- 5 -
Bố trí lại máy điều hoà nhiệt độ (nếu cần) để lợi dụng tối đa luồng không khí
mát bên ngoài các máy dư thừa được tháo đi.
Trong thời tiết quá nóng hoặc quá lạnh, nhiều gia đình đã trang bị máy điều hoà
nhiệt độ. Trước khi lắp máy, bảo đảm gian phòng thật kín, cách nhiệt tốt. Tuỳ
theo nhiệt độ trong ngày và thói quen chịu nóng (lạnh) của bạn mà điều chỉnh
nhiệt độ cho thích hợp. Nên nhớ cứ tăng 2
0
C bạn giảm được việc xả khoảng
200kg khí cacbonic mỗi năm.
Nếu đã đặt sẵn 23
0
C trở lên thì cứ tăng 0,5
0
C giảm được 3% năng lượng. Một
cách tiết kiệm năng lượng chẳng mấy ai lưu ý đến là các tấm lọc và các bộ phận
bên trong bị bẩn vì bám bụi là nguyên nhân tăng tiêu thụ điện nên bạn cần lưu ý
làm vệ sinh thường xuyên.
Giảm 50% độ chiếu sáng ở các hành lang, nhà vệ sinh và thay vào đó các đèn
compact 9W.
Kiểm tra hệ thống điện trong cơ quan.
Thay các đoạn dây bị quá tải (nếu có) bằng dây có tiết diện lớn hơn.
Thay các đoạn dây cũ, nát, rò điện bằng dây mới cùng tiết điện.
Sửa chữa các mối nối, các chỗ tiếp xúc ở cầu dao, cầu chì, phích cắm bị phát nóng
quá mức.
Treo công tơ phụ cho từng phòng
để giao chỉ tiêu điện năng tiêu thụ hàng tháng
cho từng phòng ban.
2. Giải pháp hành chính, quản lý.
Giải pháp hành chính là xây dựng một nội quy sử dụng đến trong cơ quan, công
sở, nhằm buộc CBCNV trong cơ quan phải có ý thức, nhiệm vụ và trách nhiệm tiết
kiệm đến, đảm bảo cho việc tiết kiệm điện vào nề nếp, ổn định và lâu dài như:
Quy định các chế độ và thờ
i gian sử dụng các trang thiết bị trong cơ quan hạn chế
hoặc cấm sử dụng điện ngoàii mục đích công việc.
Thường xuyên kiểm tra theo dõi việc sử dụng các trang thiết bị điện theo qui định.
Tiết kiệm điện thông qua các biệp pháp chế tài: Có chế độ thưởng, phạt và động
viên thi đua.
II. CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG TRONG GIA Đ
ÌNH.
Hiện tại trong hầu hết các gia đình vấn đề tiết kiệm điện, nước vẫn chưa được
quan tâm đúng mức. Hai nguồn năng lượng này vẫn đang sử dụng một cách không hợp
lý và tiết kiệm, đặc biệt là tiết kiệm điện và nước.
Để tiết kiệm điện, nước trong gia đình cần tuân thủ một số biện pháp sau:
L
ựa chọn thiết bị tiết kiệm điện và nước.
Lắp đặt thiết bị hợp lý, khoa học.
Điều chỉnh thói quen sử dụng đồ điện trong gia đình như máy điều hòa nhiệt độ, tủ
lạnh, quạt, máy tính, các thiết bị khác có sử dụng nguồn điện.
- 6 -
CHƯƠNG III: LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI VÀ PHẠM VI NGHIÊN
CỨU CỦA ĐỀ TÀI
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.
Qua khảo sát thực tế: vấn đề tiết kiệm điện nước ở trường ĐH Lạc Hồng đã
mang lại hiệu quả nhưng hiệu quả mang lại chưa cao.
Đối với phòng học: Các phòng học khi không có sinh viên học nhưng quạt và
bóng điện vẫn được “mở”. Hay thậm chí vẫn còn nhiều phòng học sau khi buổi
học kết thúc nhưng các thi
ết bị điện như: quạt và bóng đèn điện trong phòng vẫn
hoạt động.
Đối với các phòng ban: Trong giờ nghỉ trưa nhưng các thiết bị điện trong văn
phòng vẫn không được tắt như: máy lạnh, máy tính, quạt, đèn, vv…
Đối với toilet: Nước vẫn chưa được sử dụng tiết kiệm cụ thể là nước vẫn xả bừa
bãi, vv…
Chính vì vậ
y đề tài
“
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CÁC THIẾT BỊ TIẾT KIỆM
ĐIỆN NƯỚC CHO TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG” được nhóm thực hiện lựa chọn để
có thể góp phần tiết kiệm tiết kiệm nguồn năng lượng điện nước ở trường Đại Học Lạc
Hồng.
II. CÁC PHƯƠNG ÁN ĐỂ THỰC HIỆN TIẾT KIỆM ĐIỆN NƯỚC MỘT
CÁCH T
Ự ĐỘNG.
Dưới đây là một số phương án thiết kế phục vụ cho việc tiết kiệm điện, nước:
1. Phương án 1.
Dùng cảm biến quang kết hợp với PLC để điều khiển.
Sơ đồ khối của phương án này như sau:
Hình 2: Sơ đồ khối phương án 1.
Cảm biến quang thường dùng cảm biến quang loại phản xạ khuếch tán mà đặc
điểm của cảm biến quang là chỉ phát hiện được những vật sáng và có khả năng phản
xạ, bên cạnh đó giá thành cảm biến quang và PLC khá cao. Do đó, phương án này có
tính khả thi không cao.
Cảm biến
quang
PLC
Thiết bị
đóng cắt
- 7 -
2. Phương án 2.
Dùng Camera hồng ngoại kết nối với máy tính.
Sơ đồ khối của phương án này như sau:
Hình 3: Sơ đồ khối phương án 2.
Ưu điểm: Camera hồng ngoại có thể phát hiện được hầu hết các vật kể cả ban đêm.
Nhược điểm: mạch điều khiển phức tạp và giá thành Camera cao. Yêu cầu khả năng
lập trình tốt.
3. Phương án 3.
Dùng cảm biến siêu âm kết hợp với PLC.
Sơ đồ khối của phương án này như sau:
Hình 4: Sơ đồ khối phương án 3.
Ưu điểm: Cảm biến siêu âm có khoảng cách phát hiện lên đến 6m, có thể điều chỉnh
được, không bị ảnh hưởng bởi màu sắc, tính chất bề mặt vật thể,
độ chính xác cao.
Nhược điểm: Đắt tiền, chi phí đầu tư lớn.
4. Phương án 4.
Dùng cảm biến chuyển động PIR kết hợp với vi xử lý.
Sơ đồ khối của hệ thống:
Hình 5: Sơ đồ khối phương án 4.
Ưu điểm:
PIR có khả năng thu bức xạ hồng ngoại do con người hay đối tượng tạo ra, khi đối
tương đó di chuy
ển trong vùng hoạt động của cảm biến.
Không phát hiện thú nuôi dưới 15kg như mèo, chó, côn trùng, chuột hoặc chim,…
Chi phí thấp, khoảng cách phát hiện lên đến 12m, có vùng bao phủ tối đa 9mx9m.
PIR
Vi xử lý
Thiết bị
đóng cắt
Camera
hồng ngoại
Máy tính
Thiết bị
đóng cắt
Cảm biến
siêu âm
PLC
Thiết bị
đóng cắt
- 8 -
Nhược điểm:
Không phát hiện được con người hay đối tượng đứng yên.
Dễ tác động sai nếu như có nguồn nhiệt với bước sóng phù hợp nằm trong vùng
phát hiện của cảm biến.
5.
Phương án 5.
Dùng Real time định thời gian kết hợp với vi xử lý đóng cắt thiết bị cấp nguồn
điện cho thiết bị đúng thời gian qui định.
Sơ đồ khối của hệ thống:
Hình 6: Sơ đồ khối phương án 5.
Ưu điểm:
Có thể hiển thị thời gian, ngày, tháng, năm và thông báo tình trạng hoạt động của
thiết bị thông qua màn hình LCD.
Real time sử dụng DALLAS DS 12C887 có khả năng đọc thời gian và cho phép
xuất tín hiệu ngõ ra tại thời điểm cài đặt trong chương trình để đóng cắt thiết bị.
Có thể chỉnh được thời gian đóng mở thiết bị
khi sử dụng ngoài thời gian cài đặt
hoặc sử dụng vào ngày chủ nhật và các ngày lễ bằng các phím chỉnh có ở trên hệ
thống.
Chi phí thấp, hiệu quả, chính xác và tiết kiệm.
Nhược điểm:
Còn phải phụ thuộc vào ý thức của người sử dụng.
Phương án khắc phục:
Lắp thêm thiết bị đóng mở bằng tay (đóng CB) để điều khiển thiế
t bị nếu muốn sử
dụng thêm ngoài thời gian cài đặt.
III. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN.
Sau khi đã tham khảo và nhận xét các phương án thiết kế, nhóm thực hiện lựa
chọn phương án 4: Dùng cảm biến chuyển động PIR kết hợp vi xử lý để thực hiện tiết
kiệm nước cho toilet và phương án 5: Dùng Real time định thời gian kết hợp với vi xử
lý để thực hi
ện tiết kiệm điện cho các máy điều hòa nhiệt độ của các văn phòng khoa
và các phòng ban có sử dụng máy điều hòa nhiệt độ.
Real Rime
Vi xử lý
Thiết bị
đóng cắt
- 9 -
IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI.
Xuất phát từ vấn đề thực tế về tiết kiệm năng lượng ở trường Đại Học Lạc Hồng;
và trên cơ sở tham khảo một số phương pháp và mô hình tiết kiệm của một số công ty
và trường học: như trường ĐH SP kỹ thuật T.P HCM, công ty Fujitsu Việt Nam,…. Từ
đó nhóm nghiên cứu đã lên phương án xây dựng và thiết k
ế các thiết bị nhằm tiết kiệm
điện và nước một cách tối ưu nhằm: hạn chế đến mức thấp nhất việc sử dụng thiết bị
lãng phí, mang lại hiệu quả cao hơn trong việc tiết kiệm năng lượng điện, nước cho
trường Đại Học Lạc Hồng. Các thiết bị đã thực sự mang lại hiệu quả về
công nghệ.
V. TẦM QUAN TRỌNG VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA ĐỀ TÀI.
Hạn chế đến mức thấp nhất việc sử dụng thiết bị lãng phí, mang lại hiệu quả cao
hơn trong việc tiết kiệm năng lượng điện, nước.
Đề tài đã được thiết kế và thi công theo yêu cầu của phòng quản trị thiết bị
trường ĐH Lạc Hồng. V
ới bộ tiết kiệm điện dùng để đóng mở nguồn điện máy điều
hòa nhiệt độ theo thời gian cài đặt và bộ tiết kiệm nước dùng để đóng mở nguồn nước
tự động.
VI. HẠN CHẾ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI.
Do thời gian thực hiện của đề tài còn hạn nên nhóm chỉ tập trung nghiên cứu và
thi công bộ tiết kiệm n
ước dùng để đóng mở nguồn nước tự động và bộ thiết bị tiết
kiệm điện dùng để đóng mở nguồn điện cấp cho máy điều hòa nhiệt độ tự động theo
thời gian cài đặt. Nhóm thực hiện mong muốn các bộ tiết kiệm này có thể được ứng
dụng ở rộng ở trường Đại Học Lạc Hồng. Và có thể
được ứng dụng trong các công ty,
xí nghiệp,….
Mặc dù có nhiều cố gắng trong quá trình tìm hiểu và thực hiện nhưng vì những
hạn chế về kiến thức, kinh nghiệm nên không thể tránh khỏi những nhầm lẫn và sai
sót. Nhóm thực hiện chúng em rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô giáo
và các bạn sinh viên để đề tài của chúng em có thể hoàn thiện hơn.
- 10 -
PHẦN II: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
CHƯƠNG I : HỆ THỐNG TIẾT KIỆM NƯỚC
I. SƠ ĐỒ KHỒI VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG.
1. Sơ đồ khối.
Hình 7: Sơ đồ khối của hệ thống tiết kiệm nước.
Với:
Tín hiệu đầu vào là người hoặc các đối tượng phát ra tia hồng ngoại mà PIR có thể
thu được.
PIR là bộ thu các tia hồng ngoại do người hoặc các đối tượng phát ra tín hiệu hồng
ngoại để xuất tín hiệu ngõ ra của PIR đưa vào vi xử lý.
Bộ điều khiển sử dụng vi xử lý nhậ
n tín hiệu từ ngõ ra của bộ thu tín hiệu hồng
ngoại để tác động ngõ ra điều khiển đóng mở thiết bị ( van điện, chuông điện…).
Thiết bị đóng cắt là khối động lực sử dụng Relay để đóng mở thiết bị.
Nguồn cung cấp là điện áp 220 VAC qua biến áp để cấp điện áp 5 VDC cho bộ
điều khiể
n.
2. Nguyên lý hoạt động.
Khi PIR nhận biết có sự hiện diện của người di chuyển, khi đã xác nhận chắc
chắn có người, PIR xuất tín hiệu ở ngõ ra đưa vào bộ điều khiển xuất tín hiệu để đóng
các thiết bị đóng cắt. Khi người không còn trong phòng nữa thì chương trình sẽ tạo
một khoảng thời gian trễ phù hợp. Nếu sau thời gian cài đặt mà không có sự hiện di
ện
của người bộ điều khiển sẽ nhận tín hiệu của PIR kiểm tra chắc chắn còn người hay
không, nếu không còn thì sẽ xuất tín hiệu ngắt các thiết bị đóng cắt.
3. Khu vực lắp đặt.
Khu vực lắp đặt là các phòng toilet, các khu vệ sinh công cộng có sử dụng nguồn
nước.
Người -
Đối tượng
Nguồn cung cấp
Module
PIR
Bộ
điều khiển
Thiết bị
đóng cắt
- 11 -
Hình 8: Sơ đồ khối lắp đặt thực tế hệ thống đóng mở nước tự động.
II. GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ CÓ TRONG HỆ THỐNG.
1. Cảm biến chuyển động PIR.
a. Giới thiệu về hồng ngoại.
Tia hồng ngoại tồn tại trong phổ trường điện từ, có bước sóng dài hơn bước sóng
của ánh sáng có thể nhìn th
ấy được. Tia hồng ngoại không thể nhìn thấy nhưng có
thể phát hiện được nhờ vào những trang thiết bị chuyên dụng. Những vật sinh ra
nhiệt năng đều sinh ra tia hồng ngoại, bao gồm cả động vật và con người, bước sóng
của con người sinh ra vào khoảng 9.4 µm.[5]
b. Cấu trúc và hoạt động của PIR.
PIR (P
ryelectric Infrared Radial sensor) tức cảm biến phát hiện tia hồng ngoại.
Nguyên lý hoạt động và cách bố trí:
Nguyên tắc chung của PIR là thu tia hồng ngoại do con người hay đối tượng tạo
ra hồng ngoại khi đối tượng đó di chuyển trong vùng hoạt động của cảm biến. Hiện có
3 loại PIR là: PIR D203S-e, D203B-e và PIR 325. Mỗi PIR có khoảng cách phát hiện
(vùng hoạt động) khác nhau.
Ví dụ: vùng hoạt động của cảm biến PIR325 vào khoảng 1,3 mét, nhưng hoạt
động ổn định trong khoảng 1,2 mét.
Trong đầu thu PIR có 2 phiến cảm ứ
ng hồng ngoại, khi có tia hồng ngoại được
hấp thụ không đồng thời trên hai phiến thu, 2 phiến này tạo ra 1 áp rất nhỏ gần như tín
hiệu nhiễu và có độ lệch nhau, tín hiệu này được đưa vào chân FET như hình 9.
- 12 -
Như chúng ta đã biết ánh sáng hồng
ngoại thường bị nhiễu, điều đó làm cho PIR
tác động nhầm lẫn. Vì vậy người ta thiết kế
thêm bộ khuếch đại và bộ so sánh cho PIR.
Đồng thời để tăng khoảng cách phát hiện của
PIR thì người ta dùng thêm một gương cầu có
nhiệm vụ tập trung tất cả ánh sáng hồng ngoại
vào đầu thu của PIR. Đó là gương cầu (thấu
kính)
Fresnel.
Gương cầu Fresnel là loại thấu kính do
Augustin-Jean Fresnel chế tạo. Đó là loại
thấu kính hội tụ, có 2 loại thấu kính: một loại
có mặt trước lồi, nhẵn bóng. Loại thứ 2, mặt
trước phẳng, mặt sau có hình răng cưa. Thấu
kính Fresnel là một loại thấu kính có bề mặt
ghép lại từ các phần của mặt cầu, làm giảm độ dày của thấu kính và do
đó giảm trọng
lượng và giảm độ tiêu hao ánh sáng do sự hấp thụ của thủy tinh làm kính.
Hình 10: Một số hình ảnh của thấu kính Fresnel.
Hình 11: cấu tạo của thấu kính Fresnel.
Thấu kính Fresnel có khả năng thu ánh sáng hồng ngoại có bước sóng trong
khoảng từ 8 đến 14 µm và có độ nhạy cao với bước sóng hồng ngoại do con người
tạo ra (khoảng 9,4 µm). Ánh sáng hồng ngoại đi qua gương cầu Fresnel sẽ hội tụ tại
một điểm, đó là đầu thu của PIR.
Do môi trường có rất nhiều nguồn hồng ngoại như nguồn nhiệt, ánh sáng mặ
t
trời, máy tính, vv Nên việc nhận biết sự hiện diện của người trong vùng làm việc chỉ
Hình 9: Cấu trúc PIR.
Bức xạ
hồng ngoại
Gương lồi
Gương Fresnel
- 13 -
ở mức tương đối cho nên ngõ ra của PIR được nối với bộ khuếch đại. Ở tầng thứ nhất
của bộ khuếch đại tín hiệu được khuếch đại 100 lần, ở tầng 2 khuếch đại 100 lần, sau
khi khuếch đại tín hiệu đi vào mạch so sánh, tại đây tín hiệu được lọc nhiễu và cho tín
hiệu ra ở 3,5 đến 3,9 VDC. Tất cả được tích hợp trong khố
i module.
Để tăng độ nhạy và khoảng cách của PIR nhóm thực hiện dùng module PIR.
Sơ đồ khối module PIR:
Hình 12: Sơ đồ khối của module PIR.
Dưới đây là hình ảnh thực tế khối module PIR:
Hình 13: Hình ảnh thực tế module PIR.
Cách bố trí: Tùy theo từng địa điểm mà có cách bố trí hợp lý.
Hình 14: Cách bố trí và góc quét của module PIR theo phương ngang trên tường.
So sánh
Khuếch đại
Tia hồng
n
goại
Thấu kính
Tín hiệu
Kính lọc
hồng ngoại
- 14 -
Vùng quét của PIR:
Hình 15: Vùng quét của PIR.
Vùng phát hiện của PIR:
Hình 16: Vùng phát hiện của PIR.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét