Nghiên cứu Khoa học
THIẾT BỊ TRẢ TRƯỚC TIỀN ĐIỆN
Nguyễn Phúc Hậu
Khoa Điện – Điện Tử - Trường Đại học Duy Tân
Email: nguyenphuchaudtu@gmail.com
1. CỞ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.1 Lý do chọn đề tài
Từ thực tế hiện nay việc chi ra tiền điện thiếu hình thức chi trả tiền điện trả trước một hình thức chi trả tiện lợi minh bạch và nhanh chóng. Hình thức tính tiền điện giữa chủ trọ và người thuê trọ còn thiếu minh bạch và khoa học cần một hình thức thanh toán khác.
1.2 Mục đích của đề tài
- Tạo ra một thiết bị trả trước tiền điện có những chứ năng:
+ Hiển thị công suất và điện năng tiêu thụ để người sử dụng có thể theo dõi.
+ Có chương trình nạp tiền điện khi người dùng muốn nạp thêm và tự động ngắt khi tài khoản hết chữ điện.
+ Cảnh báo người dùng khi tài khoản sắp hết.
1.3 Đối tượng và phạm vi
- Đối tượng: Các hộ kinh doanh nhà trọ cho thuê.
- Phạm vi: Điện dân dụng.
1.4 Phương pháp nghiên cứu
+ Khảo sát thu thập thông tin trên Internet, sách báo...
+ Phân tích và tổng hợp thông tin.
+ Phân tích và thiết kế hệ thống.
+ Phân tích và thiết kế mạch.
+ Thử nghiệm, hiệu chỉnh và hoàn thiện sản phẩm.
2. NỘI DUNG ĐỀ TÀI
2.1. Cách thức lắp dặt
Thiết bị trả trước tiền điện sẽ được lắp đặt vị trí giống như Công Tơ điện dân dụng, là đầu nối nguồn điện từ mạng lưới điện hoặc mạng điện của chủ trọ với dây dẫn đưa nguồn điện vào mạng điện trong nhà và được lắp đặt bên trong nhà của người sử dụng. Trên dây dẫn dẫn vào mạng lưới điện trong nhà nối với một rơ-le do Thiết bị trả trước tiền điện điều khiển.
2.2. Nguyên lý hoạt động
2.2.1 Cách thức hoạt động sơ bộ
Khi các thiết bị điện được sử dụng, Thiết bị trả trước tiền điện tiến hành đo và tính công suất tiêu thụ để khấu trừ vào tài khoản người sử dụng cũng như hiển thị ra cho người sử dụng theo dõi. Nếu tài khoản sắp hết hạn, Thiết bị trả trước tiền điện sẽ tiến hành cảnh báo bằng loa và nếu tài khoản hết thì thiết bị sẽ điều khiển rơ-le ngắt nguồn điện từ bên ngoài đi vào nhà.
2.2.2. Cách thức thanh toán trả trước
Hình thức thanh toán trả trước người dung sẽ mua chữ điện từ người cung cấp dịch vụ điện (chủ trọ) sau đó chủ trọ sẽ nộp số chữ điện mà người dùng đã mua vào tài khoản của đồng hồ điện. Số tài khoản sẽ được khấu trừ dần khi người sử dụng sử dụng điện.
2.3. Thiết kế
Khối xử lý
Nhập dữ liệu analong từ cảm biến dòng ACS712 truyền vào và xử lý chuyển sang tín hiệu số. Tính toán công suất điện năng tiêu thụ thực hiện việc khấu trừ tài khoảng khai người dùng sử dụng điện. Điều khiển modumle relay đóng ngắt dòng điện. Điều khiển loa và LCD 16x2.
Khối hiển thị
LCD 16x2 để xuất công suất điện đã tiêu thụ, tài khoản của người dùng, cộng suất hiện tại của mạng điện trong nhà. Khối này dùnggiao tiếp I2C.
Khối nạp dữ liệu
Nhập dữ liệu không dây bằng hồng ngoại. Sử dụng remote TV để truyền dữ liệu. Khi người dùng cần nạp tiền người quản lý ( người cho thuê trọ ) dùng remot hồng ngoại để giao tiếp vào đồng hồ và sử dụng mật khẩu để đăng nhập và nộp tiền. Có dụng mật khẩu để đảm bảo sự bảo mật không cho người không có thẩm quyền sử dụng.
Khối đo
Sử dụng cảm biến ACS712 để đo cường độ dòng điện. Trả về tín hiệu analong.
Khối lưu trữ
Lưu trữ thông tin của khách hàng tài khoản, số điện đã sữ dung, công suất hiện tại của hệ thống điện trong nhà. Lưu trữ mật khẩu để thực hiện việc đăng nhập để nạp tài khoản xử lý cài đặt lại các thông số khác. Liên tục sao luu dữ liệu tính toán vào bộ nhớ EEPROM để khi mất điện dữ liệu không bị mất đi.
Khối cảnh báo và khối ngắt
Sử dụng loa để cảnh báo khi tài khoản còn dưới 4 chữ điện loa sẽ kêu trong 20 giây để cảnh báo người dùng mỗi khi mỗi chữ điện mất đi. Sử dụng modun relay để ngắt dòng điện đi vào nhà khi số tài khoản đã về 0.
3. KẾT LUẬN
Qua thời gian nghiên cứu và chế tạo, tôi đã thực hiện đề tài đã tạo ra một sản phẩm cụ thế đó là đồng hồ đo và trả trước tiền điện. Tuy hệ thống đã chạy ổn định và khá chính xác nhưng chưa qua thử nghiệm nhiều nên vẫn chưa đưa ra ứng dụng nhưng có triển vọng lớn để ứng đụng trong các khu chung cư, dãy trọ, ký túc xá. Nhưng quan trọng hơn thông qua đề tài này giúp nâng cao được trình độ chuyên môn, sử dụng thành thạo các module, nâng cao khả năng lập trình và thi công phần cứng.
Tài liệu tham khảo
[1].Vật lý lớp 12. Bô giáo dục và đào tạo. ( tái bản lần thứ 3 ).
[2].N. N. Bhargava & D. C. Kulshreshtha (1983). Basic Electronics & Linear Circuits. Tata McGraw-Hill Education.
[3].National Electric Light Association (1915). Electrical meterman's handbook. Trow Press.
[4].http://loigiaihay.com/ly-thuyet-dien-nang-cong-suat-dien-c62a7054.html
[5].http://arduino.vn/bai-viet/1183-huong-dan-su-dung-cam-bien-dong-dien-3. acs712-voi-arduino
[6].http://arduino.vn/bai-viet/1053-giao-tiep-i2c-voi-nhieu-module
[7].http://arduino.vn/bai-viet/531-dieu-khien-lcd-bang-arduino-uno
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐẠI HỌC DUY TÂN
Phòng 503 - K7/25 Quang Trung, Tp Đà Nẵng
(0236) 3827111(Ext 503)
feee@duytan.edu.vn
