Công nghệ chiếu sáng sử dụng led và oled

NGUYỄN THỊ LINH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI [\ NGUYỄN THỊ LINH THIẾT BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CÔNG NGHỆ CHIẾU SÁNG SỬ DỤNG LED VÀ OLED LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC 2008 – 2010 Hà Nội – 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI [\ NGUYỄN THỊ LINH CÔNG NGHỆ CHIẾU SÁNG SỬ DỤNG LED VÀ OLED Chuyên ngành: Thiết bị điện – Điện tử LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ VĂN DOANH Hà Nội - 2010 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU 11 MỞ ĐẦU 12 Tính cấp thiết đề tài 12 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 12 Mục đích, đối tượng, phạm vi phương pháp nghiên cứu đề tài 12 3.1 Mục đích 12 3.2 Đối tượng nghiên cứu 13 3.3 Phạm vi nghiên cứu 13 3.4 Phương pháp nghiên cứu 13 Kết cấu luận văn 13 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ LED 14 1.1 GIỚI THIỆU VỀ ĐÈN LED: 14 1.1.1 Sơ lược nguồn sáng: 14 1.1.2 Đèn Led: 15 1.1.3 Hoạt động LED: 16 1.1.4 Một số ứng dụng đèn LED: 17 1.2 SO SÁNH ĐÈN LED VỚI CÁC LOẠI ĐÈN KHÁC: 19 1.2.1 Ưu điểm đèn LED: 20 1.2.2 Nhược điểm: 22 1.3 ỨNG DỤNG ĐÈN LED TRONG CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG: 22 1.3.1 Trong lĩnh vực chiếu sáng đường phố: 22 1.3.2 Trong lĩnh vực chiếu sáng trang trí: 23 1.4 MỘT SỐ CHỦNG LOẠI ĐÈN LED CÓ THỂ ỨNG DỤNG TRONG CHIẾU SÁNG TRANG TRÍ TẠI CÁC ĐÔ THỊ VIỆT NAM: 23 1.4.1 Sử dụng LED tạo thành hình LED cỡ lớn: 23 1.4.2 Sử dụng đèn pha LED để chiếu sáng cụm LED để viền công trình kiến trúc: 25 1.4.3 Sử dụng loại LED đa sắc để tạo theo mẫu khung chạy theo chương trình: 27 1.4.4 Kết hợp cụm đèn LED đơn để tạo thành bóng đèn LED lắp đặt dây võng ngang đường: 29 1.4.5 Sử dụng loại đèn LED để tạo hiệu ứng bánh xe, dẻ quạt: 30 1.5 XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN ỨNG DỤNG ĐÈN LED TRONG CHIẾU SÁNG TRANG TRÍ THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRONG DỊP ĐẠI LỄ KỶ NIỆM 1000 NĂM THĂNG LONG 31 1.5.1 Phương án khu vực xung quanh Hồ Hoàn Kiếm: 34 1.5.2 Phương án trục đường chính, trục hướng tâm 37 1.5.3 Phương án nút giao thông trọng điểm, cửa ô 40 Chương 2: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO LED, OLED 41 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ LED 41 2.1.1 Đặc tính V-A 41 2.1.2 Độ lệch từ đường đặc tính V-I lý tưởng 46 2.1.3 Đánh giá điot điện trở kí sinh 51 2.1.4 Năng lượng phát xạ 53 2.1.5 Phân bố hạt tải điện lớp chuyển tiếp chung n-p 53 2.1.6 Phân bố hạt tải điện chuyển tiếp dị thể n-p 55 2.1.7 Ảnh hưởng chuyển tiếp dị thể thiết bị điện trở 56 2.1.8 Sự suy giảm hạt tải điện kết cấu dị thể kép 60 2.1.9 Sự tràn hạt tải điện kết cấu dị thể kép 63 2.1.10 Lớp cản điện tử 67 2.1.11 Điện áp điot 69 2.1.12 Sự tính toàn hệ số công suất PRS-LED 71 2.1.13.Tính toán hiệu suất phát xạ PRS-LED 72 2.2 CÁC PHƯƠNG HƯỚNG CÔNG NGHỆ LED 75 2.3 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT LED CỦA MỘT SỐ HÃNG NỔI TIẾNG 83 2.3.1 Giới thiệu đèn LED hãng OSRAM 83 2.3.2 Giới thiệu đèn LED hãng Haosi 84 2.4 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO OLED (ORGANIC LIGHT-EMITTING DIODE: DIODE PHÁT SÁNG HỮU CƠ) 89 2.4.1 Cấu tạo OLED 90 2.4.2 Chế tạo OLED 91 2.4.3 Nguyên lý hoạt động 92 2.4.4 Các loại công nghệ OLED 93 2.5 Ưu nhược điểm OLED 98 2.5.1 Các ưu điểm OLED 98 2.5.2 Các nhược điểm OLED 99 2.6 Những ứng dụng tương lai OLED 100 Chương 3: ĐIỀU KHIỂN LED 101 3.1 THỰC TRẠNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG TẠI VIỆT NAM 101 3.1.1 Phương pháp tắt xen kẽ giảm công suất tủ điều khiển 101 3.1.2 Phương pháp điều chỉnh chấn lưu nhiều mức công suất để có hệ thống đèn nhiều cấp công suất 102 3.2 NHỮNG HẠN CHẾ CỦA CÁC HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG MÀ CÁC TỦ ĐIỀU KHIỂN LÀM VIỆC ĐỘC LẬP 102 3.3 CÁC MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ TRUYỀN THÔNG CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG THÔNG QUA ĐƯỜNG DÂY MẠNG ĐIỆN THOẠI VÀ MẠNG ĐIỆN CUNG CẤP TẠI HÀ NỘI 103 3.3.1 Truyền thông trung tâm điều khiển tủ điều khiển khu vực 104 3.3.2 Truyền thông tủ điều khiển khu vực tủ chiếu sáng 104 3.3.3 Các cấp điều khiển hệ thống điều khiển giám sát trung tâm 105 3.3.4 Ưu nhược điểm 107 3.4 CÁC MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ TRUYỀN THÔNG CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG THÔNG QUA MẠNG INTERNET VÀ MẠNG ĐIỆN CUNG CẤP TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 107 3.4.1 Truyền thông trung tâm điều khiển tủ điều khiển khu vực 109 3.4.2 Ưu nhược điểm 109 3.5 TRUNG TÂM ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG THÔNG QUA MẠNG KHÔNG DÂY GSM/GPRS 110 3.5.1 Tổng quan công nghệ GSM/GPRS 110 3.5.2 Đặc điểm chung công nghệ GSM GPRS 111 3.6 ĐIỀU KHIỂN LED CHIẾU SÁNG 113 3.6.1 Cung cấp điều khiển LED : 113 3.6.2 Thiết kế mạch điều khiển LED 116 Chương 4- KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO 123 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Ký hiệu Tên gọi Chữ viết tắt Chữ viết tắt English A AMOLED active-matrix OLED ADSL Asymmetric Subscriber Line B Tiếng Việt OLED ma trận chủ động Digital Đường thuê bao số không đối xứng C Cty TNHH D ĐKCS Công ty trách nhiệm hữu hạn Điều khiển chiếu sáng E F G G Generation Thế hệ (2G;3G ) GSM Global System for Mobile Thông tin di động toàn cầu communication GPRS General Packet Radio Dịch vụ vô tuyến gói chung Services H I ISDN Integrated Network Servive Digital Mạng số đa dịch vụ IP IPC IP Internet Protocol Industrial PC Internet Protocol Giao thức mạng Internet Máy tính công nghiệp Giao thức mạng Internet L LCD Liquid Crystal Display: Màn hình tinh thể lỏng LED Light Emitting Diode Diode bán dẫn J K M N O OLED Organic Diode Light- Emitting Diode phát sáng hữu P PMOLED passive-matrix OLED PLC Progamable Logic Controler PLC Power Line Communication OLED ma trận thụ động Thiết bị điều khiển khả trình Công nghệ truyền thông qua đường dây cung cấp điện PLC-RTU Power Line Communication – Thiết bị đầu cuối điều khiển từ xa theo Remote Terminal Unit công nghệ truyền thông qua đường cung cấp điện PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng Q R S SIM Subscribe Identity Module T TDMA TCP/IP Module nhận dạng thuê bao Time Division Multiple Đa truy cập phân chia theo thời gian Access Giao thức điều khiển truyền Transmission Control liệu/Giao thức mạng Internet Protocol/ Internet Protocol U V VLR Visitor Location Register Thanh ghi định vị tạm trú DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu tạo Led 15 Hình 1.2 Nguyên lý làm việc LED 17 Hình 1.3 Phân chia thị trường LED, 2008 19 Hình 1.3 Biểu đồ hiệu suất loại đèn 20 Hình 1.4 LED sử dụng hình cỡ lớn 23 Hình 1.5 LED đa sắc 27 Hình 1.6 LED đơn đặt dây võng ngang đường 29 Hình 1.7 LED tạo hiệu ứng bánh xe, dẻ quạt 30 Hình 1.8 LED bố trí khu vực Trấn Ba Đình, Hà Nội 34 Hình 1.9 Đèn pha LED cầu Thê Húc 35 Hình 1.10 Trang trí nhà hàng Thủy Tạ LED 35 Hình 1.11 Đèn pha LED đặt viền xung quanh hồ 36 Hình 1.12 Mô hình rồng thời Lý biểu tượng Hà nội dài 40m gắn LED hai mặt 37 Hình 1.13 Mô hình rồng thời Lý biểu tượng Hà nội dài 15m gắn LED 38 Hình 1.14 Mô hình đài phun nước tầng gắn LED đặt thảm cỏ, vườn hoa 38 Hình 1.15 Dây ngang đường sử dụng bóng đèn LED 1W & 3W 39 Hình 1.16 Khung nháy quay tròn cột đèn pha 14-20m 40 Hình 2.1 Hai phương hướng công nghệ 75 Hình 2.2 Tạo nên LED trắng b) nhờ phủ phốt lên LED xanh a) 79 Hình 2.3 Tạo nên LED màu trắng từ LED đỏ, xanh, lơ 79 Hình 2.4 Đèn ống LED 80 Hình 2.5 Mô hình quy trình công nghệ sản xuất LED 81 Hình 2.6 Các linh kiện chế tạo LED vật liệu tương ứng 82 Hình 2.7: Đèn LED OSRAM chế tạo 83 Hình 2.8: Bóng đèn LED Haosi chế tạo 84 Hình 2.9: Bộ đèn chiếu sáng đường giao thông sử dụng LED 85 Hình 2.10: Chiếu sáng đường giao thông sử dụng LED 86 Hình 2.11: Quang cảnh đường giao thông sử dụng LED 87 Hình 2.12: Chiếu sáng đường hầm LED 88 Hình 2.13: Tấm phim mỏng làm từ hợp chất hưu 89 Hình 2.14: Các lớp OLED 90 Hình 2.15: Chế tạo OLED 91 Hình 2.16: Nguyên lý phát quang OLED 92 Hình 2.17: OLED ma trận thụ động 94 Hình 2.18: OLED ma trận chủ động 95 Hình 2.19: OLED suốt 96 Hình 2.20: OLED phát sáng đỉnh 97 Hình 2.21: Màn hình OLED mềm dẻo Sony 97 Hình 2.22: OLED trắng 98 Hình 3.1: Sơ đồ điều khiển hệ thống chiếu sáng công cộng thông qua đường dây mạng điện thoại mạng điện cung cấp 103 Hình 3.2: Điều khiển giám sát hệ thống chiếu sáng thông qua mạng Internet kết hợp với mạng điện cung cấp 108 Hình 3.3 Sử dụng giải pháp truyền thông qua mạng không dây GSM/GPRS 110 Hình 3.1 Sơ đồ cung cấp cho LED 113 Hình 3.2 Sơ đồ dimming LED Hình 3.3 Sơ đồ dimming tổ hợp LED 114 Hình 3.4 Vi mạch IRS2530D 114 Hình 3.5 IC IRS2530D cho phép dimming dòng điện 115 Hình 3.6 Thiết kế mạch điều khiển tổ hợp LED 116 Hình 3.7 Đường liệu vi điều khiển bit 118 Hình 3.8 Điều khiển đèn theo kịch chiếu sáng 118 Hình 4.1 Số lượng sáng chế LED giới, 1974-2009 119 10 cung cấp trình bày trên, khác truyền thông trung tâm điều khiển tủ điều khiển khu vực 3.4.1 Truyền thông trung tâm điều khiển tủ điều khiển khu vực Truyền thông hai chiều trung tâm điều khiển tủ điều khiển khu vực sử dụng Modem đường truyền Internet Khi máy tính trung tâm kết nối với tủ điều khiển khu vực, liệu cập nhật liên tục 3.4.2 Ưu nhược điểm 3.4.2.1 Ưu điểm: Ngoài ưu điểm hệ thống điều khiển giám sát chiếu sáng công cộng thông qua đường dây mạng điện thoại mạng điện cung cấp trình bày trên, có ưu điểm: + Cập nhật liệu liên tục; + Không bi xung đột truyền liệu, đường truyền Internet có băng thông lớn chế truyền tin theo gói thông tin theo kênh liệu 3.4.2.2 Nhược điểm: Hệ thống có giá thành cao hệ thống cứng, việc phát triển, mở rộng phụ thuộc vào công nghệ nhà cung cấp thiết bị 109 3.5 TRUNG TÂM ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG THÔNG QUA MẠNG KHÔNG DÂY GSM/GPRS Hình 3.3 Sử dụng giải pháp truyền thông qua mạng không dây GSM/GPRS 3.5.1 Tổng quan công nghệ GSM/GPRS GSM (Global System for Mobile comunications) công nghệ dùng cho mạng thông tin di động toàn cầu Công nghệ cho phép điện thoại di động GSM kết nối với thông qua mạng GSM khác GPRS (General Packet Radio Sevice) dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp phát triển tảng công nghệ thông tin di động toàn cầu (GSM) sử dụng đa truy nhập phân chia theo thời gian (Time Division Multiple Access - TDMA) Công nghệ GPRS hay biết đến với mạng di động hệ 2,5G, áp dụng nguyên lý gói vô tuyến để truyền dố liệu người sử dụng cách có hiệu điện thoại di động với mạng truyền số liệu 110 Đây công nghệ đầy triển vọng Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu tiêu chuẩn hóa vào năm 1993, cho phép sử dụng máy điện thoại di động thông thường để truy cập internet Nhờ GPRS người sử dụng làm việc với thư viện điện tử, với server wed thông thường Ưu mạng GPRS người dùng phải trả tiền cho lượng thông ti phát thu, thời gian vào mạng Trước áp dụng công nghệ GPRS, người sử dụng phải trả chi phí cho toàn thời gian vào mạng, mà không phụ thuộc vào họ có sử dụng kênh truyền số liệu hay không Công nghệ GSM/GPRS sử dụng phổ biến nước tiên tiến giới triển khai Việt Nam có nhiều dịch vụ hữu ích cho việc phát triển ứng dụng truyền thông mạng GSM 3.5.2 Đặc điểm chung công nghệ GSM GPRS 3.5.2.1 Công nghệ GSM Công nghệ GSM thiết kế độc lập với hệ thống nên hoàn toàn không phụ thuộc vào phần cứng, mà tập trung vào chức ngôn ngữ giao tiếp hệ thống Điều tạo điều kiện cho nhà thiết kế phần cứng sáng tạo thêm tính cho phép lắp lẫn thiết bị từ nhiều hãng khác Tiêu chuẩn GSM thiết kế để kết hợp với mạng số đa dịch vụ (ISDN) tương thích với môi trường di động Nhờ tương tác hai tiêu chuẩn đảm bảo Ở GSM việc đăng ký thuê bao ghi module nhận dạng thuê bao SIM (Subscribe Identity Module) Quá trình tự động thực thủ tục nhận thực thông qua trung tâm nhận thực Tính bảo mật tăng cường nhờ việc sử dụng mã số để ngăn chặn hoàn toàn việc nghe trộm vô tuyến Ở nước điều kiện tương đối tốt, chất lượng tiếng GSM ngang với hệ thống tương tự Đặc biệt, điều kiện xấu tín hiệu yếu hay nhiễu giao thoa nặng, GSM có chất lượng vượt trội 111 3.5.2.2 Công nghệ GPRS Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp GPRS chuẩn viện định chuẩn châu Âu ETSI Đây kỹ thuật áp dụng cho mạng thông tin di động GSM Nó cung cấp dịch vụ liệu gói bên mạng PLMN giao tiếp với mạng qua cổng đấu nối trực tiếp TCP/IP, X.25…Điều cho phép thuê bao di động GPRS dễ dàng truy nhập vào mạng internet, intranet truyền liệu với tốc độ lên đến 171Kbps Trong mạng GPRS, MS dành tài nguyên vô tuyến có số liệu cần phát thời điểm khác người sử dụng sử dụng chung tài nguyên vô tuyến Nhờ mà hiệu sử dụng băng tần tăng lên đáng kể 3.5.3 Tính công nghệ GPS/GPRS 3.5.3.1 Tính điều khiển giám sát: - Truyền thông đến tủ điều khiển chiếu sáng qua mạng GSM/GPRS truyền thông tín hiệu điều khiển & giám sát đến bóng đèn qua mạng PLC Network (Giao thức truyền thông ICP/IP) - Nhận liệu giám sát toàn tủ chiếu sáng: lên đến hàng ngàn tủ ĐKCS thời gian 3-5 phút - Có thể gửi lệnh: đóng cắt, cắt giảm lưới đèn, đồng thời gian, đặt lịch đóng cắt trạm đèn cho toàn tủ điều khiển thời điểm - Cài đặt chế độ cảnh báo cho Trung tâm điều khiển: dòng áp pha - Phân cấp phân vùng cho người quản lý vận hành - Có thể giám sát web bảo mật - Bảo mật truyền thông 3.5.3.2 Tính quản lý: - Quản lý cập nhật báo cáo thống kê vật tư trạng, thay sửa chữa - Quản lý lưới điện đồ GIS Các thiết bị điều khiển giám sát trung tâm điều khiển lắp đặt tủ chiếu sáng thiết kế dạng module thuận tiện cho công tác kiểm tra, thay 112 3.6 ĐIỀU KHIỂN LED CHIẾU SÁNG Điều khiển đóng vai trò quan trọng việc đảm bảo LED hoạt động với đặc tính quang, hiệu lượng, màu sắc theo kịch chiếu sáng Ta phân nhiệm vụ cung cấp điều khiển LED thành loại: • Cung cấp điều khiển LED đơn • Cung cấp điều khiển ma trận LED công suất lớn, ánh sáng trắng • Cung cấp điều khiển cho băng, ma trận LED màu theo kịch chiếu sáng cho trước 3.6.1 Cung cấp điều khiển LED : Để cung cấp cho LED thường dùng sơ đồ hình 2, điện áp xoay chiều chỉnh lưu cung cấp cho tổ hợp LED Hình 3.1 Sơ đồ cung cấp cho LED Sơ đồ điều chỉnh dimming LED đơn cho hình 3.4 Điều chỉnh điện áp chiều bazơ tranzito T ta điều chỉnh dòng điện qua LED, điều chỉnh quang thông Để tạo nên đèn có quang thông lớn cần sử dụng ma trận LED LED mắc nối tiếp song song; Nguồn cấp cho LED nguồn chỉnh lưu điều biến dòng điện - thời gian theo nguyên lý điều biến độ rộng xung PWM để giảm sóng nhiễu thành phần điện áp dòng điện chiều Hình 3.1 biểu diễn sơ đồ nguyên lý điều khiển ma trận LED 113 Bộ biến đổi AC-DC U Hình 3.2 Sơ đồ dimming LED Hình 3.3 Sơ đồ dimming tổ hợp LED Vi mạch IRS2530D hình mạch biến đổi AC-DC có dimming dựa chế độ cộng hưởng Làm việc chế độ chuyển mạch tần số cao với chân có giá trị: Hình 3.4 Vi mạch IRS2530D Vi mạch IRS 2530D có cầu chỉnh lưu lọc làm nhiệm vụ biến đổi AC-DC Phần nghịch lưu làm việc chế độ cộng hưởng Hai 114 phận tương tự mạch chấn lưu điện tử cho đèn huỳnh quang, dòng điện chuẩn đặt RPOT1 Chân cho phép dimming đầu vào AC+DC Bộ dao động khống chế điện áp nối với chân Các chân đầu cổng điều khiển LO HO Chế độ hư hỏng LED ngắn mạch Khi LED ngắn mạch, LED khác dãy nối tiếp làm việc Tuy nhiên tránh làm việc với LED ngắn mạch mắc song song dòng điện chuỗi LED phân bố không Điện áp rơi thuận thay đổi theo nhiệt độ theo LED màu Việc phối hợp màu sơ cấp cho phép tạo nên màu cách điều chỉnh cường độ dòng điện LED màu RGB Bộ điều chỉnh cho phép điều chỉnh toàn dải tần theo phương pháp điều biến độ rộng xung PWM Phần cuối chỉnh lưu cầu cung cấp dòng điện DC dimming cho tổ hợp đèn Hình 3.5 IC IRS2530D cho phép dimming dòng điện 115 Chi tiết IC IRS2530D 3.6.2 Thiết kế mạch điều khiển LED Để thiết kế mạch điều khiển LED cần thực bước theo trình tự hình 3.6: Hình 3.6 Thiết kế mạch điều khiển tổ hợp LED 116 1) Giao diện người sử dụng (Graphical User Interface - GUI): Giao diện đồ hoạ cho phép người sử dụng tạo file ảnh liệu theo yêu cầu kịch chiếu sáng (hình ảnh, màu sắc, thời gian hiển thị ) 2) Logic vi xử lý (Microcontroller Logic): Dữ liệu từ vi điều khiển gửi tới ghi bo mạch Vi điều khiển cho phép định địa nạp liệu từ GUI.Tín hiệu nạp qua đệm (buffer), khuếch đại nối với LED Màn hình LED hiển thị liệu chứa ghi Đồng hồ đầu vào clock điều khiển nhịp xử lý Clear cho phép xoá liệu đưa mức zero Bộ vi điều khiển hình cho phép: • Kết nối USB / Ethernet / Serial Link Interface logic • Lập trình C, Visual Basic cho kịch chiếu sáng • Điều khiển điện áp • Đầu bội để điều khiển ma trận LED với tuỳ chọn Một liệu truyền tới vi điều khiển chuyển từ liệu ảnh số từ GUI sang liệu tương tự điều khiển LED 3) Bảng mạch ma trận LED (LED Matrix Circuit) cho phép: • Nạp lưu liệu bit qua ghi đầu nối tiếp-song song Serial-In Parallel-Out (SIPO) • Định địa hàng mảng chọn dồn kênh DMUX cho nửa ma trận • Tín hiệu cường độ cao cho LED công suất • Dòng điện công suất thiểu • Định thang cho nhiều bo mạch để giảm thiểu dây nối từ vi điều khiển tới LED 117 Hình 3.7 Đường liệu vi điều khiển bit Tín hiệu từ đệm Buffer nối với đèn nguồn Vcc hình 3.8 Như việc bật tắt điều khiển dòng điện qua đèn vi điều khiển định Kịch chiếu sáng người sử dụng viết GUI Hình 3.8 Điều khiển đèn theo kịch chiếu sáng Kết luận: Nhờ kỹ thuật vi điều khiển dễ dàng xây dựng chiến lược điều khiển tổ hợp LED theo kịch chiếu sáng cho trước Điều không thuận tiện cho LED màu trắng chiếu sáng nội, ngoại thất mà thuận lợi cho chiếu sáng trang trí 118 Chương 4- KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Công nghệ đèn LED không mới, việc ứng dụng LED việc chiếu sáng lại dấu ấn nhiều mang tính cách mạng Tương lai đèn LED nào? Các nhà sản xuất đèn LED mong muốn chế tạo loại đèn đạt 150 lumen/watt tương lai Nhiều nhà sản xuất bóng đèn chủ chốt mong muốn chiếm lĩnh 50% sản lượng dụng cụ chiếu sáng vào năm 2010 Theo đó, người tiêu thụ chứng kiến thay đổi lớn lao thị trường chiếu sáng vài năm tới Hình 4.1 Số lượng sáng chế LED giới, 1974-2009 119 Từ năm 1974 đến (tháng 10/2009) có 2.272 sáng chế LED Nhìn đồ sáng chế LED qua năm, nhận thấy đường phát triển công nghệ LED chia làm chặng rõ rệt Từ năm 2000 trở trước, sáng chế LED dừng số hàng chục từ năm 2000 đến nay, số lượng sáng chế LED tăng vọt, đạt đến số hàng trăm (Hình 1) Các công ty sở hữu sáng chế LED công ty điện tử có bề dày phát triển mạnh thị trường Dẫn đầu tập đoàn chiếu sáng số Philips với 164 sáng chế, thứ hai Cree Inc với 33 sáng chế, số tập đoàn điện tử khác ghi tên đồ sáng chế Gelcore LLC (28), Osram (27), Siemens (23), Samsung (20), LG (17), Univ (15) So sánh đèn LED với loại đèn khác BẢNG 5: PHÂN TÍCH TIỀN TIẾT KIỆM ĐÈN COMPACT VỚI ĐÈN LED HẠNG MỤC ĐÈN COMPACT 40W ĐỀN LED 24W QUANG THÔNG(LM) 2.100 2.160 ĐIỆN TIÊU THỤ(WH) 40 24 TUỔI THỌ(GIỜ) 6.000 50.000 SỐ LƯỢNG BÓNG DÙNG TRONG 50000GIỜ 8,33 GIÁ BÓNG ĐỀN ĐẦU TƯ + THAY THẾ 1.247.800 1.300.000 TỔNG ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ(KWH) 2.000 1.200 TỔNG CHI PHÍ ĐIỆN($) 2.200.000 1.320.000 1100/KWH TIỀN CHI PHÍ BẢO TRÌ 295.960 49.000 LẦN THAY BÓNG TỔNG CHI PHÍ($) 3.743.760 2.669.000 TỔNG TIÊT KIỆM($) 1.074.760 % TIẾT KIỆM 28,71% 120 GHI CHÚ 580.000đ/bộ; 95.400đ/1bóng BẢNG 6: PHÂN TÍCH TIỀN TIẾT KIỆM ĐÈN MERCURY SO VỚI ĐÈN LED HẠNG MỤC ĐÈN MERCURY 80W ĐÈN LED 24W QUANG THÔNG(LM) 3.700 2.160 ĐIỆN TIÊU THỤ(WH) 80 24 TUỔI THỌ(GIỜ) 2.500 50.000 SỐ LƯỢNG BÓNG DÙNG TRONG 50000GIỜ 20,00 GIÁ BÓNG ĐỀN ĐẦU TƯ + THAY THẾ 1.530.000 1.300.000 TỔNG ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ(KWH) 4.000 1.200 TỔNG CHI PHÍ ĐIỆN($) 4.402.000 1.320.600 1100,5/KWH TIỀN CHI PHÍ BẢO TRÌ 719.320 49.000 19 LẦN THAY BÓNG TỔNG CHI PHÍ($) 6.651.320 2.669.600 TỔNG TIÊT KIỆM($) 3.981.720 % TIẾT KIỆM 59,86% GHI CHÚ 580.000đồng/bộ; 50,00đồng/1bóng Theo đó, bóng đèn LED tiêu thụ 9W lại cung cấp nguồn ánh sáng tương tự với bóng đèn sợi đốt 40W lại có tuổi thọ cao gấp 25 lần Chiếc bóng đèn tiêu thụ 9W/giờ cung cấp ánh ánh sáng tự nguồn ánh sáng mặt trời tự nhiên, tuổi thọ bóng lên tới 25.000 Nếu tính trung bình ta sử dụng giờ/ngày bóng đèn có tuổi thọ lên tới 17 năm Để đạt mức ánh sáng tuổi thọ kinh ngạc thành công nghệ LED mang lại Và với bóng đèn sợi đốt thay bóng đèn LED này, tiết kiệm tới 77% sản lượng điện tiêu thụ Đây số đáng ghi nhận, đặc biệt thời kỳ cách mạng bảo vệ môi trường đặt lên hàng đầu Các nhà phát minh cho biết: việc nghiên cứu thiết kế loại bóng đèn LED nghiên cứu cách kỹ lưỡng tỉ mỉ dựa nghiên cứu 121 thực tiễn Nguồn ánh sáng phát trực tiếp xuống bề mặt tốt tiết kiệm nhiều so với nguồn ánh sáng tỏa xung quanh Chính vậy, thay sản xuất loại bóng đèn dài dạng đèn neon sử dụng phổ biến, loại bóng đèn tròn với ánh sáng tạo tâm điểm nhà nghiên cứu lựa chọn Dẫn lời ông John Strainic - quản lý sản phẩm toàn cầu GE cho biết “Đây không loại bóng đèn trở nên thông dụng, mà thông dụng, có mặt hầu hết gia đình, từ phòng ngủ bé sơ sinh học sinh trung học”, “Đây tiến khoa học đáng ghi nhận, biểu tượng trí tưởng tượng sáng tạo để giải vấn đề lớn mà giới quan tâm tiết kiệm lượng bảo vệ môi trường” KIẾN NGHỊ Nhận thấy rõ tính ưu việt LED nguồn sáng chiếu sáng, công ty chiếu sáng nước ta nên xin quyền chuyển giao công nghệ để đưa LED sản xuất hàng loạt 122 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Nguyễn Sơn Hải, KS Lê Trung Kiên, Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học “Nghiên cứu công nghệ GSM/GPRS để xây dựng mô hình ứng dụng điều khiển giám sát hệ thống chiếu sáng công cộng đô thị Việt Nam”, Hà Nội, tháng 11 năm 2009 [2] PGS.TS Phạm Thượng Hàn (chủ biên), Bùi Đăng Thảnh, Đào Đức Thịnh, Nguyễn Anh Tuấn, Hệ thống thông tin công nghiệp, NXB Giáo Dục, 2007 [3] Lê Văn Doanh, Đặng Văn Đào, Kỹ thuật chiếu sáng, NXB Khoa Học – Kỹ Thuật Hà Nội, 2002 [4] LED lighting by Gary Gereffi and Marcy Lowe Contributing CGGC researchers: Gloria Ayee, Stacey Frederick and Lorenzo Gui [5] Efficient Lighting Management Curricula for ASEAN (ELMCA) [6] R Haitz, F Kish, J Tsao, J Nelson, 1999 Optoelectronic Industry Development Association, Washington DC, October 6.1999 [7] R Stevenson, Compound Semicond Vol.10/10, p 18-22 (Nov 2004) [8] K Evans, Compound Semicond Vol.110/9, p 27-31 (October 2004) [9] S Illek, I Piezonka, A Ploessl, P Strauss, W Wegleiter,R Windisch, R Wirth, H Zull and K Streubel., Proc SPIE, Vol.4996, 2003, p.p 18-25 [10] M.R Kramers et al., Applied Physics Letters, 75 [16], pp 2365, 1999 [11] A Ploessl, G Kraeuter, Mat Sci Eng., R 25, 1999, p.p 1-88 [12] T Withaker, R Stevenson, Compound Semicond Vol.10/11, p 18-19 (Nov 2004) [13] M Hatcher, Compound Semicond Vol.10/11, p 25, 26 (Nov 2004) [14] V Haerle; B Hahn; J Baur; M Fehrer, A Weimar; S Kaiser; Eisert; F.Eberhard; A Plossl; S Bader, Proc SPIE , 2004, Vol.5187, p.34-40 [15] http://www.dientutieudung.vn [16] http://materials.usask.ca [17] http://www.bbeled.com [18] http://www.led-professional.com [19] http://www.bodospower.com [20] http://www.100led.com 123 ... Bộ đèn chiếu sáng đường giao thông sử dụng LED 85 Hình 2.10: Chiếu sáng đường giao thông sử dụng LED 86 Hình 2.11: Quang cảnh đường giao thông sử dụng LED 87 Hình 2.12: Chiếu sáng đường... nghiên cứu + LED OLED công nghệ chiếu sáng 3.3 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu LED lĩnh vực chiếu sáng công cộng OLED hình 3.4 Phương pháp nghiên cứu Để nghiên cứu đề tài, tác giả dựa vào: Cơ sở... ứng dụng đèn LED: + Sử dụng chiếu sáng chiếu sáng công cộng, chiếu sáng tòa nhà hộ gia đình + Sử dụng làm phận hiển thị thiết bị điện, điện tử, đèn quảng cáo, trang trí, đèn giao thông + Các LED