Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Quạt điện là thiết bị làm mát dân dụng phổ biến trong đời sống sinh hoạt. Tuy nhiên, các dòng quạt truyền thống trên thị trường đa số sử dụng bộ điều khiển phân cấp cố định bằng cơ khí hoặc phím bấm điện tử, đòi hỏi người dùng phải can thiệp thủ công mỗi khi điều kiện môi trường thay đổi. Đối với quạt điều hòa hơi nước, việc kết hợp giữa lưu lượng gió và hệ thống bơm phun nước làm mát đòi hỏi sự điều tiết linh hoạt theo cả hai yếu tố nhiệt độ và độ ẩm để vừa duy trì trạng thái tiện nghi nhiệt cho cơ thể, vừa tránh gây ẩm thấp cục bộ. Đề tài "Nghiên cứu, thiết kế mô hình quạt điện thông minh" được nhóm sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ điện tử, Khoa Cơ khí, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội thực hiện nhằm giải quyết bài toán tự động hóa quá trình vận hành của thiết bị làm mát gia dụng thông qua kỹ thuật điều khiển mờ (Fuzzy Logic Control).

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

  1. Nội dung 1 (L4.2): Nghiên cứu tổng quan về lịch sử phát triển của quạt điện, các dòng quạt thông minh hiện có và xác định bài toán công nghệ cần giải quyết.
  2. Nội dung 2 (L4.2): Xây dựng cơ sở lý thuyết về nguyên lý khí động học, cấu tạo quạt điều hòa, lý thuyết tập mờ, phương pháp suy luận và giải mờ, cùng mối tương quan giữa nhiệt độ - độ ẩm tác động lên cơ thể con người.
  3. Nội dung 3 (L4.3): Tính toán, lựa chọn thông số kỹ thuật các cụm cơ khí (động cơ quạt, động cơ bơm, cánh quạt, tấm làm mát); thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống điện - điều khiển, mạch phát hiện điểm không, mạch công suất Triac và xây dựng bộ điều khiển mờ 2 đầu vào - 2 đầu ra.
  4. Nội dung 4: Viết báo cáo tổng kết, lập trình thuật toán và mô phỏng đánh giá chất lượng hệ thống trên các phần mềm chuyên dụng (Matlab/Simulink và Proteus).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Mô hình quạt điều hòa hơi nước (tham chiếu từ nguyên mẫu quạt Sunhouse SHD7714), hệ thống điều khiển kết hợp hai vi xử lý (Arduino Uno R3 và IC MCU), động cơ không đồng bộ một pha và thuật toán điều khiển logic mờ.
  • Phạm vi không gian: Không gian phòng kín và bán kín có diện tích từ 15 m² đến 20 m² (tính toán khí động đáp ứng vùng làm mát tiêu chuẩn từ 20 m² đến 25 m²).
  • Phạm vi thông số: Khảo sát dải nhiệt độ môi trường từ 25°C đến 40°C và độ ẩm tương đối từ 40% đến 65% phù hợp với đặc thù khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa tại Việt Nam.
  • Giới hạn đề tài: Thiết kế, tính toán hệ thống ở mức độ lý thuyết, xây dựng sơ đồ mạch nguyên lý và kiểm chứng hoạt động thông qua phần mềm mô phỏng; thời gian thực hiện từ ngày 13/9/2021 đến ngày 02/12/2021.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên các nền tảng lý thuyết và công cụ phân tích kỹ thuật sau:

  • Lý thuyết khí động học và trao đổi nhiệt: Cơ chế làm mát bay hơi đoạn nhiệt qua tấm làm mát Cooling Pad, nguyên lý chênh lệch áp suất tạo luồng khí đối lưu của quạt lồng sóc và mối tương quan giữa nhiệt độ (°C) với độ ẩm bão hòa (g/m³) tác động đến sự bài tiết mồ hôi của cơ thể người.
  • Lý thuyết điều khiển mờ (Fuzzy Logic): Định nghĩa tập mờ, hàm thuộc (Membership Functions), các phép toán hợp/giao/bù tập mờ, cấu trúc mệnh đề hợp thành If-Then đa biến cho hệ MIMO (Multiple-Input Multiple-Output), và các phương pháp giải mờ (nguyên lý cực đại: trung bình, cận trái, cận phải; nguyên lý trọng tâm).
  • Lý thuyết điều khiển điện tử công suất: Kỹ thuật điều khiển góc mở $\alpha$ của Triac trên lưới điện xoay chiều một pha 220V - 50Hz, giải pháp phát hiện điểm không (Zero-crossing detector) để đồng bộ xung kích và kỹ thuật triệt tiêu vùng không hoạt động do tải có tính cảm kháng bằng chùm xung kích liên tiếp.
  • Phương pháp nghiên cứu:
    • Phương pháp phân tích - tổng hợp lý thuyết: Khảo sát các tài liệu chuyên ngành cơ điện tử, vi điều khiển, cảm biến và các nghiên cứu về tiện nghi nhiệt sinh học.
    • Phương pháp tính toán - thiết kế kỹ thuật: Tính chọn công suất động cơ, dung lượng tụ điện khởi động, lưu lượng gió và diện tích bề mặt trao đổi ẩm.
    • Phương pháp mô hình hóa và mô phỏng: Ứng dụng công cụ Fuzzy Logic Toolbox và Simulink trên phần mềm Matlab để xây dựng luật điều khiển, khảo sát thời gian trễ mở van; ứng dụng phần mềm Altium Designer vẽ mạch nguyên lý và Proteus để mô phỏng sự đáp ứng của mạch công suất theo từng chế độ vận hành.

Nguồn dữ liệu của đồ án được trích xuất từ các giáo trình chuyên ngành Cơ điện tử (NXB Khoa học và Kỹ thuật), bảng số liệu khí tượng - độ ẩm cực đại theo nhiệt độ môi trường và thông số kỹ thuật định mức của các linh kiện thương mại (Sunhouse SHD7714, động cơ YD-100, máy bơm DHY-16, vi điều khiển ATmega328P).

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Đồ án triển khai thiết kế chi tiết trên ba phân hệ chính: hệ thống cơ khí, hệ thống điện tử công suất và thuật toán điều khiển mờ.

Thông số kỹ thuật các phần tử cơ khí và thiết bị phần cứng

Thành phần / Thiết bị Mã hiệu / Quy cách Thông số kỹ thuật định mức Vai trò trong hệ thống
Quạt nguyên mẫu Sunhouse SHD7714 220V AC - 50Hz, công suất tổng ~44W-100W Khung vỏ và cấu trúc buồng gió
Động cơ quạt Model YD-100 Công suất 100W, 220V AC, tần số 50-60Hz Tạo lực quay cho quạt lồng sóc
Tụ khởi động quạt Tụ CBB 4 µF / 450V Làm lệch pha tạo từ trường quay
Động cơ máy bơm Module DHY-16 Công suất 16W, 220V AC, cột áp 1,6m Bơm nước tuần hoàn lên dàn mát
Cánh quạt Cánh lồng sóc Chiều dài 39 cm, đường kính 12 cm, ren 1,5 cm Tạo lưu lượng gió định mức 1500 m³/h
Tấm làm mát Cooling Pad (3 tấm) 1 tấm ($36 \times 21 \times 3,5$ cm), 2 tấm ($36 \times 12 \times 3,5$ cm) Diện tích phủ nước $S = 0,162\text{ m}^2$
Vi điều khiển tự động Arduino Uno R3 Vi điều khiển ATmega328P, nguồn cấp 7-12V DC Xử lý cảm biến và chạy giải thuật mờ
Vi điều khiển thủ công IC MCU chuyên dụng Nguồn cấp 5V DC Xử lý phím bấm vật lý và Remote IR
Cảm biến môi trường Module DHT22 Giao tiếp 1-Wire (chân D8 Arduino), dữ liệu 5 byte Đo nhiệt độ và độ ẩm không khí
Module truyền thông Bluetooth HC-05 Giao tiếp UART TTL (chân TXD nối D11 Arduino) Kết nối điều khiển qua App di động
Mạch công suất Opto MOC3020 + Triac Điều khiển góc mở pha AC 220V Đóng cắt và điều chỉnh công suất tải

Cấu trúc mạch điện và nguyên lý điều khiển công suất

Mạch điện được phân tách thành hai nhánh điều khiển song song:

  1. Mạch phát hiện điểm 0V (Zero-crossing Detector): Điện áp xoay chiều 220V sau khi qua cầu chỉnh lưu diode và diode Zener 5V sẽ kích hoạt Optocoupler. Đầu ra INT0 đưa vào ngắt ngoài của vi điều khiển. Khi điện áp lưới đi qua điểm 0V, tín hiệu ngắt xuất hiện mức logic cao (5V), giúp vi điều khiển đồng bộ và định thời điểm phát xung kích cho Triac trong từng nửa chu kỳ $10\text{ ms}$.
  2. Mạch điều khiển góc mở Triac: Vi điều khiển xuất xung điều khiển qua cổng cách ly quang MOC3020 để kích dòng vào cực G của Triac. Tốc độ động cơ được điều chỉnh thông qua việc thay đổi độ trễ thời gian kích $i$ tính từ thời điểm bắt được điểm 0V ($0\text{ ms} < i < 10\text{ ms}$). Độ trễ $i$ càng nhỏ thì góc dẫn của Triac càng lớn, điện áp hiệu dụng đặt lên tải càng cao và ngược lại.
  3. Chuyển đổi chế độ hoạt động: Arduino Uno R3 nhận lệnh từ nút nhấn hoặc qua module Bluetooth HC-05 để kích rơ-le chuyển mạch 220V, luân chuyển quyền cấp nguồn động cơ giữa khối tự động (Arduino điều khiển thời gian kích Triac) và khối thủ công (IC MCU đóng cắt theo cuộn dây giảm dòng).

Thiết kế bộ điều khiển mờ (Fuzzy Logic Controller)

Bộ điều khiển mờ được thiết kế theo cấu trúc MIMO gồm 2 biến đầu vào và 2 biến đầu ra:

  • Biến đầu vào 1 - Nhiệt độ ($T$, đơn vị °C): Miền xác định $[0, 100]$, phân chia thành 3 tập mờ dạng hình thang/tam giác gồm Lạnh $[0, 25, 30]$, Vừa $[25, 30, 35]$, Nóng $[30, 35, 100]$.
  • Biến đầu vào 2 - Độ ẩm ($H$, đơn vị %): Miền xác định $[0, 100]$, phân chia thành 3 tập mờ gồm Thấp $[0, 40, 55]$, Trung bình $[40, 55, 65]$, Cao $[55, 65, 100]$.
  • Biến đầu ra: Tốc độ động cơ quạt (phân cấp 4 mức tốc độ thông qua độ trễ góc mở Triac) và trạng thái hoạt động của động cơ máy bơm (bật/tắt hoặc điều tiết lưu lượng cấp nước).
  • Cơ chế suy diễn và giải mờ: Hệ thống sử dụng phương pháp suy luận Max-Min của Mamdani để tổng hợp các luật điều khiển mờ dạng: "If Nhiệt độ is ... and Độ ẩm is ... Then Động cơ quạt is ... and Máy bơm is ...". Giá trị rõ đầu ra được tính toán thông qua phương pháp giải mờ trọng tâm (Center of Gravity) nhằm đảm bảo sự thay đổi công suất diễn ra êm dịu.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về hệ thống

Chương 1 khái quát lịch sử phát triển của thiết bị quạt máy từ hệ thống quạt kéo cơ học thế kỷ XIX, phát minh quạt ly tâm của Omar-Rajeen Jumala (1832), quạt điện trần của Philip Diehl (1882) đến các dòng sản phẩm hiện đại như quạt phun sương, quạt không cánh và quạt điều hòa. Tác giả chỉ ra nhược điểm của các loại quạt phổ thông là sử dụng bộ điều khiển cấp tốc độ cố định, không tự động thích ứng khi nhiệt độ và độ ẩm phòng dao động. Từ đó, đồ án xác định nhiệm vụ thiết kế mô hình quạt thông minh ứng dụng logic mờ, sử dụng động cơ xoay chiều 1 pha (<100W), nguồn 220V AC, hoạt động trong phạm vi phòng 15–20 m², có khả năng chuyển đổi linh hoạt giữa chế độ tự động và thủ công.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2 trình bày có hệ thống các lý thuyết nền tảng phục vụ thiết kế:

  • Cấu tạo và nguyên lý quạt điều hòa: Phân tích chi tiết 7 bộ phận chính gồm tấm làm mát Cooling Pad, bình chứa nước, hệ thống bơm tuần hoàn, quạt gió (ly tâm/hướng trục), lưới chắn bụi, bảng điều khiển và bánh xe di động; giải thích cơ chế giảm nhiệt từ 3°C đến 7°C (hoặc lên đến 10°C–15°C khi dùng đá khô).
  • Lý thuyết logic mờ: Trình bày toán học về tập mờ, độ cao tập mờ ($h$), miền xác định ($S$), miền tin cậy ($T$), các phép toán hợp (Max, Sum), giao (Min, Prod, Lukasiewicz), bù tập mờ, các dạng luật hợp thành và 2 nhóm phương pháp giải mờ (phương pháp cực đại và phương pháp trọng tâm).
  • Hệ thống phần cứng và công suất: Khảo sát tập lệnh và cấu hình chân của vi điều khiển Arduino Uno R3 (ATmega328P), giao thức truyền thông 1-Wire của cảm biến DHT22 (truyền nhận chuỗi 40 bit tương ứng 5 byte dữ liệu); phân tích nguyên lý mạch phát hiện điểm không dùng Opto và mạch công suất điều khiển góc kích Triac qua MOC3020; giới thiệu bộ công cụ Matlab/Simulink và Fuzzy Logic Toolbox.
  • Tương quan sinh - khí hậu: Phân tích bảng dữ liệu độ ẩm cực đại theo nhiệt độ (từ 0°C ứng với $4,29\text{ g/m}^3$ đến 30°C ứng với $15\text{ g/m}^3$ ở 50% RH). Luận chứng vùng vi khí hậu tiện nghi cho cơ thể người Việt Nam (nhiệt độ từ 25°C đến 28°C, độ ẩm từ 40% đến 65%), làm căn cứ thiết lập các ngưỡng mờ cho hệ thống điều khiển.

Chương 3: Tính toán, thiết kế mô hình hệ thống

Chương 3 tập trung vào tính toán kỹ thuật và thiết kế chi tiết:

  • Tính toán cơ khí: Lựa chọn động cơ quạt YD-100 (100W) kết hợp cánh quạt lồng sóc (dài 39 cm, đường kính 12 cm) tạo lưu lượng $1500\text{ m}^3\text{/h}$; tính toán vận tốc gió $V = L/S$ đáp ứng không gian $20-25\text{ m}^2$; tính chọn tụ điện khởi động $4\text{ }\mu\text{F}/450\text{V}$ dựa trên công thức $P = UI\cos\varphi$. Tính chọn động cơ bơm DHY-16 ($16\text{W}$, cột áp $1,6\text{m}$, lưu lượng cực đại $900\text{ L/h}$) cấp nước cho 3 tấm Cooling Pad tổng diện tích $0,162\text{ m}^2$, tạo lưu lượng nước chảy bề mặt $L = 1,54\text{ L/(s.m}^2)$ đảm bảo chống ẩm cục bộ.
  • Thiết kế hệ thống điện - điều khiển: Xây dựng sơ đồ khối 5 phần (nguồn, đầu vào, vi xử lý, trung gian, đầu ra); thiết kế chi tiết nguyên lý kết nối Arduino Uno R3, IC MCU, mạch Zero-crossing detector (INT0), mạch kích Triac MOC3020, module Bluetooth HC-05 và cảm biến DHT22.
  • Xây dựng bộ điều khiển mờ: Định nghĩa các hàm thuộc hình học cho 2 biến ngõ vào (Nhiệt độ: Lạnh - Vừa - Nóng; Độ ẩm: Thấp - Trung bình - Cao); thiết lập bảng ma trận luật hợp thành If-Then; thiết lập lưu đồ thuật toán điều khiển tổng thể, lưu đồ chuyển đổi chế độ và chương trình con cho giải thuật mờ; tiến hành mô phỏng hoạt động trên Proteus và Matlab/Simulink.

Kết quả và đóng góp của đề tài

Kết quả kỹ thuật đạt được

Nội dung thiết kế Kết quả và thông số kỹ thuật cụ thể
Tính toán khí động & làm mát Lưu lượng gió đạt $1500\text{ m}^3\text{/h}$, vận tốc gió đáp ứng làm mát phòng $20-25\text{ m}^2$; lưu lượng nước qua dàn mát đạt $1,54\text{ L/(s.m}^2)$ ở mức bơm tối đa $900\text{ L/h}$.
Mạch điện tử công suất Thiết kế hoàn chỉnh mạch bắt điểm 0V qua ngắt INT0 và mạch công suất cách ly quang MOC3020 điều khiển Triac với dải trễ mở van $0\text{ ms} < i < 10\text{ ms}$ trên nguồn 220V AC.
Xây dựng giải thuật mờ Thiết lập thành công bộ mờ MIMO 2 đầu vào ($T \in [0, 100]^\circ\text{C}$, $H \in [0, 100]%$) và 2 đầu ra, vận hành trơn tru theo các tập mờ tam giác/hình thang.
Tích hợp chế độ kép Tích hợp thành công 2 chế độ vận hành: Tự động (Arduino Uno R3 điều khiển góc mở Triac theo logic mờ) và Thủ công (IC MCU điều khiển 3 cấp số quạt qua nút bấm/remote).
Mô phỏng kiểm chứng Kiểm chứng thành công thuật toán mờ trên Matlab/Simulink và sự đáp ứng dạng sóng điện áp điều khiển trên phần mềm Proteus.

Giải pháp và đóng góp của tác giả

  • Đóng góp về mặt giải pháp kỹ thuật: Đề xuất cấu trúc điều khiển kết hợp linh hoạt giữa vi điều khiển nguồn mở Arduino và IC điều khiển quạt truyền thống, cho phép thiết bị vừa có khả năng vận hành thông minh tự động hoàn toàn, vừa đảm bảo tính sẵn sàng hoạt động thủ công quen thuộc cho người dùng.
  • Cải tiến so với các nghiên cứu trước: Khác với các hệ thống quạt thông thường chỉ điều khiển bật/tắt hoặc điều chỉnh tốc độ gió đơn biến theo nhiệt độ, mô hình của nhóm tác giả đã tích hợp đồng thời hai biến trạng thái môi trường (nhiệt độ và độ ẩm) để điều khiển phối hợp cả động cơ quạt và máy bơm nước, giúp giải quyết triệt để nhược điểm gây tăng ẩm quá mức trong phòng kín của quạt điều hòa.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp theo

Dựa trên giới hạn và phạm vi nghiên cứu được tác giả trình bày trong tài liệu:

  • Hạn chế:
    • Nghiên cứu dừng lại ở mức độ tính toán lý thuyết, thiết kế sơ đồ mạch và mô phỏng đánh giá chất lượng trên phần mềm (Matlab/Simulink, Proteus), chưa tiến hành gia công mạch in thực tế và lắp ráp hoàn chỉnh trên mô hình cơ khí phần cứng thương mại để thử nghiệm đo đạc thực địa.
    • Cảm biến hồng ngoại phát hiện sự hiện diện của con người để tự động ngắt/mở nguồn mới dừng lại ở phần định hướng mô tả công nghệ ban đầu, chưa được tích hợp hoàn chỉnh trong sơ đồ tính toán và mô phỏng của Chương 3.
  • Hướng nghiên cứu tiếp theo:
    • Thi công phần cứng thực tế trên bo mạch in (PCB), tích hợp trọn vẹn vào thân vỏ quạt điều hòa Sunhouse SHD7714.
    • Lắp đặt bổ sung cụm cảm biến bức xạ hồng ngoại nhận diện người dùng và hoàn thiện giao diện ứng dụng di động điều khiển qua sóng Bluetooth.
    • Đo đạc thực nghiệm độ ổn định nhiệt độ, độ ẩm và mức tiêu thụ điện năng thực tế trong không gian phòng ở từ 15 m² đến 20 m² dài hạn.

Giá trị tham khảo và ứng dụng

Tài liệu đồ án mang lại giá trị tham khảo hữu ích cho các đối tượng và chuyên ngành sau:

  • Đối với sinh viên ngành Kỹ thuật Cơ điện tử, Tự động hóa và Điện tử: Đồ án là tài liệu tham khảo trực quan về quy trình thiết kế một hệ thống cơ điện tử hoàn chỉnh, từ khâu tính chọn công suất động cơ, tụ điện, khí động học cánh quạt đến khâu thiết kế mạch điện tử công suất xoay chiều.
  • Tham khảo phương pháp thiết kế logic mờ: Phần thiết kế bộ điều khiển mờ (từ mờ hóa, xây dựng tập mờ, ma trận luật hợp thành đến giải mờ trọng tâm) trên Matlab Fuzzy Logic Toolbox là mẫu tham khảo chuẩn mực cho các bài tập lớn, đồ án môn học Điều khiển thông minh.
  • Tham khảo mạch điện tử công suất AC: Sơ đồ nguyên lý mạch phát hiện điểm không (Zero-crossing) và mạch kích xung Triac qua Opto MOC3020 là giải pháp mạch ứng dụng có giá trị thực tiễn cao cho các đề tài điều khiển tốc độ động cơ xoay chiều 1 pha hoặc điều chỉnh độ sáng đèn.

Câu hỏi thường gặp

1. Đồ án sử dụng nguyên mẫu quạt thực tế nào để tính toán và thiết kế?
Nhóm tác giả sử dụng nguyên mẫu quạt điều hòa hơi nước Sunhouse SHD7714, trang bị động cơ quạt xoay chiều model YD-100 (công suất 100W, tụ khởi động $4\text{ }\mu\text{F}/450\text{V}$) và động cơ máy bơm nước module DHY-16 (công suất 16W, cột áp 1,6m, lưu lượng tối đa 900 L/h).

2. Hệ thống xử lý tín hiệu đầu vào từ những cảm biến nào và qua các chân nào trên Arduino?
Hệ thống sử dụng module cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT22 giao tiếp chuẩn 1-Wire qua chân số 8 (D8) của Arduino Uno R3; module Bluetooth HC-05 nhận tín hiệu điều khiển từ điện thoại kết nối chân TXD vào chân số 11 (D11) của Arduino; và tín hiệu ngắt từ mạch phát hiện điểm 0V đưa vào chân ngắt ngoài INT0 (D2).

3. Nguyên lý điều khiển thay đổi tốc độ động cơ quạt trong chế độ tự động được thực hiện như thế nào?
Ở chế độ tự động, Arduino Uno R3 nhận diện thời điểm điện áp lưới 220V AC về 0V thông qua mạch Zero-crossing detector, sau đó tính toán thời gian trễ $i$ ($0\text{ ms} < i < 10\text{ ms}$) theo giải thuật mờ để phát xung qua Opto MOC3020 kích mở Triac, làm thay đổi góc mở $\alpha$ và điều chỉnh điện áp hiệu dụng cấp cho động cơ.

4. Các biến ngôn ngữ ngõ vào của bộ điều khiển mờ được phân chia như thế nào?
Biến Nhiệt độ ($0 - 100^\circ\text{C}$) được chia thành 3 tập mờ: Lạnh $[0, 25, 30]$, Vừa $[25, 30, 35]$ và Nóng $[30, 35, 100]$. Biến Độ ẩm ($0 - 100%$) được chia thành 3 tập mờ: Thấp $[0, 40, 55]$, Trung bình $[40, 55, 65]$ và Cao $[55, 65, 100]$.

5. Đồ án đã tiến hành chế tạo mô hình phần cứng thực tế hay chưa?
Theo phạm vi nghiên cứu công bố trong đồ án, nhóm sinh viên tập trung vào việc nghiên cứu lý thuyết, tính toán thông số kỹ thuật, thiết kế sơ đồ mạch nguyên lý trên Altium và kiểm chứng hoạt động thông qua mô phỏng trên phần mềm Matlab/Simulink và Proteus, chưa chế tạo phần cứng thực tế.

Kết luận

Đồ án môn học Cơ điện tử "Nghiên cứu, thiết kế mô hình quạt điện thông minh" của nhóm sinh viên Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội đã giải quyết trọn vẹn nhiệm vụ tính toán và thiết kế một hệ thống làm mát thông minh tích hợp giải thuật điều khiển mờ 2 đầu vào - 2 đầu ra. Nghiên cứu đã hoàn thiện việc tính chọn các cụm động cơ YD-100, bơm DHY-16, cánh quạt lồng sóc, thiết kế mạch công suất Triac đồng bộ ngắt điểm không và xây dựng cấu trúc điều khiển kép tự động/thủ công linh hoạt. Toàn bộ giải thuật và nguyên lý mạch điện đã được mô phỏng kiểm chứng thành công trên phần mềm Matlab/Simulink và Proteus, tạo cơ sở khoa học vững chắc cho việc phát triển và chế tạo các sản phẩm thiết bị gia dụng thông minh trong thực tế.