HE THONG TU DONG dieu khien

THPT A LƯỚI CUỘC THI KHOA HỌC KĨ THUẬT CẤP TRƯỜNG Năm học 2021 - 2022 TÊN ĐỀ TÀI: “HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU HƯỚNG KÉP PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI” Nhóm học sinh thực hiện: Lê Thành Đạt - 11B1 Phan Thanh Nhật - 11B1 Phần PHẦN MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài Ngày nay, với ứng dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến, giới ngày đổi mới, văn minh đại Sự phát triển vượt bậc khoa học kỹ thuật, nhu cầu lượng ngày cao trở thành vấn đề vô quan trọng quốc gia giới Năng lượng hóa thạch, nguyên tử, thủy điện, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Vấn đề quan trọng đặt tìm nguồn lượng để thay nguồn nguồn lượng dần cạn kiệt, vấn đề tối ưu sử dụng lượng mặt trời, nguồn lượng gần vô tận Tuy nhiên, pin mặt trời hoạt động với thời tiết khắc nghiệt nên đạt hiệu suất thấp Vậy để nâng cao hiệu suất cho pin mặt trời? Vận dụng kiến thức học khảo sát thực tế, em định chọn đề tài “Hệ thống tự động điều hướng kép pin lượng mặt trời” II Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài Ý nghĩa khoa học: + Tự động hóa phục vụ tiện ích sống người; + Vận dụng kiến thức lý thuyết vào thực tế; + Nâng cao ý thức tự học, tìm tịi, sáng tạo khoa học; + Nâng cao kỹ thực hành Ý nghĩa thực tiễn: + Giúp thu lượng ánh sáng mặt trời đạt hiệu suất cao nhất; + Tiết kiệm điện từ nhà máy điện góp phần bảo vệ mơi trường; + Đơn giản, dễ lắp đặt, vận hành tự động; + Tính bảo trì thấp, trì lâu dài, ổn định; III Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu hệ thống tự động điều chỉnh góc quay bề mặt thu lượng theo vị trí mặt trời để thu nhiều lượng nh ất - Thiết kế, chế tạo hệ thống tự động điều chỉnh góc quay bề mặt thu pin mặt trời IV Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: - Pin lượng mặt trời, mạch điều khiển, điều khiển sạc pin lượng mặt trời, cấu truyền động - Các vật liệu khí (khung giá đỡ pin) động điện Phạm vi nghiên cứu: - Thời gian nghiên cứu: Thời gian tiến hành từ tháng 10/2021 đến tháng 12/2021 - Nguồn lực: Kinh phí hỗ trợ nhà trường nơi em học, ủng hộ gia đình - Khả nghiên cứu: Chúng em yêu thích khoa học, muốn khám phá, muốn đưa kiến thức học ứng dụng vào thực tiễn V Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu tài liệu cơng trình có, phân tích chọn cơng nghệ tiên tiến phù hợp nước n ắm v ững công nghệ để triển khai vào điều kiện Việt Nam để chế tạo sản phẩm phục vụ nâng cao hiệu suất hệ thống pin lượng mặt trời Nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực nghiệm * Nghiên cứu lý thuyết: - Tìm hiểu cấu tạo nguyên lí làm việc thiết bị: Pin lượng mặt trời, điều khiển sạc lượng mặt trời, hệ thống truyền động, điều chỉnh góc quay pin - Xây dựng sơ đồ lắp đặt * Thực nghiệm rút kết luận VI Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu ý tưởng - Tìm hiểu phương chiếu, hướng ánh sáng mặt trời vào mùa năm - Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động ứng dụng hệ thống - Nghiên cứu cách làm để tự động điều hướng pin xoay theo ánh nắng mặt trời Nghiên cứu vật liệu để làm - Nghiên cứu vật liệu chế tạo khung giá đỡ pin - Nghiên cứu cách lắp đặt thiết bị Nghiên cứu cách làm Xây dựng sơ đồ thiết kế, chế tạo, lắp ráp Bước 1: Chuẩn bị vật liệu làm khung giá đỡ pin Bước 2: Lắp đặt thiết bị vào khung giàn Bước 3: Nối dây thiết bị Bước 4: Kiểm tra vận hành thử nghiệm Cấu tạo Hệ thống điều hướng pin lượng mặt trời Mạch điều khiển Hệ thống tự động điều hướng kép pin lượng mặt trời có cấu tạo sau : - Giá đỡ pin - 01 mô pin lượng mặt trời - 01 cảm biến gồm quang trở - 01 mạch điều khiển Arduino - 02 động servo - 01 công tắc nguồn - Nguồn Adaptor 12v Nguyên lý hoạt động sản phẩm Hệ thống điều hướng hệ thống điều hướng kép sử dụng hai motor: motor để điều khiển pin quay theo hướng dọc motor để điều khiển pin quay theo hướng ngang Bộ cảm biến hướng sáng gắn song song với pin Bộ cảm biến gồm quang trở, quang trở ngăn cách vách ngăn hình chữ thập Vách ngăn hình chữ thập Khi mặt trời chiếu vng góc với vách ngăn bóng khơng đè lên quang trở, giá trị quang trở giống Khi ánh sáng chiếu xiên giá trị quang trở phía phía khác (cụ thể vách ngăn che quang trở phía tối quang trở phía trên), lấy giá trị trung bình quang trở phía so với quang trở phía dưới, lúc Arduino điều khiển motor quay theo chiều dọc để giá trị quang trở phía phía Tương tự, ánh sáng chiếu xiên giá trị quang trở phía bên trái bên phải khác nhau, lấy giá trị trung bình cộng quang trở bên trái so với trung bình cộng quang trở bên phải, lúc Arduino điều khiển motor quay theo hướng ngang để giá trị quang trở phía bên trái bên phải Như vậy, pin ln có xu hướng hứng theo ánh sáng mặt trời (ánh sáng mặt trời ln chiếu vng góc với pin) Phần MỘT SỐ KẾT QUẢ CHÍNH I Sản phẩm trình nghiên cứu: II Quá trình chạy thử - kết thảo luận: Quá trình chạy thử: Kết thảo luận Phần KẾT LUẬN KHOA HỌC Với cấu tạo nguyên lí hoạt động “Hệ thống tự đợng điều hướng kép pin lượng mặt trời ” sử dụng để lắp đặt tất vùng miền từ thành thị đến nông thôn, vùng hải đảo,… Hệ thống đảm bảo lượng mặt trời thu nhiều nhất, hiệu suất cao nhiều lần so với hệ thống có pin mặt trời đặt cố định Phần 4: KHUYẾN NGHỊ, TÍNH ƯU VIỆT VÀ NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA SẢN PHẨM Cuộc thi Nghiên cứu khoa học dành cho học sinh Trung học thực sân chơi bổ ích, thi cho em bạn học sinh khác hội thể nghiệm, phát huy lực sở trường mình, thỏa mãn trí tị mị, thích khám phá, đồng thời giúp chúng em tiếp thu học lí thuyết lớp tốt Em thấy dự án nghiên cứu chế tạo “Hệ thống tự động điều hướng kép pin lượng mặt trời” người ghi nhận, tạo động lực cho chúng em học tập nghiên cứu khoa học Với niềm say mê nghiên cứu sáng tạo, chúng em mong muốn tổ chức nhiều thi để chúng em có điều kiện tìm hiểu, nghiên cứu, thể nghiệm khẳng định Dự án em thực hiện, ý tưởng nghiên cứu thành nhiều điểm tính ưu việt, chẳng hạn như: - Hệ thống hoàn toàn phù hợp lắp đặt địa phương - Hệ thống làm việc không gây ồn góp phần bảo vệ mơi trường - Hệ thống góp phần giảm thiểu cạn kiệt tài nguyên môi trường - Hệ thống giúp thu ánh sáng mặt trời tối đa - Hệ thống đảm bảo an toàn, độ bền cao, làm việc ổn định - Hệ thống giúp giải vấn đề hóa đơn tiền điện hàng tháng Em mong nhận ý kiến đóng góp từ ban giám khảo người để sản phẩm ngày hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! ... hệ thống điều hướng kép sử dụng hai motor: motor để điều khiển pin quay theo hướng dọc motor để điều khiển pin quay theo hướng ngang Bộ cảm biến hướng sáng gắn song song với pin Bộ cảm biến gồm... khác (cụ thể vách ngăn che quang trở phía tối quang trở phía trên), lấy giá trị trung bình quang trở phía so với quang trở phía dưới, lúc Arduino điều khiển motor quay theo chiều dọc để giá trị... trở bên phải, lúc Arduino điều khiển motor quay theo hướng ngang để giá trị quang trở phía bên trái bên phải Như vậy, pin ln có xu hướng hứng theo ánh sáng mặt trời (ánh sáng mặt trời ln chiếu