Từ lâu trên thị trường cũng đã xuất hiện các dòng máy sấy công nghiệp, giađình theo quy mô lớn, nhỏ khác nhau, mà năng lượng sử dụng ở đây là điện năng.Đây vẫn là phương pháp sấy hiệu
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Tầm quan trọng của đề tài
Việc ứng dụng hiệu quả các thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời sẽ đóng vai trò then chốt trong công nghiệp hóa nền nông nghiệp Việt Nam, giúp giảm chi phí sản xuất và ổn định nguồn điện cho bà con nông dân, từ đó giải quyết các khó khăn hiện hữu Nhờ nguồn năng lượng sạch này, năng suất và chất lượng nông sản Việt Nam được cải thiện, tạo điều kiện nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường thế giới Những lợi ích của điện mặt trời góp phần bền vững cho ngành nông nghiệp và nâng cao vị thế của nông sản Việt Nam trên trường quốc tế.
Ở các nước vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, sấy bằng công nghệ năng lượng mặt trời là một giải pháp hiệu quả và hấp dẫn trong chế biến nông sản So với năng lượng truyền thống, phương pháp này giúp giảm chi phí năng lượng, bảo vệ môi trường, nâng cao chất lượng sản phẩm và đồng thời giảm chi phí nhân công, rút ngắn thời gian cũng như giảm tỷ lệ hao hụt trong quá trình chế biến Thêm vào đó, nguồn năng lượng truyền thống ngày càng đắt đỏ và đòi hỏi diện tích lớn hơn nhiều so với thiết bị sấy, khiến công nghệ sấy bằng năng lượng mặt trời trở thành lựa chọn tối ưu về kinh tế và không gian cho quy trình chế biến ở khu vực nhiệt đới.
Đề tài này không chỉ phản ánh một thực tế khách quan mà còn chứa đựng ý nghĩa thiết thực, mang lại lợi ích cho cả hiện tại và tương lai Nó có tầm quan trọng thực sự trong quá trình ra quyết định và hành động của cá nhân và cộng đồng, đồng thời định hình các chiến lược phát triển bền vững cho tương lai.
Mục đích nghiên cứu
Trong bối cảnh thực tiễn hiện nay, việc yêu cầu sử dụng năng lượng thay thế ngày càng phổ biến trên các dòng sản phẩm, nhóm sinh viên ngành Cơ điện tử đã tiến hành nghiên cứu để đề xuất ý tưởng chế tạo một thiết bị sấy sử dụng năng lượng mặt trời, nhằm xóa bỏ mọi bất tiện và hạn chế trong sấy nông sản và phù hợp với xu hướng tự động hóa mới của ngành Với mong muốn thử thách bản thân và mở rộng kiến thức chuyên môn, nhóm hy vọng tích lũy kinh nghiệm trước khi ra trường phục vụ cho công việc sau này Nghiên cứu tập trung vào các ứng dụng của năng lượng mặt trời nói chung và đặc biệt là ứng dụng trong lĩnh vực sấy hoa quả, đồng thời trình bày một mô hình sấy và một hệ thống điều khiển nhiệt độ.
Dàn ý nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu đề tài bao gồm thiết kế cấu trúc sơ đồ hệ thống sấy, thi công đồng bộ phần cứng – phần mềm, và hướng dẫn sử dụng chi tiết; chế tạo được một mô hình sấy sử dụng năng lượng mặt trời có khả năng điều khiển được nhiệt độ sấy ổn định, đồng thời đưa ra các đánh giá về hiệu quả năng lượng, tính ổn định của quá trình sấy và khả năng ứng dụng của mô hình trong thực tế.
Đồi tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là nguồn mở của vi điều khiển Arduino, một khía cạnh vẫn còn mới đối với một số trường học Bên cạnh đó, đề tài còn sử dụng các ứng dụng liên quan để nghiên cứu và phát triển một mô hình sấy sử dụng năng lượng mặt trời, nhằm đánh giá tính khả thi và tiềm năng ứng dụng của Arduino trong các hệ thống sấy tiết kiệm năng lượng.
Phương pháp và phương tiện nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu của bài viết dựa trên tham khảo chủ yếu các chi tiết của module, cảm biến và khí cụ điện để làm nền tảng lý thuyết và đánh giá tính khả thi của hệ thống Thực nghiệm được tiến hành bằng cách kết nối phần cứng, thiết kế mạch ổn áp và mạch động lực, cũng như triển khai cơ cấu chuyển động nhằm kiểm tra hiệu suất, độ ổn định và khả năng thực thi của thiết kế.
Phương tiện và dụng cụ trong ngành cơ khí và Cơ Điện Tử, như máy hàn, máy khoan, máy tính và đồng hồ VOM, được sử dụng để thực hiện đề tài này Để triển khai hiệu quả, cần thiết kế một số mạch phụ và sử dụng testboard để thử nghiệm, đồng thời thực hiện mô phỏng 3D nhằm tối ưu hóa thiết kế và đánh giá hiệu suất của hệ thống trước khi ứng dụng vào thực tế.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Nghiên cứu tổng quan về năng lượng mặt trời
Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng bức xạ và nhiệt do mặt trời phát ra Đây là nguồn năng lượng đầu tiên mà con người sử dụng trước khi biết cách tạo ra lửa và nó là nền tảng của nguồn năng lượng tái tạo trên Trái đất Con người và tất cả các sinh vật trên hành tinh này không thể tồn tại nếu thiếu mặt trời và nguồn năng lượng mặt trời.
Hình 2.1 - Năng lượng mặt trời hiện nay đang được chú trọng khai thác.
Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tái tạo sạch, dồi dào và vô tận, có mặt ở khắp nơi và có thể được khai thác để phục vụ cho con người và nền kinh tế Nó mang lại nhiều giá trị và vì thế ngày càng có nhiều quốc gia trên thế giới đầu tư khai thác và đưa nguồn năng lượng sạch này vào sử dụng Quá trình khai thác năng lượng mặt trời không gây ảnh hưởng tiêu cực tới môi trường; ngược lại còn mang lại rất nhiều lợi ích Trong thập kỷ gần đây, năng lượng mặt trời đã trở thành một công nghệ phổ biến trong các lĩnh vực dân dụng, thương mại, công nghiệp và nông nghiệp, và ngày càng nhiều ngôi nhà lắp đặt mái nhà với hệ thống pin mặt trời Việc thu thập điện từ nguồn mặt trời có nhiều ưu điểm, bao gồm tính thân thiện với môi trường, chi phí bảo trì thấp, tuổi thọ cao và mang lại các lợi ích kinh tế đáng kể.
Năng lượng mặt trời đã trở nên quen thuộc với người Việt Nam, nhưng việc đưa nguồn năng lượng này vào các gia đình vẫn còn hạn chế vì phần lớn chúng ta chưa hiểu rõ những lợi ích mà nó mang lại Nguồn năng lượng mặt trời được chuyển đổi thành năng lượng nhiệt hoặc điện và được coi là nguồn năng lượng tái tạo sạch nhất và dồi dào nhất hiện có.
Việt Nam có nguồn tài năng lượng mặt trời phong phú và có thể khai thác bằng nhiều công nghệ khác nhau để sản xuất điện, chiếu sáng và nước nóng cho gia đình, thương mại và công nghiệp Việc chuyển đổi sang năng lượng mặt trời mang lại lợi ích về giảm chi phí điện và bảo vệ môi trường, nhưng vẫn đối mặt với một số hạn chế như phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời và chi phí đầu tư ban đầu cao.
2.1.2 Ưu, nhược điểm năng lượng mặt trời.
2.1.2.1 Ưu điểm của năng lượng mặt trời
Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng có tính tái tạo và bền vững, có thể đáp ứng nhu cầu lâu dài mà không cạn kiệt Mặt trời có thể thỉnh thoảng ẩn sau những đám mây, nhưng nguồn năng lượng mặt trời vẫn sẵn có cho tương lai So với các nguồn nhiên liệu hóa thạch sẽ cạn kiệt trong vài thập kỷ tới, năng lượng mặt trời là lựa chọn bền vững và lâu dài cho nền kinh tế và đời sống hàng ngày.
Có sẵn ở mọi nơi: Năng lượng mặt trời là một nguồn tài nguyên dồi dào có thể được khai thác từ bất kỳ vị trí địa lý nào
Tiết kiệm tiền là tính năng hấp dẫn nhất của năng lượng mặt trời đối với chủ nhà, vì hệ thống điện mặt trời gia đình cung cấp khả năng giảm đáng kể hóa đơn tiền điện hàng tháng Với nguồn năng lượng mặt trời tự nhiên, chủ nhà có thể hưởng lợi lâu dài từ chi phí vận hành thấp và sự ổn định của hóa đơn điện dù giá điện thị trường biến động Việc lắp đặt hệ thống điện mặt trời không chỉ giúp tiết kiệm mà còn tăng giá trị bất động sản và thúc đẩy lương xanh cho gia đình.
Hình 2.2 - Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng xanh.
Điện dư thừa từ hệ thống pin mặt trời có thể được đẩy vào lưới điện và nhận thanh toán ngược từ nhà cung cấp, tạo thêm lợi ích cho người dùng khi tự sản xuất điện Thêm vào đó, giá của hệ thống pin mặt trời đã giảm đáng kể trong thời gian gần đây, làm cho đầu tư vào điện mặt trời trở nên hấp dẫn và có thể tối ưu chi phí năng lượng cho gia đình và doanh nghiệp.
Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng sạch và tái tạo từ ánh sáng mặt trời, mang lại lợi ích đáng kể cho môi trường Việc dùng năng lượng mặt trời thay cho nhiên liệu hóa thạch giúp giảm lượng khí thải carbon và hạn chế hiệu ứng nhà kính trên toàn cầu Với những tác động tích cực đối với môi trường, năng lượng mặt trời được xem là một giải pháp bền vững góp phần vào chiến lược phát triển xanh và giảm thiểu ô nhiễm.
Việc sản xuất điện từ năng lượng mặt trời thay cho nhiên liệu hóa thạch có thể làm giảm đáng kể lượng khí nhà kính và CO2 thải ra, từ đó hạ nhiệt độ toàn cầu và làm chậm biến đổi khí hậu Khí nhà kính được hình thành khi đốt nhiên liệu hóa thạch, dẫn đến tăng lượng CO2 và tăng hiệu ứng nhà kính, góp phần làm nóng lên Trái đất Năng lượng mặt trời là nguồn điện sạch và bền vững từ ánh sáng mặt trời, giúp giảm phát thải CO2 và hỗ trợ cuộc chiến chống biến đổi khí hậu bằng cách thay thế nhiên liệu hóa thạch trong sản xuất điện.
Ổn định từ năng lượng mặt trời: khi bạn sử dụng năng lượng mặt trời đều đặn mỗi tháng, bạn có thể tự kiểm soát lượng điện năng tiêu thụ và tối ưu chi phí Điều này giúp bạn tránh các buổi cắt điện định kỳ từ hệ thống điện lưới, và đặc biệt đối với các nhà máy, việc áp dụng năng lượng mặt trời có thể hạn chế tình trạng gián đoạn sản xuất do mất điện gây ra.
Điện mặt trời hoạt động mà không cần nguồn cung cấp bên ngoài, giúp giảm chi phí sản xuất điện và bảo trì xuống mức tối thiểu Các tấm pin mặt trời có thể duy trì hiệu suất và tuổi thọ lên tới 30 năm, ngay cả khi thường xuyên đối mặt với điều kiện thời tiết khắc nghiệt Với đặc tính bảo trì thấp và tuổi thọ dài, hệ thống điện mặt trời mang lại lợi ích kinh tế và sự ổn định lâu dài cho người dùng.
Hình 2.3 Pin mặt trời lắp ở hộ gia đình
Những ưu thế của năng lượng mặt trời rất rõ ràng: bạn có thể tiết kiệm chi phí điện năng và giảm hóa đơn tiền điện nhờ sản xuất điện tại chỗ, đồng thời giảm lượng khí thải carbon và cải thiện chất lượng không khí quanh bạn Việc chuyển đổi sang nguồn năng lượng mặt trời không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn bảo vệ sức khỏe của gia đình và cộng đồng nhờ môi trường sống sạch hơn Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tái tạo bền vững, góp phần thúc đẩy cuộc sống xanh và sự phát triển của các giải pháp năng lượng sạch cho tương lai.
2.1.2.2 Nhược điểm năng lượng mặt trời Đầu tư trả trước cao: Chi phí trả trước lớn là rào cản lớn nhất đối với bất kỳ chủ nhà nào đang cân nhắc lắp đặt pin mặt trời Phạm vi đầu tư ban đầu là hàng chục triệu đến hàng trăm triệu, bao gồm các tấm pin, biến tần, pin lưu trữ (nếu cần), dây cáp và chi phí lắp đặt
Bản chất không liên tục của năng lượng mặt trời đến từ độ che phủ mặt trời không đồng nhất và sự biến động của cường độ chiếu sáng Năng lượng mặt trời không được tạo ra vào ban đêm, và sản lượng điện từ tấm pin thay đổi theo thời gian trong ngày, theo mùa và theo vị trí địa lý Các hiện tượng tự nhiên như mây dày, tuyết và tán lá có thể làm giảm đáng kể lượng điện mặt trời mà tấm pin sản xuất, khiến hiệu suất hệ thống phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết và môi trường xung quanh.
Không gian dành cho pin năng lượng mặt trời khá lớn, vì một tấm pin đòi hỏi diện tích đáng kể để sản xuất điện Bạn không thể xếp chồng lên nhau hoặc sắp xếp chúng theo bất kỳ cách nào để tiết kiệm không gian Để đạt hiệu quả tối ưu, pin năng lượng mặt trời cần tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời mà không bị che khuất.
Nghiên cứu tổng quan về Sấy
Quá trình sấy (hay sấy khô) là một quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt Nhiệt được cung cấp cho vật liệu ẩm bằng cách dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hoặc bằng năng lượng điện trường có tần số cao Mục đích của quá trình sấy là làm giảm khối lượng của vật liệu, tăng độ liên kết bề mặt và bảo quản được tốt hơn.
Trong quá trình sấy, nước trong vật liệu bay hơi ở mọi nhiệt độ nhờ sự khuếch tán được thúc đẩy bởi sự chênh lệch độ ẩm giữa bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh Đồng thời bên trong vật liệu có sự chênh lệch áp suất hơi riêng phần của nước giữa bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh, tạo động lực cho quá trình bay hơi diễn ra Sự kết hợp của khuếch tán và chênh lệch áp suất hơi riêng phần quyết định tốc độ sấy và hiệu quả thoát nước khỏi vật liệu.
2.2.2 Bản chất của quá trình sấy.
Quá trình khuếch tán hơi nước diễn ra từ bên trong vật liệu ra đến bề mặt vật liệu, sau đó là sự bốc ẩm từ bề mặt vật liệu vào môi trường xung quanh Quá trình này dựa trên sự chênh lệch phân áp suất hơi nước giữa bề mặt vật liệu và môi trường, nên khi phân áp suất hơi nước ở bề mặt cao hơn môi trường sẽ có khuếch tán và bốc ẩm dễ dàng hơn Hiểu rõ cơ chế này giúp kiểm soát độ ẩm của vật liệu, cải thiện tính ổn định và hiệu suất của vật liệu trong các điều kiện khí hậu khác nhau.
2.2.3 Nguyên tắc của quá trình sấy.
Để tăng hiệu quả khô, cần làm cho phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu cao hơn phân áp suất hơi nước của môi trường Cách chủ yếu là tăng phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu bằng các hệ thống sấy tiếp xúc, nơi nước bị bốc hơi trực tiếp từ vật liệu sang môi trường gia nhiệt Đồng thời, giảm phân áp suất hơi nước của môi trường bằng các hệ thống sấy lạnh hoặc sấy chân không giúp kéo nước ra khỏi vật liệu nhanh hơn Nhờ sự chênh lệch phân áp suất hơi nước giữa bề mặt vật liệu và môi trường, quá trình sấy trở nên hiệu quả và nhanh chóng hơn.
Sấy bằng phương pháp tự nhiên
Sấy tự nhiên là quá trình tiến hành làm bay hơi bằng năng lượng tự nhiên như mặt trời, năng lượng gió…còn gọi là phơi sấy tự nhiên Phương pháp này đỡ tốn nhiệt năng, nhưng không chủ động điều chỉnh được vận tốc quá trình theo yêu cầu kỹ thuật, năng suất thấp,…
Sấy bằng phương pháp nhân tạo
Dựa vào trạng thái tác nhân sấy(TNS) hay cách tạo ra động lực quá trình dịch chuyển ẩm mà chúng ta có hai phương pháp sấy: phương pháp sấy nóng và phương pháp sấy lạnh.
2.2.5 Các loại hệ thống sấy sử dụng năng lượng mặt trời.
Trong thiết bị sấy dùng năng lượng mặt trời, nhiệt được cung cấp bởi việc hấp thụ trực tiếp năng lượng bức xạ mặt trời của vật liệu sấy Hơi nước sinh ra được mang đi bởi luồng không khí thổi ngang qua vật liệu sấy Không khí chuyển động được nhờ quá trình đối lưu tự nhiên hoặc do quạt thổi cưỡng bức Thiết bị sấy năng lượng mặt trời gồm các loại phổ biến như sấy trực tiếp và sấy gián tiếp, với mỗi loại đều tận dụng sự chuyển đổi nhiệt giữa ánh nắng mặt trời và vật liệu sấy.
2.2.5.1 Tủ sấy dung năng lượng mặt trời
Hình 2.11 - Tủ sấy trái cây dung năng lượng mặt trời.
Thiết bị được thiết kế như một tủ sấy, một mặt kính thu nhận bức xạ mặt trời và chuyển nó thành nhiệt năng làm tăng nhiệt độ của không khí, buồng sấy và sản phẩm sấy; các mặt còn lại được bọc cách nhiệt để giảm thất thoát nhiệt Thường ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp lên vật sấy và hơi ẩm được luồng không khí mang đi, quá trình lưu thông không khí có thể là đối lưu tự nhiên hoặc đối lưu cưỡng bách.
Máy sấy được trang bị 19 quạt thổi, giúp ẩm thoát ra từ phía trên và tạo luồng khí nóng đồng đều Vật liệu sấy được đặt trên các khay thành từng lớp mỏng và để trong tủ sấy Thiết bị này được dùng để sấy các loại trái cây và ngũ cốc (cereal) như nho, lúa thóc, nhằm bảo quản và nâng cao chất lượng sản phẩm.
2.2.5.2 Thiết bị sấy kiểu nhà kính
Hình 2.12 - Mô hình sấy nhà kính.
Thiết bị sấy kiểu nhà kính có các mặt hướng về phía mặt trời được làm bằng kính, còn các mặt khác được cách nhiệt tốt và làm bằng vật liệu chịu nhiệt cao, giúp không ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm sấy Đối với những nước có khí hậu lạnh, mô hình nhà kính được sử dụng rộng rãi trong ươm giống, trồng rau và hoa, vì có thể duy trì nhiệt độ cần thiết cho môi trường bên trong dù trời nhiều mây hoặc ban đêm Thiết bị sấy loại này phù hợp để sấy chè và nông sản, cho nhiệt độ sấy đồng đều và chất lượng sản phẩm rất tốt.
2.2.5.3 Thiết bị sấy gián tiếp
Trong các loại thiết bị sấy bằng năng lượng mặt trời, ánh sáng mặt trời không trực tiếp chiếu vào sản phẩm mà thông qua tác nhân sấy là luồng không khí được làm nóng bởi bộ thu năng lượng mặt trời Quá trình lưu thông và tuần hoàn của không khí nóng có thể diễn ra theo đối lưu tự nhiên, nhưng thường được tăng cường bằng quạt để tạo tuần hoàn đối lưu cưỡng bức Với thiết bị này, nhiệt độ sấy có thể cao hơn nên thời gian sấy ngắn hơn và chất lượng sản phẩm sấy được tốt hơn.
Hình 2.12 - Nguyên lý hoạt động của thiết bị sấy.
Nguyên lý làm việc của hệ thống sấy bằng năng lượng mặt trời là khí được nung nóng bởi collector hấp thụ nhiệt trước khi vào buồng sấy, luồng khí nóng được quạt đẩy qua sản phẩm để bốc hơi nước và có thể được tuần hoàn vài vòng trước khi thoát ra cùng hơi nước nhằm tăng hiệu quả sấy và tiết kiệm năng lượng Đối với các thiết bị sấy dành cho sản phẩm đặc biệt hoặc thời gian sấy kéo dài, người ta bổ sung nguồn năng lượng phụ để đảm bảo hoạt động ngay cả khi trời không nắng hoặc sấy vào ban đêm.
Hình 2.13 - Hệ thống sấy thóc bằng năng lượng mặt trời.
=>Nhận xét: Hệ thống sấy nông sản bằng hiệu ứng nhà kính phù hợp với các nông hộ nhỏ lẻ bởi đạt các yêu cầu sau:
- Nhà sấy hấp thụ nhiệt tốt và giữ cho lượng nhiệt tránh thất thoát trong quá trình sấy khô
Với độ bền cao và sự chắc chắn vượt trội, nhà sấy được thiết kế để vận hành ổn định ngay cả khi thời tiết mưa bão Nhờ sử dụng nhựa mica trong suốt và dàn khung thép chịu lực, kết cấu vừa chắc chắn vừa giảm thiểu rò rỉ, tăng khả năng chống chịu thời tiết khắc nghiệt Nhờ đó hệ thống sấy có thể vận hành liên tục, đảm bảo hiệu suất và an toàn cho quá trình sấy bất kể điều kiện khí hậu.
Không yêu cầu mặt bằng sấy quá rộng nhờ mô hình nhà sấy nông sản hiệu ứng nhà kính được thiết kế với bộ phận xe đẩy và nhiều khay sấy thực phẩm xếp chồng lên nhau với khoảng cách hợp lý giữa các khay, giúp lưu thông không khí và tăng hiệu quả sấy Thiết kế này tối ưu hóa không gian, tiết kiệm diện tích và giảm chi phí mặt bằng, đồng thời đảm bảo quá trình sấy diễn ra đồng đều trên từng khay Nhờ tính cơ động của xe đẩy và cách sắp xếp khay thông minh, hệ thống cho phép vận hành thuận tiện và nâng cao năng suất làm việc.
- Không bị phụ thuộc vào thời tiết bởi được thiết kế dạng kín
Chất lượng sản phẩm sấy được đảm bảo ở mọi công đoạn với các tiêu chí như không dính bụi bẩn, không lẫn côn trùng, và thực phẩm không bị hao hụt cũng như không biến đổi màu trong suốt quá trình sấy Quy trình sấy được kiểm soát nghiêm ngặt về nhiệt độ, thời gian và điều kiện môi trường nhằm duy trì chất lượng, màu sắc và hương vị tự nhiên của sản phẩm, đồng thời đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm Nhờ đó, sản phẩm sấy đạt chuẩn chất lượng cao, đảm bảo độ tươi ngon và độ bền màu sau khi hoàn tất.
2.2.6 Nguyên tắc chung khi sấy khô rau quả.
Hệ thống điều khiển nhiệt độ sấy
Cảm biến độ ẩm, nhiệt độ DHT11 tích hợp sẵn điện trở 5,1 kΩ, giúp kết nối và sử dụng dễ dàng hơn so với cảm biến DHT11 chưa gắn chân Module này lấy dữ liệu thông qua giao tiếp 1 dây (1-Wire), cho quá trình truyền dữ liệu nhanh và ổn định Bộ tiền xử lý tín hiệu tích hợp trên cảm biến cho phép bạn nhận được dữ liệu đo được chính xác mà không cần thực hiện bất kỳ tính toán nào Thiết bị hoạt động ở mức điện áp 5V DC và có mức giá rẻ, phù hợp với nhiều dự án và nhu cầu sử dụng.
Điện áp hoạt động : 5VDC
Chuẩn giao tiếp: TTL, 1 wire.
Khoảng đo độ ẩm: 20%-90% RH (sai số 5%RH)
Khoảng đo nhiệt độ: 0-50°C (sai số 2°C)
Tần số lấy mẫu tối đa: 1Hz (1 giây / lần)
Kích thước : 28mm x 12mm x10mm
Hình 2 18 Nguồn Adapter 12V4A DC5x2 1MM
Là nguồn chuyển đổi từAC 220V sang 12V DC.
Cấp nguồn cho các thiết bịThông sốkĩ thuật
Điện áp vào: AC110-240V (50-60Hz).
Điện áp ra: DC12V 4A-Đầu Jack DC 5.5x2.1MM.
Tương thích với các loại Jack DC: 5.5x2.1 or 5.5x2.5.
Loại Jack cắm: Loại tròn.
Hiện nay trên thị trường có nhiều dòng vi xử lý đáp ứng các yêu cầu dự án, nhưng Arduino được chọn nhiều nhất nhờ những ưu điểm nổi bật: giá thành rẻ, dễ sử dụng, kích thước nhỏ gọn và trình biên dịch đi kèm dễ cài đặt Hệ sinh thái Arduino có thư viện phong phú hỗ trợ nhiều module chức năng khác nhau, cho phép triển khai nhanh các dự án từ cảm biến đến giao tiếp mạng Cộng đồng người dùng lớn và tài liệu hướng dẫn chi tiết giúp người mới bắt đầu nhanh chóng tiếp cận và phát triển Với sự linh hoạt và hỗ trợ mạnh mẽ về phần mềm lẫn phần cứng, Arduino trở thành lựa chọn tối ưu cho các dự án nhúng và giáo dục lập trình.
Trong đề tài nghiên cứu này, tôi chọn sử dụng Arduino Uno R3, phiên bản cải tiến thế hệ 3 của dòng UNO với chip ATmega328, nhờ các ưu điểm nổi bật như kích thước nhỏ gọn, dễ dàng tích hợp và lập trình với giao diện trực quan Board hỗ trợ kết nối USB phổ biến để điều khiển và nạp chương trình mà không cần kit nạp, đồng thời mang lại tính linh hoạt cao cho các dự án Những đặc điểm này làm Arduino Uno R3 trở thành lựa chọn thích hợp để triển khai và thử nghiệm các bài toán điện tử, giúp tối ưu hóa quy trình phát triển và hiệu suất làm việc.
Arduino UNO R3 là một bo mạch vi điều khiển dựa trên chip Atmega328P, có 14 chân I/O digital (trong đó 6 chân xuất xung PWM), 6 chân Input analog, 1 thạch anh 16MHz, 1 cổng USB, 1 jack nguồn DC và 1 nút reset.
Hình 2.19 - Sơ lược phần cứng của board Arduino Uno R3.
Board Arduino R3 có thông số kỹ thuật như sau:
Vi điều khiển : ATmega328 họ 8bit
Tần số hoạt động :16MHz
Dòng tiêu thụ : khoảng 30Ma
Điện áp vào khuyên dùng :7-12V DC
Điện áp vào giới hạn :6-20V DC
Số chân Digital I/O :14 (6 chân hardware PWM)
Số chân Analog : 6(độ phân giải 10bit)
Dòng tối đa trên mỗi chân I/O :30 mA
Dòng ra tối đa (5V) :500 Ma
Dòng ra tối đa (3.3V) : 50 Ma
Bộ nhớ flash :32 KB (ATmega328) với 0.5KB dùng bởi bootloader
Mạch 1 Relay KY-019 5VDC có kích thước nhỏ gọn, giá thành rẻ được sử dụng để đóng ngắt thiết bị AC hoặc DC, mạch sử dụng điện áp 5VDC với chỉ 3 chân kết nối dễ dàng sử dụng Mạch 1 Relay KY-019 5VDC có tiếp điểm đóng ngắt gồm 3 tiếp điểm NC (thường đóng), NO(thường mở) và COM(chân chung) được cách ly hoàn toàn với board mạch chính, ở trạng thái bình thường chưa kích
NC sẽnối với COM, khi có trạng thái kích COM sẽ chuyển sang nối với NO và mất kết nối với NC.
Hình 2.20 - Mạch 1 Relay KY-019 5VDC
Điện áp sử dụng: 5VDC.
Tín hiệu kích: TTL 3.3~5VDC, mức cao High Relay đóng, mức thấp Low Relay ngắt.
Relay tiêu thụ dòng khoảng 80mA.
Điện thế đóng ngắt tối đa: AC250V ~ 10A hoặc DC30V ~ 10A (Để an toàn nên dùng cho tải có công suất