Đang tải... (xem toàn văn)
Trước hết “Hệ thống chiếu sáng thông minh vùng nông thôn ” sẽ giúp chiếu sáng vùng nông thôn một cách hiệu quả nhất, tiết kiệm nhất, mang đến một suy nghĩ mới về các làng quê vào ban đêm sáng hơn, an toàn hơn. Hệ thống giúp tự động hoá việc bật đèn chiếu sáng lúc trời tối và tự động tắt đèn chiếu sáng khi trời sáng. Hệ thống giúp tiết kiệm điện : Tự động tắt điện khi không cần thiết (Ví dụ: Khi đêm về khuya không có ai đi ở đường làng ngõ xóm thì hệ thống tự động ngắt đèn chiếu sáng) Hệ thống giúp công tác an ninh trật tự được tốt hơn : Đêm đến có người lạ vào thôn xóm hệ thống tự động bật sáng sẽ đem lại thông điệp cảnh báo sớm những vấn đề có thể xảy ra.
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THCS PHÙ LINH- HUYỆN SÓC SƠN ************** ĐỀ TÀI DỰ THI KHOA HỌC, KỸ THUẬT DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CẤP THÀNH PHỐ LẦN THỨ TƯ (NĂM HỌC 2014 - 2015). Tên đề tài: “HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÔNG MINH VÙNG NÔNG THÔN” Lĩnh vực: Kỹ thuật điện ( Mã số đề tài : EE01) NGƯỜI HƯỚNG DẪN 1) Nguyễn Văn Hồng Đơn vị công tác: THCS Phù Linh 2)Nguyễn Xuân Cơ Đơn vị công tác: THCS Phù Linh TÁC GIẢ: 1. PHẠM THÀNH TRUNG Lớp: 9A Trường:THCS Phù Linh 2. TRẦN THỊ THANH HUYỀN Lớp: 9A Trường:THCS Phù Linh Hà Nội, tháng 11 năm 2014 1 MỤC LỤC PHẦN I: LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI TRANG I.1. MỞ ĐẦU: 3 I.2.MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI: 3 I.3.Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI: 3 PHẦN II: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ ĐIỂM MỚI, SÁNG TẠO CỦA ĐỀ TÀI II.1.THỰC TRẠNG HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG ĐÔ THỊ ĐANG SỬ DỤNG: 4 II.2. TỔNG QUAN VÀ ĐIỂM MỚI, SÁNG TẠO CỦA ĐỀ TÀI: 4 PHẦN III: QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ III.1.CƠ SỞ KHOA HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG: 5 III.2.NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG: 6 III.3.CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG: 7 III.4.QUY TRÌNH THI CÔNG LẮP ĐẶT HỆ THỐNG: 8 III.5.KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM TIẾT KIỆM ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG: 8 PHẦN IV: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG ĐI TRONG TƯƠNG LAI 9 TÀI LIỆU THAM KHẢO 10 PHẦN I: LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 2 I.1. MỞ ĐẦU: Mỗi lần cùng gia đình ra thị trấn Sóc Sơn vào buổi tối về điều băn khoăn nhất là khi về thấy khó đi hơn vì ở thôn xóm nơi ở chưa có hệ thống điện chiếu sáng. Nhưng để có hệ thống chiếu sáng như ở thành thị hiện nay áp dụng vào vùng nông thôn thì kinh phí chi trả cho năng lượng điện tiêu tốn hàng tháng cũng là một vấn đề không nhỏ. Trong khi nước ta và thế giới đang cố gắng tiết kiệm năng lượng .Mặt khác nếu ở nông thôn mà lại sáng rực suốt đêm thị lại mất đi cái tĩnh lặng đáng quý của làng quê. Thế nên tại sao không để cho làng quê rực sáng khi cần thiết ? Đề tài của chúng em đưa ra : “Hệ thống chiếu sáng thông minh vùng nông thôn.” Sẽ giúp cho chúng ta giải quyết điều đó. I.2.MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI: Trước hết “Hệ thống chiếu sáng thông minh vùng nông thôn ” sẽ giúp chiếu sáng vùng nông thôn một cách hiệu quả nhất, tiết kiệm nhất, mang đến một suy nghĩ mới về các làng quê vào ban đêm sáng hơn, an toàn hơn. Hệ thống giúp tự động hoá việc bật đèn chiếu sáng lúc trời tối và tự động tắt đèn chiếu sáng khi trời sáng. Hệ thống giúp tiết kiệm điện : Tự động tắt điện khi không cần thiết (Ví dụ: Khi đêm về khuya không có ai đi ở đường làng ngõ xóm thì hệ thống tự động ngắt đèn chiếu sáng) Hệ thống giúp công tác an ninh trật tự được tốt hơn : Đêm đến có người lạ vào thôn xóm hệ thống tự động bật sáng sẽ đem lại thông điệp cảnh báo sớm những vấn đề có thể xảy ra. I.3.Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI: Hiện nay, tại nước ta số người dân sống tại các vùng nông thôn chiếm một bộ phận rất lớn. Cụ thể tại Huyện Sóc Sơn – Thành Phố Hà Nội có: 26 xã nông thôn và 1 thị trấn. Cùng với cả nước Huyện Sóc Sơn cũng đang tiến hành xây dựng “ nông thôn mới ” với nhiều tiêu chí . “Hệ thống chiếu sáng thông minh vùng nông thôn ” sẽ đóng góp một ý tưởng nhỏ bé mang ánh sáng tới các thôn xóm khi trời tối .Để cuộc sống tại thôn xóm thật yên bình và văn minh. PHẦN II: 3 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ ĐIỂM MỚI, SÁNG TẠO CỦA ĐỀ TÀI II.1.THỰC TRẠNG HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG ĐÔ THỊ ĐANG SỬ DỤNG: Hiện nay ở nước ta đã có hệ thống chiếu sáng đô thị nhưng các hệ thống chiếu sáng đô thị hiện tại bộc lộ những hạn chế . Vì thế nếu áp dụng hệ thống chiếu sáng đô thị hiện tại vào các vùng nông thôn thì sẽ tồn tại rất nhiều nhược điểm như : Chi phí cho chi trả tiền điện chiếu sáng rất tốn kém, điều đó làm cản trở rất nhiều cho dự án chiếu sáng vùng nông thôn. Nhu cầu chiếu sáng nhiều khi chưa được đáp ứng phù hợp, chưa tự động bật / tắt khi trời sáng tối mà chỉ bật tắt theo chế độ hẹn giờ. Vì thế nhiều lúc không có nhu cầu chiếu sáng nhưng vẫn khởi động hệ thống theo giờ, mặt khác có khi đang rất cần ánh sáng thì lại tắt theo chế độ định sẵn. Chi phí sửa chữa và thay thế hệ thống tăng cao do cường độ sử dụng chiếu sáng nhiều nên tuổi thọ bóng đèn giảm. II.2. TỔNG QUAN VÀ ĐIỂM MỚI, SÁNG TẠO CỦA ĐỀ TÀI: +Hệ thống tự bật/ tắt khi trời tối/ sáng: nhờ vào cảm biết ánh sáng nhận biết độ sáng tối thực tế để khởi động hay tắt hệ thống. ( Khác hoàn toàn so với hệ thống hiện tại hẹn giờ bật/tắt: Vì ở nước ta thời tiết thay đổi theo mùa như câu ca của ông cha để lại : “Tối tháng năm chưa nằm đã sáng, ngày tháng mười chưa cười đã tối”). +Hệ thống tự bật khi có người và phương tiện giao thông đến nhưng không bị khởi động bởi chuột , chó, mèo. ( Chú ý lắp đặt hộp kỹ thuật đủ chiều cao và độ quét của các cảm biến sao cho các con vật như chuột, mèo, không làm hệ thống khởi động) điều đó là cho hệ thống chiếu sáng một cách tối ưu nhất phù hợp với nhu cầu sử dụng ( Khác so với hệ thống hiện tại chiếu sáng theo chế độ đặt sẵn nhiều lúc không có ai đi lại chiếu sáng , có khi có người đi lại lại tắt theo chế độ định sẵn) +Hệ thống tự tắt trong khoảng thời gian được đặt sẵn nên khi hết người, phương tiện tham gia giao thông cần chiếu sáng hệ thống tự tắt.Nhưng nếu có người đi tiếp hệ thống lại ngay lập tức khởi động.( Điều đó đem lại sự tiện dụng và tiết kiệm năng lượng một cách tối ưu nhất, và cường độ sử dụng bóng đèn chiếu sáng phù hợp nên tăng tuổi thọ của bóng đèn, vì ở nông thôn khác với thành thị là lưu lượng người tham gia giao thông buổi tối ít hơn). 4 PHẦN III: QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ III.1.CƠ SỞ KHOA HỌC: Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu về năng lượng ngày càng nhiều nên vấn đề tiết kiệm năng lượng là vấn đề được xã hội quan tâm. Áp dụng “Hệ thống chiếu sáng thông minh vùng nông thôn ” sẽ tiết kiệm điện một cách hiệu quả. Mọi hệ thống đều phải có một bộ phận điều khiển. Để học sinh đang chơi trong sân trường tập trung vào lớp học bài thì nhà trường thường sử dụng hiệu lệnh chống để điều khiển. “Hệ thống chiếu sáng thông minh vùng nông thôn ” cũng cần có bộ phận để điều khiển. Nguyên lý điều khiển của hệ thống gồm các yếu tố như :chuyển động, nhiệt độ , ánh sáng (những kiến thức đã được học trong môn Vật Lý). Có rất nhiều yếu tố chuyển động khác nhau, nhưng ở “Hệ thống chiếu sáng thông minh vùng nông thôn ” chúng ta cần quan tâm đến chuyển động của các vật thể có kèm nhiệt độ và không có nhiệt độ Những chuyển động có kèm theo nhiệt độ Những chuyển động không kèm theo nhiệt độ +Chuyển động của người, con vật +Chuyển động của phương tiện đang chuyển động + Lá cây bay khi gió thổi Ngoài ra cần quan tâm đến nữa là ánh sáng: Trời sáng thì không cần chiếu sáng, trời tối khi cần sẽ chiếu sáng và sau đó không cần sử dụng hệ thống sẽ tự ngắt. Mặt khác cần thiết những kiến thức phổ thông được trang bị trong môn vật lý : Như cách mắc mạch điện song song, nối tiếp , công suất tiêu thụ điện, các chất liệu dẫn điện, kỹ năng an toàn về điện 5 Sơ đồ xác các yếu tố tác động đến hệ thống và một số tiêu chí cần có của hệ thống: III.2.NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG: +Hệ thống tự bật/ tắt khi trời tối/ sáng: nhờ vào cảm biến ánh sáng +Hệ thống tự bật khi có Những chuyển động có kèm theo nhiệt độ trong khi trời : nhờ vào cảm biến nhiệt . ( Chú ý lắp đặt hộp kỹ thuật đủ chiều cao và độ quét của các cảm biến sao cho các con vật như chuột, mèo, không làm hệ thống khởi động) +Hệ thống tự tắt trong khoảng thời gian được đặt sẵn : nhờ tích hợp chế độ hẹn giờ định sẵn. 6 . “Hệ thống chiếu sáng vùng nông thôn thông minh” Ánh sáng; Nhiệt độ Công suất tiêu thụ Chuyển động Thời gian + Tiết kiệm điện, chi phí sửa chữa, thay thế bóng đèn. +Tiện dụng +An toàn III.3.CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG: III.4.QUY TRÌNH THI CÔNG LẮP ĐẶT HỆ THỐNG: 7 Hộp kỹ thuật: (chứa cảm biến nhận biết : nhiệt độ , ánh sáng, chuyển động) Hệ thống đèn chiếu sáng Hệ thống mạch điện Nguồn điện Bước 1: Lắp đặt hệ thống mạch điện. Bước 2: Lắp đặt hệ thống đèn chiếu sáng (đèn Led tiếp kiệm điện năng) Bước 3: Lắp đặt hộp kỹ thuật. ( chứa cảm biến nhiệt độ, ánh sáng, chuyển động, công tắc bật tắt : đảm bảo an toàn về điện; tự ngắt khi có các sự cố nguy hiểm) III.5.KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM TIẾT KIỆM ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG: Hệ thống chiếu sáng thông thường Hệ thống chiếu sáng vùng nông thôn thông minh +Số lượng đèn chiếu sáng 100W: 06 chiếc +Thời gian kiểm nghiệm : 1h ( có người qua lại 10 lần) +Điện năng tiêu thụ : 600W +Số lượng đèn chiếu sáng 100W: 06 chiếc +Thời gian kiểm nghiệm : 1h ( có người qua lại 10 lần) +Điện năng tiêu thụ : 5W 8 PHẦN IV: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG ĐI TRONG TƯƠNG LAI Đây là một hệ thống đơn giản, dễ thi công dựa theo những hiểu biết nhỏ bé của lứa tuổi THCS chúng em , nhưng các tiện lợi của nó đem lại cũng rất hữu ích. Chúng em hy vọng các thầy cô , các bạn tham gia góp ý để hệ thống của em có thể đem lại nhiều công dụng hơn nữa .Trong tương lai chúng em cũng mong muốn tích hợp thêm công nghệ “sử dụng ánh sáng mặt trời” để thay thế nguồn điện đang sử dụng cho hệ thống. Ngoài ra có thế tích hợp thiết bị điều khiển từ xa, thiết bị an ninh Để làm được điều đó thì chúng em cần phải cố gắng hơn nữa trong học tập để có thêm kiến thức về khoa học kỹ thuật. Cuối cùng chúng em xin cảm ơn các thầy cô giáo, ban giám hiệu trường THCS Phù Linh đã giúp đỡ , tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành đề tài này.Do điều kiện khách quan cũng như yếu tố chủ quan nên đề tài của chúng em không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được những ý kiến góp ý xây dựng để đề tài được hoàn thiện hơn. Phù linh, ngày 06 tháng 11 năm 2014 Nhóm thực hiện 9 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Sách giáo khoa môn Vật lý – Nhà xuất bản giáo dục. 2.Tài liệu dạy nghề điện THCS. – Nhà xuất bản giáo dục. 3.Cẩm nang sử dụng Internet trong cuộc sống– Nhà xuất bản trẻ. 4.Sách tin học lớp 6: ( Chương II- Hệ điều hành.) – Nhà xuất bản giáo dục. 10 . chiếu sáng thông minh vùng nông thôn. ” Sẽ giúp cho chúng ta giải quyết điều đó. I.2.MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI: Trước hết Hệ thống chiếu sáng thông minh vùng nông thôn ” sẽ giúp chiếu sáng vùng nông. hiểm) III.5.KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM TIẾT KIỆM ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG: Hệ thống chiếu sáng thông thường Hệ thống chiếu sáng vùng nông thôn thông minh +Số lượng đèn chiếu sáng 100W: 06 chiếc +Thời gian kiểm nghiệm. không làm hệ thống khởi động) +Hệ thống tự tắt trong khoảng thời gian được đặt sẵn : nhờ tích hợp chế độ hẹn giờ định sẵn. 6 . Hệ thống chiếu sáng vùng nông thôn thông minh Ánh sáng; Nhiệt