Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong các hệ thống công nghiệp, y học, phòng thí nghiệm và chế biến vật liệu, việc kiểm soát và duy trì nhiệt độ ổn định tại một không gian xác định đóng vai trò cốt lõi nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm và an toàn vận hành. Lò nhiệt là đối tượng điều khiển điển hình chuyển hóa năng lượng điện thành nhiệt năng, tuy nhiên bản chất động học của lò nhiệt mang tính phi tuyến cao với đặc trưng là khâu quán tính bậc cao, thường được xấp xỉ về dạng khâu quán tính bậc nhất có trễ pha. Đặc tính trễ và quán tính nhiệt lớn khiến việc điều khiển nhiệt độ bằng các phương pháp đóng/ngắt (ON/OFF) thông thường dễ gây ra dao động lớn quanh điểm đặt, vọt lố cao và sai số xác lập không mong muốn.

Đề tài "Bộ điều khiển nhiệt độ lò nhiệt sử dụng giải thuật PID" do sinh viên Phạm Tuấn Kiệt và Thái Văn Thanh Hoàng thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Trần Đức Thiện tại Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM (năm học 2022 - 2023) tập trung giải quyết bài toán cân bằng giữa độ ổn định, thời gian đáp ứng và khả năng triệt tiêu sai số xác lập cho mô hình lò nhiệt quy mô nhỏ.

Mục tiêu cụ thể của đề tài bao gồm các nhiệm vụ:

  1. Thiết kế và xây dựng bộ điều khiển nhiệt độ lò nhiệt sử dụng phương pháp PID.
  2. Đánh giá hiệu suất của hệ thống điều khiển nhiệt độ, đảm bảo nhiệt độ được duy trì ổn định và chính xác trong suốt quá trình hoạt động.
  3. So sánh hiệu quả và độ chính xác của hệ thống điều khiển nhiệt độ sử dụng phương pháp PID so với phương pháp điều khiển cổ điển.
  4. Đề xuất các cải tiến và phát triển cho hệ thống điều khiển nhiệt độ sử dụng phương pháp PID trong tương lai.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quá trình điều khiển nhiệt độ của mô hình lò nhiệt công suất nhỏ (sử dụng buồng nhiệt thùng xốp kích thước $31\text{ cm} \times 21\text{ cm} \times 25\text{ cm}$, nguồn nhiệt từ bóng đèn sợi đốt xoay chiều 220V).
  • Phạm vi nghiên cứu: Mô hình hóa đối tượng nhiệt theo khâu quán tính bậc nhất có trễ, thiết kế mạch điện tử công suất điều khiển góc mở Triac đồng bộ pha điện lưới 50Hz, lập trình thuật toán PID rời rạc trên vi điều khiển Arduino Uno và xây dựng giao diện giám sát máy tính (GUI) qua giao tiếp nối tiếp UART.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và mô hình điều khiển

Hệ thống sử dụng lý thuyết điều khiển tự động kinh điển với thuật toán vi - tích phân tỉ lệ (PID - Proportional-Integral-Derivative). Tín hiệu điều khiển $u(t)$ liên tục được tính toán dựa trên sai số $e(t) = SP - PV$ giữa giá trị đặt (Set Point - $SP$) và giá trị phản hồi đo được (Process Value - $PV$):

$$u(t) = K_p e(t) + K_i \int_{0}^{t} e(\tau)d\tau + K_d \frac{de(t)}{dt}$$

Để thực thi trên vi điều khiển, phương trình vi tích phân được rời rạc hóa với chu kỳ lấy mẫu $T$. Thuật toán PID vận hành theo dạng phương trình sai phân tính toán tín hiệu điều khiển tại chu kỳ hiện tại dựa trên sai số các bước trước ($E, E_1, E_2$) và tín hiệu điều khiển bước trước ($LastOutput$):

$$\alpha = 2 T K_p + K_i T^2 + 2 K_d$$ $$\beta = T^2 K_i - 4 K_d - 2 T K_p$$ $$\gamma = 2 K_d$$ $$Output = \frac{\alpha E + \beta E_1 + \gamma E_2 + 2 T \cdot LastOutput}{2 T}$$

Ảnh hưởng định tính của từng thông số PID đến chất lượng đáp ứng vòng kín được tổng hợp theo bảng sau:

Thông số Thời gian khởi động Quá độ / Vọt lố Thời gian xác lập Sai số ổn định ($e_{ss}$) Độ ổn định hệ thống
$K_p$ Giảm Tăng Thay đổi nhỏ Giảm Giảm
$K_i$ Giảm Tăng Tăng Giảm đáng kể Giảm cấp
$K_d$ Giảm ít Giảm ít Giảm ít Về lý thuyết không đổi Cải thiện nếu $K_d$ nhỏ

Phương pháp nghiên cứu và thực nghiệm

  • Phương pháp mô hình hóa và mô phỏng: Mô phỏng sơ đồ nguyên lý mạch điện tử công suất, mạch phát hiện điểm 0 và mạch kích Triac trên phần mềm Proteus nhằm kiểm tra dạng sóng xung ngõ ra và tính đồng bộ pha trước khi gia công mạch in thực tế.
  • Phương pháp thiết kế phần cứng: Kết hợp vi điều khiển ATmega328P với cảm biến nhiệt độ tuyến tính và các tầng cách ly quang (Optocoupler) bảo vệ vi xử lý khỏi điện áp lưới 220VAC.
  • Phương pháp chỉnh định tham số: Áp dụng phương pháp dò tham số thủ công (Manual Tuning) trực tiếp trên mô hình thực nghiệm: ban đầu đặt $K_i = 0, K_d = 0$, tăng dần $K_p$ đến khi hệ thống bắt đầu dao động quanh điểm đặt, sau đó hiệu chỉnh kết hợp $K_i$ và $K_d$ nhằm đạt trạng thái đáp ứng ổn định, không vọt lố và triệt tiêu sai số xác lập.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Thiết kế phần cứng và nguyên lý hoạt động

Hệ thống phần cứng bao gồm các khối chính: khối xử lý trung tâm, khối cảm biến nhiệt, khối phát hiện điểm 0 (Zero-Crossing Detector), khối công suất điều khiển góc kích Triac và buồng nhiệt.

Tên linh kiện / Thiết bị Thông số kỹ thuật chính Số lượng Vai trò trong hệ thống
Arduino Uno ATmega328P, 16MHz, 14 Digital I/O, 6 Analog In, Flash 32KB, SRAM 2KB 1 Khối xử lý trung tâm, tính toán giải thuật PID và giao tiếp UART
Cảm biến LM35 Nguồn 4-30VDC, dải đo $-55^\circ\text{C}$ đến $150^\circ\text{C}$, độ nhạy $10\text{ mV}/^\circ\text{C}$, sai số $0.25^\circ\text{C}$ 1 Đo nhiệt độ thực tế trong buồng nhiệt, xuất điện áp tương tự về chân A0
Opto PC817 Gói DIP 4 chân, cách ly quang NPN transistor, $I_C = 50\text{mA}$, $V_{CEO} = 80\text{V}$, $f = 80\text{kHz}$ 1 Cách ly và truyền tín hiệu xung điểm 0 từ lưới điện về vi điều khiển
Opto MOC3021 Optocoupler điều khiển Triac non-zero-cross, $V_{out} = 400\text{V}$, $I_{peak} = 1\text{A}$, $I_{FT} = 15\text{mA}$ 1 Cách ly quang và kích dẫn cực G của Triac theo xung điều khiển
Triac BTA16 $V_{DRM} = 600\text{V}$, $I_{T(RMS)} = 16\text{A}$, $V_{GT} = 1.5\text{V}$, $I_{GT} = 100\text{mA}$ 1 Van bán dẫn công suất đóng ngắt dòng điện AC cấp cho bóng đèn
Diode Zener 1N4732A Điện áp ghim $V_Z = 4.7\text{V}$, công suất $1\text{W}$ 1 Ghim mức điện áp định mức cho LED phát quang của PC817
Cầu Diode Điện áp cực đại $1000\text{V}$, dòng tối đa $50\text{A}$ 1 Chỉnh lưu toàn kỳ 220VAC thành các bán kỳ dương 100Hz
Tải nhiệt Bóng đèn sợi đốt dây tóc vonfram, nguồn 220VAC, dải 25W - 150W 1 Phần tử chuyển đổi điện năng thành nhiệt năng
Buồng lò nhiệt Thùng xốp giữ nhiệt kích thước $31\text{ cm} \times 21\text{ cm} \times 25\text{ cm}$ 1 Môi trường đối tượng nhiệt chứa đèn và cảm biến

Nguyên lý điều khiển công suất:

  1. Mạch phát hiện điểm 0: Điện áp lưới 220VAC/50Hz sau khi qua cầu diode được chỉnh lưu thành chuỗi bán kỳ dương tần số 100Hz (chu kỳ nửa sóng $T_{half} = 10\text{ ms}$). Khi điện áp xuống gần 0V, diode Zener ngưng dẫn làm LED của PC817 tắt, tạo ra xung điện áp 5V đưa vào chân ngắt ngoài Digital Pin 2 của Arduino Uno để xác lập thời điểm gốc của mỗi nửa chu kỳ.
  2. Mạch kích Triac: Sau khi nhận tín hiệu ngắt điểm 0, vi điều khiển tính toán thời gian trễ $t_{delay} \in [0, 10]\text{ ms}$ tương ứng với góc mở $\alpha$. Hết thời gian trễ, chân Digital Pin 7 phát một xung ngắn ($100,\mu\text{s}$) kích mở MOC3021, từ đó dẫn dòng kích cực G của Triac BTA16. Khi $\alpha = 0^\circ$ ($t_{delay} = 0$), Triac dẫn trọn chu kỳ (công suất 100%); khi $\alpha = 180^\circ$ ($t_{delay} = 10\text{ ms}$), Triac ngưng dẫn hoàn toàn (công suất 0%).

Thiết kế phần mềm và giao diện giám sát (GUI)

Phần mềm hệ thống được phân tách thành hai tầng:

  1. Firmware vi điều khiển (Arduino C++):

    • Đọc giá trị tương tự từ cảm biến LM35 tại kênh A0, lấy trung bình 10 mẫu liên tiếp để khử nhiễu: $NhietDo = \frac{\sum_{i=1}^{10} ADC_i \times \frac{5}{1023} \times 100}{10}$.
    • Khởi tạo thư viện TimerOne định thời chu kỳ lấy mẫu và thuật toán PID với $T = 1\text{ s}$.
    • Tín hiệu điều khiển $Output$ được giới hạn bão hòa trong khoảng $[0, 10]$, quy đổi thời gian kích trễ: $thoigian = 10 - Output$.
    • Nhận chuỗi định dạng tham số từ máy tính qua UART theo giao thức chuỗi: *Kp#Ki^Kd$NhietDoDat\n.
    • Gửi dữ liệu định kỳ lên máy tính theo cấu trúc phân tách bằng dấu phẩy: nhietdo,saiso,output\n.

  2. Ứng dụng giám sát máy tính (C# Windows Forms):

    • Sử dụng thư viện ZedGraph để trực quan hóa đồ thị thời gian thực cho ba thông số: Đáp ứng nhiệt độ ngõ ra, Sai số điều khiển ($e(t)$) và Tín hiệu điều khiển ($u(t)$).
    • Kiến trúc giao diện 3 Tab:
      • Tab 1: Giới thiệu tổng quan đề tài và thông tin nhóm tác giả.
      • Tab 2: Cấu hình cổng truyền thông Serial (cổng COM, tốc độ Baudrate từ 1200 đến 115200 bps, Databits).
      • Tab 3: Bảng điều khiển trung tâm, cho phép nhập các hệ số $K_p, K_i, K_d$, giá trị nhiệt độ đặt ($SP$), các nút nhấn Kết nối/Ngắt kết nối, Gửi dữ liệu và Xóa đồ thị.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN

Chương 1 trình bày tính cấp thiết của việc áp dụng giải thuật điều khiển tự động trong kiểm soát nhiệt độ lò nhiệt. Tác giả phân tích các thách thức kỹ thuật bao gồm tính phi tuyến, quán tính nhiệt lớn, trễ pha và nhiễu môi trường. Nội dung chương xác định 4 mục tiêu nghiên cứu cụ thể, giới hạn đối tượng nghiên cứu là lò nhiệt công suất nhỏ sử dụng bóng đèn sợi đốt, tổng quan các hướng tiếp cận PID truyền thống và PID tối ưu hóa trong và ngoài nước, đồng thời vạch rõ quy trình 6 bước thực hiện từ xác định mục tiêu đến tinh chỉnh hệ thống.

CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương 2 thiết lập nền tảng lý thuyết về hệ thống nhiệt điện và bộ điều khiển PID. Tác giả phân tích cấu trúc tổng quát của lò nhiệt gồm nguồn AC, cơ cấu chuyển đổi công suất, mạch điều khiển và cảm biến nhiệt. Phần lý thuyết điều khiển trình bày chi tiết cấu trúc hàm truyền của ba khâu tỉ lệ (P), tích phân (I), vi phân (D), phương pháp rời rạc hóa thuật toán để cài đặt vào vi xử lý, và phân tích chi tiết tác động của việc tăng giảm từng thông số ($K_p, K_i, K_d$) đến các chỉ tiêu chất lượng quá độ (thời gian khởi động, độ vọt lố, thời gian xác lập, sai số tĩnh).

CHƯƠNG 3 : GIỚI THIỆU HỆ THỐNG

Chương 3 mô tả chi tiết sơ đồ khối chức năng và nguyên lý hoạt động của từng module phần cứng và phần mềm. Nội dung chương bao gồm:

  • Sơ đồ nguyên lý và mô phỏng trên Proteus của mạch phát hiện điểm 0 (dùng cầu diode, Zener 4.7V, Opto PC817) và mạch kích công suất Triac (dùng MOC3021 và BTA16).
  • Công thức tính toán dòng điện hiệu dụng $I_{hd}$ cấp cho tải nhiệt theo góc kích mở van $\alpha$.
  • Bảng thông số kỹ thuật chi tiết của các linh kiện: Arduino Uno (ATmega328P), cảm biến nhiệt LM35, đèn sợi đốt dây tóc vonfram, các bộ cách ly quang và linh kiện bán dẫn.
  • Thiết kế tổng thể giao diện WinForms viết bằng C# và cơ chế truyền thông nối tiếp qua giao thức UART.

CHƯƠNG 4 : THI CÔNG MÔ HÌNH, THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ

Chương 4 ghi nhận toàn bộ quá trình chế tạo mô hình thực tế, lập trình hệ thống và kết quả thử nghiệm:

  • Hình ảnh thi công phần cứng thực tế của mạch điểm 0, mạch kích Triac, kết cấu buồng lò nhiệt bên trong và bên ngoài thùng xốp.
  • Thiết kế chi tiết 3 Tab giao diện người dùng, thuật toán xử lý sự kiện DataReceived và mã hóa chuỗi truyền/nhận dữ liệu nối tiếp.
  • Trình bày toàn bộ mã nguồn chương trình C# WinForms và chương trình Arduino IDE sử dụng thư viện TimerOne.
  • Dữ liệu thực nghiệm qua quá trình tinh chỉnh tham số PID và đồ thị đáp ứng nhiệt độ thực tế của hệ thống.

CHƯƠNG 5 : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Chương 5 đúc kết các kết quả đạt được sau quá trình thi công và thử nghiệm, khẳng định hệ thống đã vận hành ổn định và đạt các chỉ tiêu kỹ thuật đề ra. Đồng thời, tác giả đề xuất các định hướng nghiên cứu mở rộng trong tương lai nhằm nâng cao chất lượng điều khiển.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật thực nghiệm

Sau quá trình tinh chỉnh tham số trực tiếp trên mô hình lò nhiệt, nhóm tác giả đã xác định được bộ thông số điều khiển tối ưu:

  • Hệ số tỉ lệ: $K_p = 4$
  • Hệ số tích phân: $K_i = 0$
  • Hệ số vi phân: $K_d = 0$

Chất lượng đáp ứng ngõ ra của hệ thống ghi nhận được từ thực nghiệm:

  • Sai số xác lập ($e_{ss}$): Xấp xỉ bằng 0 ($e_{ss} \approx 0$).
  • Thời gian xác lập ($t_{xl}$): Xấp xỉ 30 giây ($t_{xl} \approx 30\text{ s}$).
  • Độ vọt lố ($\sigma%$): Xấp xỉ bằng 0, đường đáp ứng nhiệt độ bám sát điểm đặt một cách êm thuận, không xuất hiện hiện tượng dao động quá độ quanh giá trị đặt.
  • Độ ổn định: Hệ thống duy trì trạng thái làm việc ổn định, mạch công suất đóng cắt an toàn, không xảy ra hiện tượng mất đồng bộ xung kích điểm 0.

Đóng góp của đề tài

  1. Làm chủ giải pháp điều khiển pha (Phase Angle Control) cho tải xoay chiều 220VAC: Thiết kế và phối hợp thành công mạch phát hiện điểm 0 với mạch kích Triac cách ly quang, giải quyết triệt để vấn đề đồng bộ hóa chu kỳ lưới điện 50Hz trên nền tảng vi điều khiển phổ thông.
  2. Xây dựng công cụ phần mềm giám sát trực quan: Phát triển hoàn chỉnh giao diện C# WinForms tích hợp thư viện ZedGraph cho phép người vận hành quan sát đồng thời 3 đồ thị (nhiệt độ, sai số, tín hiệu điều khiển) và thay đổi linh hoạt các tham số PID trực tiếp từ máy tính mà không cần nạp lại mã nguồn cho vi điều khiển.
  3. Cung cấp mô hình học cụ hoàn chỉnh: Đồ án là tài liệu thực hành hoàn chỉnh kết hợp liên ngành giữa điện tử công suất, kỹ thuật vi điều khiển, lý thuyết điều khiển tự động và lập trình phần mềm giao tiếp máy tính.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

  • Quy mô mô hình mang tính chất thực nghiệm phòng thí nghiệm: Buồng nhiệt làm bằng thùng xốp kích thước nhỏ ($31\text{ cm} \times 21\text{ cm} \times 25\text{ cm}$) với công suất gia nhiệt thấp từ bóng đèn sợi đốt, chưa đánh giá trên các hệ thống lò nhiệt công nghiệp có công suất lớn và độ nhiễu môi trường khắc nghiệt.
  • Phương pháp chỉnh định thông số: Vẫn sử dụng phương pháp tinh chỉnh thủ công (Manual Tuning), kết quả thực nghiệm đạt đáp ứng tốt nhất ở dạng tỉ lệ thuần túy ($K_p = 4, K_i = 0, K_d = 0$), chưa khai thác và đánh giá sâu đáp ứng khi kết hợp đầy đủ cả 3 khâu tích phân và vi phân trong các điều kiện tải biến thiên phức tạp.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Áp dụng các giải thuật điều khiển hiện đại và thông minh: Tích hợp giải thuật điều khiển mờ (Fuzzy Logic), điều khiển nơ-ron, giải thuật di truyền (GA) hoặc điều khiển dự báo mô hình (MPC) để tự động nhận dạng đối tượng và tự động chỉnh định tham số PID (Auto-tuning).
  • Nâng cấp phần cứng và đối tượng điều khiển: Mở rộng nghiên cứu trên các lò nung công nghiệp thực tế với công suất lớn hơn, sử dụng thanh điện trở gia nhiệt chuyên dụng và cảm biến nhiệt độ chuẩn công nghiệp (như cặp nhiệt điện Can K, PT100).
  • Phát triển giao tiếp không dây và IoT: Bổ sung module kết nối không dây (Wi-Fi, Bluetooth) để giám sát và điều khiển nhiệt độ lò nhiệt từ xa qua nền tảng Web Server hoặc ứng dụng di động.

Giá trị tham khảo

Báo cáo đồ án là tài liệu tham khảo kỹ thuật cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, Kỹ thuật Cơ điện tử, Kỹ thuật Điện - Điện tử khi thực hiện đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp hoặc các bài thí nghiệm điều khiển quá trình.
  • Kỹ sư và người nghiên cứu cần tìm hiểu thiết kế thực tế mạch phát hiện điểm 0 (Zero-Crossing) và mạch kích van công suất Triac điều khiển điện áp xoay chiều 220VAC.
  • Lập trình viên nhúng cần mẫu cấu trúc chương trình giao tiếp dữ liệu nối tiếp hai chiều giữa Arduino và ứng dụng C# WinForms kết hợp vẽ đồ thị thời gian thực bằng thư viện ZedGraph.

Câu hỏi thường gặp

1. Mô hình buồng nhiệt trong đồ án được thiết kế với kích thước và thiết bị tạo nhiệt như thế nào?
Môi trường buồng nhiệt được chế tạo từ thùng xốp có kích thước vật lý $31\text{ cm} \times 21\text{ cm} \times 25\text{ cm}$. Bên trong buồng nhiệt đặt một bóng đèn sợi đốt dây tóc vonfram sử dụng nguồn điện xoay chiều 220VAC làm cơ cấu tạo nhiệt và một cảm biến nhiệt độ bán dẫn LM35 để phản hồi nhiệt độ.

2. Mạch phát hiện điểm 0 (Zero-Crossing) sử dụng những linh kiện nào và nguyên lý tạo xung đồng bộ ra sao?
Mạch gồm cầu diode nắn dòng 220VAC thành điện áp bán kỳ dương tần số 100Hz, kết hợp diode Zener 1N4732A ($V_Z = 4.7\text{V}$) và bộ cách ly quang Opto PC817. Khi điện áp tức thời nhỏ hơn $V_Z$, Zener ngưng dẫn làm LED trong Opto tắt, kéo ngõ ra lên mức cao 5V cấp vào chân ngắt ngoài Digital Pin 2 của Arduino Uno để xác định chính xác thời điểm điện áp xoay chiều đi qua điểm 0.

3. Mạch kích công suất Triac điều chỉnh nhiệt độ của bóng đèn theo nguyên lý nào?
Hệ thống điều khiển công suất bằng phương pháp thay đổi góc kích mở $\alpha$ của Triac BTA16 thông qua tầng cách ly Opto MOC3021. Sau mỗi điểm 0, vi điều khiển định thời một khoảng trễ $t_{delay}$ từ 0 đến 10 ms (tương ứng nửa chu kỳ). Khi phát xung kích cực G, Triac dẫn dòng cho phần còn lại của bán kỳ, từ đó thay đổi điện áp và dòng điện hiệu dụng cấp cho bóng đèn sợi đốt.

4. Dữ liệu giữa ứng dụng C# WinForms và Arduino Uno được truyền nhận qua giao thức nào?
Hệ thống sử dụng giao tiếp nối tiếp UART qua cổng COM. Từ C# sang Arduino, dữ liệu tham số được đóng gói theo định dạng chuỗi: *Kp#Ki^Kd$NhietDoDat\n. Từ Arduino lên C#, dữ liệu phản hồi được gửi định kỳ dưới dạng chuỗi: nhietdo,saiso,output\n và được C# bắt sự kiện qua hàm SerialPort.DataReceived để vẽ đồ thị ZedGraph.

5. Bộ thông số điều khiển tối ưu tìm được qua thực nghiệm là bao nhiêu và đáp ứng ngõ ra đạt được kết quả gì?
Qua quá trình tinh chỉnh thủ công, bộ thông số tối ưu đạt được là $K_p = 4, K_i = 0, K_d = 0$. Với thông số này, hệ thống đạt sai số xác lập xấp xỉ bằng 0 ($e_{ss} \approx 0$), thời gian xác lập khoảng 30 giây ($t_{xl} \approx 30\text{ s}$), độ vọt lố bằng 0 và hệ thống vận hành hoàn toàn ổn định.

Kết luận

Đồ án "Bộ điều khiển nhiệt độ lò nhiệt sử dụng giải thuật PID" của nhóm tác giả tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM đã hoàn thành thiết kế, chế tạo và thử nghiệm thành công mô hình điều khiển nhiệt độ buồng lò quy mô nhỏ. Bằng việc kết hợp mạch phát hiện điểm 0, mạch kích Triac công suất, thuật toán PID rời rạc trên Arduino Uno và giao diện giám sát C# WinForms, hệ thống đã kiểm soát chính xác nhiệt độ với sai số xác lập xấp xỉ 0 và thời gian xác lập khoảng 30 giây. Công trình là tài liệu tham khảo có giá trị cao về mặt kỹ thuật triển khai cho các đề tài nghiên cứu và giảng dạy trong lĩnh vực điều khiển tự động và điện tử công suất.