MÀN HÌNH LED và ỨNG DỤNG LED TRONG đời SỐNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MÀN HÌNH LED VÀ ỨNG DỤNG LED TRONG ĐỜI SỐNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page of 76 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐÈN LED 1.1 Giới thiệu "LED (viết tắt Light Emitting Diode hay điốt phát quang) điốt có khả phát ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại Cũng giống điốt, LED cấu tạo từ khối bán dẫn loại p ghép với khối bán dẫn loại n" Cấu tạo nguyên lý hoạt động chip led Chip led gắn lại với nhằm nâng cao khả phát ánh sáng Ba loại tổ hợp phổ biến : DIP, SMD COB Trong ứng dụng làm thiết bị chiếu sáng, chip LED lắp ráp với thành nguồn phát ánh sáng nằm bên sản phẩm có hình dạng như: bóng tròn, dài, hình nến, hình cầu, downlight gọi đèn led Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page of 76 Khi nghĩ đèn LED, hầu hết người liên tưởng đến đèn LED hình viên đạn, nằm bảng hiệu, tivi, hay thiết bị điện tử… Nhưng với phát triển vượt bậc khoa học kĩ thuật tại, đèn LED khơng giống với biết, chúng trở nên hiệu hết, đặc biệt hiệu phát sáng công suất sử dụng Mẫu đèn LED đầu tiên, mẫu đèn mà nghĩ đến nhiều nhắc đến đèn LED Đèn LED Dual In-Line Package (DIP), phát triển Nick Holonyak vào năm 1962 Hiện nay, có nhiều kiểu đóng gói đèn LED sẵn có ngành cơng nghiệp chiếu sáng cơng nghệ phổ biến là: Surface Mounted Diode (SMD) & Chip-on-Board (COB) Những kiểu đóng gói thường gồm 3-9 diode phát quang chip có hiệu suất phát quang (lm/W) cao nhiều lần đèn LED DIP Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page of 76 1.2 Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu nguyên lý hoạt động hinh led - Cấu tạo chức linh kiện - Đem đến cho bạn sinh viên kiến thức thực tế dự án hình led 60m2 ngồi trời 1.3 Đối tượng nghiên cứu Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page of 76 LED chiếu sáng, LED công nghiệp, nông nghiệp, LED quảng cáo, trang trí, đặc biệt hình led 1.4 Ưu điểm - Hiệu quả: LED có hiệu suất phát sáng cao bóng sợi đốt + Đèn LED có ưu điểm tiết kiệm lượng tiêu thụ từ 70-80% so với loại đèn thông thường + Ước tính với cơng suất 1/5 so với tất công nghệ chiếu sáng khác Tiết kiệm nhiều lượng (1000 bóng đèn Led = bóng đèn Neon 0,6 m) Ngoài tuổi thọ đèn Led lên đến 100.000 (tương đương 10 năm) + Một bóng đèn LED cơng suất 5W cho ánh sáng với bóng đèn 20W + Thời gian chiếu sáng đèn Led trắng trung bình 100.000 + Theo tính tốn Viện Hàn Lâm Khoa Học Mỹ, sử dụng đèn Led cho 50% nhu cầu chiếu sáng Mỹ năm tiết kiệm 17GW, tương ứng với công suất 17 cụm nhà máy điện hạt nhân + Hiệu suất phát sáng tăng lên 100 lần + Đến giá đắt LED trắng bắt đầu phổ biến kết hợp ưu việt tiết kiệm điện đèn huỳnh quang, đèn compact ưu việt tính nhỏ gọn, tập trung, tắt bật nhanh chóng, dễ dàng bóng đèn tròn - Kích thước: + Kích thước bóng Led nhỏ bố trí dễ dàng mạch in, tiêu hao điện ít, nối tiếp LED thành dải đèn dài thành cụm - Màu sắc: Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page of 76 + Led phát màu sắc ý muốn mà không cần lọc màu phương pháp truyền thống + Do tiêu hao nhiệt ít, LED khơng nung nóng mơi trường xung quanh khác với loại bóng đèn khác, ánh sáng LED khơng gây chói, mỏi mắt, khơng phát tia cực tím LED phát ánh sáng có màu khác nhau, từ xanh cây, đỏ, đến trắng + Ánh sáng phát đèn LED có màu sắc phụ thuộc vào chất liệu làm Ví dụ:như đèn LED màu đỏ làm từ thành phần hóa học nhơm, gali, a-xen Đèn LED màu trắng tạo cách bao phủ lớp photpho màu vàng bên đèn LED xanh da trời - Thời gian bật tắt nhanh: + Led có thời gian bật tắt nhanh kể từ lúc có tác động tính micro giây.Điều quantrọng thơng tin liên lạc lĩnh vực có u cầu thời gian đáp ứng nhanh - Độ sáng tối: + Led dễ dàng điều khiển độ sáng tối phương pháp điều chỉnh chế độ rộng xung hoăc tăng giảm dòng điện tác dụng - Tuổi thọ đèn cao: +Nguồn làm việc thấp công suất nhỏ nên tiêu hao lượng, bị lão hóa vật liệu, mà Led có tuổi thọ cao + Đây ưu điểm lớn đèn Led, tuổi thọ đèn vào khoảng 35000 - 50000 h lớn nhiều lần đèn huỳnh quang đèn sợi đốt Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page of 76 - Độ bền cao: + Led làm từ vật liệu bán dẫn nên khó bị phá hủy va đập - An tồn: + Led khơng gây độc hại thân thiên với môi trường + Khả vượt trội lượng chất thải (đèn hỏng) mà LED thải (do tuổi thọ dài nhiều) nhiều so với đèn sợi đốt compact (tuổi thọ ngắn), + Không sử dụng thuỷ ngân - ngun nhân việc nhiễm mơi trường 1.5 Nhược điểm - Đèn led nhạy cảm với nhiệt độ cao Tuổi thọ đèn LED liên quan lớn tới nhiệt độ môi trường lắp đặt, đặc biệt với loại sản phẩm công suất cao Mặc dù hiệu suất sử dụng lượng loại đèn đem lại hiệu vượt trội so với nhiều nguồn sáng truyền thống, nhiên có khoảng 20% lượng điện bị thất thoát thành nhiệt tỏa mơi trường xung quanh - Chi phí mua lắp đặt cao Giá sản phẩm cao thiết bị chiếu sáng sản xuất theo quy chuẩn quốc tế, thân trang bị nhiều phận mà đèn truyền thống khơng có như: tản nhiệt, led driver… vật liệu dẫn nhiệt tốt thường có chi phí cao, đồng thời làm tăng trọng lượng đèn - Đèn LED nhấp nháy Có thể bạn khơng tin hầu hết đèn led có ánh sáng nhấp nháy, bạn dễ dàng kiểm tra thông tin cách sử dụng điện thoại chụp hình/ quay video ánh sáng đèn Nếu video nhấp nháy chứng tỏ bóng đèn có tuần suất nhấp nháy cao điều có hại cho mắt Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page of 76 Việc đèn LED nhấp nháy lý giải gợn sóng lớn dòng điện DC cung cấp cho SSL Ngồi có lý việc cung cấp điện cho nguồn sáng không đặn, cung cấp điện áp cho thiết bị từ dây nguồn AC không đảm bảo Sản phẩm phát ánh sáng cách cung cấp nguồn điện thông qua chuyển đổi nguồn điện led driver Khi nguồn điện cung cấp led driver không ổn định, ánh sáng phát từ đèn nhấp nháy dấu hiệu cố Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page of 76 CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG ĐÈN LED TRONG CHIẾU SÁNG, CÔNG NGHIỆP VÀ NÔNG NGHIỆP 2.1 Ứng dụng đèn led chiếu sáng + Chiếu sáng dân dụng + chiếu sáng công nghiệp + chiếu sáng nông nghiệp 2.1.1 Chiếu sáng dân dụng Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 10 of 76 Đèn LED bulb: 5W, 7W, 9W, 11W,… Thông số kỹ thuật Công suất: 5W, 7W, 9W, 11W Màu ánh sáng: Trắng, vàng, tự nhiên Điện áp: AC 176 - 260V Độ hoàn màu: 80 Tuổi thọ: 30.000h Lắp ráp/ Đui đèn: E27 Bảo hành: 30 tháng Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 62 of 76 Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 63 of 76 NSX Listen Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 64 of 76 NSX NovaStar Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 65 of 76 4.3 Thông số Điện áp đầu vào Khoảng cách điểm ảnh Cơng suất tối đa Cơng suất trung bình Mật độ điểm ảnh /m2 Kích thước module Kích thước cabinet Số điểm ảnh module Độ sáng 10 Góc nhìn 11 Tầm nhìn tốt 12 Độ xám 13 Tần số quét 14 Tần số làm tươi 15 Tần số khung hình Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 66 of 76 CHƯƠNG 5: THI CƠNG 5.1 Các yếu tố ảnh hưởng tới hình led Độ phân giải mà khoảng cách mong muốn Kích thước thực tế vị trí thi cơng Khoảng cách người nhìn tới hình Led Lựa chọn loại module led Vì khoảng cách nhìn xa 10m nên ta chọn loại module P10 outdoor Tỉ lệ 16:9 cabin P10 outdoor có kích thước 0.96m x 0.96m Chiều cao = 0.96*6 = 5.76m  Chiều ngang = 5.76*16/9= 10.24m Số cabin theo chiều ngang 10.24/0.96= 10 cabin phù hợp Vậy kích thước hình led : 9.6m*5.76m Độ phân giải hình led : 960*576 pixel Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 67 of 76 5.2 Tính tốn Module p10 full màu outdoor Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 68 of 76 Thông số kĩ thuật p10 full màu outdoor P=782W /m2 Cường độ dòng điện cabin : Nguồn 5V-80A: nguồn /cabin Độ phân giải hình led : 960*576 pixel = > card chuyển linsn : card = > card nhận linsn : 60 card (Single card maximum support 512×512 pixels) 5.3 Lý thuyết chọn dây dẫn CB Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 69 of 76 5.3.1 Chọn dây ( Theo tiêu chuẩn IEC) a Phương pháp chọn dây cáp không chôn K = K1.K4 b Phương pháp chọn dây cáp chơn ngầm K = K2.K3.K4.K5 Trong đó: K1: hệ số nhiệt độ mơi trường khơng khí K2: hệ số nhiệt độ mơi trường đất K3: hệ số tính chất đất K4: hệ số suy giảm theo số cáp đặt kề chôn cáp đất K4: hệ số suy giảm theo số cáp đặt kề dây không K5: Kiểu lắp đặt c Tra hệ số (Tra theo sách IEC) Bảng: G12 Bảng: G13 Bảng: G15 Bảng: G16 Bảng: G17 Bảng: G21a (phương thức lắp đặt Hình G10) 5.3.2 Chọn CB a Ta chọn CB phải thỏa điều kiện Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 70 of 76 Trong đó: : Dòng làm việc lớn thiết bị : Dòng định mức CB : Dòng cho phép dây dẫn : Dòng ngắn mạch mạng điện : Dòng cắt tối đa CB (Thông số CB tra phụ lục 3) b - Tính tốn chọn CB Tải thơng thường tải nhẹ: Nhóm tải: Động cơ: MBA: 5.4 Chọn dây CB Diện tích bề mặt hình : S= 9.6*5.76= 55.296 (m2) = > Cơng suất hình Ptt= 782 * 55.296=43241.5 W = 43.24(kW) Cường độ dòng điện tổng: Vì dòng q lớn nên ta sử dụng nguồn pha, ta có cường độ dòng điện pha là: Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 71 of 76 - Chọn hệ số: (Nhiệt độ 350C) (số lượng cáp, khay đục lỗ) Hệ số: K = K1.K4 Điều kiện chọn dây: Chọn dây tiết diện 4x16 mm2, cách lắp đặt chuẩn F, cách điện 3PVC Mỗi cáp mang dòng 89 A Bảng 5.1: Chọn CB Vị trí Tủ điện hình CB 89 97.9 (A) MCCB-4P-100 100 36 Bảng 5.2: Chọn dây Vị trí Nguồn tổng đến tủ điện hình (A) (A) 81.9 100 K1 0.94 K4 0.98 89 100 Cách Điện PVC (mm2) 4x16 Để đảm bảo an tồn hình sử dụng 24/24 nên ta chia hình làm 10 tải nhỏ, riêng tải ta chia làm tải 2.1 ; 2.2; 2.3 để cân pha Công suất tải gồm cabin theo chiều cao: P1= = 4324.1 (W) = P3= P4=P5=P6=P7=P8=P9=P10 Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 72 of 76 Công suất tải 2.1 ; 2.2; 2.3 gồm cabin/ tải theo chiều cao: P2.1 = P2.2 = P2.3= P1/3= 1441.4 (W) Bảng 5.3: Chọn CB tải Itt(A) 1.1*Itt CB ICB(A) Tải 24.5 26.95 MCB-2P 32 Tải 2.1 8.2 9.02 MCB-2P 15 Tải 2.2 8.2 9.02 MCB-2P 15 Tải 2.3 8.2 9.02 MCB-2P 15 Tải 24.5 26.95 MCB-2P 32 Tải 24.5 26.95 MCB-2P 32 Tải 24.5 26.95 MCB-2P 32 Tải 24.5 26.95 MCB-2P 32 Tải 24.5 26.95 MCB-2P 32 Tải 24.5 26.95 MCB-2P 32 Tải 24.5 26.95 MCB-2P 32 Tải 10 24.5 26.95 MCB-2P 32 Vị trí Màn hình led ứng dụng led đời sống Icu(kA) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 73 of 76 Bảng 5.4: Chọn dây Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 74 of 76 Vị trí Fpha(mm2 F F PE Itt(A) K1 K4 Iz(A) Tải 24.5 0.94 0.98 32 1Cx4 1Cx4 E4 Tải 2.1 8.2 0.94 0.98 15 1Cx1.5 1Cx1.5 E1.5 Tải 2.2 8.2 0.94 0.98 15 1Cx1.5 1Cx1.5 E1.5 Tải 2.3 8.2 0.94 0.98 15 1Cx1.5 1Cx1.5 E1.5 Tải 24.5 0.94 0.98 32 1Cx4 1Cx4 E4 Tải 24.5 0.94 0.98 32 1Cx4 1Cx4 E4 Tải 24.5 0.94 0.98 32 1Cx4 1Cx4 E4 Tải 24.5 0.94 0.98 32 1Cx4 1Cx4 E4 Tải 24.5 0.94 0.98 32 1Cx4 1Cx4 E4 Tải 24.5 0.94 0.98 32 1Cx4 1Cx4 E4 Tải 24.5 0.94 0.98 32 1Cx4 1Cx4 E4 Tải 10 24.5 0.94 0.98 32 1Cx4 1Cx4 E4 Màn hình led ứng dụng led đời sống ) N(mm2) (mm2) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 75 of 75 Tủ điện thực Màn hình led ứng dụng led đời sống ... sáng cơng nghiệp Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 15 of 76 Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 16 of 76 Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT... Page 17 of 76 Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 18 of 76 Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 19 of 76 Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT... Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 24 of 76 Màn hình led ứng dụng led đời sống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 25 of 76 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG ĐÈN LED TRONG QUẢNG CÁO, TRANG TRÍ 3.1 LED