giao diện phần mềm C# để thực điều khiển giám sát đèn hệ thống chiếu sáng thông minh Xây dựng mô hình vật lý để mô số chức hệ thống chiếu sáng thông minh hoạt động tương đối tốt Kiến nghị Với đề tài tác giả tiến hành lập trình chương trình điều khiển Codevision để thực điều khiển, chương trình giám sát xây dựng phần mềm C# Tuy nhiên mặt hạn chế: - Chưa xây dựng mô hình tổng thể với tất chức hệ thống điều khiển chiếu sáng thông minh - Mô hình hoạt động với độ tin cậy chưa cao chịu ảnh hưởng nhiễu loạn từ bên - Mô hình vật lý đơn giản 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Văn Thế Minh (2000) “Kĩ thuật vi xử lý” NXB Giáo dục Hoàng Minh Sơn (2006) “Mạng truyền thông công nghiệp” NXB KHKT Ngô Diên Tập (2002) “Vi xử lý đo lường điều khiển” NXB Khoa học Kỹthuật Ngô Diên Tập (2004) “Đo lường điều khiển máy tính” NXB KHKT Đặng Văn Đào – Lê Văn Doanh (2006) Kỹ thuật chiếu sáng Nhà Xuất Bản khoa học kỹ thuật Hà Nội Đặng Văn Đào – Lê Văn Doanh (2008) Thiết bị hệ thống chiếu sáng Nhà Xuất Bản khoa học kỹ thuật Hà Nội Một số trang Web: http://www.datasheetcatalog.com http://www.dientuvietnam.net http://www.ebook.edu.vn 54 [...]... thiết bị chiếu sáng cao Thuận tiện trong vận hành và duy trì bảo dưỡng 16 CHƯƠNG 2: XÂY DƯNG MÔ HÌNH PHẦN CỨNG MÔ PHỎNG CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÔNG MINH 2.1 Cấu trúc chung của mô hình mô phỏng chức năng của hệ thống chiếu sáng thông minh Cấu trúc chung của hệ thống mô phỏng chức năng của hệ thống chiếu sáng thông minh được biểu diễn như hình 2.1 Hình 2.1 Cấu trúc chung của hệ thống điều khiển. .. EG A8 _TQ F T Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển trung tâm Trong khối xử lý trung tâm được thực hiện hiện để xây dựng mô hình vật lý mô phỏng chức năng của hệ thống chiếu sáng thông minh tác giả sử dụng vi điều khiển AVR Atmega 8 Giới thiệu về vi điều khiển AVR Atmega 8 [7],[8] Cấu trúc của vi điều khiển AVR được thể hiện như hình 2.4 Hình 2.4 Cấu trúc của vi điều khiển AVR AVR sử dụng cấu trúc... sát của hệ thống chiếu sáng thông minh Trong cấu trúc hình 2.1 vi điều khiển thực hiện chức năng lưu trữ chương trình điều khiển và giao tiếp trực tiếp với các modul mở rộng và với máy tính, hoặc gián tiếp qua mạng với các modul mở rộng để giảm các dây đấu nội bộ Máy tính trong hệ thống đóng vai trò thu thập dữ liệu để thực hiện giám sát các trạng thái của hệ thống chiếu sáng Hệ thống chiếu sáng thông. .. sử dụng trong mô hình mô phỏng hệ thống chiếu sáng thông minh 2.2.1 Các thiết bị, linh kiện sử dụng trong mô hình Khối nguồn Nguồn cấp cho mô hình sử dụng nguồn ngoài (sử dụng Adapter có điện áp ra 5V cắm trực tiếp vào chân DC in trên mạch) có điện áp là 5VDC Sơ đồ khối nguồn của mô hình được thể hiện như hình 2.2 J4 + VC C 3 2 1 5VDC - + C 9 1000uF D C IN C 10 104 Hình 2.2 Nguồn cấp cho mạch điều khiển. .. thống chiếu sáng Hệ thống chiếu sáng thông minh là hệ thống có khả năng tự động bật đèn khi phát hiện chuyển động, tự động điều chỉnh độ sáng của đèn cho phù hợp với ánh sáng tự nhiên Một hệ thống chiếu sáng thông minh có thể thực hiện điều khiển các loại đèn trong nhà theo kịch bản, có thể thực hiện điều khiển, giám sát được hệ thống với các loại điện thoại thông mình, máy tính bảng….nhiên không đủ... phẳng chiếu với một góc α = 0 Nếu nguồn sáng chiếu xuống mặt phẳng chiếu với một góc α hình 1.4 ta có : E= dΦ I ⋅ cos α I ⋅ cos 3 α = = dΩ r2 h2 (1.4) Hình 1.4 Nguồn sáng chiếu xuống mặt phẳng chiếu với một góc α bất kì Độ chói L (cd/m ) Các nguyên tố diện tích của vật được chiếu sáng nói chung phản xạ ánh sáng nhận được 1 cách khác nhau và tác động như một nguồn sáng thứ cấp phát ra cường độ sáng khác... đối của mắt nguời Cường độ ánh sáng I candela (cd) Cường độ ánh sáng là đại luợng biểu thị mật độ phân bố quang thông của một nguồn sáng theo một hướng nhất định [6],[7] Mật độ phân bố quang thông của một nguồn sáng theo một hướng nhất định (hình 1.2) được tính theo biều thức: I= ≈ (1.2) Trong đó : F là quang thông (lm) Ω là góc khối , giá trị cực đại là 4π Hình 1.2 Mật độ phân bố quang thông của một. .. Nguồn sáng điểm: khi khoảng cách từ nguồn ñến mặt phẳng lâm việc lớn hơn nhiều so với kich thước của nguồn sáng có thể coi là nguồn sáng điểm ( là nguồn sáng có kích thuớc nhỏ hơn 0,2 khoảng cách chiếu sáng) Nguồn sáng đuờng: một nguồn sáng được coi là nguồn sáng đường khi chiều dài của nó đáng kể so với khoảng cách chiếu sáng Phân loại nguồn sáng Trong thực tế nguồn sáng được phân loại như hình 1.5 Hình. .. bằng tỷ số giữa quang thông phát ra của bóng đèn (F) và công suất điện năng tiêu thụ (P) của bóng đèn ( nguồn sáng ) đó 1.2 Nguồn sáng Nguồn sáng: Có hai loại nguồn sáng, đó là nguồn sáng tự nhiên và nguồn sáng nhân tạo Nguồn sáng tự nhiên: được phát ra từ những thực thể phát sáng trong tự nhiên như mặt trời, trăng, sao mà chủ yếu là nguồn sáng từ mặt trời Chúng ta không điều khiển được nguồn sáng tự... chuyển động, cảm biến ánh sáng +5V R 20 R + J8 R ES +5V M IS O SC K MO SI 1 2 3 4 5 6 R 21 2 2 K R 22 2 2 K C 8 104 C 9 104 C D S C 7 1uF Q 1 J9 +5V 1 2 3 4 SEN SO R SF R 05 Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý khối đầu vào Trong mô hình để điều khiển hệ thống thực hiện chức năng điều khiển độ sáng của các đèn tác giả sử dụng cảm biến ánh sáng loại quang trở Giới thiệu về cảm biến ánh sáng [6] 25 Cảm biến Quang