Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế cung cấp điện cho một chung cư cao tầng LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành kinh tế trong nước. Đặc biệt nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước và ngày càng có nhiều khu công nghiệp, khu chế xuất… được xây dựng. Đồng thời để nâng cao mức sống, tiện nghi sinh hoạt của người dân thì việc xây dựng các khu chung cư mới để phục vụ nhu cầu cuộc sống là hết sức cần thiết. Vì vậy việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho các khu chung cư là một vấn đề đang được ngành điện quan tâm đúng mức, bởi vì mỗi đề tài thiết kế, mỗi nội dung tính toán đều vạch ra cho chúng ta những phương án, những hạn chế và những điểm mạnh của từng công trình. Trong đó nổi bật lên hai chỉ tiêu cơ bản là chỉ tiêu kinh tế và chỉ tiêu kĩ thuật. Về kinh tế: Tiết kiệm vốn đầu tư. Đảm bảo chi phí vận hành nhỏ nhất. Về kĩ thuật: Phải đảm bảo chất lượng điện năng Cung cấp điện phải liên tục và an toàn Phải linh hoạt dễ dàng trong vận hành và không gây nhầm lẫn khi sử dung, khi sự cố. Nội dung của đồ án tốt nghiệp này được xây dựng trên cơ sở chỉ tiêu kĩ thuật bao gồm các số liệu thức tế của khu thương mại, văn phòng, nhà ở cao cấp HAPULICO số 1 Nguyễn Huy Tưởng – Thanh Xuân – Hà Nội. Để quá trình thiết kế tính toán và trình bày trình tự chặt chẽ về nội dung ta chia ra các chương như sau: Chương I: Giới thiệu phụ tải khu nhà cao tầng. Chương II: Thiết kế hệ thống cung cấp điện. Chương III: Tính toán nối đất, chống sét. Chương IV: Phần chuyên đề: Tìm hiểu hệ thống báo cháy qua công nghệ GSM và tin nhắn SMS
Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG SVTH: PHẠM NGỌC ANH Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ ngành kinh tế nước Đặc biệt nước ta thời kỳ công nghiệp hóa, đại hóa đất nước ngày có nhiều khu công nghiệp, khu chế xuất… xây dựng Đồng thời để nâng cao mức sống, tiện nghi sinh hoạt người dân việc xây dựng khu chung cư để phục vụ nhu cầu sống cần thiết Vì việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho khu chung cư vấn đề ngành điện quan tâm mức, đề tài thiết kế, nội dung tính toán vạch cho phương án, hạn chế điểm mạnh công trình Trong bật lên hai tiêu tiêu kinh tế tiêu kĩ thuật *Về kinh tế: - Tiết kiệm vốn đầu tư Đảm bảo chi phí vận hành nhỏ *Về kĩ thuật: - Phải đảm bảo chất lượng điện Cung cấp điện phải liên tục an toàn Phải linh hoạt dễ dàng vận hành không gây nhầm lẫn sử dung, cố * Nội dung đồ án tốt nghiệp xây dựng sở tiêu kĩ thuật bao gồm số liệu thức tế khu thương mại, văn phòng, nhà cao cấp HAPULICO số Nguyễn Huy Tưởng – Thanh Xuân – Hà Nội Để trình thiết kế tính toán trình bày trình tự chặt chẽ nội dung ta chia chương sau: Chương I: Giới thiệu phụ tải khu nhà cao tầng Chương II: Thiết kế hệ thống cung cấp điện Chương III: Tính toán nối đất, chống sét Chương IV: Phần chuyên đề: Tìm hiểu hệ thống báo cháy qua công nghệ GSM tin nhắn SMS GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG SVTH: PHẠM NGỌC ANH Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO Trải qua trình tính toán thiết kế đồ án tốt nghiệp hoàn thành nỗ lực thân, với hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo Đặng Việt Hùng Tuy nhiên trình độ khả có hạn, nội dung đồ án tốt nghiệp tránh khỏi thiếu sót sai lầm, kính mong thầy cô bảo thêm để đồ án tốt nghiệp đầy đủ hoàn thiện Cuối e xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa hệ thồng điện trường đại học Điện Lực, đặc biệt thầy ĐẶNG VIỆT HÙNG hướng dẫn, bảo nhiệt tình giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG SVTH: PHẠM NGỌC ANH Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU PHỤ TẢI CHUNG CƯ CAO TẦNG: Giới thiệu chung: Dự án Hapulico complex Công ty cổ phần đầu tư bất động sản Hapulico làm chủ đầu tư, khởi công vào ngày 16/5/2009 Hapulico complex tổ hợp công trình khu thương mại, văn phòng, nhà cao cấp xaay dựng diện tích 43.333,2 , tiếp giáp ba mặt đường giao thông quan trọng: đường Nguyễn Huy Tưởng, đường Vũ Trọng Phụng đường Ngụy Như Kon Tum Đặc biệt, đường Vũ Trọng Phụng, nơi đặt cổng đẫ mở rộng gấp đôi với hai đường, 9m, từ tạo thêm điều kiện thu hút luồng giao thông đến khu vực, đồng thời tạo thuận tiện cho khách hàng mua sắm Được thiết kế công ty Sunjin vina (Hàn Quốc), dự án Hapulico complex bao gồm khu chính: khu hỗn hợp gồm tháp cao 24 tầng, khu A có khối 21 tầng, khu B có khối cao 17 tầng khu nhà thấp tầng gồm 28 nhà vườn nhà trẻ Mỗi khối có đến tầng hầm tầng từ đên tầng bố trí khu dịch vụ, thương mại, có tầng kĩ thuật, tầng bố trí văn phòng hộ Khu thương mại, văn phòng, nhà cao cấp HAPULICO 21T số Nguyễn Huy Tưởng- Thanh Xuân- Hà Nội nằm tổ hợp khu Trung tâm thương mại, văn phòng, nhà cao cấp Hapulico complex Là khu chung cư cao cấp, vấn đề cung cấp điện quan trọng, việc cung cấp điện an toàn tin cậy góp phần vào công việc nâng cáo chất lượng sống cho hộ dân Do đó, thiết kế phải tính toán tổng công suất tiêu thụ điện toàn khu chung cư, từ ta lựa chọn dung lượng máy biến áp, máy phát điện thiết bị đóng cắt bảo vệ hợp lý Trong công tác thiết kế cung cấp điện việc người thiết kế phải thống kê số liệu cần thiết để phục vụ cho trình tính toán Đối với khu thương mại, văn phòng, nhà cao cấp HAPULICO ta khảo sát số liệ cụ thể phòng, từ ta lựa chọn phương án cung cấp điện hợp lý lựa chọn công suất máy biến áp, tiết diện dây dẫn thiết bị đóng cắt bảo vệ cho đảm bảo kĩ thuật, an toàn, mỹ quan, kinh tế Sau tiến hành thiết kế hệ thống cung cấp điện cho khu nhà cao tầng GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG SVTH: PHẠM NGỌC ANH Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO Hình 1: Mặt tòa nhà cao tầng HAPULICO Thiết kế chiếu sáng cho toàn khu chung cư: 2.1 Tổng quan thiết kế chiếu sáng: - Ngày vấn đề chiếu sáng không đơn cung cấp ánh sáng để đạt độ sáng theo yêu cầu mà mang tính chất mỹ quan tinh tế Trong nhà máy, xí nghiệp hay công trình cao ốc nào, ánh sáng tự nhiên (ánh sáng trời) phải dùng ánh sáng nhân tạo (do nguồn sáng phát ra) Phổ biến dùng đèn điện để chiếu sáng nhân tạo chiếu sáng điện có ưu điểm sau: thiết bị đơn giản, sử dụng đơn giản, giá thành rẻ, tạo ánh sáng giống ánh sáng tự nhiên, dễ dàng tạo ánh sáng có màu sắc theo ý muốn Các yêu cầu chiếu sáng tòa nhà HAPULICO: Không bị lóa mắt Không lóa phản xạ Không có bóng Có độ rọi đồng Phải tạo ánh sáng giống ánh sáng ban ngày Phải tạo ánh sáng giống ánh sáng theo khu vực (ví dụ phòng ngủ nên dùng ánh sáng màu vàng nhằm tạo cảm giác ấm áp…) GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG SVTH: PHẠM NGỌC ANH Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO Nhiệm vụ: Lựa chọn phương pháp tính toán chiếu sáng Lựa chọn nguồn sáng cho đối tượng tòa nhà Xác định độ rọi cho tầng, khu vực, phòng… tòa nhà Xác định số lượng đèn, cách phân bố đèn Chọn dây dẫn, thiết bị, sơ đồ dây, hệ thống chiếu sáng Bảng tổng kết chiếu sáng toàn chung cư Các dạng chiếu sáng: Chiếu sáng chung: Chiếu sáng toàn diện tích chiếu sáng cách bố trí đèn đồng để tạo nên độ rọi đồng toàn diện tích cần chiếu sáng Chiếu sáng riêng biệt hay cục bộ: Chiếu sáng nơi cần có độ rọi cao làm việc được, hay chiếu sáng nơi mà chiếu sáng chung không tạo đủ độ rọi cần thiết Các chế độ làm việc hệ thống chiếu sáng: Khi hệ thống điện làm việc ổn định ta có chiếu sáng làm việc: dùng để đảm bảo làm việc, hoạt động bình thường người phương tiện vận chuyển thiếu ánh sáng tự nhiên Khi điện xảy hỏa hoạn ta có chiếu sáng cố (sử sụng nguồn máy phát dự phòng), tạo môi trường ánh sáng an toàn trường hợp điện Độ rọi chiếu sáng cố lối thoát hiểm, hành lang, cầu thang không nhỏ lux Ở lối bên nhà không nhỏ lux Độ rọi đèn tình khẩn cấp xảy trong thời gian để hoàn tất việc di tản Hệ thống chiếu sáng cố làm việc đồng thời với hệ thống chiếu sáng làm việc hệ thống chiếu sáng cố phải đưa vào hoạt động tự động hệ thống chiếu sáng bị điện 2.3 Chọn độ rọi: Khi chọn độ rọi cần ý yếu tố sau: - Kích thước vật cần phân biệt nhìn - Độ tường phản vật - Khi độ chói vật khác ít, độ tương phản nhỏ (khoảng 0,2) - Khi độ chói vật khác mức độ trung bình, đọ tương phản trung bình, (khoảng từ 0,2 – 0,5) - Khi độ chói vật khác rõ rệt, độ tương phản lớn (khoảng 0,5) - Mức độ sáng - Nền coi tối độ phản xạ < 0,3 - Nền coi sáng độ phản xạ > 0,3 - Khi dùng đèn huỳnh quang, không nên chọn độ rọi < 75 lux, tạo cho ta cảm giác mờ tối • • • • • • 2.2 GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG SVTH: PHẠM NGỌC ANH Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO Khi xác định tiêu chuẩn độ rọi tính toán chiếu sáng cần phải lấy theo số thang độ rọi Sau chọn độ rọi tiêu chuẩn theo bảng, tính toán chiếu sáng cần phải nhân thêm hệ số dự trữ , tính theo độ già cỗi bóng đèn, bụi bẩn, hay bề mặt phát sáng bị cũ Tính chất phản xạ ánh sáng bị giảm theo thời gian, hệ số dự trữ phụ thuộc vào chu kỳ làm vệ sinh đèn 2.4 Phương pháp tính toán chiếu sáng phần mềm Dialux: Dialux phần mềm chiếu sáng chuyên nghiệp sử dụng phổ biến nay, giúp việc thiết kế chiếu sáng trở nên đơn giản nhanh chóng, với độ xác cao Dialux cho phép tính toán chiếu sáng với nhiều cách khác Ngoài Dialux cung cấp cho người dùng thư viện phong phú đồ vật nhà, sổ, cửa chính, kiểu sàn nhà, cột… Dialux cho phép nhà sản xuất cung cấp thông số thiết bị chiếu sáng thông qua file cài đặt, sau thông số sử dụng thư viện đính kèm cho Dialux Thông số đầu vào phần mềm Dialux: - Kích thước hình dạng phòng, dạng nền, trần, cột… - Hệ số phản xạ màu sắc trần, tường, sàn - Môi trường khu vực tính toán hay nhiều bụi - Độ cao treo đèn, độ cao làm việc - Vị trí bố trí thiết bị, đồ vật phòng, hệ số phản xạ - Vị trí cửa sổ, độ suốt - Lựa chọn loại bóng đèn thư viện mà nhà sản xuất hỗ trợ - Lựa chọn kiểu đèn - Độ rọi mà nhà sản xuất yêu cầu - Hệ số suy giảm bóng đèn Các giá trị xuất Dialux ghi dạng file PDF: - Bảng báo cáo độ rọi - Cường độ sáng - Các đường đẳng rọi - Biểu đồ phân phối độ rọi - Ảnh 3D mô ánh sáng thực tế - Trình diễn dạng clip thực trạng phòng sau chiếu sáng 2.5 Tính toán chiếu sáng cho tòa nhà HAPULICO phần mềm Dialux: 2.5.1 Tính toán chiếu sáng cho tầng hầm: Tầng hầm khu vực đỗ xe khu vực đặt trạm biến áp tòa nhà Với tổng diện tích 5760m2, cao 4m Độ rọi yêu cầu 75 lux ( theo bảng Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7114-1:2008 ) Dựa vào vẽ mặt tầng hầm tòa nhà, ta mô chiếu sáng 3D tầng hầm hình dưới, với phần mềm hỗ trợ tính toán chiếu sáng Dialux GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG SVTH: PHẠM NGỌC ANH Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO Hình 2.2.1: hình 3D chiếu sáng tầng hầm Hình 2.2.2: hình vẽ mô tả đường đẳng rọi cách bố trí đèn tầng hầm Bảng 2.2.1: bảng mô tả thông số đèn tầng hầm GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG SVTH: PHẠM NGỌC ANH Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO Nhìn vào đường đẳng rọi ta thấy: E tb E max E Độ rọi làm việc là: = 176 lux, = 312 lux, = 14 lux Trần : trắng, hệ số phản xạ trần = 0.7 Tường : xanh trắng, hệ số phản xạ tường = 0.5 Sàn : gạch xám, hệ số phản xạ sàn = 0.3 Sử dụng loại đèn để chiếu sáng khu vực tầng hầm (như hình mô phỏng) : • 12 đèn Thorn 96 107 983 BASELED 1K 165 MRE 18W LED L927 Quang thông 1000 lm, công suất đèn 18W • 244 đèn Thorn 96 548 398 LINE XS SOFT 2*35W Quang thông 6600 lm, công suất đèn 70W • 14 đèn Thorn 96 548 625 CHALICE 190H ALU 1*26W Quang thông 1800 lm, công suất đèn 26W Như vậy, nhìn vào bảng tính toán ta có: * Tổng quang thông toàn tầng hầm là: = 1647600 lm * Tổng công suất bóng đèn tầng hầm là: = 19484 W 2.5.2 Tính toán chiếu sáng cho tầng (đơn nguyên A): GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG SVTH: PHẠM NGỌC ANH Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO Tầng khu kinh doanh thương mại tòa nhà Với tổng diện tích 1146m 2, cao 4m Tầng bao gồm nhiều khu vực có mục đích sử dụng khác nhau, nên yêu cầu chiếu sáng khác nhau: • Độ rọi yêu cầu 350 lux khu vực thương mại • Độ rọi yêu cầu 100 lux khu vực hành lang ( theo bảng Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7114-1:2008 ) Dựa vào vẽ mặt tầng 1của tòa nhà, ta mô chiếu sáng 3D tầng hình dưới, với phần mềm hỗ trợ tính toán chiếu sáng Dialux Hình 2.2.3: hình 3D chiếu sáng tầng GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG SVTH: PHẠM NGỌC ANH 10 Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO Bảng 4.1 Bảng địa Port Cấu trúc ngắt Vi điều khiển Atmega a Khái niệm ngắt Ngắt kiện bên hay bên yêu cầu Vi điều khiển tạm dừng tức khắc hoạt động để thực hoạt động khác Một Vi điều khiển phục vụ vài thiết bị, có hai cách để thực điều sử dụng ngắt (Interrupt) thăm dò (Polling) Trong phương pháp sử dụng ngắt có thiết bị cần đến dịch vụ báo cho Vi điều khiển cách gửi tín hiệu ngắt Khi nhận tín hiệu ngắt Vi điều khiển ngắt tất thực để chuyển sang phục vụ thiết bị Chương trình với ngắt gọi trình dịch vụ ngắt ISR (Interrupt Service Routine) hay gọi trình quản lý ngắt (Interrupt Handler) Còn phương pháp thăm dò Vi điều khiển hiển thị liên tục tình trạng thiết bị cho điều kiện thỏa mãn phục vụ thiết bị Sau chuyển sang hiển thị tình trạng thiết bị tất phục vụ Mặt dù phương pháp thăm dò hiển thị tình trạng vài thiết bị phục vụ cho thiết bị điều kiện định thỏa mãn không tận dụng hết công dụng Vi điều khiển Điểm mạnh phương pháp ngắt Vi điều khiển phục vụ nhiều thiết bị (không thời điểm) Mỗi thiết bị nhận ý Vi điều khiển dựa mức ưu tiên gán cho Đối với phương pháp thăm dò gán mức ưu tiên cho thiết bị kiểm tra tất thiết bị theo kiểu quay vòng GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG SVTH: PHẠM NGỌC ANH 96 Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO Quan trọng phương pháp ngắt Vi điều khiển che làm lơ yêu cầu dịch vụ thiết bị Điều lại lần thực phương pháp thăm dò Lý quan trọng mà phương pháp ngắt ưa chuộng phương pháp thăm dò làm hao phí thời gian Vi điều khiển cách hỏi dò thiết bị kể chúng không cần đến dịch vụ b Trình phục vụ ngắt bảng vector ngắt Đối với ngắt phải có trình phục vụ ngắt ISR (Interrupt Service Routine) hay trình quản lý ngắt (Interrupt Handler) Khi ngắt gọi Vi điều khiển phục vụ ngắt Khi ngắt gọi Vi điều khiển chạy chương trình phục vụ ngắt Đối với ngắt có vị trí cố định nhớ để giữ địa ISR Nhóm vị trí nhớ dành riêng để gửi địa ISR gọi bảng vector ngắt Khi kích hoạt ngắt Vi điều khiển qua bước sau: Vi điều khiển kết thúc lệnh thực lưu địa lệnh (PC) vào ngăn xếp • Nó nhảy đến vị trí cố định nhớ gọi bảng vector ngắt nơi lưu giữ địa trình phục vụ ngắt • Bộ Vi điều khiển nhận địa IRS từ bảng vector ngắt nhảy tới Nó bắt đầu thực trình phục vụ ngắt lệnh cuối ISR RETI (trở từ ngắt) • Khi lệnh thực RETI Vi điều khiển quay trở nơi bị ngắt Trước hết nhận địa đếm chương trình PC từ ngăn xếp cách kéo hai byte đỉnh ngăn xếp vào PC Sau bắt đầu thực lệnh từ địa • c Các ngắt Atmega có ngắt từ INT0 đến INT1 (ở chưa kể tới ngắt Reset) Ngắt tương ứng với chân vi điều khiển INT0, INT1 Để ý chân INT0, INT1 vi điều khiển cấu chân lối ngắt có tác dụng cho phép Các ngắt bắt mẫu theo kiểu cạnh lên (Rising), cạnh xuống (Falling) hay mức thấp (Low level) Điều quy định ghi GICR Dưới mô tả chi tiết ghi GICR ghi liên quan tới ngắt Thanh ghi GICR (The General Interrupt Control Register) GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG SVTH: PHẠM NGỌC ANH 97 Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO Tám bit ghi GICR điều khiển kiểu bắt mẫu cho INT1, INT0 Thanh ghi MCUCR – Control Register Trong phần ta quan tâm tới bit bit IVCE (Interrupt Vector Select) bit IVSEL (Interrupt Vector Change Enable) ghi MCUCR Bit liên quan đến việc thiết lập vị trí bảng vector ngắt Bit – IVSEL: bit vị trí bảng vector ngắt đặt phần đầu nhớ chương trình Khi bit bảng vector ngắt di chuyển tới phần đầu vùng nhớ Boot Loader Bit – IVCE: bit phải ghi thành phép thay đổi bit IVSEL Bit IVCE set ngắt bị cấm bit IVSEL ghi, bit IVSEL không ghi ngắt bị cấm chu kỳ máy liên tiếp (sau chu kỳ máy bit IVCE tự động bị xóa nên ngắt cho phép trở lại) Bộ chuyển đổi Vi điều khiển Atmega a Giới thiệu chuyển đổi ADC Bộ chuyển đổi ADC Atmega có chức chuyển đổi tín hiệu tương tự có giá trị thay đổi dải biết trước thành tín hiệu số Bộ ADC Atmega có độ phân giải 10 bit, sai số tuyệt đối ± LSB, dải tín hiệu ngõ vào từ 0V – V CC, tín hiệu ngõ vào có nhiều lựa chọn có ngõ vào đa hợp đơn hướng (Multiplexed Single Ended), ngõ vào vi sai (Differential Input) Bộ ADC Atmega loại ADC xấp xỉ liên tiếp (Succesive Approximation ADC) với chế độ hoạt động lựa chọn chuyển đổi liên tục (Free Running) chuyển đổi bước (Single Conversion) GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG SVTH: PHẠM NGỌC ANH 98 Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO Hình 6.8 Sơ đồ đơn giản khối ADC Nguyên tắc hoạt động khối ADC tín hiệu tương tự đưa vào ngõ ADC0 đến ADC7 lấy mẫu biến đổi thành tín hiệu số tương ứng Tín hiệu số lưu ghi ACDH ADCL Một ngắt tạo hoàn thành chu trình biến đổi ADC Thực tế, ADC Atmega phức tạp nhiều Tuy nhiên sở dựa vào nguyên tắc Để khảo sát ADC Atmega ta tìm hiểu khối chức sau: Điện tham chiếu: giá trị điện dùng để so sánh với điện tín hiệu tương tự cần biến đổi ngõ vào ADC Atmega có lựa chọn điện tham chiếu AVCC với VCC, điện tham chiếu nội 2.56V, V ref tùy chọn AVR có nguồn điện tham chiếu nội Intenal Reference = 2.56V Bandgap Reference = 1.24V Điện Bandgap Reference số vật lý, 1.24V, điện Internal Reference thay đổi tùy theo dòng chip khác Trong AVR, Internal Reference tạo từ Bandgap Reference Tần số Clock ADC: tần số Clock cung cấp cho biến đổi ADC, giá trị thay đổi từ vài KHz đến vài MHz Tuy nhiên, tần số thích hợp khoảng từ 50KHz đến 200KHz cho độ phân giải 10 bit cao 200MHz độ phân giải thấp Ngõ vào tương tự: Atmega có lựa chọn ngõ vào tương tự - 10 ngõ vào đơn hướng (Single Ended): 10 ngõ vào ADC0 đến ADC7, AGND Bandgap Reference Thực tế thường dùng ngõ vào ADC0 đến ADC7 Vì có ngõ vào nên ta đưa vào tín hiệu tương tự khác Khi lựa chọn ngõ vào kiểu đơn hướng kết chuyển đổi tính sau: GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG SVTH: PHẠM NGỌC ANH 99 Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO ADC = - Vin ∗1024 Vref Ngõ vào vi sai: ta đưa tín hiệu tương tự vào ngõ ADC, tín hiệu tương tự qua vi sai (mạch trừ), kết ngõ khuếch đại sau đưa vào khối ADC để biến đổi Bộ vi sai có ngõ vào V pos (ngõ vào dương) Vneg (ngõ vào âm) Các chân ADC3 đến ADC7 dùng làm ngõ vào dương, chân ADC0 đến ADC2 ngõ vào âm Đối với lựa chọn này, kết ADC là: ADC = (V pos − Vneg ) ∗ Gain ∗ 512 Vref Ở Gain độ lợi tùy chọn Công thức cho thấy kết ADC số âm Vpos< Vneg Do dải giá trị ADC trường hợp -512 đến 511 Vì vậy, kết ghi ADC biểu diễn dạng số bù Để biết kết số âm hay dương ta phải kiểm tra bit ADC9 ghi ADCH, bit kết số dương Lưu ý: điện qua vi sai âm, điện cấp ngõ vào ADC0 đến ADC7 (cho trường hợp ngõ vào vi sai ngõ vào đơn hướng) phải nằm khoảng 0V – AVCC Hình 6.9 Ngõ vào vi sai GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG 100 SVTH: PHẠM NGỌC ANH Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO - Chế độ hoạt động: có hai chế độ hoạt động ADC Chuyển đổi liên tục (Fee Running): chế độ mà sau khởi động ADC thực chuyển đổi liên tục không ngừng - Chuyển đổi bước (Single Conversion): mà ADC sau hoàn thành chuyển đổi ngừng, chuyển đổi bắt đầu phần mềm có yêu cầu chuyển đổi tiếp b Các ghi chuyển đổi ADC Thanh ghi ADCMUX – Multiplexer Selection Bit 7, – REFS1, (Reference Selection Bits): hai bit dùng để lựa chọn điện tham chiếu nguồn AV CC, điện tham chiếu nội 2.56V Vref Nếu chọn điện Vref tùy chọn lại không sử dụng để tránh bị ngắn mạch, điều có nghĩa ta chọn điện tham chiếu V ref rồi, suốt trình hoạt động ADC ta không lựa chọn điện tham chiếu khác, không nguồn điện V ref bên chưa tháo làm hỏng chip ngắn mạch Bit – ADLAR (ADC Left Adjust Result): bit lựa chọn cách bố trí liệu ghi liệu ADCH ADCL Bit 4, – MUX 4, (Analog Channel and Gain Selection Bits): bit lựa chọn kiểu ngõ vào (đơn hay vi sai) độ lợi Thanh ghi ADCSRA – Control and Status Register A Bit – ADEN (ADC Enable): bit có giá trị cho phép ADC hoạt động, có giá trị ngừng ADC trình biến đổi Bit – ADSC (ADC Start Conversion): ghi bit thành để bắt đầu trình chuyển đổi Trong chế độ chuyển đổi bước, sau lần chuyển hoàn thành bit bị xóa 0, ta phải Set lại bit để bắt đầu biến đổi Trong chế độ chuyển đổi liên tục, ta cần Set bit lần GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG 101 SVTH: PHẠM NGỌC ANH Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO Bit – ADFR (ADC Free Running Select): Set bit lên để lựa chọn chế độ hoạt động biến đổi liên tục Bit cho phép chế độ biến đổi bước Bit – ADIF (ADC Interrupt Flag): bit set thành chu trình biến đổi ADC hoàn thành, bit xóa phần cứng trình phục vụ ngắt tương ứng thực thi Chú ý ta chỉnh sửa ghi ADCSRA (như dùng lệnh CBI, SBI) bit bị xóa Vì vậy, để xóa bit phần mềm, ta cần ghi giá trị vào Bit – ADIE (ADC Interrupt Enable): bit cho phép ngắt ADC, bit ADIE (cho phép ngắt ADC) bit I (cho phép ngắt toàn cục) ghi SREG Set lên cho phép ngắt ADC hoạt động Bit 2, bit 1, bit – ADP2, ADP1, ADP0 (ADC Prescaler Select Bits): tần số Clock ADC lấy từ xung Clock hệ thống (Hình 3.12), nên bit ADP2, ADP1, ADP0 cho phép chia xung Clock hệ thống với hệ số xác định (bảng 3.3) trước đưa vào nguồn Clock ADC Với độ phân giải 10 bit, tần số clock ADC khoảng từ 50 – 200 KHz, nên tùy theo tần số Clock hệ thống mà ta lựa chọn hệ số chia thích hợp GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG 102 SVTH: PHẠM NGỌC ANH Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO Hình 4.10 Nguồn clock ADC AD PS AD PS AD PS Hệ số chia 0 0 1 0 16 1 32 1 64 1 128 Bảng 4.2 Bảng lựa chọn hệ số chia cho nguồn clock ADC Thanh ghi ADC Data Register – ADCL ADCH GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG 103 SVTH: PHẠM NGỌC ANH Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO Đây hai ghi chứa kết ADC, tùy theo thiết lập bit ADCLAR (trong ghi ADMUX) mà 10 bit liệu ADC bố trí phía phải hay trái hai ghi ADCH ADCL Giao tiếp USART Vi điều khiển Atmega8, việc thu phát nối tiếp đồng không đồng hỗ trợ nhóm chân I/O, gọi truyền nhận USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmiter) Điều giúp tiết kiệm số port I/O để phục vụ cho mục đích khác Hơn nữa, với hai USART hoạt động độc lập, việc thực điều khiển vào/ra liệu trở nên linh hoạt a Các chế độ truyển nhận liệu USART Chế độ truyền đồng (Synchronous): kiểu truyền liệu truyền (Transmitter) nhận (Receiver) sử dụng chung xung đồng hồ (Clock) Do đó, hoạt động truyền nhận liệu diễn đồng thời Xung Clock đóng vai trò tín hiệu đồng cho hệ thống (gồm khối truyền khối nhận) Ưu điểm kiểu truyền đồng tốc độ nhanh, thích hợp truyền liệu khối (Block) Chế độ truyền bất đồng (Asynchronous): kiểu truyền liệu truyền nhận có tạo xung Clock riêng, tốc độ xung Clock hai khối khác nhau, thường không 10% Do không dùng chung xung Clock, nên để đồng trình truyền nhận liệu phải truyền bit đồng (Start, Stop… ) kèm với bit liệu Các truyền nhận dựa vào bit đồng để định thực hay kết thúc trình truyền nhận liệu b Các ghi thực truyền – nhận USART Thanh ghi liệu vào/ra UDR Các ghi liệu vào/ra USART thực tế hai ghi tách biệt dùng chung địa vật lý Khi liệu ghi vào địa này, vào ghi truyền liệu, đọc liệu từ địa đọc từ ghi nhận liệu GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG 104 SVTH: PHẠM NGỌC ANH Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO Thanh ghi trạng thái điều khiển A – USCRA Thanh ghi trạng thái sử dụng để giám sát trạng thái điều khiển USART • • • • • • • • Bit – RXC (USART Receiver Complete): bit cờ thiết lập có liệu chưa đọc đệm nhận xóa đệm trống Cờ RXC dùng để tạo ngắt Receiver Complete Bit – TXC (USART Transmit Complete): cờ thiết lập toàn khung ghi dịch phát dịch hết liệu tồn đệm phát UDR Bit cờ TXC tự động xóa có ngắt Transmit Complete, xóa cách ghi vào vị trí bit Cờ TXC tạo ngắt Transmit Complete Bit – UDRE (USART Data Register Empty): cờ đệm phát sẵn sàng để nhận liệu Khi UDRE đệm rỗng sẵn sàng để ghi vào Cờ UDRE sinh ngắt Data Register Empty Cờ UDRE Set sau Reset để phát sẵn sàng Bit – FE (Framing Error): bit Set ký tự đệm thu có lỗi khung nhận Bit bit dừng liệu nhận Luôn Set bit ghi vào UCSRA Bit – DOR (Overrun Error): bit đặt thành có tượng tràn liệu (một liệu UDR không đọc trước liệu dịch chuyển vào UDR từ ghi nhận USART) Bit – PE (Parity Error): bit Set ký tự đệm có lỗi chẵn lẻ nhận việc kiểm tra chẵn lẻ cho phép Bit – U2X (Double the USART Transmission Speed): bit có tác dụng chế độ hoạt động không đồng Ghi bit thành sử dụng chế độ đồng Bit Set lên giảm số chia chia tốc độ Baud từ 16 xuống 8, từ nhân đôi tốc độ truyền cho thông tin không đồng Bit – MPCM (Multi-Processor Communication Mode): bit cho phép chế độ giao tiếp nhiều Vi điều khiển Thanh ghi trạng thái điều khiển B – UCSRB GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG 105 SVTH: PHẠM NGỌC ANH Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO • • • • • • • • Bit – RXCIE (RX Complete Interrupt Enable): đặt bit lên cho phép ngắt cờ RXC Chỉ tạo ngắt nhận USART bit RXCIEn thiết lập 1, cờ ngắt toàn cục ghi SREG bit RXC ghi UCSRA đặt Bit – TXCIE (TX Complete Interrupt Enable): đặt bit lên cho phép ngắt cờ TXC Ngắt truyền USART tạo bit TXCIE thiết lập 1, cờ ngắt toàn cục ghi SREG bit TXC ghi UCSRA đặt Bit – UDRIE (USART Data Register Empty Interrupt Enable): đặt bit lên cho phép ngắt cờ UDRE Ngắt ghi liệu trống tạo bit UDRIE thiết lập 1, cờ ngắt toàn cục ghi SREG bit UDRE ghi UCSRA đặt Bit – RXEN (Receiver Enable): thiết lập bit cho phép thu USARTn Khi thu không quan tâm đến hoạt động bình thường cổng ứng với chân RxD Khi không cho phép, thu lấp đầy đệm nhận làm hiệu lực cờ Fen, DOR UPE Bit – TXEN (Transmitter Enable): thiết lập bit lên cho phép phát USART Khi thu không quan tâm đến hoạt động bình thường cổng ứng với chân TxD Ngược lại đặt không cho phép phát USART Bit – UCSZ2 (Character Size): bit UCSZ2 kết hợp với bit UCSZ1, UCSZ0 UCSRC để thiết lập số lượng bit liệu (kích thước ký tự) khung liệu thu phát Bit – RXB8 (Receiver Data Bit 8): bit liệu thứ ký tự nhận hoạt động với khung bit liệu Bit phải đọc trước đọc bit thấp từ UDR Bit – TXB8 (Transmitter Data Bit 8): bit liệu thứ ký tự phát hoạt động với khung bit liệu Bit phải ghi trước ghi bit thấp từ UDR Thanh ghi trạng thái điều khiển C – UCSRC Bit – URSEL (Register Select): bit lựa chọn truy nhập ghi UCSRC hay ghi UBRRH (hai ghi chia sẻ chung địa chỉ) Khi bit đọc UCSRC URSEL phải ghi vào UCSRC • Bit – UMSEL (USART Mode Select): bit lựa chọn hoạt động đồng hay không đồng Khi hoạt động mode không đồng bộ, ngược lại • GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG 106 SVTH: PHẠM NGỌC ANH Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO • • • • mode đồng Bit 5, – UPM1, (Parity Mode): bit cho phép thiết lập kiểu tạo kiểm tra chẵn lẻ Bit – USBS (Stop Bit Select): bit lựa chọn số bit dùng chèn vào phát Bộ thu bỏ bit USBS cho phép bit dừng, cho phép bit dừng Bit 2, – UCSZ1, (Character Size): bit UCSZ1, kết hợp với UCSZ2 UCSRnB thiết lập số lượng bit liệu (kích thước ký tự) khung mà phát thu sử dụng Bit – UCPOL (Clock Polarity): bit dùng chế độ đồng Đặt bit sử dụng chế độ không đồng Bit UCPOL thiết lập quan hệ việc thay đổi đầu liệu lấy mẫu đầu vào liệu, xung đồng (XCK) Các ghi tốc độ Baud – UBRRL UBRRH Bit 15 đến bit 12 – Reserved Bits: bit dự trữ để sử dụng sau Ở chế độ tương thích với thiết bị sau này, bit phải thiết lập ghi UBRRH sử dụng • Bit 11 đến bit – USART Baud Rate Register: ghi 12 bit chứa tốc độ Baud Thanh ghi UBRRH chứa bit cao UBRRL chứa bit thấp tốc độ Baud USART Quá trình truyền liệu bị ngắt tốc độ Baud thay đổi truyền Ngoài việc nhận để xử lý tín hiệu từ Modem GSM SIM900 sau gửi phản hồi cho Modem, trung tâm xử lý Vi điều khiển Atmega nhận tín hiệu từ Module điều khiển Nhiệm vụ Module điều khiển thực bật tắt thiết bị thông dụng • Tìm hiểu loại cảm biến GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG 107 SVTH: PHẠM NGỌC ANH Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO a Cảm biến nhiệt DS18B20 Giới thiệu cảm biến nhiệt DS18B20 Hình 4.11:Cảm biến nhiệt DS18B20 DS18B20 IC cảm biến nhiệt độ, bao gồm chân, đóng gói dạng TO-92 chân nhỏ gọn, hãng MaximIntegrated sản xuất - Điện áp hoạt động: 3V-5.5V - Giải nhiệt độ đo -55ºC đến +125ºC - Sai số nhiệt độ ±0.5ºC - Lấy nhiệt độ theo giao thức dây (1wire) Cung cấp nhiệt độ với độ phân giải config 9,10,11,12 bit, tùy theo sử dụng Trong trường hợp không config tự động chế độ 12 bit - Thời gian chuyển đổi nhiệt độ tối đa 750ms cho mã hóa 12 bit Nguyên lý làm việc cảm biến nhiệt DS18B20 - Nhiệt độ lấy theo giao thức dây (1wire) Sơ đồ kết nối cảm biến nhiệt DS18B20 GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG 108 SVTH: PHẠM NGỌC ANH Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO Hình 4.12:Sơ đồ kết nối cảm biến nhiệt DS18B20 Đọc nhiệt độ Khi bắt đầu chuyển đổi nhiệt độ chân DQ kéo xuống mức thấp chuyển đổi xong mức cao.Như ta vào tượng để xác định chuyển đổi xong nhiệt độ Lưu ý phải dùng điện trở tầm 4.7k trở lên vào chân DQ treo lên nguồn sơ đồ mắc b Cảm biến khói Giới thiệu cảm biến khói AH-0311 Hình 4.13: Cảm biến khói AH-0311 - Điện áp hoạt động : 12V ~ 30V Dòng hoạt động: 35uA Dòng báo động: 40mA Nhiệt độ hoạt đông: -10ºC ~ +55ºC GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG 109 SVTH: PHẠM NGỌC ANH Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO - Vỏ thiết kế nhựa plastic chịu nhiệt Đầu kết nối dây Nguyên lý làm việc cảm khói AH-0311 Bình thường khói dòng tiêu thụ cảm biến khói vào khoảng 35uA phát có khói lúc dòng tiêu thụ tăng vọt lên vào khoảng 40mA Dựa vào thay đổi mà ta biết có cháy xảy GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG 110 SVTH: PHẠM NGỌC ANH [...]... 190H ALU 1*26W Có quang thông 1800lm, công suất 26W Như vậy, nhìn vào bảng tính toán ta có: • Tổng quang thông hành lang là: = 16200 lm • Tổng công suất bóng đèn trong toàn căn hộ là là: = 230,4 W Vậy, tổng công suất chiếu sáng hành lang 16 tầng là : =16.203,4=3254.4(W) 2.5.7 ST T 1 2 3 4 5 6 Tổng kết chiếu sáng : Khu vực chiếu sáng Tầng hầm Tầng 1 Tầng 2 Tầng kĩ thuật Căn hộ Hành lang Tổng công suất Số... 983 BASELED 1K 165 MRE Quang thông 1000 lm, công suất bộ đèn 18W 18 bộ đèn Thorn 96 550 502 INVINC2 2*28W Quang thông 5200 lm, công suất bộ đèn 56W 43 bộ đèn Thorn 96 550 506 INVINC2 2*54W Quang thông 8900 lm, công suất bộ đèn 108W Như vậy, nhìn vào bảng tính toán ta có: Tổng quang thông trong toàn bộ tầng 2 là: = 541300 lm Tổng công suất bóng đèn tầng 2 là: = 7343 W Vậy, tổng công suất chiếu sáng... sáng cho hành lang khu nhà ở: Tổng diện tích hành lang 78.3 Độ rọi yêu cầu 100 lux (theo bảng Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7114-1:2008) Hình 2.2.11: hình 3D chiếu sáng hành lang căn hộ GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG SVTH: PHẠM NGỌC ANH 21 Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO Hình 2.2.10: hình vẽ mô tả đường đẳng rọi và cách bố trí đèn hành lang GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG SVTH: PHẠM NGỌC ANH 22 Đồ án... Quang thông 3400 lm, công suất bộ đèn 40W 13 bộ đèn Thorn 96 550 502 INVINC2 2*28W Quang thông 5200 lm, công suất bộ đèn 56W 51 bộ đèn Thorn 96 548 625 CHALICE 190H ALU 1*26W Quang thông 1800 lm, công suất bộ đèn 26W 35 bộ đèn Thorn 96 550 506 INVINC2 2*54W Quang thông 8900 lm, công suất bộ đèn 108W Như vậy, nhìn vào bảng tính toán ta có: * Tổng quang thông trong toàn bộ tầng 1 là: = 487900 lm * Tổng. .. NGỌC ANH 30 Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO QH = PH tgϕ = 144.0,62 = Vậy 95 (KVAr) Công suất toàn phần của tầng hầm là: SH = PH2 + QH2 = 180 (KVA) d Phụ tải chiếu sáng khu vực cầu thang và hành lang: Theo như phần tính toán chiếu sáng hành lang đã làm ở trên thì chiếu sáng hành lang sẽ dùng 9 bộ đèn Thorn 96 548 625 CHALICEL 190H ALU Vậy, tổng công suất chiếu sáng hành lang 16... sáng hành lang là: QHL = PHL tgϕ cos ϕ = 0.85 Với tgϕ suy ra = 0,62 QHL = PHL tgϕ Vậy = 3,3.0,62= 2 (KVAr) • Công suất toàn phần của hệ thống chiếu sáng hành lang là: S HL = 2 2 PHL + QHL = 13, 52 + 8, 37 2 = 4 (KVA) Phụ tải chiếu sáng cầu thang: Hệ thống chiếu sáng hành lang đặt bóng compact có công suất Pb=60W/bóng, tòa nhà có 1 cầu thang bộ Tổng số bóng đèn cần lắp đặt cho chiếu sáng cầu thang là... thiết kế lưới điện nhóm chiếu sang công trình công cộng như: Khách sạn, kí túc xá, các phòng sử dụng chung cho ngôi nhà ( gian cầu thang, tầng hầm, tầng giáp mái,…) cũng như các phòng không dùng để ở như các cửa hang, gian hàng, kho, xưởng các xí nghiệp dịch vụ phục vụ sinh hoạt đời sống, các phòng hành chính quản trị… phải lấy phụ tải tính toán theo tính toán kĩ thuật chiếu sang với hệ số yêu cầu bằng... • 39 bộ đèn Thorn 96 107 983 BASELED 1K 165 MRE Quang thông 1000 lm, công suất bộ đèn 18W • 39 bộ đèn Thorn 96 550 502 INVINC2 2*28W Quang thông 5200 lm, công suất bộ đèn 56W • 5 bộ đèn Thorn 96 550 506 INVINC2 2*54W Quang thông 8900 lm, công suất bộ đèn 108W Như vậy, nhìn vào bảng tính toán ta có: * Tổng quang thông trong toàn bộ tầng kĩ thuật là: * Tổng công suất bóng đèn tầng kĩ thuật là: GVHD: TS.ĐẶNG... đèn 36W GVHD: TS.ĐẶNG VIỆT HÙNG SVTH: PHẠM NGỌC ANH 20 Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà HAPILICO • • • 5 bộ đèn Thorn 96 550 442 GARBO WALL 1*24W Quang thông 1800 lm, công suất bộ đèn 24W Như vậy, nhìn vào bảng tính toán ta có: Tổng quang thông trong toàn bộ căn hộ là: θch1 = 63600 lm Tổng công suất bóng đèn trong toàn căn hộ là là: Pch1 Vậy ,tổng công suất chiếu sáng toàn bộ căn hộ là :... 294 BASELED 165 MRE 1*12W Quang thông 650 lm, công suất bộ đèn 12W 10 bộ đèn Thorn 96 108 443 CRUZ 205 HL T26 1*28W Quang thông 1200 lm, công suất bộ đèn 28W 4 bộ đèn Thorn 96 239 764 CHALICE 190V 35W Quang thông 3400 lm, công suất bộ đèn 35W 1 bộ đèn Thorn 96 548 023 GLACIER II 1*70W Quang thông 6400 lm, công suất bộ đèn 70W 5 bộ đèn Thorn 96 548 062 POPPACK PRO 1*36W Quang thông 3350 lm, công suất