SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star Phần LÝ DO CHỌN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Lý chọn đề tài Trong công cuộc đổi mới đất nước, song song với quá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa thì việc xây dựng sở hạ tầng cũng được phát triển mạnh mẽ Quá trình nâng cấp, xây dựng các hệ thống điều khiển chiếu sáng ở các khu đô thị, nhà máy công sở…cũng phát triển theo, yêu cầu của hệ thống điều khiển chiếu sáng cũng ngày càng cao theo chiều hướng tự động để đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng, phù hợp với tốc độ phát triển của khoa học kỹ thuật Hiện nay, cảm biến là thiết bị không thể thiếu các hệ thống tự động điều khiển, các hệ thống thông tin đo lường, các hệ thống kiểm tra đo lường, cảnh báo Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là kỹ thuật điện tử, tính của các bợ cảm biến ngày càng được cải thiện, phạm vị áp dụng của nó ngày càng được mở rộng Trên thị trường hiện có rất nhiều loại cảm biến ánh sáng được ứng dụng vào điều khiển hệ thống chiếu sáng theo cường độ ánh áng như: LUNA, MG403G, LS6B, LS6T, ELIPUS VS-14WM, MSD… Cảm biến ánh sáng dòng LUNA được dùng điều khiển ánh sáng đèn đường, nhà xưởng, sân vườn Áp dụng cho giải pháp tiết kiệm điện cho nhà máy, ngoài trời đủ ánh sáng thì sẽ tự động tắt bớt đèn cao áp, điều khiển ánh sáng đèn văn phòng… Với những ưu điểm vượt trợi so với các dòng cảm biến ánh sáng khác độ tin cậy, dải điều chỉnh… Chính vì lẽ đó lựa chọn dòng cảm biến ánh sáng LUA dòng cảm biến lựa sản phẩm LUNA- 126 STAR để thực hiện điều khiển đèn chếu sáng đường khu B nhà trường Mục đích đề tài GV: Lê Hữu Thọ tử Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star Trong chương trình khung Điện công nghiệp hệ đào tạo cao đẳng nghề có mô đun Kỹ thuật cảm biến Khi học sinh viên phải làm các bài thực hành ứng dụng cảm biến vào các mạch điều khiển đèn theo cường độ sáng, sự chuyển động, theo cường độ sáng và chuyển động… Với các mạch điều khiển sử dụng cảm biến quang, cảm biến tiệm cận điện dung, cảm biến tiệm cận điện cảm cảm biến góc quay… cảm biến ánh sáng LUNA – 126 STAR là một các cảm biến mới được nhập về phòng năm 2012 vì vậy người dạy cần phải thiết kế được mạch điều khiển sử dụng cảm biến này để giảng dạy và phục vụ cho các ứng dụng của nhà trường Trên thực tế, việc sử dụng các loại cảm biến ánh sáng, cảm biến hồng ngoại (công tắc cảm ứng) mang lại mức độ hiệu khác phụ thuộc vào việc thiết kế vị trí, lựa chọn thiết bị và cài đặt Nhưng nói chung, giá điện ngày một tăng cao thì việc sử dụng các loại cảm biến này là lựa chọn hữu hiệu hướng tới mục đích tiết kiệm cho gia đình, nhà trường, nhà máy doanh nghiệp cũng cho xã hội Ngoài ra, việc sử dụng công tắc cảm ứng cũng giúp tiết kiệm thời gian Vì lẽ đó sẽ là rất cần thiết cho người học tiếp cận, làm quen với mạch điều khiển sử dụng các loại cảm biến thông minh này đặc biệt là dòng cảm biến ánh sáng LUNA nói chung và cảm biến LUNA – 126 STAR nói riêng ngời ghế nhà trường Đóng góp mới mặt lý luận, mặt thực tiễn SKKN này là mợt bài tập thực hành mang tính tích cực giảng dạy các hệ đào tạo trung cấp nghề và cao đẳng nghề Nó góp một phần không nhỏ giúp giáo viên giảng dạy mô đun Kỹ thuật cảm biến, Kỹ thuật lắp đặt điện truyền đạt kiến thức mới, hiện đại kịp thời tới người học Mặt quan trọng khác nó giúp sinh viên tiếp cận, thực hành thiết bị mới hiện đại, đồng thời góp phần rèn luyện tốt kỹ nghề của của người học Sau học, thực hành đấu lắp mạch điều khiển này người học hoàn toàn có thể ứng dụng các thiết bị cảm biến mạch và tương tự để thực hiện điều GV: Lê Hữu Thọ tử Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star khiển các thiết bị chiếu sáng cũng các thiết bị khác sinh hoạt và công nghiệp nhằ góp… Phần NỘI DUNG VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU I Cơ sở lý luận thực trạng của vấn đề Cơ sở lý luận 1.1 Khái niệm bản chiếu sáng 1.1.1 Tầm quan trọng của chiếu sáng Chiếu sáng đóng mợt vai trò hết sức quan trọng đời sống sinh hoạt cũng sản xuất công nghiệp Nếu ánh sáng thiếu sẽ gây hại cho mắt, hại sức khoẻ, làm giảm suất lao động, gây hỏng sản phẩm tai nạn lao động đặc biệt có công việc không thể tiến hành được nếu thiếu sánh sáng ánh sáng không thật bộ phận kiểm tra chất lượng máy, bộ phận pha chế hoá chất, bộ phận nhuộm mầu Chiếu sáng hôm không tập trung cho chiếu sáng công trình phục vụ cho việc học tập, sinh hoạt thêm thuận lợi và văn minh hơn, mà ý việc chiếu sáng ngoài công trình làm cho cảnh quan đô thị thêm sinh động, rạng rỡ Chiếu sáng cảnh quan tôn thêm vẻ đẹp của công trình kiến trúc, công trình tượng đài, các danh lam thắng cảnh, chiếu sáng quảng cáo với thẩm mỹ cao để tăng thêm sự nhận biết về sản phẩm Chiếu sáng nhân tạo góp phần đẩy mạnh sản xuất, kéo dài thêm thời gian hoạt động của người, thúc đẩy các hoạt động giáo dục, văn hoá nghệ thuật, giữ gìn an toàn trật tự, văn minh xã hội Để có một công trình chiếu sáng đạt yêu cầu về chất lượng và tính nghệ thuật mong muốn thì việc khảo sát thiết kế hệ thống điều khiển chiếu sang đóng vai trò quan trọng và phải trước một bước 1.1.2 Các đại lượng bản dùng chiếu sáng - Quang thông: GV: Lê Hữu Thọ tử Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star + Đại lượng đo quang là quang thông, nó có liên quan đến thông lượng bức xạ thông qua đường cong tương đối có thể nhận được của mắt thường + Năng lượng một ng̀n sáng phát qua mợt diện tích mợt đơn vị thời gian gọi là thông lượng của quang Đơn vị của quang thông là lumen (lm) - Cường độ ánh sáng: Nếu có một nguồn sáng s bức xạ theo mọi phương, góc khối d nó truyền một quang thông dF thì đại lượng dF/d gọi là cường độ ánh sáng của nguồn sáng phương đó: I dF (Cadela) d 1Cd = lm/1st - Độ rọi: Ký hiệu là E, đơn vị Lux viết tắt lx Độ rọi là quang thông nhận được mợt đơn vị diện tích vật thu nhận ánh sáng E dF ds Nếu dF tính bằng lumen, ds tính bằng m2 thì đợ rọi được tính bằng lux Viết tắt là lx lux = 1lm/1m2 - Độ trưng: Mợt ng̀n sáng có kích thước giới hạn, đó lấy mợt diện tích ds, quang thơng bức xạ theo mọi phương của góc đặc 2 gọi là dF thì dộ trưng của nguồn sáng được định nghĩa: R dF ds Như vậy độ trưng là quang thông bức xạ mợt diện tích của ng̀n 1.2 Kh¸i quát bảm các bé c¶m biÕn 1.2.1 Khái niệm chung: + Trong hệ thống đo lờng điều khiển, trình đợc đặc trng biến trạng thái Các biến trạng GV: Lờ Hu Th tử Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star thái thờng đại lợng không ®iƯn nh ánh sáng, nhiƯt ®é, ¸p st, nhiƯt ®é, tốc độ, độ ẩm + Để thực trình đo lờng điều khiển cần phải thu thập thông tin, đo đạc, theo dõi biến thiên biến trạng thái trình cảm biến + Cảm biến thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi đại lợng vật lý đại lợng tính chất điện cần đo thành đại lợng điện đo xử lý đợc (nh dòng điện, điện thế, điện dung, trở kháng ) + Các đại lợng cần đo (m) thờng tính chất điện (nh anh sang, nhiệt độ, áp suất ) tác động lên cảm biến cho ta đặc trng (s) mang tính chất điện (nh điện tích, điện áp, dòng điện trở kháng) chứa đựng thông tin cho phép xác định giá trị đại lợng đo Đặc trng (s) hàm đại lợng cần đo (m): s = F(m) + Ngời ta gọi (s) đại lợng đầu phản ứng cảm biến, (m) đại lợng đầu vào hay kích thích (có nguồn gốc đại lợng cần đo) Thông qua đo đặc (s) cho phép nhận biết giá trị (m) 1.2.2 Phạm vi ứng dụng: Đã từ lâu cảm biến đợc ứng dụng nh phận để cảm nhận phát hiện, nhng vài chục năm trở lại chúng thể rõ vai trò quan trọng hầu hết lĩnh vực Nhờ tiến khoa học công nghệ lĩnh vực vật liệu, thiết bị điện tử tin học, cảm biến đợc giảm thiểu đáng kể kích thớc, cải thiện tính ngày mở rộng phạm vi ứng dụng Giờ lĩnh vực mà không sử dụng cảm biến Chúng có mặt GV: Lờ Hu Thọ tử Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star hệ thống tự động phức tạp, ngời máy, kiểm tra chất lợng sản phẩm, tiết kiệm lợng, chống ô nhiễm môi trờng Cảm biến đợc ứng dụng rộng rãi lĩnh vực sản xuất công nghiệp, điện dân dụng, y tế, giao thông vận tải, hàng tiêu dùng, bảo quản thực phẩm đặc biệt lĩnh vực ô tô 1.2.3 Phân loại cảm biến Ngay nay, trờn thi trng co rõt nhiều loại cảm biến với nhiều hình dạng kích thước khác và được ứng dụng hầu hết các lnh vc iờu khiờn t ụng Chung đợc phân loại theo đặc trng sau đây: * Theo nguyên lý chuyển đổi đáp ứng kích thích: + Hiện tợng vật lý: Quang điện, quang từ, iện từ, điện + Hoá học: Biến đổi hoá học, biến đổi điện hoá, phân tích phổ + Sinh học: Biến đổi sinh hoá, hiệu ứng thể sống * Phân loại theo dạng kích thích: Âm thanh; Điện; Từ; Quang; Nhiệt * Theo tính cảm biến: Độ nhạy; Độ xác; Độ phân giải; Độ trễ * Phân loại theo phạm vi sử dụng:Công nghiệp; Nghiên cứu khoa học; Môi trờng, khí tợng; Thông tin, viễn thông; Nông nghiệp; Dân dụng; Giao thông; Quân * Phân loại theo thông số mô hình mạch thay thế: + Cảm biến tích cực có đầu nguồn áp GV: Lờ Hu Th t Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star nguồn dòng + Cảm biến thụ động đợc đặc trng thông số R, L, C, M tuyến tÝnh hc phi tun Các phương pháp điều khiển đèn đường 2.1 Phương pháp điều khiển trực tiếp Đây là phương pháp sử dụng áp tô mát, cầu dao, công tắc điều khiển tắt mở các đèn đường Ưu điểm của phương pháp này là mạch điều đơn giản, vớn đầu tư ban đầu thấp, chi phí bảo quản Tuy nhiên nhược điểm là áp dụng cho hệ thống đèn đường chiếu sáng đơn giản, không tiết kiệm điện năng, mất chi phí cho cho người điều khiển, không điều khiển được tự động các đèn theo cường độ ánh sáng đó không thể hiện được vẻ đẹp, văn minh hiện đại của đô thị mới 2.2 Phương pháp điều khiển theo thời gian Phương pháp này sử dụng các rơle thời gian kết hợp với công tắc tơ, công tắc, áp tô mát điều khiển chế độ ON – OFF đèn đường theo một khoảng thời gian cài đặt trước Ưu điểm: tắt mở đèn đường tự động theo thời gian cài đặt trước, tiết kiệm đực điện và thời gian cho người sử dụng… Nhược điểm: không thực hiện điều khiển tự động đèn đường theo cường độ sáng, đó phải cài đặt lại thời gian điều khiển đèn chuyển mùa, cài đặt phức tạp, vốn đầu tư ban đầu lớn Hiện thị trường có rất nhiều loại rơle thời gian thông minh như: CHINT KG316T, CHINT JSZ3A, LE7M – 2, ABB 1SVR500100R0000…trong một ngày có thể cài đặt chế độ ON – OFF nhiều lần, cài đặt theo tuần, theo tháng, và có chức tự động reset lại chế độ cài đặt Các rơle này được ứng dụng điều khiển đèn đường, quạt, bơm nước…theo thời gian cài đặt mong muốn 2.3 Phương pháp điều khiển theo cường độ ánh sáng Phương pháp này sử dụng cảm biến ánh sáng kết hợp với áp tô mát, công GV: Lê Hữu Thọ tử Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star tắc tơ, công tắc để thực hiện điều khiển đèn đường tự động theo cường độ ánh sáng Ưu điểm: Điều khiển khiển được các đèn đường theo cường độ ánh sáng, có thể điều khiển theo cường độ sáng và theo khoảng thời gian cài đặt trước, tiết kiệm được điện và thời gian cho người sử dụng… Phối hợp với rơle thời gian điều khiển hệ thống đèn đường theo nhóm làm nâng cao tuổi thọ của đèn, thể hiện được văn minh đô thị, góp phần cao cảnh quan, hiện đại hóa đô thị… Nhược điểm: Chi vốn đầu tư ban đầu cao 2.4 Phương pháp điều khiển theo PLC, Logo Phương pháp này sử dụng plc, logo kết hợp với điện trở quang hay cảm biến ánh sáng, áp tô mát, công tắc tơ, công tắc để thực hiện điều khiển đèn đường tự động theo cường độ ánh sáng Ưu điểm: Điều khiển khiển được các đèn đường theo cường độ ánh sáng, có thể điều khiển theo cường độ sáng và theo khoảng thời gian cài đặt trước, tiết kiệm được điện và thời gian cho người sử dụng… Phối hợp với các rơle thời gian điều khiển hệ thống đèn đường theo nhóm làm nâng cao tuổi thọ của đèn, thể hiện được văn minh đô thị, góp phần cao cảnh quan, hiện đại hóa đô thị… Nhược điểm: Chi vốn đầu tư ban đầu cao so với phương pháp điều khiển theo cường đồ ánh sáng phải dùng cảm biến ánh sáng, mạch phức tạp, cài đặt phức tạp, chi phí bảo quản, bảo dưỡng… Thực trạng của vấn đề Trong chương trình đào tạo hệ cao đẳng nghề tại trường Cao đẳng nghề Nam Định mô đun Kỹ thuật cảm biến được đưa vào giảng dạy từ khóa đầu tiên Hiện nay, phòng thực tập kỹ thuật cảm biến của trường và được trang bị ngày càng nhiều các mô đun thực hành cảm biến mới hiện đại Các em sinh viên được tiếp cận và thực hành các thiết bị mới này Vì vậy giúp các em trường có đủ kiến thức, kỹ cần thiết đáp ứng yêu cầu của công việc, bắt kịp được với sự phát triển của khoa học kỹ thuật Trong GV: Lê Hữu Thọ tử Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star số các bài tập thực hành thuộc mô đun này các em được thực hành nhiều mạch điều khiển sử dụng các cảm biến quang, cảm biến tiệm cận điện dung, cảm biến tiệm cận điện cảm… cảm biến ánh sáng LUNA – 126 STAR là một các cảm biến mới được nhập về vì vậy người dạy cần thiết kế được mạch điều khiển sử dụng cảm biến này để giảng dạy và phục vụ cho các ứng dụng của nhà trường Và năm học này Khoa Điện – Điện tử được Ban giám hiệu giao lắp đặt hệ thống điều khiển đèn đường khu B tự động theo cường độ ánh sáng dùng cảm biến ánh sáng Vì vậy thiết mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star là rất cần thiết II Các biện pháp giải quyết vấn đề: Giới thiệu dòng cảm biến ánh sáng LUNA Nguyên lý hoạt động: Khi cường ánh sáng chiếu vào điện trở quang của cảm biến thấp mức đặt thì sẽ tác đợng đóng rơle đưa tín hiệu đầu cảm biến Ứng dụng để bật tắt đèn đường, đèn công viên, đèn sân vườn, đèn quảng cáo và nhiều ứng dụng thú vị khác tuỳ theo sự sáng tạo của bạn Áp dụng cho giải pháp tiết kiệm điện cho nhà máy, ngoài trời đủ ánh sáng thì sẽ tự động tắt bớt đèn cao áp Điều khiển ánh sáng đèn văn phòng… Dòng cảm biến ánh sáng LUNA có nhiều loại khác như: LUNA 109, LUNA 110m, LUNA 126 STAR, LUNA 127 STAR, LUNA 129 STAR ITIME… Luna 108 Luna 109 GV: Lê Hữu Thọ tử Luna 111 Luna 121 Luna 122 Luna 134 Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star Luna 126 star Luna 127 star Luna 128 star Luna 129 star -time - Dưới gới thiệu một số loại cảm biến ánh sáng được dùng phổ biến hiện nay: 1.1 LUNA 126 star Cảm biến ánh sáng LUNA 126 star là một số các loại cảm biến ánh sáng được dùng rất phổ biến hện Cảm biến này được dụng để bật tắt đèn đường, đèn chiếu sáng, bảo vệ công sơ, đèn công viên, đèn sân vườn, đèn quảng cáo Do đặc thù làm việc của các hệ thống đèn chiếu sáng này thực hiện nhiệm vụ chiếu sáng thường xuyên đêm nên sử dụng LUNA 126 star Là hoàn toàn phụ hợp Mặt khác, việc sử dụng cảm biến này áp dụng cho giải pháp tiết kiệm điện cho nhà máy, ngoài trời đủ ánh sáng thì sẽ tự động tắt bớt đèn cao áp Điều khiển ánh sáng đèn văn phòng… - Hình dạng, kích thước: - Thơng sớ kỹ tḥt: + Điện áp nguồn: 220-230VAC, tần số 50-60Hz + Công suất tiêu thụ: 0,6W + Dải điều chỉnh cường độ ánh sáng -200 lux + Thời gian trễ mở cố định: 40s GV: Lê Hữu Thọ tử 10 Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star A B C N AT AT ÐK L K LUNA 126 star K K KLUNA KLUNA N AT1 AT2 AT3 AT5 AT4 Lé Lé Lé AT-M AT6 ÐX Lé Out Lé K ÐÐ Lé 2.3 Mạch điều khiển dòng tải 16A ngắt theo thời gian Trong trường hợp yêu cầu tắt bớt một số đèn sau một khoảng thời gian nào đó để tiết kiệm điện năng, nâng cao tuổi thọ của đền VÍ dụ mạch điều khiển yêu cầu 03 lộ đèn đường chiếu sáng tự động theo cường độ sáng dùng cảm biến Luna 126 star và sau giờ cảm biến đưa tín hiệu điều khiển đèn đường sáng thì các đèn ở các cột đèn lẻ tắt và lặp lại hàng ngày Để thực hiện được yêu cầu này GV: Lê Hữu Thọ tử 20 Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star từ sơ đồ mạch điều khiển ta cẩn sử dụng thêm 01 rơle thời gian 24h, sơ đồ hình vẽ dưới Nguyên lý hoạt động của mạch tượng tự mạch 2.3.1 Sơ đồ mạch A N C B AT AT ÐK LUNA 126 star L N KLUNA K KLUNA K1 Out K AT-M K T1 AT1 AT2 AT3 T1 K1 Lé ÐX K Lé Lé ÐÐ K 2.3.2 Thuyết minh mạch - Đóng áp tô mát AT, AT1, AT2, AT3 của các lộ chiếu sáng GV: Lê Hữu Thọ tử 21 Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star - Đóng áp tố mát ATĐK bên mạch điều khiển, cảm biến, đền ĐX sáng báo mạch điều khiển có điện, cảm biến có điện - Khi cường độ ánh sáng cao giá trị cài đặt trước cảm biến thì tín đầu cảm biến ở mức OFF, cuộn dây công tắc tơ không có điện, đèn ở các lộ ở trạng thái tắt - Khi cường độ ánh sáng môi trường thấp giá trị cài đặt cường độ sáng cảm biến thì cuộn dây rơle KLuna của cảm biến tác đợng sau 40 giây, đóng tiếp điểm KLuna (tín hiệu đầu lên mức ON sau 40s,) cuộn dây công tắc tơ K, K1 có điện đóng các tiếp điểm K, K1 bên mạch đợng lực các lợ có điện, đèn tự động sáng Đồng thời rơle thời gian T1 có điện bắt đầu tính thời gian, sau 05 giờ thì tiếp điểm thường đóng mở chậm T1 mở ra, cuộn dây công tắc tơ K1 mất điện các đèn ở lộ tắt (các đèn lộ thuộc các cột đèn đánh số lẻ) - Khi không cần thiết có thể tắt bớt các đèn thông cắt các áp tô mát AT1 AT2, AT3 - Tronng trường hợp cảm biến bị sự cố thì có thể đóng áp tô mát AT – M cấp điện cho cuộn dây công tắc tơ K để điều khiển đèn ở các lộ * Bảo vệ: + Áp tô mát ATĐK bảo vệ ngắn mạch bên mạch điều khiển + Áp tô mát AT1, AT2, AT3 bảo vệ ngắn mạch một pha cho từng lộ + Áp tô mát AT bảo vệ ngắn mạch bên mạch động lực * Mạch điều khiển này có nhược điểm là không tự động các đèn ở các lộ luân phiên tắt được Để khắc phục nhược điểm này sử dụng các rơle thời thông minh giới thiệu ở 2.2 phần I VÍ dụ mạch điều khiển yêu cầu 03 lộ đèn đường chiếu sáng tự động theo cường độ sáng dùng cảm biến Luna 126 star và sau 4,5 giờ đèn ở các tự động lộ sáng thì các đền ở lộ tự động tắt vào các ngày thứ 2, thứ 3; các đèn ở các lộ tự động tắt vào các ngày thứ tư, thứ năm; các đèn ở các lộ tự động tắt vào các ngày thứ 6, thứ và quá trình này GV: Lê Hữu Thọ tử 22 Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star lặp lại hàng tuần thế Để thực hiện được yêu cầu này từ sơ đổ ở mục 2.2 phần II sử dụng thêm 03 rơle thời gian thông minh T1, T2, T3 (KG316T), 03 công tắc tơ, mạch điều khiển hình vẽ dưới - Các rơle thời gian được cài đặt sau: ví dụ đèn đường ở các lợ tự động sáng vào 19 giờ (mùa hè), cài đặt T1 vào các ngày thứ 2, thứ (nhấn nút Week chọn MO-TU) tắt vào lúc 23h 30 phút (chọn chế độ 2-OFF, nhấn Hour điều chỉnh giờ đến giá trị 23, nhấn minute điều chỉnh đến giá trị 30) ; các đèn ở các lộ tự động tắt vào các ngày thứ tư, thứ năm; các đèn ở các lộ tự động tắt vào các ngày thứ 6, thứ và sau đó cài đặt chế độ tự động cho từng rơle thời gian GV: Lê Hữu Thọ tử 23 Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star A B N C AT AT ÐK LUNA 126 star L K N KLUNA Out KLUNA K AT-M K K1 K2 T1 K3 T2 T3 AT1 AT3 AT2 T1 K1 T2 K2 T3 Lé Lé K3 K ÐX K ÐÐ Lé - Đóng áp tô mát AT, AT1, AT2, AT3 của các lộ chiếu sáng - Đóng áp tố mát ATĐK bên mạch điều khiển, cảm biến, đền ĐX sáng báo mạch điều khiển có điện, cảm biến có điện - Khi cường độ ánh sáng cao giá trị cài đặt trước cảm biến thì tín đầu cảm biến ở mức OFF, cuộn dây công tắc tơ không có điện, đèn ở các lộ ở trạng thái tắt GV: Lê Hữu Thọ tử 24 Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star - Khi cường độ ánh sáng môi trường thấp giá trị cài đặt cường độ sáng cảm biến thì cuộn dây rơle KLuna của cảm biến tác động sau 40 giây, đóng tiếp điểm KLuna (tín hiệu đầu lên mức ON sau 40s,) c̣n dây công tắc tơ K, K1 có điện đóng các tiếp điểm K, K1 bên mạch đợng lực các lộ có điện, đèn tự động sáng Đồng thời rơle thời gian T1, T2, T3 có điện bắt đầu tính thời gian, vào lúc 23 giờ 30 phút các ngày thứ 2, thứ tiếp điểm thường đóng mở chậm T1 mở ra, cuộn dây công tắc tơ K1 mất điện các đèn ở lộ tắt; vào lúc 23 giờ 30 phút các ngày thứ 4, thứ tiếp điểm thường đóng mở chậm T2 mở ra, cuộn dây công tắc tơ K2 mất điện các đèn ở lộ tắt; vào lúc 23 giờ 30 phút các ngày thứ 5, thứ tiếp điểm thường đóng mở chậm T1 mở ra, cuộn dây công tắc tơ K1 mất điện các đèn ở lộ tắt Quá trình này cứ lặp lại theo chu kỳ tuần thế - Khi không cần thiết có thể tắt bớt các đèn thông cắt các áp tô mát AT1 AT2, AT3 - Tronng trường hợp cảm biến bị sự cố thì có thể đóng áp tô mát AT – M cấp điện cho cuộn dây công tắc tơ K để điều khiển đèn ở các lộ * Bảo vệ: + Áp tô mát ATĐK bảo vệ ngắn mạch bên mạch điều khiển + Áp tô mát AT1, AT2, AT3 bảo vệ ngắn mạch một pha cho từng lộ + Áp tô mát AT bảo vệ ngắn mạch bên mạch động lực 2.4 Mạch điều khiển đèn đường khu B Số lượng đèn đường chiếu sáng khu B trường Cao đẳng nghề Nam Định là 04 thủy ngân cao áp, mỗi bóng có công suất 150W và được lắp đặt 03 cột cao 08m Yêu cầu các đèn chiếu sáng được điều khiển tự động theo cường độ ánh sáng, mỗi cột đèn được cấp nguồn pha riêng, có áp tô mát điều GV: Lê Hữu Thọ tử 25 Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star khiển và bảo vệ từng cột, điều khiển bằng tay Để thực hiện được yêu cầu này sử dụng cảm biến ánh sáng Luna 126 star kết hợp với công tắc tơ, áp tô mát 2.4.1 Sồ mạch điều khiờn sơ đồ mạ c h điều k hiển đè n ® ê ng k hu b A B C K K K N 20A 10A L N LUNA 126 star OUT 10A Ð1 10A Ð2 10A 10A Ð3 Ð4 K 2.4.2 Thuyết minh mạch - Đóng áp tô mát AT bên mạch động lực, điện nằm chờ má các tiếp điểm K - Đóng các áp tô mát AT1, AT2, AT3 của các lộ chiếu sáng GV: Lê Hữu Thọ tử 26 Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star - Đóng áp tố mát ATĐK bên mạch điều khiển, cảm biến, đền ĐX sáng báo mạch điều khiển có điện, cảm biến có điện - Khi cường độ ánh sáng cao giá trị cài đặt trước cảm biến thì tín đầu cảm biến ở mức OFF, cuộn dây công tắc tơ không có điện, đèn ở các lộ ở trạng thái tắt - Khi cường độ ánh sáng môi trường thấp giá trị cài đặt cường độ sáng cảm biến đưa tín hiệu đầu lên mức ON sau 40s, cuộn dây công tắc tơ K có điện đóng các tiếp điểm K bên mạch đợng lực các lộ có điện, đèn tự động sáng - Khi không cần thiết sửa chữa có thể tắt bớt các đèn thông cắt các áp tô mát AT1 AT2, AT3 - Tronng trường hợp cảm biến bị sự cố, sửa chữa thì có thể đóng áp tô mát AT – M cấp điện cho cuộn dây công tắc tơ K để điều khiển đèn ở các lộ - Bảo vệ: + Áp tô mát ATĐK bảo vệ ngắn mạch bên mạch điều khiển + Áp tô mát AT1, AT2, AT3 bảo vệ ngắn mạch một pha cho từng lộ + Áp tô mát AT bảo vệ ngắn mạch bên mạch động lực Mạch điện này hiện và được đưa vào sử dụng điều khiển đèn đường bên khu B của nhà trường, các giáo viên khoa Điện – Điện tử thực hiện lắp đặt Mạch này được đấu chung tủ phân phối cấp điện cho nhà tầng, khuôn viên, bảo vệ Sơ đồ lắp đặt tủ điều khiển đèn đường và nhà tầng khu B hình vẽ dướn đây: GV: Lê Hữu Thọ tử 27 Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star at t a t t -5 t ầng KWh a t t -dự phòng a t t -5 t Çng 20A 10 a 10a bi c o t a c t or GV: Lê Hữu Thọ tử 28 l una 126 st a r Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star 2.5 Phương pháp nghiên cứu – Kết quả nghiên cứu 2.5.1 Phương pháp nghiên cứu Với sự phát triển rất mạnh mẽ của mạnh mẽ của khoa khọc kỹ thuật các nhã sản xuất cho đời rất rất nhiều các sản phẩm hiện đại giúp cho việt thiết các điều khiển tự đợng nhanh chóng, xác, nâng cao hiệu suất công việc Dựa vào các yêu cầu của bài toán điều khiển đèn đường khu B của nhà trường Tác giả thiết kế mạch điều khiển này thành công thông qua việc sử dụng cảm biến ánh sáng LUNA 126 STAR kết hợp với áp tô mát, công tắc tơ Qua ứng dụng cảm biến ánh sáng LUNA 126 STAR các mạch điều khiển tự động đèn đường theo cường độ ánh sáng ta thấy được sự tối ưu, thuận tiện, tiết kiệm thời gian, điện tiêu thụ, nâng cao được mỹ quan đô thị, công sở… 2.5.2 Kết quả nghiên cứu Trên nền tảng vốn kiến thức, kỹ về chuyên ngành điện khí hóa xí nghiệp tích lũy được quá trình học tập, làm việc và giảng dạy các mô đun Kỹ thuật cảm biến, Kỹ thuật lắp đặt điện, Rơle bảo vệ, cung cấp điện Tác giả GV: Lê Hữu Thọ tử 29 Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star ứng dụng thành công cảm biến ánh sáng LUNA 126 STAR các mạch điều khiển đèn đường Vì tính ưu việt của các cảm biến ánh sáng LUNA 126 STAR mà hiện chúng được sử dụng phổ biến để điều khiển đèn chiếu sáng đường, đèn chiếu sáng đô thị, đèn chiếu sáng bảo vệ, đèn chiếu sáng sinh hoạt Trong quá trình giảng dạy song song với việc hướng dẫn các em học sinh tính toán, thiết kế, rèn luyện kỹ thực hành đấu lắp mạch giúp các em tiếp cận được với các thiết bị mới, hiện đại ngời ghế nhà trường, để sau tốt nghiệp các em có thể tự thiết kế thi cơng được các dòng sản phẩm tương tự đáp ứng được nhu câu coong việc, theo kịp thời đại công nghiệp hóa – hiện đại hóa Phân KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết luận: Nghiên cứu thiết kế mạch sử dụng cảm biến ánh sánh LUNA 126 STAR vào điều khiển đèn đường, đèn chiếu sáng đô thị, công sở, acor vệ…là một vấn đề cấp thiết có ý nghĩa về lý thuyết và thực tiễn Do các điều kiện có hạn, sau thời gian nghiên cứu và xây dựng đạt được kết sau: Thế kế thành công mạch điều khiển tự động đèn đường khu B theo cường độ ánh sáng Thiết kế mạch điều khiển tự động đèn đường có dòng tải nhỏ 16A Thiết kết được mạch điều khiển tự đợng đèn đường có dòng tải lớn dòng tải cho phép của cảm biến Thiết kết được mạch điều khiển tự động đèn đường có dòng tải lớn dòng tải cho phép của cảm biến và tự động tắt bớt các đèn có yêu cầu tiết kiệm điện, nâng cao tuổi thọ của đèn GV: Lê Hữu Thọ tử 30 Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star Thiết kết được mạch điều khiển tự động đèn đường có dòng tải lớn dòng tải cho phép của cảm biến, điều khiển các đèn tắt sau khoảng thời gian cài đặt trước theo từng ngày và luân phiên hàng tuần II Kiến nghị: Áp dụng tối đa ưu điểm nổi bật của nội dung nghiên cứu vào các sở đào tạo và các trung tâm tư vấn thiết kế điện Sáng kiến kinh nghiệm về đạt được mục đích để sinh viên hệ cao đẳng nghề có thể rèn luyện kỹ thực hành đấu lắp, phân tích nguyên lý làm việc, thiết kế mạch các thiết bị mới, hiện đại Để có thể vận dụng tớt vào giảng dạy thì các phòng thực tập Kỹ thuật cảm biến, Kỹ thuật lắp đặt điện… cần được trang bị thêm các thiết bị mới, máy tính và máy chiếu Projecter Do thời gian và điều kiện có hạn nên nội dung nghiên cứu vẫn chưa có chiều “sâu” Tác giả mong muốn nhận được sự quan tâm có thể phát triển đề tài sở nghiên cứu, góp phần phục vụ nhiều cho sự phát triển chung công tác giảng dạy tại trường TÀI LIỆU THAM KHẢO Kü thuật đo lờng đại lợng vật lý (tái lần 2) Phạm Thợng Hàn, Nguyễn Trọng Quốc, Nguyễn Văn Hòa, NXB Giáo dục 2003 Các cảm biến kỹ thuật đo lờng điều khiển Lê Văn Danh, Phạm Thợng Hàn, Nguyễn Văn Hòa, Võ Thạch Sơn, Đào Văn Tân, NXB Khoa học kỹ thuật 2001 Giáo trình đo lờng điện cảm biến đo lờng Nguyễn Văn Hòa (chủ biên), Bùi Đăng Thành, Hoàng Sỹ Hồng, NXB Giáo dục 2004 Giáo trình cảm biến GV: Lê Hữu Thọ tử 31 Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biờn anh sang Luna 126 star Phạm Đức Phô (chủ biên), Nguyễn Đức Chiến, NXB Khoa học kỹ thuật 2005 Cung cấp điện Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khuê (1998), NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nợi Khí cụ điện – Kết cấu và sửa chữa Nguyễn Xuân Phú – Tô Đằng (1996), NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội MỤC LỤC Trang Phần 1 LÝ DO CHỌN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 1 Lý chọn đề tài Mục đích đề tài Đóng góp mới về mặt lý luận, về mặt thực tiễn Phần NỘI DUNG VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU I Cơ sở lý luận và thực trạng của vấn đề Cơ sở lý luận 1.1 Khái niệm về chiếu sáng GV: Lê Hữu Thọ tử 32 Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star 1.2 Khái quát chung về các bộ cảm biến Các phương pháp điều khiển đèn đường Thực trạng của vấn đề II Các biện pháp giải quyết vấn đề: Giới thiệu về dòng cảm biến ánh sáng LUNA 14 Mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star 14 2.1 Mạch điều khiển dòng tải thuần trở dưới 16A 16 2.2 Mạch điều khiển dòng tải 16A 18 2.3 Mạch điều khiển dòng tải 16A và ngắt theo thời gian 23 2.4 Mạch điều khiển đèn đường khu B 26 2.5 Phương pháp nghiên cứu – Kết nghiên cứu 27 Phân KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO GV: Lê Hữu Thọ tử 33 Khoa: Điện – Điện SKKN: Thiết kế mạch điều khiển đèn đường dùng cảm biến ánh sáng Luna 126 star CÁC ĐÁNH GIÁ, XẾP LOẠI CỦA CÁC CẤP I Đánh giá, xếp loại của hội đồng khoa học cấp sở II Đánh giá, xếp loại của hội đồng khoa học cấp trường GV: Lê Hữu Thọ tử 34 Khoa: Điện – Điện ... Phối hợp với rơle thời gian điều khiển hệ thống đèn đường theo nhóm làm nâng cao tuổi tho của đèn, thể hiện được văn minh đô thị, góp phần cao cảnh quan, hiện đại hóa đô thị…... hợp với các rơle thời gian điều khiển hệ thống đèn đường theo nhóm làm nâng cao tuổi tho của đèn, thể hiện được văn minh đô thị, góp phần cao cảnh quan, hiện đại hóa đô thị…... bớt một số đèn sau một khoảng thời gian nào đó để tiết kiệm điện năng, nâng cao tuổi tho của đền VÍ dụ mạch điều khiển yêu cầu 03 lộ đèn đường chiếu sáng tự động theo