CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Giới thiệu các linh kiện, thiết bị sử dụng thiết kế hệ thống, giao thức. Chương 3: Tính Toán Và Thiết Kế Hệ Thống Tính toán thiết kế, đưa ra sơ đồ nguyên lí của hệ thống. Chương 4: Thiết Kế Hệ Thống Thiết kế hệ thống, lưu đồ, đưa ra giải thuật và chương trình. Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét, Đánh Giá Đưa ra kết quả đạt được sau một thời gian nghiên cứu, một số hình ảnh của hệ thống, đưa ra những nhận xét, đánh giá toàn bộ hệ thống.
Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển Trình bày những kết luận về hệ thống những phần làm rồi và chưa làm, đồng thời nếu ra hướng phát triển cho hệ thống. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 3 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 GIỚI THIỆU VỀ LED 2.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động LED (Light-Emitting-Diode) là một thiết bị bán dẫn phát ra ánh sáng nhìn thấy được khi có dòng điện đi qua nó. Về cơ bản, có thể hiểu nó là một thiết bị bán dẫn hoạt động trái ngược với pin năng lượng mặt trời (thiết bị có khả năng hấp thụ ánh sáng để chuyển thành dòng điện). Tùy thuộc vào cấu tạo của các chất bán dẫn mà thiết bị này sẽ cho ra các ánh sáng với bước sóng khác nhau, điều này đồng nghĩa với việc các nguồn ánh sáng sẽ có màu sắc khác nhau tùy thuộc vào chất bán dẫn cấu tạo nên đèn.
1: Cấu tạo của bóng đèn LED Đèn LED bao gồm hai loại vật liệu bán dẫn (loại P và loại N giống tế bào quang điện). Cả hai loại vật liệu loại P và N đều được pha các tạp chất để thay đổi một chút tính chất điện của chúng, vật liệu loại P chứa lỗ trống điện tử còn vật liệu loại N chứa điện tử BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 4 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT (electron). Các vật liệu loại P được tạo ra bằng cách sử dụng các nguyên tố (như Bo) có ít electron hóa trị hơn vật liệu nguyên chất ban đầu. Các vật liệu loại N thì được tạo ra bằng cách sử dụng các nguyên tố (như phốt pho) có nhiều electron hóa trị hơn vật liệu ban đầu.
Khi kết hợp 2 vật liệu này tạo ra một tiếp giáp P-N với các thuộc tính hữu ích cho các ứng dụng điện tử. 2: Sự di chuyển của hạt mang điện qua tiếp giáp P-N Khi dòng điện chạy từ vật liệu loại P (cực âm) đến vật liệu loại N (cực dương), các electron sẽ lấp đầy các lỗ trống điện tử và từ đó sinh ra bức xạ ánh sáng nhìn thấy được.2 Các thông số kỹ thuật Quang thông: Hay còn gọi là thông lượng phát sáng là thước đo tổng lượng ánh sáng nhìn thấy được phát ra từ đèn, đơn vị là Lumen (Lm). Do đó, tùy vào nhu cầu sử dụng ánh sáng của bạn mà lựa chọn đèn LED quang thông lớn để phát ra nhiều ánh sáng hay quang thống thấp để cung cấp nguồn sáng nhẹ nhàng hơn (ví dụ: đèn phòng ngủ). Chỉ số hoàn màu CRI: Chỉ số này cho ta biết chất lượng ánh sáng của đèn và mức độ bị ảnh hưởng màu sắc, độ trung thực của vật khi được chiếu sáng.
Đây là thống số rất quan trọng đối với đèn LED. Hiệu suất phát sáng: Thông số này cho bạn biết được thiết bị chiếu sáng của bạn có tiết kiệm điện hay không? BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 5 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Nhiệt độ màu (đơn vị K): Hiện nay trên thị trường ở Việt Nam, có 3 loại bóng LED phổ biến với các mức nhiệt độ màu khác nhau như sau: • Màu ấm (vàng): nhiệt độ màu từ 2700K – 3500K tương đương với ánh sáng của đèn sợi đốt, rất thích hợp để trang trí và chiếu sáng phòng ngủ. • Ánh sáng tự nhiên: nhiệt độ màu từ 4000K – 4500K. Đây là khoảng nhiệt độ màu trung bình, cho phép đèn LED phát ra ánh sáng vừa phải, hài hòa, rất thích hợp để lắp đặt ở phòng ăn.
• Ánh sáng trắng: nhiệt độ màu từ 5000K – 7000K, bóng LED siêu sáng, tương đương với ánh sáng mặt trời vào giữa trưa. Loại này rất thích hợp để chiếu sáng cho không gian văn phòng làm việc, phòng tiếp khách, sân thể thao trong nhà… 2.3 Ưu điểm và nhược điểm của đèn LED ❖ Ưu điểm: • Tuổi thọ lâu dài, tiết kiệm chi phí bảo trì. • Hiệu quả cao hơn đáng kể so với đèn sợi đốt (ít tốn năng lượng hơn 80% khi phát sáng). Đèn LED có thể tạo ra 100 Lm ánh sáng với mỗi watt điện, trong khi cũng với 1W điện đèn halogen chỉ có thể tạo ra 10 – 15 Lumen.
• Tỏa nhiệt ít hơn rất nhiều so với đèn sợi đốt. • Sản sinh cực kỳ ít hoặc không có tia hồng ngoại và tia cực tím, điều này làm giảm tối thiểu nguy cơ phát cháy. • Chuyển đổi trạng thái bật/tắt đèn nhanh hơn các loại đèn khác và khả năng hư hỏng do bật/tắt liên tục thấp hơn rất nhiều. • Đèn LED thường có cấu trúc cứng cáp hơn, khó bị vỡ hơn các loại đèn khác.
• Chúng thân thiện với môi trường hơn bất cứ loại đèn nào, không thải ra khí CO2, không chứa bất kỳ vật liệu độc hại nào trong sản xuất. • Đa dạng màu sắc ánh sáng. ❖ Nhược điểm: BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 6 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT • Các sản phẩm đèn công nghệ LED thường đắt tiền hơn để mua, nhưng hiện nay nhu cầu về dòng thiết bị này đang tăng cao nên giá thành của chúng đang giảm dần hàng năm. • Dễ hư hỏng trong điều kiện nhiệt độ cao.
• CRI không phải lúc nào cũng tốt như đèn sợi đốt hoặc halogen, nhưng vấn đề này đang dần được cải thiện tốt hơn. • Lượng sáng và chất lượng màu sắc có thể bị giảm theo tuổi thọ của đèn (đây là nhược điểm mà loại bóng đèn nào cũng có). • Đây là công nghệ chiếu sáng được cho là mới nhất, nên việc tìm kiếm được các thông số kỹ thuật và lời khuyên chính xác có thể sẽ khó khăn với bạn. • Đã có một số vấn đề được báo cáo về việc đèn led chớp nháy liên tục.
Có nhiều nguyên nhân khiến điều này xảy ra như không tương thích với biến trở điều chỉnh độ sáng, không tương thích với máy biến áp… Tuy nhiên vấn đề này rất hiếm khi xảy ra. Với những ưu điểm đã nêu ở trên em chọn đèn LED cho đề tài này.2 MỘT SỐ LOẠI ĐÈN CẢM ỨNG TRÊN THỊ TRƯỜNG 2.1 Đuôi đèn cảm ứng vi sóng Kawasan • Đây là thiết bị cảm ứng sử dụng công nghệ vi sóng. Sử dụng sóng Radar tần số 5.8GHz nhận diện sự chuyển động thân nhiệt với độ nhạy rất cao, tính năng xuyên gỗ, kính, tường mỏng…Có tác dụng tự động mở đèn khi có người di chuyển trong vùng quét. Với chức năng điều chỉnh khoảng cách xa gần, kết hợp cùng với chức năng điều chỉnh được độ LUX (sáng/tối) của môi trường nếu đủ sáng thì không cần mở đèn để tiết kiệm điện.
• Với đặc tính phát hiện chuyển động liên tục nên thời gian mở đèn được di trì trong khoảng thời gian cài đặt đến khi không còn sự di chuyển nào trong vùng có sóng radar của thiết bị phát ra thì thiết bị sẽ tắt đèn. • Giá thành khoảng 225. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 7 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2. 3: Đuôi đèn cảm ứng vi sóng Kawasan Thông số kỹ thuật: • Dùng công nghệ sóng radar dải tần 5.
• Điện áp hoạt động: 180-220VAC/50-60Hz. • Khoảng cách cảm ứng: 3-8 m (tương ứng với bán kính quét 1-5m). • Thời gian điều chỉnh tự tắt: 20 giây đến 5 phút. • Độ sáng điều chỉnh cảm biến hoạt động: từ 2 LUX(tối) đến 800 LUX(sáng).
• Công suất tiêu thụ: nhỏ hơn 0. • Công suất ra đèn đui xoắn E27 :100W (đèn compact). • Nhiệt độ hoạt động: -10 đến 70°C. • Độ cao lắp đặt: 1.
• Cấp độ kín nước: IP20 lắp trong nhà, chống bụi, hơi nước. Các ứng dụng thực tế: BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 8 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT • Ứng dụng cơ bản nhất của cảm ứng là dùng để tắt mở đèn cho nhà vệ sinh, phòng khách, phòng chờ, hành lang, cầu thang khách sạn hoặc nhà ở. • Lắp đặt cho những cầu thang có khoảng cách xa, lắp cảm ứng vi sóng tại vị trí đèn cầu thang thì khi di chuyển từ trên xuống hoặc từ dưới lên thì cảm ứng cũng nhận được sóng và bật đèn kịp thời. • Giải pháp cho các tòa nhà văn phòng hoặc nhà máy, phòng thay đồ nhà máy.
• Ta lắp đặt cảm ứng nối với bóng đèn và điều chỉnh sao cho góc quét hướng về phía có người di chuyển, sau đó điều chỉnh 2 nút: nút thời gian tắt đèn và độ sáng cảm ứng.2 Đuôi đèn cảm ứng hồng ngoại Kawasan Đây là thiết bị cảm biến nhận diện sự chuyển động của con người. Tự động mở đèn khi có người di chuyển và thiếu ánh sáng (dưới 10 lux). Tự động mở đèn khi thiếu ánh sáng (dưới 10 lux) có người di chuyển trong vùng cảm ứng. Giá thành khoảng 180.
4: Đuôi đèn cảm ứng hồng ngoại Kawasan Thông số kỹ thuật: BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 9 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT • Điện áp nguồn: 180 ~ 230VAC. • Tần số: 50Hz. • Công suất tiêu thụ max: 36w hoặc 20w (LED). • Thiết kế: Đui đèn chuẩn E27.
• Bán kính và góc quét cảm ứng: 2-4m/ 360 x 110 độ. • Thời gian tự tắt: 120 giây. Các ứng dụng thực tế: • Lắp đặt ở hành lang, cầu thang. • Lắp đặt ở nhà vệ sinh, cổng.3 Đuôi đèn điều khiển từ xa bằng remote RF-E27 • Điều khiển bằng remote tiện lợi tạo nên sự tiện nghi và tinh tế.
• Điều khiển xuyên tường, điều khiển đèn ở khoảng cách 20m. • Đui đèn E27 kèm điều khiển từ xa (remote) bằng sóng Radio RF. • Dễ sử dụng và lắp đặt. Đặc biệt điều khiể từ xa bằng sóng Radio nên rất ổn định, khoảng cách điều khiển xa từ 15-20m và điều khiển được cả khi xuyên tường hay có vật cản.
• Giá thành khoảng 60. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 10 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2. 5: Bộ đuôi đèn điều khiển bằng remote RF-E27 2.