Luận Văn Thiết Kế Hệ Thống Quản Lý Giám Sát Điện Năng Dùng Arduino và Công Nghệ IoT

• Tác giả: Ngô Việt Tứ
• Người hướng dẫn: Ths. Phan Trọng Tuấn
• Trường học: Trường Đại Học Kỹ Thuật – Công Nghệ Cần Thơ
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện - Điện Tử
• Đề tài: Thiết Kế Hệ Thống Quản Lý Và Giám Sát Điện Năng Dùng Arduino Ứng Dụng Công Nghệ IoT
• Loại tài liệu: luận văn tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Cần Thơ

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• BẢNG KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
• 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1.2. NHỮNG GIẢI PHÁP QUẢN LÝ VỀ ĐIỆN NĂNG HIỆN NAY
• 1.2.1. Công tơ điện Vinasino VSE11 40A
• 1.2.2. Thiết bị TVPS1-63B
• 1.2.3. Công tơ điện VCONNEX
• 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. TỔNG QUAN CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1.1. Công nghệ IoT
• 2.1.2. Công nghệ cảm biến
• 2.1.3. Các chuẩn truyền dữ liệu
• 2.1.4. TỔNG QUAN PHẦN MỀM
• 2.1.4.1. PHẦN MỀM LẬP TRÌNH ARDUINO IDE
• 2.1.4.2. PHẦN MỀM THIẾT KẾ MẠCH PROTEUS
• 2.1.4.3. ỨNG DỤNG BLYNK (LEGACY)
• 2.1.4.4. GIỚI THIỆU VỀ GOOGLE SHEETS
• 2.1.5. TỔNG QUAN PHẦN CỨNG
• 2.1.5.1. Module Node MCU ESP8266 Wi-Fi Soc
• 2.1.5.2. Module đo điện năng PZEM-004T
• 2.1.5.3. Màn hình LCD 20x4 Và Module I2C
• 2.1.5.4. Module chuyển đổi nguồn điện AC-DC
• 2.1.5.5. Relay và khởi động từ
• 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Thiết kế phần cứng
• 3.2. Thiết kế phần mềm
• 3.3. Thi công board mạch
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về Hệ Thống Quản Lý Giám Sát Điện Năng Arduino Ứng Dụng IoT

Hệ thống quản lý giám sát điện năng sử dụng Arduino và công nghệ IoT đang trở thành một giải pháp hiệu quả cho việc theo dõi và điều khiển tiêu thụ điện năng. Với sự phát triển của công nghệ, việc giám sát điện năng từ xa không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao an toàn cho người sử dụng. Hệ thống này cho phép người dùng theo dõi các thông số như điện áp, dòng điện, và công suất tiêu thụ một cách dễ dàng và nhanh chóng.

1.1. Công nghệ IoT và vai trò trong giám sát điện năng

Công nghệ IoT cho phép kết nối các thiết bị điện tử với nhau qua Internet, giúp thu thập và chia sẻ dữ liệu một cách hiệu quả. Hệ thống giám sát điện năng sử dụng IoT giúp người dùng theo dõi tình trạng tiêu thụ điện năng mọi lúc, mọi nơi.

1.2. Lợi ích của việc sử dụng Arduino trong hệ thống

Arduino là một nền tảng mã nguồn mở, dễ sử dụng và linh hoạt, cho phép người dùng thiết kế các hệ thống giám sát điện năng một cách nhanh chóng. Việc sử dụng Arduino giúp giảm thiểu chi phí và thời gian phát triển hệ thống.

II. Những thách thức trong quản lý điện năng hiện nay

Mặc dù công nghệ giám sát điện năng đã phát triển, nhưng vẫn còn nhiều thách thức cần giải quyết. Việc thiếu thông tin chính xác về tiêu thụ điện năng có thể dẫn đến lãng phí và tăng chi phí cho người tiêu dùng. Ngoài ra, việc bảo mật thông tin trong hệ thống IoT cũng là một vấn đề quan trọng.

2.1. Vấn đề về độ chính xác của dữ liệu

Độ chính xác của dữ liệu thu thập từ các cảm biến là rất quan trọng. Nếu dữ liệu không chính xác, người dùng sẽ không thể đưa ra quyết định đúng đắn về việc tiết kiệm điện năng.

2.2. An ninh mạng trong hệ thống IoT

Bảo mật thông tin trong hệ thống IoT là một thách thức lớn. Các thiết bị kết nối với Internet có thể bị tấn công, dẫn đến rò rỉ thông tin nhạy cảm và gây ra thiệt hại cho người dùng.

III. Phương pháp thiết kế hệ thống giám sát điện năng hiệu quả

Để thiết kế một hệ thống giám sát điện năng hiệu quả, cần phải kết hợp nhiều công nghệ khác nhau. Việc sử dụng cảm biến điện năng PZEM-004T cùng với vi điều khiển Node MCU ESP8266 giúp thu thập và truyền dữ liệu một cách chính xác và nhanh chóng.

3.1. Sử dụng cảm biến PZEM 004T trong hệ thống

Cảm biến PZEM-004T có khả năng đo điện áp, dòng điện và công suất tiêu thụ, cung cấp dữ liệu chính xác cho hệ thống giám sát. Việc tích hợp cảm biến này vào hệ thống giúp nâng cao hiệu quả giám sát.

3.2. Kết nối Node MCU ESP8266 với Internet

Node MCU ESP8266 cho phép kết nối với Internet, giúp truyền dữ liệu từ cảm biến đến ứng dụng trên điện thoại thông minh. Điều này giúp người dùng theo dõi tình trạng tiêu thụ điện năng mọi lúc, mọi nơi.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống giám sát điện năng

Hệ thống giám sát điện năng không chỉ được áp dụng trong hộ gia đình mà còn có thể được triển khai trong các cơ sở sản xuất, văn phòng và các tổ chức lớn. Việc theo dõi và quản lý điện năng giúp tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng.

4.1. Ứng dụng trong hộ gia đình

Hệ thống giám sát điện năng giúp người dùng theo dõi tiêu thụ điện năng hàng ngày, từ đó có thể điều chỉnh thói quen sử dụng điện để tiết kiệm chi phí.

4.2. Ứng dụng trong doanh nghiệp

Doanh nghiệp có thể sử dụng hệ thống này để theo dõi tiêu thụ điện năng của từng thiết bị, từ đó đưa ra các biện pháp tiết kiệm năng lượng hiệu quả.

V. Kết luận và tương lai của hệ thống giám sát điện năng

Hệ thống quản lý giám sát điện năng sử dụng Arduino và IoT đang mở ra nhiều cơ hội mới cho việc tiết kiệm năng lượng và nâng cao an toàn. Trong tương lai, công nghệ này sẽ tiếp tục phát triển và được áp dụng rộng rãi hơn trong nhiều lĩnh vực.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ IoT

Công nghệ IoT sẽ tiếp tục phát triển, mở rộng khả năng kết nối và tích hợp với nhiều thiết bị khác nhau, từ đó nâng cao hiệu quả giám sát điện năng.

5.2. Tương lai của hệ thống giám sát điện năng

Hệ thống giám sát điện năng sẽ ngày càng trở nên thông minh hơn, với khả năng tự động điều chỉnh và tối ưu hóa tiêu thụ điện năng dựa trên dữ liệu thu thập được.