Đồ án tốt nghiệp đề tài thiết kế bộ chuyển mạch nguồn tự động(m ats)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
----------

----------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề Tài: Thiết kế bộ chuyển mạch nguồn tự động(M-ATS)

Giáo viên hướng dẫn

: Th.S Bạch Văn Nam

Sinh viên thực hiện 1

: Đặng Qúy Hướng - K165520207041

Sinh viên thực hiện 2

: Nguyễn Văn Tường - K165520207034

Lớp

: 52KĐT.01

Thái Nguyên – 2021


KHOA ĐIỆN TỬ

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

BỘ MÔN KỸ
THUẬT ĐIỆN TỬ

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Sinh viên thực hiện 1

: Đặng Qúy Hướng - K165520207041

Sinh viên thực hiện 2

: Nguyễn Văn Tường - K165520207034

Lớp

: K52KĐT.01

Ngày giao đề: 05/11/2020

Ngày hoàn thành: 11/01/2021

1. Tên đề tài

Thiết kế bộ chuyển mạch nguồn tự động (ATS)
2. Yêu cầu của các bước thực hiện
1- Giới thiệu và phân tích các yêu cầu của bài tốn thiết kế.
2- Trình bày tổng quan về nhận dạng người nói trong bảo mật.

3- Mơ tả cụ thể trình tự các bước thiết kế, các kết quả minh họa.
4- Kết luận và hướng phát triển.
BCN KHOA

TRƯỞNG BỘ MÔN

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

T.S Nguyễn Phương Huy

GIÁO VIÊN HƯỚNG
DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)

Th.S Bạch Văn Nam


MỤC LỤC
MỤC LỤC............................................................................................................
DANH MỤC HÌNH ẢNH....................................................................................
LỜI CÁM ƠN..................................................................................................... 1
LỜI MỞ ĐẦU..................................................................................................... 2
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ NHÀ THÔNG MINH.......................................3
1.1 Định nghĩa nhà thơng minh....................................................................3
1.2 Các chức năng chính của nhà thông minh..............................................4
1.3 Các hệ thống cơ bản trong nhà thông minh............................................4
1.3.1 Hệ thống quản lý chiếu sáng............................................................4
1.3.2 Hệ thống kiểm soát vào ra...............................................................5

1.3.3 Rèm cửa.......................................................................................... 6
1.3.4 Hệ thống quản lý cấp điện, nước, gas..............................................7
1.3.5 Hệ thống cảm biến và báo động, báo cháy.......................................7
1.3.6 Hệ thống các công tắc điều khiển trạng thái....................................8
1.4 Một số phương án thiết kế nhà thông minh đang có trên thị trường.......9
1.4.1 BKAV Smarthome...........................................................................9
1.4.2 Lumi Smarthome...........................................................................10
1.4.3 Ecozy Smarthome..........................................................................11
1.5 Giới thiệu phịng 409 – Bộ mơn Kỹ thuật điện tử.................................12
1.5.1 Sơ lược về phòng 409 của Bộ môn Kỹ thuật Điện tử....................12
1.6 Định hướng và mục tiêu cho đồ án.......................................................15
CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP VÀ SƠ ĐỒ KHỐI..............................17
2.1 Khảo sát các nguồn và thiết bị điện trong phòng TN-409.....................17


2.2 Lựa chọn giải pháp...............................................................................18
2.3 Sơ đồ khối............................................................................................18
2.4 Lưu đồ thuật toán.................................................................................19
2.4.1 Yêu cầu của hệ thống....................................................................19
2.4.2 Lưu đồ tổng quan hệ thống............................................................20
2.4.3 Lưu đồ chế độ tự động chuyển mạch nguồn..................................21
CHƯƠNG 3. LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ THIẾT KẾ PHẦN CỨNG.......21
3.1 Lập trình điều khiển.............................................................................21
3.1.1 Lập trình bộ điều khiển trung tâm.................................................21
3.1.2 Lập trình điều khiển từ xa..............................................................29
3.1.3 Thiết kế App Blynk.......................................................................33
3.2 Thiết kế phần cứng...............................................................................34
3.2.1 Xây dựng mạch nguyên lý.............................................................34
3.2.2 Vẽ mạch PCB................................................................................35
3.2.3 Thi công mạch điều khiển và test các chức năng của mạch...........36

CHƯƠNG 4. THI CÔNG MẠCH LỰC VÀ KẾT QUẢ...................................36
4.1 Lựa chọn linh kiện................................................................................36
4.1.1 Lựa chọn relay...............................................................................36
4.1.2 Màn hình hiển thị LCD..................................................................37
4.1.3 Lựa chọn ATS................................................................................37
4.1.4 Lựa chọn thiết bị bảo vệ................................................................38
4.2 Lắp đặt tủ............................................................................................. 39
4.2.1 Bố trí các phần trong tủ.................................................................39
4.2.2 Tiến hành đi dây cho tủ.................................................................41
4.3 Kiểm tra đánh giá tủ.............................................................................44


TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................46


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Mơ tả nhà thơng minh........................................................................3
Hình 1.2: Mơ hình điều khiển từ xa...................................................................4
Hình 1.3: Mơ tả hệ thống đèn chiếu sáng thơng minh........................................5
Hình 1.4: Mơ tả khóa cửa thơng minh...............................................................6
Hình 1.5: Mơ tả hệ thống rèm cửa thơng minh..................................................7
Hình 1.6: Cơng tắc cảm ứng hunonic thơng minh..............................................8
Hình 1.7: Mơ tả nhà thơng minh BKAV............................................................9
Hình 1.8: Mơ tả nhà thơng minh Lumi Smarthome.........................................10
Hình 1.9: Mơ tả nhà thơng minh Ecozy...........................................................11
Hình 1.10: Mơ tả nhà thơng minh Hunonic......................................................12
Hình 1.11: Cửa chính phịng 409 – Bộ mơn Kỹ Thuật Điện Tử.......................13
Hình 1.12: Khơng gian bên trong phịng 409 – Bộ mơn kỹ thuật điện tử.........14
Hình 1.13: Phía bên trái và bên phải nhìn từ cửa vào phịng 409.....................15
Hình 2.1 : Bộ invector chuẩn sin 24V/220V 1500W........................................18

Hình 2.2: sơ đồ khối hệ thống ATS..................................................................19
Hình 2.3: lưu đồ tổng quan hệ thống................................................................20
Hình 2.4: lưu đồ chế độ tự động chuyển mạch nguồn......................................21
Hình 3.1: kit Arduino nano..............................................................................22
Hình 3.2: Code trên phần mềm Arduino IDE...................................................23
Hình 3.3: code ESP8266 trên phần mềm Arduino IDE...................................30
Hình 3.4: Giao diện của App Blynk sau khi thiết kế theo yêu cầu..................34
Hình 3.5: sơ đồ nguyên lý bộ điều khiển trên Altium Designer......................35
Hình 3.6: mạch PCB bộ điều khiển trên Altium Designer...............................35


Hình 4.1: Relay 12/220V 8 chân......................................................................36
Hình 4.2: LCD 2004........................................................................................ 37
Hình 4.3: ATS 1 pha tác động nhanh................................................................38
Hình 4.4: aptomat 250V/20a............................................................................39
Hình 4.5: Bố trí các phần lên tủ điện................................................................40
Hình 4.6: đi dây cho tủ điện.............................................................................41
Hình 4.7: tủ điện đã đi dây hồn thiện.............................................................43
Hình 4.8: test tủ điều khiển..............................................................................45


LỜI CÁM ƠN
Xin chân thành cảm ơn giảng viên hướng dẫn – thầy giáo Th.S Bạch Văn Nam
đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình tìm hiểu, thiết kế và hồn thành đề tài. Những
buổi nói chuyện, những kinh nghiệm cùng những tài liệu của thầy, cô đã giúp chúng
em có được những định hướng đúng đắn và đưa ra các phương pháp tốt để thực hiện
đề tài này.
Xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong Khoa Kỹ thuật điện tử, những người
đã dìu dắt chúng em suốt 4 năm ở Đại học.
Xin cảm ơn bạn bè và anh chị khóa trên, những người đã cùng chúng em học

tập, san sẻ khó khăn, trong đó có những ủng hộ tinh thần quý giá.
Và cuối cùng, nhưng quan trọng nhất, xin cám ơn ba mẹ và những người thân,
những người ủng hộ chúng con về mọi mặt. Không có sự quan tâm đó, chúng con
khơng thể hồn thành tốt đồ án này.
Trong quá trình tiến hành nghiên cứu và tìm hiểu, mặc dù nhận được sự hướng
dẫn tận tình của thầy, cơ và sự cố gắng của bản thân nhưng do kinh nghiệm cịn hạn
chế nên khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý kiến
đóng góp và nhận xét đánh giá quý báu của các thầy cô để đồ án của em được hoàn
thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày 12 tháng 01 năm 2021
Sinh Viên
Đặng Qúy Hướng – Nguyễn Văn Tường


LỜI MỞ ĐẦU
Nhà thông minh (tiếng Anh là "Smart Home") hoặc hệ thống nhà thông minh là
một ngôi nhà/ căn hộ được trang bị hệ thống tự động tiên tiến dành cho điều khiển đèn
chiếu sáng, nhiệt độ, truyền thông đa phương tiện, an ninh, rèm cửa, cửa và nhiều tính
năng khác nhằm mục đích làm cho cuộc sống ngày càng tiện nghi, an tồn và góp phần
sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên.
Nhà thông minh là hệ thống được tích hợp cơng nghệ tân tiến vào các vật dụng
được kết nối thơng qua mạng Internet, có khả năng điều khiển hồn tồn tự động theo
ngữ cảnh thơng minh hoặc được điểu khiển từ xa ở bất kỳ thời điểm nào và bất kỳ nơi
nào nhằm đem lại môi trường sống tiện nghi và tiết kiệm năng lượng.
Nhà thông minh được trang bị một hệ thống mạng điều khiển và toàn bộ các
thay đổi và điều khiển tự động trong ngôi nhà được xử lý đồng nhất thông qua hệ
thống mạng và xử lý trung tâm. Nó có vai trò quan trọng, làm nhiệm vụ liên kết các hệ
thống khác trong ngôi nhà lại với nhau, điều phối của hệ thống chấp hành một cách

nhịp nhàng theo các điều kiện tác động được lập trình từ trước như là kết hợp hệ thống
chiếu sáng thông minh với hệ thống nhận dạng người nói để tắt mở đèn theo nhu cầu
sử dụng, tiết kiệm điện năng tiêu thụ. Ngoài ra, có thể kết hợp hệ thống nhận dạng
người nói với hệ thống kiểm soát vào ra để cho phép người cụ thể ra vào và cảnh báo
khi có người lạ xâm nhập…
Vì vậy đề tài đồ án tốt nghiệp của em là “thiết kế bộ chuyển mạch nguồn tự
động ATS”.
 Đồ án gồm 4 chương
Chương 1: Giới thiệu về nhà thông minh.
Chương 2: Lựa chọn giải pháp và sơ đồ khối.
Chương 3: Lập trình điều khiển và thiết kế phần cứng.
Chương 4: Thi công mạch lực và kết quả


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ NHÀ THÔNG MINH
1.1 Định nghĩa nhà thơng minh

Hình 1.1: Mơ tả nhà thơng minh
Nhà thơng minh là ngôi nhà được trang bị các hệ thống tự động thơng minh
cùng với cách bố trí hợp lý, các hệ thống này có khả năng tự điều phối các hoạt động
trong ngơi nhà theo thói quen sinh hoạt và nhu cầu cá nhân của gia chủ. Chúng ta cũng
có thể hiểu ngơi nhà thơng minh là một hệ thống chỉnh thể mà trong đó, tất cả các thiết
bị diện tử gia dụng đều được liên kết với thiết bị điều khiển trung tâm và có thể phối
hợp với nhau để cùng thực hiện một chức năng. Các thiết bị này có thể tự đưa ra cách
xử lý tình huống được lập trình trước hoặc là được điều khiển và giám sát từ xa.


1.2 Các chức năng chính của nhà thơng minh

Hình 1.2: Mơ hình điều khiển từ xa

-

Điều khiển chiếu sáng (on/off, dimmer, timer, logic, …)

-

Điều khiển mành, rèm, cửa cổng
Hệ thống an ninh báo động, báo cháy

-

Điều khiển điều hòa, máy lạnh
Hệ thống âm thanh đa vùng
Camera, chng hình

-

Hệ thống Bảo vệ nguồn điện
Các tiện ích và ứng dụng khác

1.3 Các hệ thống cơ bản trong nhà thông minh
1.3.1 Hệ thống quản lý chiếu sáng
+ Các thiết bị chiếu sáng như bóng đèn sợi đốt, đèn neon, đèn ngủ, trang trí…
được sử dụng rất nhiều. Vì vậy nếu phối hợp chiếu sáng không hợp lý sẽ dẫn tới bị “ô
nhiễm” ánh sáng. Ngồi ra, việc chiếu sáng như vậy cịn gây lãng phí điện, giảm tuổi
thọ thiết bị. Bên cạnh đó số lượng đèn dùng để chiếu sáng là khá lớn, gia chủ sẽ gặp
những bất tiện nhỏ trong việc bật tắt, điều chỉnh độ sáng cho phù hợp.
+ Hệ thống chiếu sáng sẽ được tích hợp chung với các hệ thống khác hoặc sẽ
được tách riêng ra để điều khiển độc lập. Các giải pháp đều nhằm tối ưu hóa hệ thống

và giúp gia chủ điều khiển dễ dàng hơn. Các giải pháp kết hợp sẽ được tính đến để tự
động hóa tới mức tối đa.

Hình 1.3: Mơ tả hệ thống đèn chiếu sáng thơng minh
1.3.2 Hệ thống kiểm sốt vào ra.
Hệ thống kiểm soát ra vào (hệ thống nhận dạng người nói, vân tay, cử chỉ…) là
hệ thống điện tử được thiết kế để kiểm soát hoạt động ra vào trong một hệ thống. Hệ
thống nhận dạng làm nhiệm vụ xác thực và cho phép một người, phương tiện hoặc sản
phẩm ra vào trong hệ thống nhà. Từ đó, đảm bảo an ninh và an toàn cho hệ thống.


Hình 1.4: Mơ tả khóa cửa thơng minh
1.3.3 Rèm cửa
Rèm cửa thông minh cho phép cài đặt tự động để có thể mở đón bình minh mỗi
buổi sáng và đóng lại khi đêm về thơng qua Smartphone hoặc giọng nói. Rèm cửa
thơng minh thực chất là loại rèm có gắn bộ động cơ được điều khiển từ xa bằng remote
hay điện thoại thơng minh để chúng ta dù có đang ở bất kỳ vị trí nào cũng có thể điều
chỉnh rèm theo ý mình.

Hình 1.5: Mơ tả hệ thống rèm cửa thông minh


1.3.4 Hệ thống quản lý cấp điện, nước, gas.
+ Đối với một ngơi nhà bình thường thì việc cung cấp và đo lường các chỉ số
điện nước đều phải thông qua các cơ quan nhà nước.
+ Ngôi nhà thông minh cung cấp giải pháp nhằm đo lường và báo lại các thông
số điện, nước thường xuyên, kết hợp với hệ thống quản lý chiếu sáng và hệ thống kiểm
soát vào ra, từ đó tự động bật/tắt các thiết bị trong nhà nhằm tiết kiệm năng lượng.
Ngoài ra, các cảm biến sẽ giúp hạn chế và cảnh báo các nguy cơ khác như rò rỉ gas,

mực nước ở bể chứa thấp, bể đường ống nước, cháy chập điện…
1.3.5 Hệ thống cảm biến và báo động, báo cháy.
+ Hệ thống các cảm biến là thành phần quan trọng trong bất kì hệ thống nào của
ngơi nhà, các cảm biến có nhiệm vụ gửi các thông số đo được về cho bộ xử lý trung
tâm để có giải pháp phù hợp với từng gói dữ liệu và xử lý từng tình huống tương ứng.
+ Các cảm biến cơ bản như cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, cảm biến gas, cảm biến
áp suất, cảm biến hồng ngoại…
1.3.6 Hệ thống các công tắc điều khiển trạng thái.
Hệ thống các công tắc và bảng hiển thị sẽ cung cấp thông tin cũng như nhận
lệnh điều khiển từ gia chủ. Đảm bảo sự tương tác hai chiều giữa các thành viên và hệ
thống tự động. Hệ thống bao gồm: các điều khiển từ xa, các công tắc gắn tường, các
bảng điều khiển tương tác HMI, điện thoại thông minh…


Hình 1.6: Cơng tắc cảm ứng hunonic thơng minh


1.4 Một số phương án thiết kế nhà thông minh đang có trên thị trường
1.4.1 BKAV Smarthome

Hình 1.7: Mơ tả nhà thông minh BKAV
BKAV hiện đang cung cấp 2 sản phẩm nhà thông minh là BKAV Smarthome
thế hệ 2 và BKAV Smarthome Luxury.
BKAV Smarthome kết nối với tất cả các thiết bị điện trong ngôi nhà thành
một hệ thống mạng, để có thể điều khiển chúng theo các kịch bản thông minh, bao
goofmL Hệ thống đèn chiếu sáng, rèm cửa, điều hịa nhiệt độ, tivi, âm thanh, khóa cửa,
bình nóng lạnh, quạt thơng gió, camera an ninh, chng cửa có hình, hệ thống bơm
tưới nước tiểu cảnh, bể cá.
Về tính năng, nhà thơng minh của BKAV có thể điều khiển trực tiếp thông
qua thiết bị gắn trên tường hoặc dùng smartphone, máy tính bảng, có chức năng điều

khiển bằng giọng nói, tích hợp các kịch bản ngữ cảnh thơng minh và sử dujngheje điều
hành Smarthome OS do BKAV phát triển.


1.4.2 Lumi Smarthome

Hình 1.8: Mơ tả nhà thơng minh Lumi Smarthome
Lumi tập trung vào cung cấp các giải pháp chiếu sáng thơng minh, điều hịa,
rèm cửa, bình nóng lạnh, điều khiển tự động, âm thanh đa vùng, hệ thống an ninh,
kiểm sốt mơi trường cho nhà ở...
Lumi Smarthome được kết nối và điêu fkhieenr qua các thiết bị điện thông
minh như công tắc cảm ứng, chiết áp cảm ứng, cảm biến, bộ điều khiển hồng ngoại...
Người sử dụng có thể điều khiển giám sát bằng smartphone hoặc máy tính
bảng, điều khiển bằng giọng nói


1.4.3 Ecozy Smarthome

Hình 1.9: Mơ tả nhà thơng minh Ecozy
Hệ thống nhà thông minh Ecozy kết nối với nhau qua các thiết bị như công
tắc cảm ứng, cảm biến, thiết bị xử lý trung tâm.
Về tính năng, Ecozy Smarthome cũng bao gồm các tính năng tương tự như
các nhà cung cấp khác như kiểm soát hệ thống chiếu sáng, điều khiển hệ thống rèm
điện tự động, hệ thống cửa ra/vào, điều khiển các thiết bị ngoại vi như tivi, điều hịa,
tích hợp camera an ninh quan sát qua mạng, hoạt động theo ngữ cảnh động, hẹn giờ.
Tuy nhiên, hệ thống này đã nhận dạng được giọng nói tiếng việt, người dùng có thể
điều khiển các thiết bị trên bằng tiếng việt.
1.4.4 Hunonic Smarthome
Hunonic là công ty nghiên cứu vầ các giải pháp và lắp đặt các thiết bị thông
minh trong nhà thông minh từ công tắc cảm ứng, rèm cửa, bóng đèn, thiết bị báo cháy,

chống trộm,... Điểm nổi bật của các thiết bị do Hunonic mang lại là sản phẩm thuần
của người Việt, do người Việt tạo ra và đặt máy chủ tại Việt Nam mà giá thành lại tiết
kiệm hơn rấ nhiều so với các hãng khác trên thị trường hiện nay.


Hình 1.10: Mơ tả nhà thơng minh Hunonic
1.5 Giới thiệu phịng 409 – Bộ mơn Kỹ thuật điện tử
1.5.1 Sơ lược về phịng 409 của Bộ mơn Kỹ thuật Điện tử
Bộ môn Kỹ thuật Điện tử tiền thân là bộ môn: Điện tử - Đo lường – Cơ sở Kỹ
thuật được thành lập tháng 10 năm 1972 thuộc Khoa Điện – Trường ĐH Kỹ thuật công
nghiệp. Với sự phát triển mạnh mẽ bộ môn cả về số lượng và chuyên mơn, được sự
nhất trí của Đảng ủy nhà trường, Bộ môn Kỹ thuật Điện tử được thành lập vào ngành
28/11/1980 theo quyết định số 159/QĐ-CB. Kể từ tháng 5 năm 2005, Bộ môn đã tách
ra khỏi khoa Điện, cùng với một số bộ như Điện tử Viễn thông, Đo lường và Điều
khiển tự động, sát nhập vào Trung tâm máy tính, hình thành nên Khoa Điện tử.


Hình 1.11: Cửa chính phịng 409 – Bộ mơn Kỹ Thuật Điện Tử
Văn phịng Bộ mơn Kỹ thuật Điện tử được đặt ngay tại phòng số 9 nằm trên
tầng 4 của Nhà thí nghiệm, trường Đại học Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Nguyên. Là
nơi các thầy cô giáo trong Bộ môn Kỹ thuật Điện tử tổ chức các sự kiện quan trọng
của Bộ môn cũng đồng thời là nơi trao đổi, làm việc trực tiếp giữa các thầy cô và các
bạn sinh viên trong Bộ môn và các Bộ môn trong Khoa khác của trường.


Hình 1.12: Khơng gian bên trong phịng 409 – Bộ mơn kỹ thuật điện tử
Với diện tích phịng vào khoảng hơn 20 m², phịng 409 có khơng gian thống
mát, rộng rãi, mát mẻ và yên tĩnh để làm việc, học tập nghiên cứu của các thầy cô giáo
và các bạn sinh viên trong Bộ mơn. Phịng có 3 cửa sổ được bố trí rèm cửa tự động
nằm ở vị trí cao nên nhờ đó mà phịng có thể đón nhận được nhiều ánh sáng từ bên

ngoài chiếu vào, hệ thống đèn chiếu sáng có tất cả 8 cụm đèn chia đề cho từng vùng
diện tích để đảm bảo người học tập và làm việc ở dưới ln có đủ lượng ánh sáng cần
thiết không gây hại cho mắt, tiếp đo là hệ thống điều hòa với 3 chiếc được lắp phía
trên bàn làm việc để đảm bảo phịng ln mát mẻ về mùa hè, phòng cũng được trang
bị 6 chiếc quạt trần để hỗ trợ giảm bớt cái nóng khi nhiệt độ thời tiết lên cao.

Hình 1.13: Phía bên trái và bên phải nhìn từ cửa vào phịng 409


Ngoài ra, các bức tranh của các thế hệ cựu sinh viên khóa trước lớp KĐT
được treo trên tường ở phía tay phải khi bước vào, tivi cùng biển chữ trang trí cho Bộ
mơn và bộ bàn bàn ghế mang phong cách văn phòng, tất cả hòa vào nhau để trang trí
cho phịng 409 trở nên đẹp, tinh tế, sang trọng hơn như phịng khách của ngơi nhà, làm
người sinh hoạt bên trong quên đi cảm giác là mình đang đến nơi làm việc, học tập.
Điều này vô cùng ý nghĩa trong việc tạo cảm giác hứng thú, thoải mái dễ chịu để
nghiên cứu và sáng tạo của thầy và trị trong Bộ mơn Kỹ Thuật Điện Tử.
Mang sứ mệnh là một nơi làm bệ phóng ý tưởng cho các kỹ sư tương lai, các
thầy cô giáo trong Bộ môn Kỹ thuật Điện tử đã đề xuất tân trang lại phịng 409. Và để
đóng góp và mục tiêu lớn lao đó, nhóm đề tài đồ án của chúng em đã lấy trực tiếp
phịng 409 làm Nhà thơng minh để ứng dụng lắp đặt thiết bị chiếu sáng tối ưu là cơng
tắc cảm ứng, bởi vì phịng 409 khơng chỉ là diện mạo, là bộ mặt của Bộ môn Kỹ Thuật
Điện Tử nói chung mà cịn là nơi làm việc chung của các thầy cô và các bạn sinh viên
trong Bộ mơn nói riêng nên việc áp dụng những giải pháp mới, thiết bị công nghệ hiện
đại vào sử dụng trong phịng 409 sẽ làm thay đổi khơng chỉ về hình thức đẹp bên ngồi
của phịng 409 mà cịn thể hiện được sự nỗ lực, tiến bộ từng ngày của cả thầy và trị
Bộ mơn Kỹ Thuật Điện Tử.
1.6 Định hướng và mục tiêu cho đồ án
 Định hướng
Nhóm em đã lấy phịng 409 – Bộ mơn Kỹ Thuật Điện Tử là nhà thông minh để
thiết kế và lắp đặt bộ giám sát và chuyển mạch nguồn tự động(M-ATS).

 Mục tiêu
-

Đo điện áp acquy.

-

Khảo sát, đánh giá các thiết bị trong phịng 409 để tính tốn cơng suất tiêu
thụ, từ đó lựa chọn các linh kiện phụ hợp để lắp tủ điện điều khiển.

-

Xây dựng sơ đồ khối và thiết kế tủ điện điều khiển để có thể chuyển nguồn
giữa nguồn điện lưới 220V và nguồn invector từ năng lượng mặt trời.

-

Đánh giá khả năng thương mại hóa sản phẩm.


CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP VÀ SƠ ĐỒ KHỐI
2.1 Khảo sát các nguồn và thiết bị điện trong phòng TN-409
Để đưa ra được giải pháp thiết kế tủ điện điều khiển chuyển mạch nguồn cho
phòng TN-409 ta cần khảo sát chi tiết về nguồn và các thiết bị điện hiện có trong
phịng.
Các thiết bị điện hiện có trong phịng TN-409 gồm:
Tên thiết bị điện

Số lượng

Bóng tp led

24

Cơng suất(W) Tổng công suất(W)
18

432
420

Quạt trần

6

70

Tủ lạnh mini

1

30

30

Máy lọc nước

1

590

590

Tổng công suất

1472

Nguồn điện trong phịng hiện nay gồm có hai nguồn bao gồm:
+ Nguồn điện lưới AC 220V/50Hz.


+ Nguồn điện năng lượng mặt trời AC 220V/50Hz/1500W

Hình 2.14 : Bộ invector chuẩn sin 24V/220V 1500W
2.2 Lựa chọn giải pháp
Từ khảo sát thực tế phòng TN 409 ta thấy phòng đang sử dụng hai nguồn cung
cấp là nguồn điện lưới và nguồn năng lượng mặt trời, trong đó nguồn năng lượng mặt
trời chỉ dùng cho chiếu sáng. Để tối ưu hóa được cả hai bộ nguồn hiện có thì ta cần
thiết kế một bộ chuyển mạch nguồn cho hai nguồn trên để tận dụng tối đa nguồn năng
lượng mặt trời, giải tiêu thụ điện lưới.
2.3 Sơ đồ khối


Hình 2.15: sơ đồ khối hệ thống ATS
 Nguồn lưới: là nguồn 220V/50Hz do điện lực cung cấp.
 Nguồn NLMT: Là nguồn do năng lượng mặt trời cung cấp qua bộ
invector để cho ra điện áp 220V/50Hz chuẩn sin.
 ATS: Có chức năng chuyển mạch giữa hai nguồn điện lưới và NLMT.
 TẢI: tồn bộ hệ thống bóng đèn chiếu sáng và trang trí trong phịng
 HIỂN THỊ: hiển thị các thơng số điện áp dịng điện của nguồn AC và
DC.

 BỘ ĐKTT: Nhận phản hồi từ hai nguồn để đưa ra lệnh điều khiển ATS
chuyển mạch.
2.4 Lưu đồ thuật toán
2.4.1 Yêu cầu của hệ thống
Để tận dụng tối đa nguồn năng lượng mặt trời thì hệ thống cần đạt các yêu cầu
sau:
 Đo được điện áp DC của acquy.
 Sử dụng điện năng lượng mặt trời khi bình acquy nạp được 80% trong
điều kiện có điện lưới. Acquy dưới 80% thì dung nguồn lưới.