bên cạnh đó sự chính sác của nhân viên không cao nên phải để người tham gia đường bộ phải chờ lâu gây ùn tắc giao thông , ngoài ra vẫn còn nhiều vụ việc tai nạn về giao thông đường sắt r
CÁC KIỂU BARRIE TỰ ĐỘNG HIỆN NAY
Tổng quan về barie
Hiện nay barie tự động có 3 loại phổ biến nhất là : barie rào chắn , barie cần thẳng , barie cần gấp
Nơi giao nhau giữa đường tàu và đường dân sinh là khu vực rất nguy hiểm do tàu hỏa cắt ngang qua khu dân cư, nơi có lưu lượng giao thông cao hàng ngày Để đảm bảo an toàn, barie chắn tàu và hàng rào luôn được sử dụng trong ngành giao thông đường sắt, tạo ra một hàng rào ngăn cách chắc chắn và an toàn cho người dân.
Hình 1.1: barie rào chắn ứng dụng trong công nghiệp
- Hàng rào phân cách hiệu quả và an toàn , hoạt động tốt ở môi trường ngoài trời
Barie chắn tàu có tính ứng dụng rộng rãi, giúp đảm bảo an toàn và hiệu quả trong việc ngăn chặn sự chen lấn và vượt qua đường tàu khi còi báo động vang lên Việc sử dụng barie này không chỉ bảo vệ người tham gia giao thông mà còn giảm thiểu nguy cơ tai nạn đáng tiếc.
- Tuổi thọ và khả năng hoạt động cực kỳ tốt, lò xo có thể hoạt động lên đến hơn 2.000.000 chu kỳ lien tục
- Có thể đóng mở bằng điều khiển từ xa hoặc nút nhấn ở vị trí cố định
- Bộ xử lý dữ liệu thông minh, được tích hợp vi xử lý nhanh và chính xác
Barie cần gập được ngày càng trở nên phổ biến trong các bãi giữ xe thông minh, đặc biệt là ở tầng hầm của chung cư, bệnh viện, trường học và các tòa nhà cao tầng, nơi mà chiều cao thường bị hạn chế.
Cần có hình dạng thẳng giống như tay, nhưng điểm đặc biệt là cần phải lắp thêm một phụ kiện để có thể gập xuống 90 độ khi mở lên và hạ thẳng đứng khi đóng lại.
Hình 1.2: barie cần gấp ứng dụng trong chung cư
Là thiết bị lý tưởng dùng để kiểm soát các cổng ra vào hoặc tại các điểm chắn tàu
Hình 1.3 : barie cần thẳng ứng dụng trong chắn tàu
- Sử dụng ngoài trời , phù hợp IP54
- Trọng lượng tay chắn : 4-6 kg
- Nguồn điện hoạt động : 220V / 110V , 60/50HZ
- Hoạt động trong môi trường có nhiệt độ : - -
- Hoạt động đóng mở : 5 triệu lần ( không bảo trì)
Hình 1.3: kích thước tổng quan của barie cần thẳng
Cấu tạo kỹ thuật của barie cần thẳng
Thân barie, hay còn gọi là thùng barie, được chế tạo từ thép chuyên dụng có khả năng chịu lực cao Động cơ được thiết kế theo kiểu gợn sóng, giúp giảm tiếng ồn và tăng hiệu quả tản nhiệt khi vận hành Bề mặt thân vỏ được xử lý oxi hóa kỹ càng, đảm bảo luôn sạch đẹp Barie tự động sử dụng công nghệ sơn tĩnh điện, giúp lớp sơn bền bỉ hơn theo thời gian.
Thang chắn barie được làm từ hợp kim nhôm hình trụ rỗng, giúp giảm trọng lượng và tăng tính di động Ngoài ra, thanh chắn còn có nhiều hình dạng cấu trúc khác nhau như hình hộp chữ nhật, hình tròn và hình elip Chúng thường được sơn tĩnh điện để chống oxi hóa và được dán phản quang, trong khi một số mẫu cao cấp còn được trang bị đèn phản quang để tăng cường khả năng nhận diện.
+Thiết bị điều khiển : remote điều khiển từ xa hoạc nút nhấn gắn cố định
Hệ thống tự động bao gồm động cơ, bộ xử lý và mô-men xoắn điện tử được lắp đặt trong thùng barie, cho phép điều khiển thanh chắn hoàn toàn tự động thông qua thiết bị điều khiển.
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHẮN TÀU TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶ TRỜI
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ KHÍ CHO HỆ THỐNG CHẮN TÀU
1.1.1 Chọn động cơ điện được tiến hành theo các bước sau:
+ Tính công suất cần thiết của động cơ
+ Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ
Dựa vào công suất và số vòng quay đồng bộ, cùng với các yêu cầu về quá tải, moment mở máy và phương pháp lắp đặt, việc chọn kích thước động cơ phù hợp với yêu cầu thiết kế là rất quan trọng.
1.1.2 xác định công suất động cơ
Công suất trên trục động cơ được xác định theo công thức :
Pct : Công suất cần thiết trên trục động cơ – kw
Công suất trên trục công tác được tính bằng kilowatt (kw), trong khi hiệu suất truyền động được xác định qua công thức η = η1 η2 η3… Trong đó, η1, η2, η3 là hiệu suất của bộ truyền và các cặp ổ trong hệ thống dẫn động, được chọn theo bảng 2.3 Đối với hệ thống này, ta sử dụng một bộ bánh răng với hiệu suất η = 0.95.
Để xác định công suất cần thiết trên trục động cơ, cần tính toán công suất Pt Tải trọng tác động lên trục ở đây là tải trọng không đổi, tức là tải.
- Trong đó Ft là lực kéo trên cần barie
- V là vận tốc di chuyển của cần barie
Cần barie có trọng lượng là 4 kg ( ta có Ft = m.g ) lên Ft = 40N
Giả sử cần barie chuyển động với vận tốc trung bình là 0,5 m/s thay vào 2.3 ta có :
Vậy công suất cần thiết trên trục động cơ là : Pct = 21,05 W.
1.1.3 Xác định số vòng quay đồng bộ của động cơ:
+ Số vòng quay trên trục công tác : nct = 60 10 3 v π D v/ph
= 60 10 3 0 ,5 π.30 = 318,30 v/ph + Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ : nsb= nct usb
Dựa vào bảng 2.4 chọn tỉ số truyền của bộ truyền là usb = 4, nsb= 318,30*4 = 1273,23 v/ph.
Theo bảng P1.2 phụ lục trang 236 ta chọn động cơ 4A50A4Y3
Công suất 60 w số vòng quay 1378 vòng/phút
Ta chọn động cơ DC giảm tốc 24V-60W Điện áp: DC – 24V
Số vòng quay động cơ: 1800v/p
Số vòng quay sau khi qua hộp số: 400 v/p
1.2 Tính toán bộ truyền bánh răng
Bộ truyền bánh răng là cơ cấu quan trọng trong việc truyền chuyển động giữa hai trục, giúp xác định tỷ số truyền nhờ vào sự ăn khớp chính xác của các bánh răng.
Có thể truyền chuyển động giữa các trục song song, cắt nhau, chéo nhau hay biến đổi chuyển động quay thành tịnh tiến
Theo bảng 6.1, vật liệu chế tạo bánh răng được chọn là thép C45, với độ cứng cải thiện đạt 240 HB Bánh răng có độ rắn nhỏ là 240 HB và độ rắn lớn là 225 HB, giúp đạt độ cứng tiếp xúc [σ H] u0 MPa.
1.2.2 Ứng suất tiếp xúc cho phép
A Ứng suất tiếp xúc cho phép
Khi chưa có kích thước bộ truyền ta có thể tính sơ bộ theo công thức 6.1
Giới hạn mỏi tiếp xúc tương ứng với chu kì cơ sở được cho trong bảng 6.2 : σ OHlim 1 =2× H 1 +70=2×240+70U0HB σ OHlim2 =2× H 2 +70=2×225+70R0HB
Hệ số tuổi thọ được xác định theo công thức 6.3, :
- sô chu kỳ làm việc tương đương
- số chu kỳ làm việc cơ sở
- bậc của đường cong mỏi, có giá trị bằng 6 do
Số chu kỳ làm việc tương đương được xác đinh theo công thức6.7,
: số lần ăn khớp trong một vòng quaY
Hệ số an toàn có giá trị theo bảng 6.2 : Ứng suất tiếp xúc cho phép sơ bộ của từng bánh răng:
Với cấp nhanh sử dụng bánh răng nghiêng do đó ta theo:
B, Ứng suất uấn cho phép khi chưa có kích thước bộ truyền ta có thể chọn sơ bộ theo
Giới hạn mỏi uấn phụ thuộc vào độ rắn bề mặt và phương pháp nhiệt luyện được sử dụng Cụ thể, với chu kỳ cơ sở đã chọn, ta có thể tính toán giới hạn mỏi uấn như sau: σ OFlim 1 = 1,8 × H1 = 1,8 × 240 = 432 HB và σ OFlim 2 = 1,8 × H2 = 1,8 × 225 = 405 HB.
Hệ số tuổi thọ xác định theo công thức :
( bộ truyền quay một chiều )
Số chu kỳ cơ sở; ( đối với tất cả các loại thép)
Số chu kỳ làm việc tương đương theo:
Hệ số an toàn có giá trị theo bảng 6.2 Ứng suất uấn cho phép sơ bộ của từng bánh răng:
1.2.3 Hệ số chiều rộng vành răng và hệ số tập trung tải trọng
Chiều rộng vành răng đc xác định theo tiêu chuẩn dựa vào bảng 6.6:
Ta suy ra giá trị dựa vào công thức:
Hệ sô tập trung tải trọng :
Dựa vào , ta bảng 6.7 ta xác định được hệ số tập trung tải trọng:
Tính toán bánh răng trụ răng thẳng ta dung công thức: a w 1 C×5,32× √ 3 472 700 ,72 ,63 2 × 4 × , 1 32× , 12 0 ,3 1 , 89 mm
1.2.5 Thông số ăn khớp a, Modun pháp m n =(0,01÷0,02)× a w =0,35÷0,7
Theo tiêu chuẩn chọn m n =0,6 b,Số răng của bánh răng Đối với bánh răng thẳng , ngoài số răng ta còn phải chọn góc nghiêng :
Số răng bánh bị dẫn: z 2 = z 1 ×u = 21× 4 , 32 = 90 , 72 Chọn z 2 răng
Ta tính lại tỉ số truyền thực: u m =z 2 z 1
21=4,333 Sai sô tương đối tỷ sô truyền:
1.2.6 Xác định kích thước bộ truyền:
2×0,96 5mm Đường kính vòng chia: d 1 =m n × z 1 cosβ =0,6×21
0,96 Vmm Đường kính vòng lăn: Đường kính vòng đỉnh: d a 1 =d 1 +2m+2×0,6,2mm d a 2 =d 2 +2mV+2×0,6W,2mm Đường kính vòng đáy: d f 1 =d 1 −2,5× m−2,5×0,6,5mm d f 2 = d 2 − 2 , 5 × m = 56 − 2 , 5 × 0 , 6 = 54 , 5mm
Bề rộng răng: b w =a w ×ψ ba 5×0,3,5mm
BẢNG CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT.
Công thức tính đĩa xích Bánh dẫn Bánh bị dẫn
Bề rộng bánh răng b w 10.5mm
Số răng trên bánh 21 91 Đường kính vòng chia 13mm 56mm Đường kính vòng đỉnh 14.2m m 57.2mm Đường kính vòng đáy 11.5m m 54.5mm
Thanh chắn barie là bộ phận quan trọng trong hệ thống kiểm soát ra vào, có khả năng tách rời trong quá trình vận chuyển và dễ dàng lắp đặt tại công trình Chúng thường được làm từ hợp kim nhôm sơn tĩnh điện và có thể dán decan phản quang để tăng cường an toàn cho phương tiện vào ban đêm Một đầu thanh chắn được cố định với tủ kỹ thuật, trong khi đầu còn lại được trang bị giá đỡ, giúp nâng hạ dễ dàng hơn và tăng độ bền, giảm xung tốc trong quá trình hoạt động.
Chiều dài tối đa của thanh chắn có thể lên tới 8m, và một số loại cho phép người dùng điều chỉnh độ dài bằng cách rút gọn phần cần chắn khi không sử dụng Hiện nay, có ba loại thanh chắn phổ biến: cần thẳng, cần gấp và cần dạng hàng rào.
Hình 1.2: Hình chiếu đứng thanh chắn
Bộ phận quan trọng nhất của thiết bị barie là thanh chắn, được coi là "trung tâm đầu não" điều khiển mọi hoạt động Được thiết kế để sử dụng ngoài trời, tủ được làm từ hợp kim nhôm và sơn tĩnh điện, giúp chống trầy xước, gỉ sét và chịu được rung lắc, va chạm không cần thiết Bên trong tủ kỹ thuật, có hệ thống các chi tiết quan trọng như lò xo, động cơ và bảng mạch điện tử.
1.5 Thiết kế mô hình 3D của barie
Hình 1.5: mô hình 3D của barie
Hình 1.6: cơ cấu truyền động
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CHO CHẮN TÀU
2.1.1.1 Giới thiệu chung về Arduino
Arduino đã tạo ra một cơn sốt trong cộng đồng DIY toàn cầu, tương tự như sự thành công của Apple trong lĩnh vực thiết bị di động Sự đa dạng và số lượng người dùng, từ học sinh đến sinh viên đại học, đã khiến ngay cả những người sáng lập Arduino cũng phải ngạc nhiên về mức độ phổ biến của nó.
Hình 2.1: Những thành viên khởi xướng Arduino.
Arduino là nền tảng phần cứng mã nguồn mở thu hút sự quan tâm của sinh viên và nhà nghiên cứu tại các trường đại học hàng đầu như MIT, Stanford và Carnegie Mellon Đặc biệt, Google đã hỗ trợ phát triển bộ kit Arduino Mega ADK, giúp tạo ra các ứng dụng Android tương tác với cảm biến và thiết bị khác.
Arduino là một bo mạch vi xử lý cho phép lập trình tương tác với các thiết bị phần cứng như cảm biến, động cơ và đèn Nổi bật với môi trường phát triển dễ sử dụng, Arduino giúp người dùng, ngay cả những người không có nhiều kiến thức về điện tử và lập trình, nhanh chóng học được ngôn ngữ lập trình Hiện tượng Arduino được thúc đẩy bởi mức giá hợp lý chỉ khoảng $30 và tính chất nguồn mở của cả phần cứng lẫn phần mềm.
20 ngõ I/O có thể tương tác và điều khiển chừng ấy thiết bị.
Arduino, được ra đời tại thị trấn Ivrea, Ý, mang tên vua Arduin thế kỷ 9, đã chính thức giới thiệu vào năm 2005 như một công cụ cho sinh viên của giáo sư Massimo Banzi tại trường Interaction Design Institute Ivrea (IDII) Mặc dù không được tiếp thị rộng rãi, Arduino nhanh chóng lan tỏa nhờ sự truyền miệng tích cực từ người dùng đầu tiên Hiện nay, Arduino đã trở thành biểu tượng nổi tiếng, thu hút du khách đến thăm Ivrea, nơi khởi nguồn của nó.
2.1.1.2 Giới thiệu về board Arduino Mega 2560
Hình 2.2: Board Arduino Mega Pinout.
Arduino Mega 2560 là một bo mạch được thiết kế với vi điều khiển AVR Atmega2560 làm bộ xử lý trung tâm Cấu tạo chính của Arduino Mega 2560 bao gồm nhiều thành phần quan trọng.
Cổng USB là một giao tiếp quan trọng cho việc tải mã từ máy tính lên vi điều khiển, đồng thời cũng đóng vai trò là giao tiếp serial để truyền dữ liệu giữa vi điều khiển và máy tính.
Để cung cấp nguồn cho Arduino, bạn có thể sử dụng cổng USB, nhưng không phải lúc nào cũng có thể kết nối với máy tính Trong trường hợp đó, bạn cần một nguồn điện từ 9V đến 12V.
- Có 54 chân vào/ra số đánh số thứ tự từ 0 đến 13, ngoài ra có một chân nối đất (GND) và một chân điện áp tham chiếu (AREF).
Vi điều khiển AVR là bộ xử lý trung tâm của toàn bộ bo mạch Arduino Mỗi mẫu Arduino sử dụng một loại chip khác nhau, và trong trường hợp của Arduino Mega2560, chip được sử dụng là ATMega2560.
- Các thông số chi tiết của Ardiuno Mega 2560:
Lõi: AVR 8-bit Điện áp nuôi chip: 2.7-5.5V
Tần số hoạt động: 16Mhz
Số chân I/O tương tự: 16 chân
Các chức năng chính: Timers, ADC, PWM, UART, SPI, I2C
Bảng 2.1: Thông số chi tiết Arduino Mega 2560
Mega 2560 được trang bị 16 đầu vào tương tự với độ phân giải 10 bit, cho phép nhận diện 1024 giá trị khác nhau Mặc định, các đầu vào này đo từ 0 đến 5 volts, tuy nhiên, phạm vi đo có thể được điều chỉnh bằng cách sử dụng chân Aref và chức năng analogReference.
Các Atmega 2560 có 256 KB bộ nhớ flash để lưu trữ mã (trong đó có 8 KB được sử dụng cho bộ nạp khởi động), 8 KB SRAM và 4 KB của EEPROM.
Hình 2.3: Board mạch mô phỏng trên phần mềm inventer
2.1.1.3 Sơ đồ các chân và chắc năng trên board mạch Mega 2560 V1.1 PLC
Hình 2.4: sơ đồ chân board mạch Arduino Mega 2560
- In 24v (C- C+) là nguồn cấp nuôi khối relay ( Có bảo vệ ngược cực).
- In 24v (IN- IN+) là nguồn cấp nuôi mạch ( Có bảo vệ ngược cực).
- CM1 là chân Com chung cho 4 relay tương ứng chân P24, P25, P26, P27.
- CM2 là chân Com chung cho 4 relay tương ứng chân P28, P29, P39, P30.
- CM3 là chân Com chung cho 4 relay tương ứng chân P31, P32, P33, P34.
- CM4 là chân Com chung cho 2 relay tương ứng chân P35, P36.
- P22 và P23 là 2 chân Out transistor NPN dòng max 30mA
CI là chân COM_IN, và khi kết nối J7, CI sẽ nhận tín hiệu +24V theo dạng NPN Để chuyển sang ngõ vào PNP, cần rút J7 ra và cấp 0V vào CI Lưu ý rằng việc rút J7 phải được thực hiện trước khi cấp 0V để tránh nguy cơ ngắn mạch.
- Khi 2 Jump TX0-RX0 được kết nối như hình trên thì dung để nạp code còn kết nối ngược lại thì có giao tiếp UART TX0-RX0
Khi kết nối 2 Jump RS485, giao tiếp RS485 cách ly sẽ được sử dụng Ngược lại, nếu tháo Jump, hệ thống sẽ chuyển sang giao tiếp UART TX2-RX2, cho phép kết nối với nhiều thiết bị khác nhau.
Khi kết nối 2 Jump RS232, giao tiếp RS232 cách ly sẽ được sử dụng Ngược lại, nếu tháo jump, giao tiếp sẽ chuyển sang UART TX1-RX1 (header 4 pin) hoặc sử dụng 2 ngắt int.4 và int.5.
- Các chân PWM: Pin10, 11, 12, 44, 45, 46, 14 (Tx3), 15 (Rx3).
- Các I/O còn lại là chân từ Chip đưa ra nên setup tùy người lập trình.
- Header 3 pin TX1-RX1 là TX-RX của RS232 cách ly
- Các chân 5v trên board có dòng max 1000mA ( Tùy theo yêu cầu có thể thay đổi dòng ra lên tới 3000mA).
- Sơ đồ chân của Header ISP như sau.
Hình 2.5: Sơ đồ chân của Header ISP
Cảm biến quang đóng vai trò quan trọng trong tự động hóa công nghiệp, cho phép phát hiện nhiều loại vật thể khác nhau, từ chai nhựa trên băng chuyền đến việc kiểm tra linh kiện ô tô mà robot đã gắp Bài viết này sẽ khám phá khái niệm cảm biến quang điện, cũng như các công dụng và chức năng của nó trong quy trình sản xuất.
Cảm biến quang được sử dụng phổ biến trong các nhà máy công nghiệp để phát hiện vật thể từ xa và đo khoảng cách cũng như tốc độ di chuyển Tín hiệu quang được chuyển đổi thành tín hiệu điện thông qua hiện tượng phát xạ điện tử khi ánh sáng chiếu vào.
2.1.1.2 nguyên lý hoạt động của cảm biến quang
– Cảm biến quang thu phát chung (through – beam sensor):
Trạng thái không có vật cản: cảm biến phát ánh sáng và cảm biến thu ánh sáng. Quá trình phát và thu ánh sáng liên tục với nhau
Trạng thái có vật cản: cảm biến phát vẫn phát ánh sáng nhưng cảm biến thu ánh sáng không thu được ánh sáng (bị vật cản che chắn)
Hình 2.6: Cảm biến quang thu phát chung
– Cảm biến quang phản xạ gương (retro – reflection sensor):
Khi không có vật cản: thì gương sẽ phản xạ lại bộ thu ánh sáng.
Khi có vật cản đi qua, tần số của ánh sáng phản xạ sẽ thay đổi hoặc ánh sáng thu sẽ bị mất Điều này dẫn đến việc cảm biến phát tín hiệu điện PNP hoặc NPN.
– Cảm biến quang khuếch tán (diffuse reflection sensor): vật cản Ánh sáng phản xạ đi ngược về vị trí thu sáng
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG ĐIỆN MẶT TRỜI CHO CHẮN TÀU
3.1 Tổng quan về năng lượng điện mặt trời
Năng lượng mặt trời, được tạo ra từ các phản ứng nhiệt hạt nhân trên mặt trời, là nguồn năng lượng quan trọng mà chúng ta thu nhận dưới dạng sóng bức xạ điện từ Cường độ bức xạ mặt trời bên ngoài khí quyển đạt khoảng 1,367 kW/m², được gọi là hằng số mặt trời Tuy nhiên, khi đi qua khí quyển, khoảng 30% năng lượng này bị hấp thụ và tán xạ Năng lượng mặt trời chủ yếu được sử dụng để làm ấm bầu khí quyển, vỏ trái đất và nước, trong khi chỉ có 1-2% được chuyển hóa thành năng lượng gió và khoảng 0,02-0,03% được dùng để tạo ra các hợp chất hữu cơ sinh khối Hiện nay, năng lượng mặt trời được ứng dụng rộng rãi trong hai lĩnh vực chính.
Công nghệ điện mặt trời chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng thông qua các tế bào quang điện bán dẫn, còn gọi là pin mặt trời, nhờ vào hiệu ứng quang điện Các pin mặt trời này sản xuất điện liên tục miễn là có bức xạ mặt trời.
Công nghệ nhiệt mặt trời là phương pháp lưu trữ năng lượng mặt trời dưới dạng nhiệt năng, sử dụng thiết bị thu bức xạ nhiệt từ ánh sáng mặt trời.
Mặt trời được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm thiết bị đun nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời, bếp nấu ăn bằng năng lượng mặt trời, thiết bị chưng cất nước, và động cơ Stirling hoạt động nhờ năng lượng mặt trời.
Năng lượng mặt trời mang lại nhiều lợi ích vượt trội, bao gồm nguồn nhiên liệu vô tận, không gây ô nhiễm môi trường và an toàn cho người sử dụng Việc áp dụng năng lượng mặt trời không chỉ giúp thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch mà còn giảm thiểu khí thải nhà kính, góp phần bảo vệ môi trường Do đó, năng lượng mặt trời được xem là nguồn năng lượng quý giá, có khả năng thay thế các nguồn năng lượng truyền thống đang ngày càng cạn kiệt.
3.2 Hệ thống điện mặt trời cơ bản
Sơ đồ khối hệ thống điện mặt trời
Hệ thống điện mặt trời bao gồm nhiều thành phần quan trọng, như tấm pin mặt trời (máy phát điện), thiết bị tiêu thụ điện, hệ thống lưu trữ năng lượng và các thiết bị điều phối năng lượng, tạo nên một giải pháp hiệu quả cho việc sản xuất và quản lý năng lượng tái tạo.
Hình 3.1: sơ đồ khối hệ thống điện mặt trời
Dàn pin mặt trời và bộ acquy là hai thành phần chính của hệ thống điện mặt trời, chiếm tỷ trọng lớn trong tổng chi phí Với cùng một phụ tải tiêu thụ, có nhiều phương án lựa chọn hệ thống điện mặt trời, trong đó dung lượng dàn pin mặt trời và bộ acquy có mối quan hệ tương hỗ quan trọng.
- Tăng dung lượng acquy thì giảm được dung lượng dàn pin mặt trời.
- Tăng dung lượng dàn pin mặt trời thì giảm được dung lượng acquy.
Việc lựa chọn dàn pin mặt trời có kích thước phù hợp là rất quan trọng; nếu quá nhỏ, acquy sẽ bị phóng kiệt hoặc luôn trong tình trạng thiếu năng lượng, dẫn đến hư hỏng Ngược lại, nếu dung lượng dàn pin quá lớn, sẽ gây lãng phí tài nguyên Do đó, cần cân nhắc kỹ lưỡng để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả nhất.
Trong hệ thống điện, các khối đều gây tổn hao năng lượng, vì vậy cần tối ưu hóa sơ đồ khối để giảm thiểu số lượng thành phần Chẳng hạn, khi sử dụng các thiết bị 12VDC như đèn và radio, việc sử dụng bộ biến đổi điện là không cần thiết.
Nguồn điện pin mặt trời
Bộ điều khiển Động cơ barie Ác quy
3.3.1 Xác định tổng lượng điện tiêu thụ của toàn hệ thống
Theo khảo sát, khu vực có giao thông đường sắt tần suất cao nhất là 12 lần mỗi ngày, với mỗi lần tàu chạy qua mất khoảng 15 phút Động cơ barie tự động tiêu thụ điện năng là 60W.
+ Thời gian mà barie hoạt động trong 1 ngày:
+ Công suất tiêu thụ của barie trong 1 ngày:
+ Hệ thống mạch adunio và modul mega 2560 có công suất hao phí 10W :
+ 2 đèn LED mỗi đèn có công suất 5W:
+ 2 chuông cảnh báo , mỗi chuông có công suất 5W:
Tổng công suất tiêu thụ:
3.3.2 Xác định công suất pin mặt trời cần sử dụng và chọn loại pin mặt trời
3.3.2.1 Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của pin mặt trời
Pin mặt trời là công nghệ chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng thông qua hiệu ứng quang điện Khi ánh sáng chiếu vào lớp tiếp xúc bán dẫn PN, năng lượng ánh sáng được biến đổi thành dòng điện một chiều Phương pháp này sử dụng các thiết bị biến đổi điện quang để sản xuất điện trực tiếp từ năng lượng mặt trời.
Trong công nghệ quang điện, các mô-đun pin mặt trời chủ yếu được cấu tạo từ các lớp tiếp xúc bán dẫn Silic loại N và loại P, đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng.
Hình 3.2: Nguyên lý cấu tạo pin mặt trời
Hiệu suất chuyển đổi quang điện của các mô-đun pin mặt trời silicon thương mại dao động từ 11-14% Công nghệ này sản xuất điện năng mà không gây ô nhiễm môi trường.
Hình 3.3: Modul pin mặt trời
Miền bắc mỗi năm có 2 mùa rõ dệt : mùa khô và mùa mưa Số giờ nắng trung bình
Với thời gian hoạt động 177 giờ mỗi tháng và 5,9 giờ mỗi ngày, cường độ bức xạ trung bình đạt 4,98 kWh/ngày Tổng số điện năng mà pin mặt trời cung cấp được chia cho 4,98 để tính toán công suất của tấm pin đó.
Do tổn hao trong hệ thống số Wh của tấm pin mặt trời cung cấp phải cao hơn tổng số
Wh của toàn tải thực nghiệm cho thấy cao hơn khoảng 1,3-1,5 lần
+ Công suất của tấm pin mặt trời cần để sử dụng cho hệ thống trong 1 ngày là: = 270 1,5= 405 (W/ ngày)
+ Mức hấp thu năng lượng mặt trời tại 1 điểm 4,98kWh/ / ngày là:
+ Để cung cấp đủ cho hệ thống cần sử dụng 3 tấm pin năng lượng mặt trời 40W là đủ
3.3.2.3 chọn loại pin phù hợp cho hệ thống Để chọn được một loại pin phù hợp cho hệ thống ta cần phải đánh giá được những tiêu chí như hệ số suy giảm hiệu suất , tuổi thọ và cấu tạo của pin. Để đáp ứng dụng cho hệ thống ta chọn pinpoly.
+ Tấm pin được tạo nên từ silicon đa tinh thể đơn làm nóng chảy và đổ vào khuôn sau đó được làm nguội
+ Từ mảnh silicon lớn được cắt thành nhuwxnh mảnh silicon vuông – nhỏ màu xanh đạm và được xếp khít với nhau tạo thành 1 mảng lớp nguyên vẹn
- Thời gian sử dụng : 15- 20 năm
3.3.2.4 Vị trí lắp đặt gián pin
LIỆT KÊ TÀI LIỆU THAM KHẢO
Kết luận về đề tài "hệ thống chắn tàu tự động ứng dụng bằng năng lượng mặt trời" cho thấy giải pháp này có thể giảm thiểu tai nạn đường sắt hiệu quả Hệ thống sử dụng năng lượng tái tạo, không chỉ thân thiện với môi trường mà còn đảm bảo an toàn giao thông Việc ứng dụng công nghệ tự động hóa trong quản lý và điều khiển sẽ nâng cao tính chính xác và nhanh chóng trong việc ngăn chặn sự cố Đây là bước tiến quan trọng trong việc cải thiện an toàn đường sắt hiện nay.
+ Vấn đề thứ nhất: tai nạn đường sắt ngày càng gia tăng và rất nghiêm trọng
+ Vấn đề thứ hai : nhân viên phải trực liên tục và độ chính xác không cao
Vấn đề ùn tắc giao thông thường xảy ra tại các điểm giao nhau giữa đường bộ và đường sắt Để giải quyết tình trạng này, đề tài này hướng đến việc tự động hóa quá trình chắn barie Mô hình hoạt động dựa trên nguyên lý sử dụng cảm biến: khi tàu đến, cảm biến số 1 sẽ nhận diện tín hiệu trước, tiếp theo là cảm biến số 2 nhận diện tín hiệu sau, báo hiệu cho việc tàu đã đi qua Mục tiêu của mô hình là nâng cao hiệu quả và an toàn tại các điểm giao nhau, giảm thiểu ùn tắc giao thông.
Qua quá trình phân tích và tìm hiểu thứ chúng ta cần quan tâm đến là
+ các cảm biến tự động lắp cho hệ thống
+ pin năng lượng mặt trời
Kết cấu của barie cần được thiết kế hợp lý để tối ưu hóa hiệu quả Mặc dù đề tài này vẫn đang ở giai đoạn mô hình và phương pháp, những nguyên nhân và biện pháp đã được xác định sẽ mang lại nhiều lợi ích thiết thực.
+ giảm được tai nạn đường sắt
+ giảm được công sức của nhân viên và tránh ùn tắc giao thông
Mô hình chắn tàu tự động đang đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm kinh phí, nguyên liệu và ảnh hưởng của dịch bệnh Do đó, nhóm chúng em chỉ có thể lên kế hoạch và thực hiện các bước mô phỏng hoạt động của mô hình Chúng em rất mong nhận được sự hỗ trợ và góp ý từ các thầy cô trong khoa để đề tài của chúng em được hoàn thiện hơn Xin chân thành cảm ơn!
