thiết kế thi công bộ sạc ắc quy từ pin mặt trời

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (18.42 MB, 71 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ THI CÔNG BỘ SẠC ẮC QUY TỪ PIN MẶT TRỜI

Sinh viên thực hiện:

Phạm Minh Toàn MSSV : 16009521 Trần Quốc Khải MSSV : 16026461

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS. NGUYỄN THANH THUẬN

TP.HCM, Năm 2020

712413069:30:00 PM9:30:00 PM712413069:30:00 PM9:30:00 PM712413069:30:00 PM9:30:00 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctchghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctchghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctchghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctchghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctchghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctchghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctchghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctchghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctchghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctchghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctchghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctchghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctchghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctchghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctchghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctc

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ THI CƠNG BỘ SẠC ẮC QUY TỪ PIN MẶT TRỜI

Sinh viên thực hiện:

Phạm Minh Toàn MSSV : 16009521 Trần Quốc Khải MSSV : 16026461

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS. NGUYỄN THANH THUẬN

TP.HCM, Năm 2020

712413069:30:00 PM9:30:00 PM712413069:30:00 PM9:30:00 PM712413069:30:00 PM9:30:00 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

1.4. Nội dung dự kiến ... 2

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ... 3

2.1. Pin năng lượng mặt trời ... 3

2.1.1. Giới thiệu pin năng lượng mặt trời ... 3

2.1.2. Điểm công suất cực đại ... 4

2.2. Mạch tăng áp (boost converter)... 5

2.2.1. Sử dụng mạch tăng áp trong thiết kế thi công bộ sạc ắc quy ... 5

2.2.2. Giới thiệu mạch tăng áp (boost converter) ... 6

2.2.3. Nguyên lý hoạt động mạch tăng áp (Boost converter)... 6

2.3. Vi điều khiển Arduino ... 8

2.3.1. Sử dụng Arduino trong bộ sạc ắc quy ... 8

2.3.2. Giới thiệu vi điều khiển Arduno ... 8

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THI CÔNG BỘ SẠC ẮC QUY TỪ PIN MẶT TRỜI .... 9

3.1. Thiết kế sơ đồ khối ... 9

3.2. Mạch tăng áp Boost converter... 10

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

3.5.1.2. Thay đổi tần số ngỏ ra tương tự của Arduino ... 19

3.5.2. Module cảm biến điện áp ... 21

3.5.3. Cảm biến dịng điện ACS712 ... 21

3.5.4. LCD 20×4 ... 23

3.5.5. Module chuyển đổi I2C cho LCD ... 24

3.5.6. Module Relay ... 25

3.6. Thiết kế phầm mềm ... 26

3.6.1. Thuật toán MPPT P&O ... 26

3.6.2. Lập trình vi điều khiển Arduino ... 29

3.6.2.1. Lập trình đọc giá trị điện áp từ cảm biến điện áp ... 30

3.6.2.2. Lập trình đọc giá trị dòng điện từ cảm biến dòng điện ... 32

123docz.net - File bi loi xin lienhe:

hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctchghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctchghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctchghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctc712413069:30:00 PM9:30:00 PM712413069:30:00 PM9:30:00 PM712413069:30:00 PM9:30:00 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 - Pin năng lượng mặt trời (Pin mặt trời). ... 3

Hình 2. 1 - Đặc tuyến pin năng lượng mặt trời ... 4

Hình 2. 2 - Pin mặt trời với tải ... 5

Hình 2. 3 - Mạch tăng áp (boost converter)... 6

Hình 2. 4 - Mạch tăng áp – Bước 1 ... 6

Hình 2. 5 - Mạch tăng áp – Bước 2 ... 7

Hình 2. 6 - Mạch tăng áp – Bước 3 ... 7

Hình 2. 7 - Một số loại Arduino ... 8

Hình 3. 1 - Sơ đồ khối bộ dị tìm điểm cơng suất cực đại ... 9

Hình 3. 2 – Mạch tăng áp (boost converter) ... 10

Hình 3. 3 - Mosfet IRFP250N ... 11

Hình 3. 4 – Sơ đồ chân Mosfet IRFP250N ... 11

Hình 3. 5 – Diode MBR10200CT ... 13

Hình 3. 6 - Sơ đồ chân Diode MBR10200CT ... 14

Hình 3. 7 – Sơ đồ nguyên lý mạch tăng áp (boost converter) ... 15

Hình 3. 8 – Sơ đồ mạch tăng áp trên proteus ... 15

Hình 3. 9 – Opto TLP250 ... 16

Hình 3. 10 – Sơ đồ chân Opto TLP250 ... 16

Hình 3. 11 – Sơ đồ nguyên lý mạch Opto cách ly ... 17

Hình 3. 12 – Sơ đồ mạch opto trên proteus ... 17

Hình 3. 13 – Sơ đồ nguyên lý mạch trên phần mềm Proteus ... 17

Hình 3. 14 – Sơ đồ mạch in trên phần mềm Proteus ... 18

Hình 3. 15 – Sơ đồ mạch được mơ phỏng ... 18

Hình 3. 16 – Arduino Uno R3 ... 19

Hình 3. 17 – Cảm biến điện áp DC ... 21

Hình 3. 18 – Sơ đồ cảm biến điện áp... 21

Hình 3. 19 – Cảm biến dịng điện ACS712 ... 21

Hình 3. 20 – Sơ đồ cảm biến dịng điện ACS712 ... 22

Hình 3. 21 – LCD 20×4 ... 23

Hình 3. 22 – Module I2C cho LCD ... 24

Hình 3. 23 – Sơ đồ kết nối Module I2C với Arduino ... 24123docz.net - File bi loi xin lienhe:

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

Hình 3. 24 – Module relay 1 kênh ... 25

Hình 3. 25 – Lưu đồ thuật tốn P&O ... 27

Hình 3. 26 – Lưu đồ thuật toán P&O sử dụng ... 28

Hình 3. 27 – Lưu đồ chương trình điều khiển Arduino ... 29

Hình 3. 28 – Lưu đồ đo điện áp pin mặt trời ... 30

Hình 3. 29 – Lưu đồ đo điện áp ắc quy ... 31

Hình 3. 30 – Lưu đồ đo dòng điện pin mặt trời ... 32

Hình 3. 31 – Lưu đồ đo dịng điện ắc quy ... 33

Hình 3. 32 – Lưu đồ thuật tốn MPPT ... 35

Hình 3. 33 – Lưu đồ đóng cắt relay ... 37

Hình 3. 34 – Đồ thị điện áp pin mặt trời theo thời gian ... 39

Hình 3. 35 – Đồ thị dòng điện pin mặt trời theo thời gian ... 39

Hình 3. 36 – Đồ thị cơng suất pin mặt trời theo thời gian ... 40

Hình 3. 37 – Đồ thị điện áp ắc quy theo thời gian ... 41

Hình 3. 38 – Đồ thị dịng điện ắc quy theo thời gian ... 41

Hình 3. 39 – Đồ thị cơng suất ắc quy ... 42

Hình 3. 40 – Đồ thị công suất pin và công suất ắc quy theo thời gian ... 42

Hình 3. 41 – Đồ thị điện áp pin mặt trời theo thời gian ... 43

Hình 3. 42 – Đồ thị dòng điện pin mặt trời theo thời gian ... 43

Hình 3. 43 – Đồ thị cơng suất pin mặt trời theo thời gian ... 44

Hình 3. 44 – Đồ thị điện áp ắc quy theo thời gian ... 44

Hình 3. 45 – Đồ thị dịng điện ắc quy theo thời gian ... 45

Hình 3. 46 – Đồ thị công suất ắc quy theo thời gian ... 45

Hình 3. 47 – Đồ thị cơng suất pin mặt trời và ắc quy ... 46

Hình 3. 48 – Các cảm biến dòng điện và cảm biến điện áp ... 47

Hình 3. 49 – Mạch tăng áp (Boost converter) ... 47

Hình 3. 50 – Mạch relay ngắt tải ... 48

Hình 3. 51 – Cơng suất pin mặt trời và cơng suất nạp ắc quy lúc hoạt động ... 48

Hình 3. 52 – Trạng thái hoạt động không tải ... 49

Hình 3. 53 – Sản phẩm hồn thiện ... 49

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3. 1 – Giá trị điện áp đầu ra tương ứng ... 12Bảng 3. 2 – Mã lệnh thay đổi tần số ngõ ra tương tự của Arduino Uno R3 ... 20Bảng 3. 3 – Sơ đồ chân LCD 20×4... 23

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1. Đặt vấn đề

Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật trong những năm gần đây, trên thế giới đã xuất hiện rất nhiều phát minh mang lại lợi ích cho con người trong rất nhiều lĩnh vực. Trong lĩnh vực Điện – Điện tử, đã xuất hiện các nhà máy nhiệt điện, thủy điện, điện nguyên tử từ lâu. Tuy nhiên các loại nhà máy điện này lại làm hủy hoại môi trường sống của con người, sinh ra rất nhiều khí độc, ơ nhiễm.

Để giải quyết vấn đề đó, các loại hình năng lượng tái tạo đã xuất hiện như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng thủy triều, năng lượng sinh khối,… Loại năng lượng dễ tiếp cận và sử dụng cho gia đình, doanh nghiệp nhất chính là năng lượng mặt trời.

Năng lượng mặt trời có thể sử dụng để hòa vào điện lưới, hoặc sử dụng độc lập cho một hệ thống nào đó tùy vào nhu cầu và mục đích của sử dụng của cá nhân người sử dụng. Hệ thống điện năng lượng mặt trời có thể giảm thiểu được phần nào số tiền phải chi trả cho hóa đơn điện hằng tháng, đồng thời con người có thể sử dụng một nguồn năng lượng sạch bất kể lúc nào muốn, ngay cả khi bị cắt điện từ lưới điện mà điện lực cung cấp.

Pin năng lượng mặt trời có thể đưa thẳng điện vào ắc quy để lưu trữ, tuy nhiên dưới hình thức này thì năng lượng nhận được rất thấp, bị tổn hao phần lớn năng lượng mà tấm pin phát ra. Để sử dụng được trọn vẹn nguồn năng lượng xanh này cần có các bộ sạc ắc quy từ pin năng lượng mặt trời.

Chính vì sự cần thiết này, nhóm chúng em quyết định lựa chọn đề tài: “Thiết kế thi công bộ sạc ắc quy từ năng lượng mặt trời” để giải quyết vấn đề trên.

1.2. Tầm quan trọng của đề tài

Bộ sạc ắc quy từ năng lượng mặt trời sử dụng nguyên lý của mạch tăng áp để điều chỉnh điện trở tiêu thụ sao cho bằng với điện trở nội của pin năng lượng, giúp pin

năng lượng phát ra cơng suất tối đa, ít tổn hao nhất có thể.

Vì vậy đề tài này là một vấn đề thiết yếu cho các hệ thống năng lượng mặt trời từ hộ gia đình cho đến công nghiệp.

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

1.3. Giới hạn đề tài

Trong giới hạn của đề tài này, nhóm chúng em sẽ tìm hiểu và thiết kế thi công:

Bộ sạc ắc quy từ pin mặt trời dựa theo nguyên lý của mạch tăng áp (boost converter)

để hiệu chỉnh hiệu suất của pin năng lượng mặt trời.

1.4. Nội dung dự kiến

1. Nguyên lý hoạt động của pin năng lượng mặt trời.

2. Nguyên lý hoạt động của mạch tăng áp (boost converter). 3. Sử dụng vi điều khiển arduno.

4. Thiết kế cấu trúc sơ đồ khối. 5. Thi công phần cứng, phần mềm.

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Pin năng lượng mặt trời

2.1.1. Giới thiệu pin năng lượng mặt trời

Pin năng lượng mặt trời (pin mặt trời) hay pin quang điện bao gồm nhiều tế bào quang điện (solar cells) - là phần tử bán dẫn có chứa trên bề mặt một số lượng lớn các cảm biến ánh sáng là điốt quang, thực hiện biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Cường độ dòng điện, hiệu điện thế hoặc điện trở của pin mặt trời thay đổi phụ thuộc bởi lượng ánh sáng chiếu lên chúng. Tế bào quang điện được ghép lại thành khối để trở thành pin mặt trời (thông thường 36 hoặc 72 tế bào quang điện trên một tấm pin mặt trời). Tế bào quang điện có khả năng hoạt động dưới ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng nhân tạo. [1]

Hình 2.1 - Pin năng lượng mặt trời (Pin mặt trời). [2]

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

2.1.2. Điểm cơng suất cực đại

Hình 2. 1 - Đặc tuyến pin năng lượng mặt trời

Các tế bào quang điện có mối quan hệ phức tạp (đường cong IV) giữa môi trường hoạt động của chúng và cơng suất tối đa mà chúng có thể tạo ra. Đối với mỗi điều kiện hoạt động nhất định, các ô có một điểm vận hành duy nhất trong đó các giá trị của dòng điện (I) và điện áp (V) của ô dẫn đến công suất tối đa. Các giá trị này tương ứng với một điện trở tải cụ thể, bằng với V/I theo quy tắc của định luật Ohm. Điểm này được gọi là điểm công suất tối đa (MPP) và tương ứng với "đầu gối" của đường cong. [3]

Theo định luật Ohm ta có:

𝑉 = 𝐼 × 𝑅 Ta lại có phương trình cơng suất:

𝑃 = 𝑉 × 𝐼 Trong đó:

V = Điện áp (Volt, V) I = Dòng điện (Ampe, A) R = Điện trở (Ohm, Ω) P = Công suất (Watt, W)

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Nhìn vào phương trình cơng suất, dễ dàng thấy rằng cần có điện áp và dịng điện lớn nhất để tạo ra cơng suất cực đại. Theo định luật Ohm, dòng điện và điện áp có mối liên hệ đến điện trở trong mạch. Nếu khơng có điện trở (R = 0) thì cũng khơng có điện áp (V = 0). Ngược lại, nếu điện trở q lớn thì dịng điện sẽ trở nên rất nhỏ và làm giảm công suất đầu ra.

Từ các phương trình cơ bản này có thể thấy, cần một điện trở có giá trị hợp lý trong mạch, đảm bảo sự kết hợp của điện áp và dòng điện để đạt được công suất đầu ra tối đa. [4]

2.2. Mạch tăng áp (boost converter)

2.2.1. Sử dụng mạch tăng áp trong thiết kế thi công bộ sạc ắc quy

Hình 2. 2 - Pin mặt trời với tải

Điểm làm việc cực đại của pin mặt trời thay đổi liên tục theo nhiệt độ, độ rọi,… do đó giá trị nội trở của tấm pin sẽ khơng cố định. Đặc điểm của mạch tăng áp là với mỗi giá trị điện áp đầu ra khác nhau, chúng ta có một điện trở tiêu thụ khác nhau. Điện áp đầu ra của mạch tăng áp có thể thay đổi được bằng cách thay đổi tần số đóng cắt của thiết bị đóng cắt.

Do đó, cần lấy nguồn điện của pin mặt trời cấp vào mạch tăng áp trước rồi mới qua tải, như vậy sẽ kiểm soát được điện trở tiêu thụ và giúp tấm pin đạt hiệu suất cao nhất có thể.

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

2.2.2. Giới thiệu mạch tăng áp (boost converter)

Hình 2. 3 - Mạch tăng áp (boost converter)

Mạch tăng áp (boost converter) là một trong những mạch chuyển đổi DC – DC đơn giản nhất. Nó có thể tạo ra một điện áp đầu ra cao hơn điện áp đầu vào [5]. Cấu trúc mạch tăng áp rất đơn giản, chỉ gồm cuộn cảm, diode, tụ điện và một thiết bị đóng cắt.

2.2.3. Nguyên lý hoạt động mạch tăng áp (Boost converter)

Hình 2. 4 - Mạch tăng áp – Bước 1

Bước 1: Tại bước này gần như khơng có gì xảy ra, tụ điện đầu ra được nạp một

điện áp bằng với điện áp nguồn điện đầu vào trừ đi điện áp rơi trên diode.

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

Hình 2. 5 - Mạch tăng áp – Bước 2

Bước 2: Bây giờ là thời điểm để đóng thiết bị đóng cắt lại. Lúc này mạch phần

cuộn cảm bị ngắn mạch, nhờ có cuộn cảm nên dòng điện tăng lên khá chậm, đồng thời xuất hiện từ trường xung quanh cuộn cảm, điện áp của nguồn điện phát ra được tích trữ trên cuộn cảm. Lưu ý cực tính của điện áp trên cuộn cảm.

Hình 2. 6 - Mạch tăng áp – Bước 3

Bước 3: Thiết bị đóng cắt mở ra và dòng điện đến cuộn cảm bị giảm đột ngột.

Bản chất của cuộn cảm là giữ cho dòng điện ổn định, vì vậy nó đáp ứng lại sự thay đổi dòng điện đột ngột này bằng cách tạo ra một điện áp lớn với cực tính ngược lại của điện áp ban đầu được cấp vào bằng cách sử dụng năng lượng được lưu trữ trong từ trường.

Nhìn vào các kí hiệu phân cực, có thể thấy lúc này cuộn cảm như một nguồn áp được mắc nối tiếp với điện áp cung cấp, dẫn đến điện áp nạp vào tụ điện lúc này sẽ lớn hơn điện áp của nguồn điện phát ra.

Bằng cách này chúng ta đã có thể đưa điện áp đầu ra cao hơn so với điện áp đầu vào [5].

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

2.3. Vi điều khiển Arduino

2.3.1. Sử dụng Arduino trong bộ sạc ắc quy

Trong đề tài lần này, chúng em sử dụng vi điều khiển Arduino để đọc các tín hiệu cảm biến dòng điện, cảm biến điện áp, điều khiển mạch tăng áp, xuất thơng số ra LCD,… Nhìn chung, vi điều khiển Arduino đóng vai trị là trung tâm điều khiển, rất quan trọng trong đề tài.

2.3.2. Giới thiệu vi điều khiển Arduno

Arduino là một bảng mạch lập trình mã nguồn mở có thể được tích hợp vào nhiều dự án từ đơn giản đến phức tạp. Bảng mạch này chứa một vi điều khiển có thể lập trình được. Arduino có thể tương tác với một mảng lớn các đầu vào như cảm biến, nút nhấn,… và các đầu ra như đèn LED, động cơ, rơ le, màn hình,… Do tính linh hoạt và chi phí thấp, Arduino đã trở thành một lựa chọn rất phổ biến trong học tập, nghiên cứu và các ứng dụng đơn giản.

Arduino được Massimo Banzi giới thiệu trở lại vào năm 2005 tại Ý như một cách để những người khơng phải kỹ sư có thể sử dụng một cơng cụ đơn giản, chi phí thấp, tạo các dự án phần cứng. Vì Arduino là nguồn mở, nên bất cứ ai cũng có thể sản xuất bảng mạch của riêng mình. [7]

Hình 2. 7 - Một số loại Arduino [6]

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THI CÔNG BỘ SẠC ẮC QUY TỪ PIN MẶT TRỜI

Nhiệm vụ chính của việc thiết kế, thi công bộ sạc ắc quy từ năng lượng mặt trời là thay đổi giá trị điện trở trong mạch của pin mặt trời, giúp giá trị điện trở tiêu thụ

của mạch bằng với giá trị điện trở nội của tấm pin.

Để có thể hồn thành nhiệm vụ này, cần có sự kết hợp chặt chẽ giữa các module phần cứng, cũng như các mã lệnh của phần mềm. Sau khi hoàn thiện khâu xử lý, cần hiển thị kết quả cũng như các thông số cần thiết một các trực quan nhất cho người sử dụng có thể dễ dàng theo dõi.

Dựa trên những yêu cầu đó, cần thiết kế một sơ đồ khối của hệ thống sao cho đơn giản và hiệu quả nhất có thể.

3.1. Thiết kế sơ đồ khối

Hình 3. 1 - Sơ đồ khối bộ dị tìm điểm cơng suất cực đại

Sử dụng các cảm biến dòng điện và cảm biến điện áp để đo các giá trị dòng điện, điện áp đầu vào. Các giá trị này được đưa vào vi điều khiển Arduino để tính tốn cơng suất đầu vào. Sau đó, vi điều khiển Arduino sẽ thực hiện thuật tốn dị tìm điểm công

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

suất cực đại (Maxium Power Point Tracking – MPPT) để tính tốn và đưa ra một độ rộng xung thích hợp. Giá trị độ rộng xung này được đưa vào mạch tăng áp (boost converter) để điều chỉnh giá trị điện trở tiêu thụ trong mạch đầu ra của tấm pin.

Ở đầu ra của mạch tăng áp (boost converter) cũng có các cảm biến dòng điện và cảm biến điện áp để đo công suất đầu ra được nạp vào ắc quy.

Màn hình LCD sẽ hiển thị giá trị thơng số công suất phát ra của tấm pin, công suất nạp vào ắc quy, giá trị độ rộng xung,…để người sử dụng có thể quan sát trực quan hơn.

Ngồi ra người dùng có thể theo dỏi tình trạng sạc ắc quy thông qua mạch Sim 900a.

3.2. Mạch tăng áp Boost converter

Hình 3. 2 – Mạch tăng áp (boost converter)

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

Sử dụng mạch ở tần số cao sẽ giảm thời gian dòng điện lớn đi qua các linh kiện, từ đó giảm được tình trạng tỏa nhiệt, giảm được hao phí cơng suất.

Hình 3. 3 - Mosfet IRFP250N [8] Các thông số cơ bản của Mosfet IRFP250N:

 VGS = ±20V (Max)

 ID = 30A (Max) tại VGS = 10 V, t0c = 250C

 ID = 21A (Max) tại VGS = 10 V, t0c = 1000C

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

Tính tốn dựa trên độ rộng xung, tìm được các điện áp đầu ra tương ứng ghi trong

bảng 3.1.

Bảng 3. 1 – Giá trị điện áp đầu ra tương ứng

Để đảm bảo về mặt an toàn cần phải giới hạn điện áp đầu ra, tương ứng phải giới hạn độ rộng xung D. Chỉ chọn D nằm trong khoảng từ 0.1 đến 0.7.

Công suất đầu ra

Pout = U0. I0 =U02RCông suất đầu vào

Pin = Us. Is = Us. ILCân bằng công suất

Us. IL =U02

[ Us1 − D]

Us2(1 − D)2. R Tính được 𝐼𝐿

IL =U0. I0Us

Từ đó tính được giới hạn trên và giới hạn dưới của 𝐼𝐿Imax = I +∆IL

2 =

(1 − D)2R+UsDT

2LVà

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

Imin = I −∆IL2 =

(1 − D)2R−UsDT

2LHay

(1 − D)2R=UsDT

2L =UsD

2LfTừ đó suy ra

Lmin =D(1 − D)2R2f

Giá trị cuộn cảm tìm được thơng qua công thức 𝐿𝑚𝑖𝑛 với độ rộng xung D = 0.3, tần số ƒ = 31372.55Hz và tải R = 15 ohm.

Thế vào cơng thức tìm được

Lmin = 35μH Chọn cuộn cảm có cảm ≥ 35μH

Các thơng số cơ bản của diode MBR10200CT:

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

Hình 3. 6 - Sơ đồ chân Diode MBR10200CT [11]

RCf≤ 1% → C ≥DRf∆UU 0

= 64μF

Chọn tụ điện có điện dung lớn hơn 64μF để thỏa mãn thơng số tính tốn.

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

3.2.2. Sơ đồ nguyên lý mạch tăng áp (boost converter)

Hình 3. 7 – Sơ đồ nguyên lý mạch tăng áp (boost converter)

Hình 3. 8 – Sơ đồ mạch tăng áp trên proteus

3.3. Mạch Opto cách ly

Mạch cách ly Opto có cơng dụng cách ly tín hiệu PWM từ Arduino đưa ra với tín hiệu đưa vào mạch tăng áp (boost converter), nhằm giảm nhiễu và bảo vệ cho Arduino.

3.3.1. Chọn linh kiện

Sử dụng Opto TLP250 để cách ly tín hiệu PWM từ Arduino

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

Hình 3. 9 – Opto TLP250 [12]

Hình 3. 10 – Sơ đồ chân Opto TLP250 [13]

Các thông số cơ bản Opto TLP250:

 Vcc = 10 − 35V

 Icc = 11mA (max)

 Iout = ±1.5A (max)

 Thời gian chuyển mạch 1µs (max)

 Điện áp cách ly: 2500𝑉𝑟𝑚𝑠 (min)

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

3.3.2. Sơ đồ nguyên lý

Hình 3. 11 – Sơ đồ nguyên lý mạch Opto cách ly

Hình 3. 12 – Sơ đồ mạch opto trên proteus

3.4. Thiết kế sơ đồ mạch trên phần mềm Proteus

Hình 3. 13 – Sơ đồ nguyên lý mạch trên phần mềm Proteus

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

Hình 3. 14 – Sơ đồ mạch in trên phần mềm Proteus

Hình 3. 15 – Sơ đồ mạch được mô phỏng

3.5. Các module sử dụng 3.5.1. Vi điều khiển Arduino 3.5.1.1. Arduino Uno R3

Chúng em lựa chọn vi điều khiển Arduino Uno R3 để sử dụng. Arduino Uno R3 có kích thước nhỏ gọn, giá thành vừa phải, cũng như có đủ các ngõ vào số (Digital Input), ngõ vào tương tự (Analog Input), ngõ ra số (Digital Output), ngõ ra tương tự (Analog Output), ngõ ra cổng nối tiếp (Serial Conection),…

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

Hình 3. 16 – Arduino Uno R3 [14]

3.5.1.2. Thay đổi tần số ngỏ ra tương tự của Arduino

Tần số mặc định của các ngõ ra tương tự (Analog Output) của vi điều khiển Arduino chỉ nằm ở mức dưới 1kHz, cụ thể:

 Tần số PWM mặc định của chân D3 & D11: 490.20 Hz. Tần số PWM mặc định của chân D5 & D6: 976.56 Hz. Tần số PWM mặc định của chân D9 & D10: 490.20 Hz. [15]

Trong ứng dụng lần này, cần sử dụng ngỏ ra tương tự (Analog Output) của Arduino ở tần số cao (khoảng vài chục kHz). Do đó, cần đưa tần số của các ngỏ ra này lên cao hơn.

Để thay đổi tần số này rất đơn giản, chúng ta chỉ cần thêm một dòng mã lệnh

trước khi sử dụng. Mã lệnh cụ thể của các chân ngõ ra PWM được thể hiện ở Bảng 3.2.

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

Bảng 3. 2 – Mã lệnh thay đổi tần số ngõ ra tương tự của Arduino Uno R3 [15]

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

3.5.2. Module cảm biến điện áp

Hình 3. 17 – Cảm biến điện áp DC [17]

 Điện áp phạm vi đầu vào: DC 0 – 25V

 Điện áp phạm vi phát hiện: DC 0.02445V – 25V [17]

Hình 3. 18 – Sơ đồ cảm biến điện áp [18]

3.5.3. Cảm biến dịng điện ACS712

Hình 3. 19 – Cảm biến dòng điện ACS712 [19]

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

Thông số kỹ thuật:

 IC ACS712 5/20/30A.

 Nguồn sử dụng: 5VDC.

 Độ nhạy đầu ra từ 63~190mV/A.

 Đường tín hiệu analog có độ nhiễu thấp.

 Độ trễ đầu ra để đáp ứng với đầu vào là 5µs.

 Điện trở dây dẫn trong là 1.2mΩ. [19]

Hình 3. 20 - Sơ đồ cảm biến dòng điện ACS712 [19]

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

3.5.4. LCD 20×4

Hình 3. 21 – LCD 20×4 [20] Bảng 3. 3 – Sơ đồ chân LCD 20×4 [21]

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

3.5.5. Module chuyển đổi I2C cho LCD

Hình 3. 22 – Module I2C cho LCD [22]

Có thể thấy, để sử dụng LCD 20x4 cần tối thiểu 16 chân trên vi điều khiển Arduino. Nếu sử dụng như vậy ta sẽ không đủ ngõ vào/ra để sử dụng.

Module chuyển đổi I2C cho LCD giải quyết vấn đề này một cách dễ dàng. Thay vì sử dụng tối 16 chân, bây giờ ta chỉ cần sử dụng 2 chân trên vi điều khiển Arduino (Tx & Rx) để kết nối với LCD.

Hình 3. 23 – Sơ đồ kết nối Module I2C với Arduino [23]

 Tích hợp Jump chốt để cung cấp đèn cho LCD hoặc ngắt tích hợp biến trở xoay điều chỉnh độ tương phản cho LCD [23]

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

3.5.6. Module Relay

Module relay với đặc tính có thể đóng cắt nguồn điện AC hoặc DC công suất cao được sử dụng trong hệ thống để bảo vệ cho người dùng, tránh đưa điện áp tới đầu ra khi không sử dụng.

Hình 3. 24 – Module relay 1 kênh [24]

Module relay 1 kênh nhỏ gọn, có opto và transistor cách ly giúp cho việc sử dụng trở nên an toàn với vi điều khiển Arduino, có thể chọn đóng khi kích mức cao hoặc mức thấp bằng Jumper.

Tiếp điểm đóng ngắt gồm 3 tiếp điểm NC (thường đóng), NO (thường mở) và COM (chân chung) được cách ly hoàn tồn với board mạch chính, ở trạng thái bình thường chưa kích NC sẽ nối với COM, khi có trạng thái kích COM sẽ chuyển sang nối với NO và mất kết nối với NC.

Thông số kỹ thuật:

 Sử dụng điện áp nuôi DC 5V.

 Relay mỗi Relay tiêu thụ dịng khoảng 80mA.

 Điện thế đóng ngắt tối đa: AC250V ~ 10A hoặc DC30V ~ 10A. Có đèn báo đóng ngắt trên mỗi Relay.

 Có thể chọn mức tín hiệu kích 0 hoặc 1 qua jumper.

 Kích thước: 1.97 in x 1.02 in x 0.75 in (5.0 cm x 2.6 cm x 1.9 cm). Trọng lượng: 0.60oz (17 g). [25]

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

3.6. Thiết kế phầm mềm 3.6.1. Thuật toán MPPT P&O

Đây là một phương pháp đơn giản và được sử dụng thông dụng nhất nhờ sự đơn giản trong thuật toán và việc thực hiện dễ dàng. Thuật toán này xem xét sự tăng, giảm điện áp theo chu kỳ để tìm được điểm làm việc có công suất lớn nhất.

Nếu sự biến thiên của điện áp làm cơng suất tăng lên thì sự biến thiên tiếp theo sẽ giữ nguyên chiều hướng tăng hoặc giảm. Ngược lại, nếu sự biến thiên làm công suất giảm xuống thì sự biến thiên tiếp theo sẽ có chiều hướng thay đổi ngược lại.

Khi điểm làm việc có công suất lớn nhất được xác định trên đường cong đặc tính thì sự biến thiên điện áp sẽ dao động xung quanh điểm làm việc có cơng suất lớn nhất đó (điểm MPP). [26]

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

Hình 3. 25 – Lưu đồ thuật toán P&O

Để dễ dàng điều khiển, chúng em sẽ điều chỉnh một số thông số trong thuật toán để phù hợp với phần cứng sử dụng trong mạch.

71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM71Thursday, June 13, 20249:30:01 PM9:30:01 PM

71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM71Thursday, June 13, 20249:30:02 PM9:30:02 PM

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

</div>

thiết kế thi công bộ sạc ắc quy từ pin mặt trời

<b>KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP </b>

<b>THIẾT KẾ THI CÔNG BỘ SẠC ẮC QUY TỪ PIN MẶT TRỜI </b>

<b>Sinh viên thực hiện: </b>

<b>Phạm Minh Toàn MSSV : 16009521 Trần Quốc Khải MSSV : 16026461 </b>

<b>GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS. NGUYỄN THANH THUẬN </b>

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

<b>KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP </b>

<b>THIẾT KẾ THI CƠNG BỘ SẠC ẮC QUY TỪ PIN MẶT TRỜI </b>

<b>Sinh viên thực hiện: </b>

<b>Phạm Minh Toàn MSSV : 16009521 Trần Quốc Khải MSSV : 16026461 </b>

<b>GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS. NGUYỄN THANH THUẬN </b>

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

<b>NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN </b>

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

<b>DANH MỤC HÌNH ẢNH </b>

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

<b>DANH MỤC BẢNG </b>

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

<b>CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI </b>

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

<b>CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT </b>

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

<b>CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THI CÔNG BỘ SẠC ẮC QUY TỪ PIN MẶT TRỜI </b>

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

71hghieh euu mot xo bieh uhau ky thuat tao eo xo eho bao puah hat giohg xc moe dau euhhihghcmic kohixhii hcyctcThursday, June 13, 2024

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về