HỆ THỐNG SẠC BÌNH ẮC QUY TỰ ĐỘNG TỪ MÁY PHÁT ĐIỆN NHỜ NĂNG LƯỢNG GIÓ

HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ & CÔNG NGHỆ  HỆ THỐNG SẠC BÌNH ẮC QUY TỰ ĐỘNG TỪ MÁY PHÁT ĐIỆN NHỜ NĂNG LƯỢNG GIÓ Chuyên ngành: Điều Khiển Tự Động Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ & CÔNG NGHỆ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ & CÔNG NGHỆ



HỆ THỐNG SẠC BÌNH ẮC QUY TỰ ĐỘNG TỪ MÁY PHÁT

ĐIỆN NHỜ NĂNG LƯỢNG GIÓ

Chuyên ngành: Điều Khiển Tự Động

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

Tp Hồ Chí Minh Tháng 08 năm 2008

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING

NONG LAM UNIVERSITY

FACULTY OF ENGINEERING & TECHNOLOGY



AUTOMATIC BATTERY CHARGE SYSTEM

USING WIND GENERATOR

Speciality: Automatic Control

LỜI CẢM TẠ

Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến!

Cha mẹ, gia đình đã nuôi dưỡng con khôn lớn, tạo mọi điều kiện tốt nhất cho con sống và học tập

Quý thầy cô trong toàn trường Đại Học Nông Lâm, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Cơ Khí & Công Nghệ đã tận tình chỉ dạy, truyền đạt những kiến thức quý báu cho em trong suốt quá trình học tập

Thầy Lê Văn Bạn đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tâm giúp đỡ em thực hiện đề tài

Tất cả các bạn luôn bên cạnh và quan tâm lẫn nhau, luôn động viên, khích lệ tinh thần giúp mình có thể hoàn thành đề tài

Xin chân thành cảm ơn!

Tp.HCM, tháng 8 năm 2008

Cheng Phi Quỳnh

TÓM TẮT

Gió là nguồn năng lượng tự nhiên, sạch, vô tận có ở khắp nơi trên Trái Đất Riêng ở nước ta với hơn 3000 km chiều dài bờ biển nên có nguồn năng lượng gió rất dồi dào Đề tài này tiến hành nghiên cứu sạc bình ắc quy từ máy phát điện nhờ năng lượng gió Đây là bước đầu tiên trong chương trình nghiên cứu về năng lượng gió

 Nội dung chính bao gồm:

 Tìm hiểu về hệ thống gió đã được chế tạo và sử dụng trên thế giới

 Nghiên cứu và thiết kế mạch chuyển đổi nguồn điện từ máy phát điện xoay chiều một pha thành điện một chiều nạp cho ắc quy

 Khảo nghiệm mạch thiết kế

 Kết quả:

 Đã mô phỏng được hoạt động của mạch trên thiết bị mô phỏng

 Hạn chế của đề tài là chưa khảo nghiệm được với máy phát điện gió thực tế

SUMMARY

The wind is a clean and inexhaustible resource available all over the

world Viet Nam has more than 3000 kms of seashore Wind power is very

plentiful In this thesis carried out a research for battery charging from wind

generator It is a first step in wind energy research program

 In this thesis consists of:

 Learn about wind system which was manufactured and used in the

world

 Study and design circuit to change power source from one phase

alternating current generator to direct current to charge for baterry

 Test circuit

 Results:

 Circuit's action was emulated on simulator

 Thesis's restriction was not assayed with wind generator in practice

MỤC LỤC

TRANG TỰA i

LỜI CẢM TẠ iii

TÓM TẮT iv

SUMMARY v

MỤC LỤC vi

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ix

DANH SÁCH CÁC HÌNH x

DANH SÁCH CÁC BẢNG xiii

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 2: TRA CỨU TÀI LIỆU, SÁCH BÁO PHỤC VỤ TRỰC TIẾP ĐỀ TÀI 2

2.1 Hệ thống biến đổi năng lượng gió thành điện năng 2

2.1.1 Cơ sở lý thuyết 2

2.1.2 Cấu tạo chung của một hệ thống biến đổi năng lượng gió thành điện năng 3

2.1.3 Phân loại turbine gió 3

2.2 Hệ thống turbine gió trục ngang 4

2.3 Hệ thống turbine gió trục ngang công suất 500 W xuất xứ Trung Quốc 6

2.3.1 Các đặc tính kỹ thuật 6

2.3.2 Máy phát điện xoay chiều ba pha có rotor là nam châm vĩnh cửu sử dụng trong hệ thống turbine gió trục ngang công suất 500 W của Trung Quốc 7

2.4 Máy biến áp ổn áp 8

2.4.1 Cấu tạo 8

2.4.2 Nguyên lý hoạt động 9

2.5 Khảo sát “Automatic Wind Generator Charger Controller” công suất 500

W do Trung Quốc sản xuất 9

2.6 Tra cứu linh kiện điện tử 12

2.6.1 Vi điều khiển ATMEGA16L 12

2.6.2 LM358 14

2.6.3 C1815 14

2.6.4 IRFP150N 14

2.6.5 IRF540 15

2.6.6 LM7812 15

2.6.7 LM7805 16

2.6.8 Linh kiện 7408 16

2.6.9 ULN2803 16

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 17

3.1 Phương pháp 17

3.2 Các bước tiến hành 17

3.3 Phương tiện 17

CHƯƠNG 4: THỰC HIỆN ĐỀ TÀI – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 19

4.1 Thực hiện phần cứng 19

4.1.1 Thiết kế mạch nạp cho ắc quy dùng vi điều khiển 19

4.1.2 Sơ đồ nguyên lý và hoạt động của từng khối mạch cụ thể 21

4.1.2.1 Mạch chỉnh lưu 21

4.1.2.2 Mạch tạo nguồn 12 V và 5 V 21

4.1.2.3 Mạch vi điều khiển 22

4.1.2.4 Mạch lấy tín hiệu điện áp từ nguồn sau chỉnh lưu 23

4.1.2.5 Mạch lấy tín hiệu điện áp trên hai cực ắc quy 23

4.1.2.6 Mạch chuyển tín hiệu dòng nạp của ắc quy thành tín hiệu điện áp 24

4.1.2.7 Mạch kích FET nạp cho ắc quy 24

4.1.2.8 Mạch kích FET điều khiển động cơ một chiều trong biến áp xoay 25

4.1.2.9 Mạch hiển thị dòng điện, điện áp trên LED 7 đoạn 25

4.1.3 Thực thi phần cứng 28

4.1.3.1 Mạch chỉnh lưu _ Mạch nguồn chính _ Mạch lấy tín hiệu điện áp của nguồn chính 29

4.1.3.2 Mạch vi điều khiển và nút chọn điện áp nạp cho ắc quy 30

4.1.3.3 Mạch tạo nguồn 12 V, 5 V và kích động cơ một chiều trong biến áp xoay 31

4.1.3.4 Mạch khuếch đại lấy các tín hiệu điện áp và dòng nạp cho ắc quy và kích FET nạp ắc quy 32

4.1.3.5 Mạch hiển thị dòng điện, điện áp trên LED 7 đoạn 33

4.2 Thực hiện phần mềm 34

4.2.1 Phần mềm BASCOM AVR 34

4.2.2 Lưu đồ giải thuật 35

4.2.3 Chương trình 36

4.3 Kết quả 41

4.4 Thảo luận 46

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 47

5.1 Kết luận 47

5.2 Đề nghị 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

A (Ampere): Đơn vị đo cường độ dòng điện

AC (Alternating Current): Điện xoay chiều

ADC (Analog to Digital Converter): Bộ chuyển đổi từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số

+aq: Cực dương của ắc quy

-aq: Cực âm của ắc quy

DC (Direct Current): Điện một chiều

EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory): Bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình và được xóa bằng điện

MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor): Transistor hiệu ứng trường có cổng ngăn cách với lớp bán dẫn bằng lớp điện môi SiO2

RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên

SRAM (Static Random Access Memory): Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên ở trạng thái tĩnh

V (Volt): Đơn vị đo điện áp

VCL: Điện áp nguồn một chiều sau khi được chỉnh lưu từ nguồn xoay chiều

W (Watt): Đơn vị đo công suất

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Turbine gió trục đứng 3

Hình 2.2: Turbine gió trục ngang 3

Hình 2.3: Các thành phần của turbine gió trục ngang 4

Hình 2.4: Các lực xuất hiện trên cánh quạt khi bị gió tác động 5

Hình 2.5: Cảm biến tốc độ gió 5

Hình 2.6: Các bộ phận của thân turbine gió trục ngang 6

Hình 2.7: Hệ thống turbine gió trục ngang công suất 500 W của Trung Quốc 7

Hình 2.8: Máy phát điện xoay chiều ba pha 7

Hình 2.9: Máy biến áp ổn áp 9

Hình 2.10: Sơ đồ nguyên l ý của “Automatic Wind Generator Charger Controller” công suất 500 W của Trung Quốc 10

Hình 2.11: Sơ đồ khối của mạch nạp ắc quy từ máy phát điện dùng năng lượng gió do Trung Quốc sản xuất 11

Hình 2.12: Sơ đồ chân ATMEGA16 13

Hình 2.13: Hình dạng và sơ đồ khối của LM358 14

Hình 2.14: Hình dạng C1815 14

Hình 2.15: Hình dạng và sơ đồ nguyên lý IRFP150N 15

Hình 2.16: Hình dạng và sơ đồ nguyên lý IRF540 15

Hình 2.17: Hình dạng LM7812 15

Hình 2.18: Hình dạng LM7805 16

Hình 2.19: Sơ đồ chân và sơ đồ khối 7408 16

Hình 2.20: Sơ đồ khối ULN2803 16

Hình 4.1: Sơ đồ khối thiết kế mạch nạp cho ắc quy dùng vi điều khiển 19

Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu 21

Hình 4.4: Sơ đồ nguyên lý mạch vi điều khiển 22

Hình 4.5: Sơ đồ nguyên lý mạch lấy tín hiệu điện áp từ nguồn sau chỉnh lưu 23

Hình 4.6: Sơ đồ nguyên lý mạch lấy tín hiệu điện áp trên hai cực ắc quy 23

Hình 4.7: Sơ đồ nguyên lý mạch chuyển tín hiệu dòng nạp của ắc quy thành tín hiệu điện áp 24

Hình 4.8: Sơ đồ nguyên lý mạch kích FET nạp cho ắc quy 24

Hình 4.9: Sơ đồ nguyên lý mạch kích FET điều khiển động cơ một chiều trong biến áp xoay 25

Hình 4.10: Sơ đồ nguyên lý mạch hiển thị dòng điện, điện áp trên LED 7 đoạn 26

Hình 4.11: Sơ đồ nguyên lý mạch hoàn chỉnh nạp cho ắc quy bằng vi điều khiển 27

Hình 4.12: Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu và lấy tín hiệu áp từ nguồn 29

Hình 4.13: Mạch chỉnh lưu và lấy tín hiệu áp từ nguồn sau khi thi công 29

Hình 4.14: Sơ đồ nguyên lý mạch vi điều khiển 30

Hình 4.15: Mạch vi điều khiển sau khi thi công 30

Hình 4.16: Sơ đồ nguyên lý mạch tạo nguồn 12 V, 5 V và kích động cơ một chiều trong biến áp xoay 31

Hình 4.17: Mạch tạo nguồn 12 V, 5 V và kích động cơ một chiều trong biến áp xoay sau khi thi công 31

Hình 4.18: Sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại lấy các tín hiệu điện áp và dòng nạp cho ắc quy và kích FET nạp ắc quy 32

Hình 4.19: Mạch khuếch đại lấy các tín hiệu điện áp và dòng nạp cho ắc quy và kích FET nạp ắc quy sau khi thi công 32

Hình 4.20: Sơ đồ nguyên lý mạch hiển thị dòng điện, điện áp trên LED 7 đoạn 33

Hình 4.21: Mạch hiển thị dòng điện, điện áp trên LED 7 đoạn sau khi thi công 33

Hình 4.22: Giao diện của BASCOM AVR 34

Hình 4.23: Lưu đồ giải thuật của mạch sạc ắc quy dùng vi điều khiển 35

Hình 4.24: Mạch hai lớp kết hợp vi điều khiển, nút nhấn và hiển thị LED 42 Hình 4.25: Khảo nghiệm mạch bằng thiết bị mô phỏng 43 Hình P.1 : Một số hình ảnh về “Automatic Wind Generator Charger Controller” công suất 500 W của Trung Quốc

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 4.1: Kết quả đo ở chế độ nạp 24 V với điện áp đầu vào lệch theo hướng giảm 44 Bảng 4.2: Kết quả đo ở chế độ nạp 24 V với điện áp đầu vào lệch theo hướng tăng 45 Bảng 4.3: Kết quả đo ở chế độ nạp 12 V với điện áp đầu vào lệch theo hướng giảm 45 Bảng 4.4: Kết quả đo ở chế độ nạp 12 V với điện áp đầu vào lệch theo hướng tăng 46

Chương 1

MỞ ĐẦU

Từ lâu, con người đã biết dùng thủy năng để quay turbine chạy máy phát điện Thủy điện đã tạo ra lượng điện rất lớn, nhưng ngày nay không đủ cung cấp cho con người Các nhà máy nhiệt điện cũng đã ra đời thì gặp phải vấn đề về nhiên liệu Các nguồn dầu mỏ, than đá trên toàn thế giới ngày càng cạn dần Các nước đang tìm kiếm những nguồn năng lượng mới như năng lượng hạt nhân, năng lượng mặt trời và năng lượng gió để dần thay thế cho năng lượng hóa thạch

Năng lượng mặt trời và năng lượng gió là những nguồn năng lượng tự nhiên, sạch gần như vô tận Người xưa đã lợi dụng sức gió đẩy thuyền buồm

ra khơi, chế tạo ra cối xay gió để xay gạo, lúa mì, dẫn nước vào ruộng… Các nước phát triển ngày nay đã nghiên cứu và sử dụng nguồn năng lượng gió tạo ra điện năng khá phổ biến với công suất ngày càng tăng Việt Nam cũng

đã có nhiều trung tâm năng lượng nghiên cứu thành công năng lượng gió tạo

ra điện, đưa vào phục vụ cho nhân dân Đồng thời, năng lượng gió cũng được nghiên cứu, hợp tác với nước ngoài và có nhiều cơ hội phát triển

Khí hậu và địa hình đất nước Việt Nam rất phù hợp cho việc phát triển năng lượng gió Nhất là khu vực ven biển Ninh Thuận, Bình Thuận, lượng gió nhiều và thổi quanh năm Vấn đề nghiên cứu và ứng dụng năng lượng gió đã được nhiều người, nhiều cơ quan quan tâm đến Bước đầu tham gia vào lĩnh vực này, được sự chấp thuận của Khoa Cơ Khí & Công Nghệ để tiến hành đề tài “HỆ THỐNG SẠC BÌNH ẮC QUY TỪ MÁY PHÁT ĐIỆN NHỜ NĂNG LƯỢNG GIÓ” nhằm tìm hiểu và góp phần vào sự phát triển của việc khai thác năng lượng gió và sự phát triển của ngành năng lượng nước ta

Việc biến đổi năng lượng gió tuân theo những nguyên lý cơ bản về khả

năng sử dụng gió và khả năng tối ưu của các turbine

Đặt turbine gió trong dòng chảy của không khí, khi không khí đến gần turbine bị ứ lại, áp suất dòng chảy tăng lên và vận tốc giảm, đến khi dòng chảy chạm vào mặt turbine trao cho turbine năng lượng Dòng chảy phía sau turbine bị nhiễu xoáy, gây bởi chuyển động của turbine và sự tác động với các dòng không khí xung quanh

Về nguyên tắc, dòng chảy phải được duy trì Do đó, năng lượng turbine thu nhận được bị hạn chế Trong trường hợp toàn bộ năng lượng gió được turbine thu nhận, thì vận tốc gió đằng sau turbine sẽ bằng không Muốn cho dòng chảy được cân bằng giữa khối lượng và vận tốc, năng lượng chảy qua turbine phải bị mất mát Đối với hệ tối ưu, số phần trăm cực đại của năng lượng gió có thể thu nhận được tính theo công thức do Carl Betz đưa ra năm

1927

2 593 , 0

3

o

v A

2.1.2 Cấu tạo chung của một hệ thống biến đổi năng lượng gió thành điện năng:

Trên thế giới đã phát minh ra nhiều hệ thống biến đổi năng lượng gió thành điện năng phục vụ cho nhiều lĩnh vực sản xuất, sinh hoạt với nhiều hình dạng nhiều công suất phù hợp với từng mục đích sử dụng Nhưng tựu trung lại, một hệ thống biến đổi năng lượng gió sẽ gồm các bộ phận chung như sau:

 Máy đo vận tốc gió và chuyển kết quả này qua hệ thống kiểm soát

 Hệ thống kiểm soát vận tốc gió cho phép ngừng tất cả hoạt động của turbine gió khi vận tốc gió vượt quá giới hạn cho phép

 Cánh quạt gió, có thể làm bằng hợp kim nhẹ hay nhiều loại vật liệu khác

 Bộ phận thắng, để ngừng quạt gió quay trong trường hợp khẩn cấp hoặc bảo trì

 Bộ tăng tốc, để tăng tốc độ quay của rotor

 Máy phát điện để biến đổi năng lượng gió thành điện năng

2.1.3 Phân loại turbine gió:

Có hai loại turbine gió chính: Loại turbine gió trục đứng và loại turbine gió trục ngang

Turbine gió trục đứng Turbine gió trục ngang

 Turbine gió trục đứng:

Turbine gió trục đứng có máy phát điện và thiết bị đổi điện đặt dưới đất Đồng thời có thể đón gió khắp mọi phương Tuy nhiên bất lợi là nhận năng lượng ít, chiếm diện tích lớn nên hiện nay không được phát triển nhiều

 Turbine gió trục ngang:

Turbine gió trục ngang có rotor đặt trên đỉnh của tháp, nằm song song với mặt đất, có thể thu được nhiều gió và ít bị nhiễu loạn Hiện nay turbine gió trục ngang được nghiên cứu và phát triển chủ yếu

2.2 Hệ thống turbine gió trục ngang:

Vì sự phổ biến của turbine gió trục ngang và có ưu điểm hơn turbine gió trục đứng nên sẽ tập trung nghiên cứu về hệ thống turbine gió trục ngang

Hệ thống turbine gió trục ngang gồm các thành phần chính sau:

Hình 2.3: Các thành phần của turbine gió trục ngang

 Tháp:

 Dùng để đỡ thân máy

 Dẫn đường đến thân máy để bảo dưỡng

 Chứa dây dẫn điện và motor của cơ cấu điều khiển theo hướng gió

2.3 Hệ thống turbine gió trục ngang công suất 500 W xuất xứ Trung Quốc:

2.3.1 Các đặc tính kỹ thuật:

 Loại: 3 cánh

 Đường kính rotor cánh quạt: 1,5 m

 Tốc độ gió bắt đầu quay: 2,5 m/s

 Tốc độ gió tạo ra điện: 3 m/s

2.3.2 Máy phát điện xoay chiều ba pha có rotor là nam châm vĩnh cửu sử dụng trong hệ thống turbine gió trục ngang công suất 500 W của Trung Quốc:

 Cấu tạo: gồm hai phần chính

Stator: là phần tĩnh gồm lõi thép và dây quấn Lõi thép hình trụ, do các

lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh bên trong ghép lại với nhau tạo thành rãnh theo hướng trục Lõi thép được ép vào trong vỏ máy Ba dây quấn stator được đặt trong rãnh của lõi thép Trục của các dây quấn lệch nhau trong không gian 120o điện

Rotor: là phần quay gồm trục và xung quanh là nam châm vĩnh cửu có các cặp cực đối nhau

Ngoài ra còn có vỏ máy, nắp máy để bảo vệ máy

Hình 2.7: Hệ thống turbine gió trục ngang công suất 500 W của Trung Quốc

Hình 2.8: Máy phát điện xoay chiều ba pha

1

2

5 6

 Ưu điểm: khi có gió, cánh quạt gió kéo rotor quay là phát ra điện

 Nhược điểm: dùng cho công suất thấp

2.4 Máy biến áp ổn áp:

2.4.1 Cấu tạo:

Máy biến áp ổn áp gồm:

 Cuộn dây đồng quấn quanh lõi thép

 Động cơ một chiều nối với cần gạt thông qua bộ bánh răng tiếp xúc trên cuộn dây đồng

 Mạch điều khiển

Vận dụng biến áp ổn áp bằng cách thay thế phần mạch điều khiển, dùng vi điều khiển để kích động cơ một chiều

2.5 Khảo sát “Automatic Wind Generator Charger Controller” công suất

500 W do Trung Quốc sản xuất:

Qua tham khảo thực tế một số mạch nạp cho ắc quy từ máy phát dùng năng lượng gió, nhận thấy mạch sạc tự động cho ắc quy do Trung Quốc sản

1

2

3 4

5

Hình 2.9: Máy biến áp ổn áp

xuất là phổ biến Sau khi phân tích mạch, vẽ lại được sơ đồ nguyên lý của mạch như hình 2.10

Hình 2.10: Sơ đồ nguyên l ý của “Automatic Wind Generator

Charger Controller” công suất 500 W của Trung Quốc

Qua phân tích sơ đồ nguyên l ý của “Automatic Wind Generator Charger Controller” công suất 500 W do Trung Quốc chế tạo, vẽ được sơ đồ khối như sau:

Máy phát

điện xoay

chiều 3

Mạch chỉnh lưu

Mạch tạo nguồn nuôi

Mạch vi điều khiển

Mạch kích FET dẫn điện sạc cho ắc quy

Mạch chuyển đổi tín hiệu dòng nạp thành tín hiệu điện áp

Mạch vi điều khiển

Hiển thị điện

áp, dòng nạp cho ắc quy

Mạch lấy tín hiệu điện áp sau chỉnh lưu

Mạch lấy tín hiệu điện áp từ

ắc quy

Mạch chuyển đổi tín hiệu dòng nạp thành tín hiệu điện áp Mạch kích FET dẫn

điện qua điện trở

thắng

Hình 2.11: Sơ đồ khối của mạch nạp ắc quy từ máy phát điện

dùng năng lượng gió do Trung Quốc sản xuất

 Mạch chỉnh lưu gồm 6 diode D1, D2 ,D3, D4, D5, D6 và tụ lọc C7 Mạch chỉnh lưu dùng để chuyển đổi dòng điện xoay chiều từ máy phát điện xoay chiều 3 pha thành điện một chiều

 Mạch tạo nguồn nuôi gồm MC7812CT và LM7805 với điện áp đầu vào lấy từ mạch chỉnh lưu, tạo điện áp ra là 12 V nuôi IR2110 và điện áp ra

5 V nuôi opamp LM358, vi điều khiển PIC16F716

 Mạch vi điều khiển dùng PIC16F716 có bộ dao động thạch anh ngoài

 Mạch kích FET sạc cho ắc quy dùng IR2110, STW60NE10, 30CPQ100

 Mạch hiển thị điện áp, dòng nạp cho ắc quy dùng vôn kế và ampe kế

 Ưu điểm: mạch dùng vi điều khiển để sạc tự động cho ắc quy, linh kiện điện tử gọn, nhẹ

 Nhược điểm: một số linh kiện không có trong nước nên khó thay thế

2.6 Tra cứu linh kiện điện tử:

2.6.1 Vi điều khiển ATMEGA16L:

Vi điều khiển được ứng dụng rất rộng rãi trong các lĩnh vực liên quan đến điều khiển Nó được dùng để nhận hoặc xuất tín hiệu điều khiển

 Đặc điểm :

Điện áp nguồn nuôi: 2,7 V – 5,5 V

32 thanh ghi đa mục đích 8 bit

131 lệnh mạnh, hầu hết được thực hiện trong một chu kỳ xung nhịp

Bộ nhớ EEPROM: 512 byte, 100000 lần ghi xóa

Bộ nhớ SRAM: 1K Byte

RAM Flash: 16K Bytes lập trình được trong hệ thống, 10000 lần ghi xóa

32 đường vào ra chương trình, loại PDIP 40 chân

Bộ chuyển đổi ADC 8 kênh, độ phân giải 10 bit

AVCC: Cung cấp điện áp cho bộ chuyển đổi A/D

AREF: Điện áp tham chiếu cho bộ chuyển đổi A/D

Hình 2.12: Sơ đồ chân ATMEGA16

2.6.2 LM358:

LM358 là chip có 8 chân, tích hợp 2 bộ khếch đại opamp Dùng để khuếch đại tín hiệu điện áp từ ắc quy và tín hiệu điện áp được chuyển từ dòng VCC: 3 V – 32 V, là điện áp cần cung cấp

2.6.3 C1815:

C1815 là transistor loại NPN, được dùng như một công tắc Cực C được cấp điện áp, khi cực B được cấp đủ dòng điện thì có dòng điện chạy từ cực C sang cực E C1815 dùng trong phương pháp quét LED

Điện áp lớn nhất cấp cho cực B là 5 V

2.6.4 IRFP150N:

IRFP150N là MOSFET công suất kênh N, chịu được điện áp lớn nhất

VDS giữa cực D và cực S là 100 V, dòng ID lên tới 42 A Được dùng như công tắc chuyển mạch nhanh, đóng mở dòng điện, điện áp nạp cho ắc quy

Hình 2.13: Hình dạng và sơ đồ khối của LM358

Hình 2.14: Hình dạng C1815

2.6.5 IRF540:

IRF540 là MOSFET công suất kênh N, chịu được điện áp VDS = 100 V, dòng ID = 30 A, được dùng làm công tắc chuyển mạch, đóng mở dòng điện chạy qua động cơ một chiều trong biến áp xoay

2.6.6 LM7812:

LM7812 dùng làm ổn áp, tạo điện áp 12 V để cấp nguồn cho động cơ một chiều trong biến áp xoay Điện áp đầu vào từ 12 V – 35 V

Hình 2.15: Hình dạng và sơ đồ nguyên lý IRFP150N

Hình 2.16: Hình dạng và sơ đồ nguyên lý IRF540

Hình 2.17: Hình dạng LM7812

2.6.7 LM7805:

LM7805 dùng làm ổn áp tạo nguồn nuôi 5 V cho vi điều khiển, LM358,

7808 Điện áp đầu vào từ 5 V – 35 V

2.6.8 Linh kiện 7408:

7408 có 14 chân, gồm 4 cổng AND Mỗi cổng AND có 2 ngõ vào và 1 ngõ ra Khi 2 ngõ vào cùng có tín hiệu thì ngõ ra mới có tín hiệu Nếu một trong 2 ngõ vào không có tín hiệu thì ngõ ra cũng không có tín hiệu

2.6.9 ULN2803:

ULN2803 có 18 chân, gồm 18 cổng NOT Mỗi cổng NOT có 1 ngõ vào

và 1 ngõ ra Khi ngõ vào có tín hiệu thì ngõ ra không có tín hiệu và ngược lại

Sử dụng ULN2803 dùng để tăng cường độ dòng điện, để làm LED sáng

Hình 2.18: Hình dạng LM7805

Hình 2.19: Sơ đồ chân và sơ đồ khối 7408

Hình 2.20: Sơ đồ khối ULN2803

Chương 3

PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN

3.1 Phương pháp:

 Tìm hiểu các mạch nạp ắc quy dùng năng lượng gió

 Chọn mạch phổ biến hiện có ở trong nước

 Phân tích mạch, dựng sơ đồ khối của mạch, nhận xét ưu nhược điểm của mạch