kết hợp điện mặt trời cung cấp cho hệ thống máy điện hàng hải trên tàu qna90170

1

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin phép cảm ơn các thầy cô trong khoa điện điện tử cùng
toàn thể giảng viên Trường Đại Học Nha Trang đã truyền đạt kiến thức trong suốt
bốn năm qua và đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy Trần Tiến
Phức giảng viên hướng dẫn em trong quá trình làm chuyên đề này.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã luôn luôn ủng hộ và có
những ý kiến trong qua trình làm chuyên đề này.

Khánh hòa, tháng 6 năm 2015

Đan Xuân Kiên

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


2

MỤC LỤC

DANH SÁCH BẢNG

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


3

DANH SÁCH HÌNH

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


4

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
-

V: Volt đơn vị điện áp
A: Ampe đơn vị dòng điện
CRT: Cathode ray tube – màn hình phóng tia cattot
LCD: Liquid – crystal display – màn hình hiển thị tinh thể lỏng.
B/Z: Botton/Zoom – phóng đại đáy
AC: Altanating Current – dòng điện xoay chiều
DC: Direct Current – dòng điện một chiều.
PWR: Power – nguồn
HF: High frequency – tần số cao
LOW: Loow frequency – tần số thấp
AM: Điều chế biên độ
USB: Điều chế biên trên
LSB: Điều chế biên dưới
GPS: Global Positioning System
KT: Tốc độ tàu (hải lý/ giờ)
VEO: Nhớ tần số
NR: Khử nhiễu

NB: Nasi blanker – cân bằng nhiễu
ANL: Automatic nose limiter – tự động đặt mức hạn chế nhiễu
AT: Bộ tự động phối hợp trở kháng an ten
NNSS: Navy Navigation Satellite System
CV: Checaux Vapeur – mã lực đơn vị chỉ công suất động cơ tàu

MỞ ĐẦU
Biển đông đóng vai trò hết sức quan trọng tới sự phát triển kinh tế, an ninh –
quốc phòng của đất nước. Với đường bờ biển chạy dài từ bắc tới nam của đất nước

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


5

2

với chiều dài là 3.260 Km và trên 1.000.000 Km lãnh hải thì nguồn lợi từ biển là
vô cùng to lớn tới sự thúc đẩy phát triển kinh tế đất nước. Biển đông còn là một
vùng biển giàu tài nguyên và thuộc vào vị trí chiến lược quan trọng về an ninh –
quốc phòng, vận tải biển.
Có 29/64 tỉnh thành phố ven biển với số dân chiếm khoảng ½ dân số cả
nước. Vì vậy để khai thác hiệu quả tài nguyên biển cũng chính là phát triển nghề
đánh bắt của ngư dân. Tàu cá ngư dân hoạt động đánh bắt gần bờ cũng có đóng góp
quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả khai thác tài nguyên biển góp phần không
hề nhỏ trong việc phát triển kinh tế đất nước. Dưới sự quan tâm của Đảng và Nhà
nước với những chính sách ưu đãi, ngày nay các tàu khai thác của ngư dân bước đầu
đã được trang bị những thiết bị điện tử hàng hải nhằm nâng cao năng suất đánh bắt,

đạt hiệu quả kinh tê cao.
Với chuyên đề “kết hợp điện Mặt Trời cung cấp cho hệ thống máy điện hàng
hải trên tàu đánh cá QNA 090170”. Sẽ đưa ra hệ thống nguồn kết hợp điện mặt trời
cung cấp cho hệ thống máy điện hàng hải nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng các thiết
bị hàng hải trên tàu trong mỗi lần ra khơi đánh bắt cá, nhằm nâng cao năng suất
đánh băt cá mang lại hiệu quả kinh tế cao trong ngư nghiệp góp phần phát triển kinh
tế đất nước
Sau đây là báo cáo Chuyên đề tốt nghiệp của em sau hơn 2 tháng thực hiện.
Với sự hiểu biết còn hạn chế, chắc chắn báo cáo của em còn nhiều khiếm khuyết,
em rất mong các thầy cô, và các bạn bè giúp đỡ để bản báo cáo của em hoàn thiện
hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
TỔNG QUAN
Trong chuyên đề “KẾT HỢP ĐIỆN MẶT TRỜI CUNG CẤP CHO HỆ
THỐNG MÁY ĐIỆN HÀNG HẢI TRÊN TÀU QNA90170” là một nghiên cứu

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


6

nhằm tìm ra biện pháp sử dụng các thiết bị máy điện hàng hải trên tàu một cách tối
ưu hiệu quả nhất nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng các thiết bị máy điện hàng hải
trên tàu. Nội dung chuyên đề gồm 3 chương:
Chương 1: Thiết bị điện tử hàng hải trên tàu QNA90170 tỉnh Quảng Nam.
Chương 2: Thực trạng lắp đặt và sử dụng thiết bị điện tử hàng hải trên tàu
QNA90170.
Chương 3: Phương án cấp nguồn kết hợp với điện Mặt Trời.

Trong chuyên đề này việc sử dụng kết hợp điện mặt trời cung cấp cho hệ
thông máy điện hàng hải sẽ giúp người sử dụng tiết kiệm được nhiên liệu phải vận
hành động cơ trên tàu qua đây tạo tính kinh tế cao và việc sử dụng các các thiết bị
máy điện hàng hải được duy trì liên tục tạo độ an toàn cao và nâng cao năng suất
đánh bắt cá trong quá trình ra khơi đánh bắt của ngư dân.

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


7

CHƯƠNG 1. THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ HÀNG HẢI TRÊN TÀU QNA90170 TỈNH
QUẢNG NAM
Trên tàu đánh cá QNA90170 hiện có sử dụng các thiết bị máy điện hàng hải sau:
-

Máy đo sâu, dò cá: máy dò cá đứng FURUNO (FCV - 668)
Máy đàm thoại: máy đàm thoại tầm gần galaxy 6 bard galaxy Neptune iii và

-

máy tầm xa ICOM IC – 718.
Máy định vị: Máy định vị FURUNO (GP - 31) và máy định vị HAIYANG
(HGP - 31).

1.1.

TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐO SÂU, MÁY DÒ CÁ

Mắt người nhìn nhận được một vật thông qua ánh sánh do nó phát ra hay

phản xạ từ một nguồn sáng khác chiếu vào. Nếu nước trong và nguồn sáng chiếu
vào đủ mạnh thì chúng ta cũng chỉ nhìn được xa hàng chục mét trong môi trường
nước. Trong đêm tối, môi trường nước đục mắt người không thể nhìn xa được. Từ
lâu con người đã mơ ước nhìn được trong nước với mọi điều kiện thời tiết, điều
kiện môi trường, ngày, đêm. Để giải quyết mong ước đó bằng nguyên lý ánh sáng là
hoàn toàn không thể được và không kinh tế. Ngày nay dưới sự phát triển của khoa
học con người đã có biện pháp làm được điều đó nhờ sóng siêu âm.
1.1.1. Sóng siêu âm là gì
Tiếng nói của con người, tiếng kêu của động vật, tiếng động của các đồ
dùng va chạm vào nhau,… phát ra chính là các rung động cơ học (còn gọi là tiếng
sóng đàn hồi) lan truyền vào trong môi trường vật chất đàn hồi. Xung quanh ta, từ
không khí, nước, đất, đá, kim loại,… là những môi trường vật chất có khả năng dẫn
truyền dao động cơ học ở mức độ khác nhau.
Dựa vào tần số, người ta phân chia sóng đàn hồi (sóng âm) thành những
vùng sau đây:
-

Vùng hạ âm: tần số dao động dưới 16Hz. (tai người không nghe được trong
vùng tần số này).
Vùng âm: tần số từ 16Hz đến 16KHz (có tài liệu phân chia tới 20KHz). (vùng
tai người nghe được).

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


8

-

Vùng siêu âm tần: tần số dao động từ 16KHz đến 10MHz. (dùng cho các máy
dò cá).

Vùng cực siêu âm dao động từ 10MHz trở lên tới tần số dao động của mạng
tinh thể.
Như vậy, tần số siêu âm có tần số dao động từ 16KHz tới 10MHz.
1.1.2. Các tham số đặc trưng cho sóng siêu âm trong nước
1.1.2.1. Vân tốc
Trong không khí, vận tốc của sóng siêu âm vào khoảng 330m/s. Trong nước
biển, vân tốc siêu âm vào khoảng 1500m/s. Nhìn chung môi trường càng rắn (hay
môi trường có hằng số đàn hồi càng lớn) vận tốc truyền sóng siêu âm càng cao.
Trong thực tế, nước biển là một môi trường không đồng nhất về mặt cấu trúc
nên vận tốc truyền sóng âm không cố định một chỉ số nói trên mà thay đổi theo quy
luật khá phức tạp. Trị số chính xác của vận tốc này còn tùy thuộc vào điều kiện môi
trường từng vùng biển cụ thể.
Tham số ảnh hưởng nhiều nhất đến vận tốc truyền sóng siêu âm trong nước
biển là nhiệt độ. Nhiệt độ càng cao thì vận tốc sóng siêu âm cũng càng tăng theo.
Tham số thứ hai là độ mặn của nước biển ảnh hưởng đến vận tốc của sóng
siêu âm.
Càng xuống sâu, áp suất thủy tĩnh càng cao, vận tốc của sóng siêu âm cũng
tăng song mức độ ảnh hưởng không lớn so với hai tham số đầu.
Thông thường các máy đo sâu dò cá bằng phương pháp siêu âm hoạt động
trong một giới hạn nào đó và yêu cầu độ chính xác phù hợp với nghề khai thác thì
người ta bỏ qua những ảnh hưởng nói trên vì sai số do chúng gây ra còn bé hơn
nhiều lần so với các nguyên nhân khác. Một số máy đo sâu dò các của một số hãng
có thể hiệu chỉnh tham số vận tốc sóng siêu âm trong MENU nhằm nâng cao độ
chính xác. Tuy nhiên, việc tính ra chỉ số vận tốc cụ thể để hiệu chỉnh là không dễ

nên cần thẩn trọng. Dò đàn cá để khai thác nên để chỉ số vận tốc sóng siêu âm là
1500m/s.

1.1.2.2. Cường độ âm

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


9

Cường độ âm của sóng siêu âm là năng lượng đi qua một đơn vị diện tích của
mặt phẳng vuông góc với phương truyền trong một đơn vị thời gian. Khi lan truyền
trong nước biển luôn kéo theo suy giảm cường độ âm theo khoảng cách. Vì rằng
càng đi xa chùm tia càng mở rộng nên năng lượng càng bị phân tán và kèm theo sự
hấp thụ của môi trường.
p.c.w 2 . A2
I=
2
2

Đơn vị tính: w/m hay dB
Ở đây w là mật độ khối lượng vật chất của môi trường truyền âm là tần số
sóng siêu âm.
A: là biên độ dịch chuyển của các phần tử.
c: vận tốc truyền sóng.
ρ: trở âm.
Mặc dù sóng siêu âm có một số tính chất khác với sóng âm song cùng một
môi trường, vận tốc truyền của chúng lại như nhau. Sự khác nhau thể hiện ở khả

năng truyền xa của chúng trong môi trường. Ở tần số thấp khả năng truyền xa càng
lớn, có nghĩa là nó bị hấp thụ ít.
Điều này nói lên là những máy dùng tần số thấp, thì khả năng đo sâu lớn hơn
so với máy dùng ở tần số cao. Tuy nhiên dùng tần số thấp thì bước sóng dài, độ
phân giải thấp.
Với cùng một công suất máy phát sóng và tần số siêu âm thì trong đất đá,
nham thạch sóng truyền được từ vài mét tới vài chục mét, nhưng trong môi trường
nước biển có thể truyền xa tới hàng chục ki-lô-mét. Như vậy sự hấp thụ sóng còn
phụ thuộc vào bản chất của môi trường. Đặc trưng cho môi trường truyền sóng
người ta dùng khái niệm trở âm. Trở âm của một môi trường nào đó là tích số của
mật độ khối lượng vật chất với vận tốc truyền sóng siêu âm trong môi trường đó.
Z = ρ.c
Z: là trở âm.

c : vận tốc.

ρ : mật độ.

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


10

Bảng 1.1: Trở âm của một môi trường
ST
T
1

Môi trường

2
3

Không khí
Nhan thạch đáy biển

4

Cát ở đáy biển

5

Bang ngầm trong nước biển

2

Trở âm g/m s

Nước biển

6

1,56.10
492
6

6,5.10
6

3,2.10
6

1,9.10

1.1.2.3. Tính chất phản xạ
Sóng siêu âm khi truyền từ môi trường này qua môi trường khác đều bị phản
xạ và khúc xạ theo quy luật của quang hình học. Nhìn chung sự phản xạ và khúc xạ
phụ thuộc vào bản chất của môi trường, vào phương truyền và tần số sóng siêu âm.
Giá trị môi trường thứ nhất có z1 = ρ1.c1 chiều sóng tới vuông góc đến mặt phân
chia cách với môi trường thứ hai có z2 = ρ2.c2. Nếu hai môi trường có trở âm khác
nhau thì sóng được phản xạ hầu như hoàn toàn trên biên giới phân chia của chúng.
Ngược lại nếu hai môi trường truyền sóng có trở âm xấp xỉ bằng nhau thì sóng siêu
âm hầu như truyền qua hoàn toàn mà ko có hiện tượng phản xạ. Mức độ phản xạ
phụ thuộc vào sự khác nhau về trở âm giữa hai môi trường. Nghiên cứu kỹ về vấn
đề này giúp các nhà chế tạo vỏ bọc đầu dò khi nó làm việc trong môi trường nước
biển. Vỏ bọc đầu dò vừa cách điện với nước, giảm sức cản, chống lại được va chạm
gây vỡ mà cho phép sóng siêu âm truyền qua dễ dàng. Biết được hệ số phả xạ sóng
siêu âm từ nước ra không khí và từ nước vào chất đáy, hệ số phản xạ sóng siêu âm
của loài cá khác nhau có ý nghĩa rất quan trong trong máy dò chỉ thị màu. Khi các
hệ số phản xạ khác nhau cùng được chỉ thị lên màn hình thì sẽ có những màu khác
nhau, điều này giúp ta nhận biết được tính chất của đáy, các loài các khác nhau và
phân biệt chúng.
Bảng 1.2: Hệ số phản xạ sóng siêu âm khi truyền từ nước vào môi trường khác
Môi trường 1
Nước

Biển

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

Môi trường 2
Nham thạch
Cát ở đáy biển
Bang ngầm
Thép vỏ tàu
Gỗ
Cá (tùy từng loại)

Hệ số phản xạ
Khoảng 0.33
Khoảng 0.33
0.01 ÷ 0.12
0.08
0.21
0.15

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


11

Bùn
Không khí

0.1
Xấp xỉ 1

1.1.2.4. Sóng siêu âm và cá

Khi sóng siêu âm truyền vào cá ở trong nước thì một phần năng lượng bị
phản xạ trở lại. Phần năng lượng tiếp tục xuyên qua cá vào môi trường nước phía
biên kia con cá. Một phần bị cá hấp thụ và có thể trở thành một nguồn phát ra sóng
thứ cấp. Các yếu tố cùng mối quan hệ giữa các đại lượng ấy đến nay vẫn còn chưa
hoàn toàn hiểu biết hết và đang là những đề tài khoa học lớn trong lĩnh vực âm học
nghề cá.
Sóng siêu âm phả xạ từ cá, vừa phụ thuộc vào loại cá (bong bóng của cá),
kích thước cá và hướng truyền tới là lưng hay là một bên than. Điều này giải thích
vì sao một số tín hiệu loài cá xuất hiện trên màn hình có màu biến đổi lấp lánh.
1.1.3. Nguyên lý hoạt động của máy đo sâu - dò cá
Dựa vào nguyên lý lan truyền của sóng âm trong môi trường vật chất đàn
hồi, người ta đã chế tạo ra các thiết bị dò tìm các đàn cá trong môi trường nước.
Máy đo sâu dò cá bằng phương pháp siêu âm là một trong những thiết bị chuyên
dùng được dùng trong các nghề khai thác thủy sản để dò tìm các đàn cá trong nước.

Hình 1.1: Dơi và cá heo đều dùng sóng siêu âm để định vị bắt mồi
Trong không khí, loài rơi có khả năng thu phát sóng siêu âm để định vị tìm
mồi. Do sóng siêu âm trong không khí có vận tốc khoảng 330m/s nên trong đêm tối
hay không gian có nhiều vật cản rơi vân bay được rất nhanh và bắt mồi chính xác.
Trong nước, cá heo có khả năng thu phát sóng siêu âm để định vị tìm mồi.

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


12

Dựa theo nguyên tắc đó, con người đã chế tạo ra các máy dò siêu âm để phát
hiện tính chất bất đồng nhất của môi trường. Trong kỹ thuật, máy dò siêu âm để

phát hiện các vết nứt, túi không khí trong bê tong, các sản phẩm đúc….
Trong khoa học biển, siêu âm để đo sâu, dò cá. Phát một chùm tia siêu âm
định hướng vào trong nước. Sóng siêu âm gặp cá, đáy biển hay môi trường bất đồng
nhất với nước sẽ bị phản xạ trở về máy thu. Đo khoảng thời gian từ lúc phát đến lúc
thu được tín hiệu, nhân với vận tốc sóng siêu âm ta suy ra quãng đường sóng đã đi
và đó chính là hai lần tầm xa. Hướng phát của chum tia cho ta biết hướng của mục
tiêu đã phản xạ sóng về. Có thể phân loại máy đo sâu, dò cá bằng 2 kiểu đó là
-

Máy dò đứng: Trục của chùm tia siêu âm phát thẳng đứng xuống đáy biển. Tín
hiệu phản xạ trở về của xung vừa được phát được thể hiên trên một vệt bên phải
màn hình. Kết quả của xung phát trước đó được dịch về bên trái màn hình. Tần
số xung phát phụ thuộc thang đo đang dùng.

-

Máy dò ngang: Trục của chum tia siêu âm có thể thay đổi được hướng trong
nước để phát hiện mục tiêu. Chùm tia hoàn toàn nam trong mặt phẳng ngang để
phát hiện đàn cá từ xa. Khi tiếp cận lại gần, đàn cá có độ sâu nào đó, góc
nghiêng của chum tia có thể đổi theo. Khi chỉ cần quan sát đàn cá về một hướng
nào đó, người sử dụng có thể hạn chế góc quay của chùm tia mà không nhất
thiết phả đủ 360°. Có thể chọn hướng thăm dò theo mặt cắt ngang đường chạy
tàu, từ mạn phải sang mạn trái…

1.2. TỔNG QUAN MÁY ĐÀM THOẠI

1.2.1. Giới thiệu tổng quát
Ngày nay máy vô tuyến điện là thiết bị không thể thiếu trên mỗi con tàu đi
biển. Tác dụng của loại thiết bị này đó là
-

Đàm thoại giữa tàu với tàu (trên kênh tần số quy định với nhau)
Thông tin giữa tàu với trạm bờ (trên kênh tần số đăng ký của trạm bờ)
Nghe dự báo thời tiết, ngư trường
Thông tin cứu hộ, cứu nạn tàu cá

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


13

Các tàu thuyền đánh cá ngoài khơi rất cần các thông tin an toàn như: dự báo
thời tiết, bản tin dự báo bão để tàu thuyền biết trước và đưa ra kế hoạch chủ động
phòng tránh kịp thời.
Tàu thuyền đánh cá ngoài khơi khi gặp tai nạn phải có các thiết bị liên lạc để
thông báo cho các cơ quan chức năng trên bờ và các tàu thuyền khác biết. Các đài
thông tin Duyên Hải có trách nhiệm thu nhận các thông tin từ các tàu thuyền gặp tai
nạn sau đó chuyển các thông tin này tới các cơ quan như: Bộ Nông Nghiệp và Phát
triển Nông thôn, lực lượng Biên Phòng, Trung tâm tìm kiếm cứu nạn v.v. Để các cơ
quan này có biện pháp cứu giúp tàu thuyền bị nạn một cách nhanh nhất.
thông tin an toàn, tìm kiếm cứu nạn giữa các tàu thuyền và các đài thông tin
Duyên Hải là rất quan trọng. Nếu thông tin kịp thời việc triển khai công tác cứu
giúp tàu thuyền bị nạn được nhanh hơn, làm giảm tối đa những thiệt hại về sinh
mạng con người và phương tiện.
Máy tầm gần, công suất nhỏ, tần số dải CB (25Mhz – 30Mhz) như: ONWA,
MAXXOMM, SUPER STAT, galaxy 6 bard galaxy Neptune iii, Sea Eagle 6900….
Tầm xa liên lạc trong điều kiện thời tiết bình thường có thể đạt tới 70 đến 80 hải lý.
Máy tầm xa, công suất lớn, dải tần MF và HF (1,6Mhz – 30Mhz) như: ICOM

718, ICOM 725, ICOM 707, JSB 186, FURUNO- FS1503… Các tàu hoạt động trên
vùng biển Đông, Vịnh Thái Lan, Vịnh Bắc Bộ có thể liên lạc với nhau và gọi về bờ
qua hệ thống thông tin điện tử hàng hải: Móng Cái Radio, Cửa Ông Radio, Hòn Gai
Radio, Hải Phòng Radio, Bến Thủy Radio.. hoặc bưu điện các tỉnh có tần số trực
canh (như bưu điện Khánh Hòa 6422 KHz)
Các bản tin dự báo thời tiết biển trong những ngày bình thường được phát
trên tần số 8294 KHz theo lịch như sau:
-

Hải Phòng Radio phát vào lúc 08 giờ và 20 giờ
Hồ Chí Minh Radio phát vào lúc 09 giờ và 19 giờ
Đà Nẵng Radio phát vào lúc 07 giờ 30 phút và 19 giờ 30 phút

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


14

Có hai tần số thông tin cứu nạn tàu cá mang tính chất quốc gia là 7903 KHz
và 7906 KHz cần được nhập sẵn vào bộ nhớ máy để xử lý được nhanh chóng chính
xác.
1.2.2. Các phương pháp điều chế tín hiệu để truyền sóng
Tin tức (tiếng nói của con người) thường ở dải tần số thấp (hàng trăm KHz)
nên không thể trực tiếp bức xạ và truyền đi xa trong không gian. Sóng điện từ ở tần
số cao là phương tiện để mang tín hiệu cần liên lạc đi xa được gọi là song mang.
Tần số song vô tuyến là một tài nguyên có giá trị hữu hạn và xác định trong điều
kiện khoa học, kỹ thuật ngày nay. Quá trình tín hiệu cần truyền đạt vào song cao tần
gọi là sự điều chế (hay điều chế). Trên mặt máy đàm thoại thể hiện bằng các

MODE. Việc dùng nhiều MODE khác nhau để bí mật thông tin hay tăng khả năng
thông tin trên cùng một tần số song mang f. Tại máy thu sẽ có quá trình ngược lại là
giải điều chế (hay tách sóng) để loại bỏ song mang và giữ lại tin tức cần truyền đạt.
Trong thực tế mạch thu phát chứa trong cùng một vỏ nên số mạch có thể
được dùng chung như anten, chọn và tinh chỉnh kênh, khuếch đại tín hiệu âm tần…
Sau đây là một số phương pháp điều chế thông dụng được dùng trong các máy đàm
thoại cho nghề biển.

Hình 1.2: Sơ đồ khối tổng quát của máy đàm thoại và các núm điều khiển liên quan

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


15

1.2.2.1. Điều chế biên độ (MODE AM)
Song cao tần f điều chế có dạng hình sin – cả tần số cà biên độ không thay
đổi. Tín hiệu tin tức F tác động vào làm biên độ của f thay đổi theo.
Ưu điểm: Điều chế biên độ (AM) có kỹ thuật mạch điện đơn giản, dễ lắp ráp,
điều chỉnh và giá thành hạ. Nhiễu do bản thân các linh kiện trong mạch gây ra thấp.
Khuyết điểm: Nhiễu do hiện tượng phóng điện trong khí quyển như sét, hàn
hồ quang, phóng điện ở cổ góp máy phát điện một chiều..tác động qua môi trường
vào máy gây tiếng ồn và nhiều khi đánh hỏng mạch điện tử. Vì vậy trong điều kiện
thời tiết xấu hay môi trường có hiện tượng phóng điện thì chất lượng truyền tín hiệu
kém và có thể không nhận được. Khi tín hiệu F có biên độ quá lớn (người nói và
micro quá to hay điều chỉnh MIC GAIN trên máy quá cao) điều chế quá 100% thì
tin tức truyền đi đã bị méo. Ngược lại khi F có biên độ quá nhỏ thì bị nhiễu lấn át
không thu được kết quả tốt.

Hình 1.3: Mô hình điều chế biên độ (AM) và kết quả mô phỏng.

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


16

Nhằm tăng khả năng truyền thông tin trên cùng một tần số mà vẫn đảm bảo
bí mật, người ta sử dụng thêm hai phương thức điều chế USB (điều biên trên) và
LSB (điều biên dưới) gọi chung là SSB.
Ưu điểm: Điều chế USB và LSB có khả năng tăng công suất phát lên gấp hai
đến bốn lần khi sử dụng các linh kiện trong mạch điện máy. Nhờ sử lý biên độ sóng
mang thấp khi cho tín hiệu tin tức nên công suất tiêu thụ điện của toàn máy giảm
nhiều lần so với điều chế AM và FM.

Hình 1.4: Mô tả điều chế biên độ USB và LSB
Khuyết điểm: Ngoài những khuyết điểm mác phải giống như điều chế AM,
điều chế USB và LSB còn làm hẹp dải âm tần nên chất lượng âm thanh nghe được
không cao. Khi tín hiệu F có biên độ quá lớn – điều chế quá 100% thì tin tức càng
bị méo. Khi F có biên độ quá nhỏ thì bị nhiễu lấn át không thu được kết quả tốt.
1.2.2.2. Điều chế tần số (MODE FM)
Biên độ sóng cao tần f không đổi nhưng tần số biến đổi theo tín hiệu F. Pha
dương của F làm tần số cao tần số f giảm. Ngược lại, pha âm của F làm tăng tần số

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC

17

f. Biên độ của F càng lớn thì độ di tần của f càng nhiều. Chính vì độ di tần không bị
giới hạn và việc loại bỏ nhiễu điều biên dễ thực hiện bằng mạch hạn chế nên chất
lượng tin tức cao hơn.
Ưu điểm: Loại trừ được nhiễu phóng điện nên chất lượng tín hiệu trong
phương thức điều chế này tốt hơn. Mặt khác độ di tần không bị giới hạn nên độ
trung thực của tín hiệu thu được rất cao. Những xung nhiễu điều biên quá mạnh làm
cháy loa sẽ không còn nữa.

Hình 1.5: Mô tả điều chế tần số(FM) và kết quả mô phỏng
Khuyết điểm: của điều chế tần số là nhiễu điện tử (do bản mạch điện gây ra)
lớn hơn nên khi chưa có tín hiệu vào máy thu nên ồn cao. Việc giảm tác hại của
nhiễu này được thực hiên bằng cách điều chỉnh SQ (squelch) nhưng không phải tất
cả mọi người đều biết vận hành thành thạo. Mặt khác, muốn thực hiện điều chế tần
số có chất lượng tốt cần dùng song mang ở dải tần số cao hơn so với điều chế biên
độ. Song mang ở tần số càng cao càng có đặc tuyến truyền thẳng nên cự ly liên lạc

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


18

bị ảnh hưởng của địa hình trên mặt đất. Biên độ sóng mang không tha đổi trong suốt
quá trình phát nên công suất tiêu thụ điện của nguồn cung cấp là lớn nhất so với các
phương pháp khác.

1.2.2.3. Điều chế xung (MODE CW)
Tín hiệu được mã hóa bằng độ dài của xung phát. Trong hàng hải thường
dùng bảng mã Morse. Xung phát ngắn tương ứng với ký hiệu (.) gọi là tích, xung
phát dài tương ứng với ký hiệu (-) gọi là. Tổ hợp của chúng là bảng chữ cái. Trong
kỹ thuật truyền tin gọi là phát báo. Phương thức điều chế này ít được người dân
dùng.
1.3. TỔNG QUAN MÁY ĐỊNH VỊ
Xác định vị trí của một đối tượng là một nhu cầu rất phổ biến của con người
trong đời sống xã hội. Từ việc xác định vị trí của đối tượng tương ứng với thời gian
có thể suy ra vân tốc và hướng chuyển động của nó. Khi phép định vị được kết hợp
với hệ thống vi sử lý thì một loạt các tham số và kèm theo nó là các ứng dụng trong
đời sống xã hội xuất hiện. Trong tương lai không xa, phép định vị đi kèm trong các
thiết bị dân dụng và chuyên dụng sẽ trở thành phổ thông đỗi với mọi người dân.
1.3.1. Các hệ thống định vị cho tàu biển
Bảng 1.3: Các hệ thống định vị trên thế giới được công bố
Tên hệ
thống
Loran A

Loran C

Decca

Bán kính tác
dụng
700-900NM
vào ban ngày
400-500NM
vào ban đêm
800-1500NM

vào ban ngày
200-500NM
vào ban đêm
590NM vào

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

Sai số vị trí
0,25-0,5NM

30-500 m
100 m

50-750 m

Vùng phủ
sóng
Nhật bản
Triều tiên

Đối tượng
áp dụng
Nghề cá

Tần số
MHz
2

Nhật bản
Triều Tiên

Mỹ,
Canada
Châu Âu
Nhật Bản

Tàu thuyền
đánh cá và
vận tải biển

0,1

Tàu đánh cá

0,07 và

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


19

Omega

ban ngày
350NM vào
ban đêm
6000-8000NM

NNSS

Toàn cầu

Châu Âu
1-3 NM

0,130

Toàn cầu

Mọi đối
tượng
Mọi đối
tượng

0,01 và
0,014
400 và 150

0,1 NM
(ngừng hoạt
động từ
tháng 7 năm
1996)
GPS
Toàn cầu
15-30m
Toàn cầu
Mọi đối
1575,42 và
*1-5
tượng

1227,60
mDGPS
Theo bảng số liệu tổng quát trên thì ở vùng biển Việt Nam hiện nay chỉ có

hai hệ thống: Omega, GPS là có khả năng thu nhận và xử lý được tín hiệu. Trên tàu
đánh cá QNA90170 sử dụng các máy định vị dùng hệ thống GPS, vì thế nên chuyên
đề này sẽ trình bày về hệ thống GPS.
1.3.2. Hệ thống định vị GPS (Global Positioning System)
Thực tế cho thấy, GPS với ý tưởng đầu tiên là phục vụ hàng hải (Navigation
System - NAVSTAR) nhưng nay đã xâm nhập vào nhiều lĩnh vực: quân sự, địa
chính, lâm nghiệp, hàng không, du lịch, bưu điện, giao thông đường bộ…. trong
tương lai các dụng cụ định vị chính xác sẽ là một loại hàng hóa được bày bán còn
nhiều hơn các dụng cụ đo giờ ngày nay. Song song với hệ thống định vị GPS sẽ có
thêm những hệ thống vệ tinh khác.
1.3.2.1. Mô tả tổng quát
Hệ thống GPS gồm có các vệ tinh bay ở độ cao khoảng 20000 Km so với
mặt đất. các vệ tinh được chia thành nhiều nhóm và bay trên một quỹ đạo xác định.
Các vệ tinh đầu tiên được chia thành 6 nhóm bay trên 6 mặt phẳng quỹ đạo. Các
mặt phẳng quỹ đạo đó đều nghiêng so với mặt phẳng xích đạo của quả đât một góc
55° và cách nhau một góc 60°. Chu kỳ bay của vệ tinh một vòng quanh trái đất 12
giờ hành tinh. Giờ hành tinh khác với giờ mặt trời nên ở một điểm nào đó trên mặt
đất theo dõi một vệ tinh sẽ thấy nó mọc sớm hơn 4 phút mỗi ngày.

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


20

Nhiệm vụ chủ yếu của vệ tinh là:
-

Thu nhận và lưu trữ và xử lý thông tin của các trạm điều khiển từ mặt đất.
Duy tri bộ phát chuẩn tín hiệu thời gian.
Phát tín hiệu chứa thông tin cần thiết xuống trái đất cho các máy thu định vị.
Hiệu chỉnh quỹ đạo bằng tên lửa đẩy nhằm khử các nhiễu loạn trong khi bay
thông qua sự điều khiển của trạm mặt đất.
Để phép định vị được liên tục trong không gian ba chiều (3D) thì tối thiểu ở

mọi nơi trên mặt đất, và mọi thời điểm máy thu phải nhận được tín hiệu của 4 vệ
tinh trở lên. Ngoài ra, để có độ chính xác cao cần có tín hiệu của nhiều vệ tinh hơn
nữa để lựa chọn nhóm, góc nâng quỹ đạo để hạn chế sai số.
Trong thực tế, hệ thống GPS luôn luôn có một số vệ tinh dự phòng. Các vệ
tinh ở trạng thái dự phòng không phát tín hiệu cho các máy thu định vị thông
thường nên người sử dụng không có thông tin của nó. Khi cân thiết, trung tâm ở mặt
đất sẽ điều khiển cho nó hoạt động phát tín hiệu.

1.3.2.2. Tình trạng vệ tinh
Tình trạng các vệ tinh có liên quan đến chất lượng tín hiệu ở máy thu và như
vậy sẽ ảnh hưởng kết quả định vị. Một số trường hợp có thể gây khóa máy thu làm
người sử dụng phải xáo dữ liệu trong bộ nhớ RAM và xác lập lại tình trạng máy
như ban đầu. Trường hợp này nếu xảy ra thì mang tính khu vực bởi nó chỉ bị tác
động trong phạm vi vùng nhìn thấy của vệ tinh có sự cố. Để khắc phục tình trạng
này và nâng cao độ chính xác vị trí mọi máy thu đều được thiết kế trong MENU
phần poại bỏ tín hiệu cảu những vệ tinh có chất lượng xấu hay do vị trí của nó trên
bầu trời gây sai số lớn. Hiện nay, ngoài vệ tinh dự phòng thì mỗi vệ tinh hệ GPS
trên quỹ đạo đều có mang sẵn các hệ thống dự phòng như phần thu tín hiệu điều
khiển từ mặt đất, phần phát tín hiệu của nó thậm chí cả mạch đồng hồ tính thời gian.

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


21

Khi có sự cố của hệ thống chính, trạm mặt đất sẽ điều khiển cho hệ thống dự phòng
hoạt động.
1.3.2.3. Tín hiệu của vệ tinh trong hệ thống GPS
0

Mỗi vệ tinh có một tần số cơ bản f = 10,23 MHz được xác lập từ một bộ dao
động chuẩn. Qua bộ nhân tần 154 được sóng mang thứ nhất L1 = 1575,42MHz và
bộ nhân tần 120 được sóng mang thứ hai L2 = 1227,60 MHz. Những thông tin mà
vệ tinh phát ra được mã hóa thành ba kiểu.
Mã C/A (Coarse/Acquisite - code), mã P và mã Y tương tự mã P song không
công bố rộng rãi. Những máy có thu nhận và xử lý mã P và Y chỉ dùng cho quân đội
Mỹ và Đồng minh.
Trên máy phân tích phổ, tín hiệu GPS code C/A và code P có dạng như hình
1.6 đường đặc trưng này cho thấy, máy thu code C/A không cần độ nhạy cao như
máy thu thêm code P hay Y. Ngoài ra độ rộng giải tần số của mạch khuếch đại và xử
lý cũng khác nhau. Điều này giải thích vị sao giá thành các máy định vị xử lý code
khác nhau sẽ khác nhau.

Hình 1.6: Đặc trương phổ của tín hiệu C/A và P
Các tham số thông báo về vệ tinh được phát đi trên tín hiệu code C/A theo 5
nhóm:

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


22

-

Nhóm 1: Các tham số hiệu chỉnh: Thời gian, tầng điện ly…đồng hồ vệ tinh.
Nhóm 2 và 3: Các tham số về quỹ đạo của vệ tinh.
Nhớm 4: Bản thông báo đến người sử dụng.
Nhóm 5: Niên lịch của hệ thống vệ tinh. Do mỗi vệ tinh đều phát đi lịch của
cả hệ thống nên khi máy nhận được và xử lý tín hiệu của 1 vệ tinh thì đồng
thời ta cũng có ngay số liệu của hệ thống.

1.3.2.4. Máy thu GPS
Các máy định vị dùng trong hàng hải hiện nay có cấu trúc khối tổng quát như
hình 1.7. Trong khối GPS, các máy do các hang khác nhau sản xuất hay sự cải tiến
theo thời gian là ở chương trình tính toán và tốc độ tính toán. Trong khối NAV có sự
khác nhau về dung lượng bộ nhớ các dữ liệu của người sử dụng như: bộ nhớ điểm
đích, bộ nhớ vết đường đi, trình bày thông tin hàng hải trên màn hình, màn hình
LCD hay CRT, có kết hợp hải đồ hay không?... đa số máy, có dữ liệu sau khối GPS
được xuất theo chuẩn NMEA 0183. Vì vậy, sự phân khối của thiết bị máy thu theo
hai hướng. Một số máy phần anten bao gồm cả khối GPS, một số máy anten chỉ là
một mạch tiền khuếch đại và đối tần.
Xu hướng hiên nay được áp dụng nhiều là anten chỉ thu sóng vệ tinh, khuếch
đại sơ bộ, đổi tần, rồi chuyền xuống khối máy chính. Tuy nhiên một số hang vẫn
sản xuất anten chứa toàn bộ mạch hiện như sơ đồ khối GPS nêu trên.

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


23

Hình 1.7: Sơ đồ khối máy định vị GPS
1.3.2.5. Độ chính xác của phép định vị trên máy thu
Độ chính xác của vị trí (kinh độ vĩ độ) là rất quan trọng bởi nó liên quan đến
các tham số hàng hải khác như: tốc độ tàu, hướng đi.. trong máy thu code C/A loại
bình thường độ chính xác trung bình khoảng 15 mét. Trên từng máy cụ thể ta cần
xem thông báo về hệ số HDOP. Mối quan hệ của HDOP với độ chính xác được cho
trên hình 1.8.

Hình 1.8: sai số vị trí tùy thuộc HDOP
Trong trường hợp 3D thì còn quan tâm tới số chỉ độ cao nơi nhận sóng và ta
có đồ thị quan hệ sai số vơi hệ số PDOP.

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


24

Khi sử dụng máy cần chú ý đến các nguyên nhân gây nên sai số thông
thường sau đây:
-

Không nhập dữ liệu độ cao lắp đặt anten trên mặt nước biển vào mục SET

-

UP. Hiện có một số máy không cần nhập tham số này.
Vị trí các vệ tinh trên thiên cầu tọa nên các đường đẳng trị cắt nhau thành

-

một góc hẹp
Các vệ tinh có góc nâng quỹ đạo nhỏ, bay gần đường chân trời so với vị trí
máy thu làm sóng vô tuyến của nó phát ra truyền qua lớp khí quyển gần mặt
đất bị khúc xạ mạnh hơn

Hình 1.9: Sai số vị trí do vị trí vệ tinh trên tinh cầu
-

Độ cao và vị trí đạt anten hiện tại không phù hợp làm nó nhận được hai hay
nhiều đường truyền sóng từ một vệ tinh đến do các chướng ngại vật phản xạ
xung quanh. Hiện tượng trên vừa gây lộ trình sóng khác nhau và nếu vật
phản xạ lớn ở gần thì còn gây ra một ảo ảnh của anten khiến cho các đặc tính

-

biên độ, pha thu được giống như một tổ hợp.
Nhiễu sóng vô tuyến siêu cao tần công suất lớn tác động vào anten thu nhận
ra da, máy thông tin liên lạc.

CHƯƠNG 2. THỰC TRẠNG LẮP ĐẶT VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ
HÀNG HẢI TRÊN TÀU QNA90170

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC


25

2.1. LẮP ĐẶT MÁY ĐO SÂU, DÒ CÁ TRÊN TÀU
Lắp đặt máy đo sâu, dò cá chính là việc ta tiến hành lắp đặt khối chỉ thị (màn
hình) và đầu dò trên tàu. Việc lắp đặt này hết sức quan trọng đối với người sử dụng
máy đo sâu, dò cá vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả sử dụng thiết bị trên tàu.
2.1.1. Lắp đặt khối chỉ thị (máy chính)
Khối chỉ thị được lắp trong ca-bin tàu. Nó phải ở chỗ tiện quan sát và phân
tích kết quả cho thuyền trưởng. Không lắp máy nơi có độ ẩm lớn, nhiệt độ cao, ánh
nắng mặt trời chiếu trực tiếp vào màn hình.
Với máy dùng màn hình kiểu ống phóng tia điện tử (CRT) hay tinh thể lỏng
màu (color LCD) thì nó phát sáng khi có tín hiệu nên quan sát càng rõ khi không
gian bên ngoài tối. Ban ngày hay ca bin tàu có độ chiếu sáng lớn phải lắp khung
chắn tạo buồng tối cho màn hình. Máy có màn hình CRT thực hiện lái tia điện tử
thông qua từ trường nên cần đặt cách xa thiết bị có liên quan đến từ trường như la
bàn, quạt chạy điện một chiều, các kim loại nhiễm từ.
Với màn hình tinh thể lỏng đen trắng không tự phát sáng nên cần có ánh sáng
bên ngoài chiếu vào mới quan sát được. Về ban đêm phải trỉnh độ chiếu sáng của
đèn chiếu lên mặt máy vừa đủ quan sát tín hiệu và vân hành
Với màn hình tinh thể lỏng màu (COLOR LCD) thì độ trung thực của màu
phụ thuộc vào góc nhìn nên phải chọn góc đặt đúng để nhìn chính diện mới có kết
quả tốt.
+ Lắp đặt khối chỉ thị lên trần ca bin. Nếu thấy thuận lợi thì ta nên lựa chon
phương án này. Nó vừa tránh ánh nắng mặt trời chiếu trực tiếp lên mặt máy vừa
chống nhiễu nước mặn tốt.

+ Lắp đặt trên bàn trước mặt tay lái. Có thể đóng thêm một hộp phụ để bảo
vệ và chống nhiễm nước mặn. Nếu máy có kết hợp với định vị GPS thì nên chọn vị
trí để cùng thao tác được hải đồ.

SVTH: ĐAN XUÂN KIÊN

GVHD: Ts. TRẦN TIẾN PHỨC