NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MODEM ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN THÔNG QUA MẠNG LƯỚI ĐIỆN DÂN DỤNG

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MODEM ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN THÔNG QUA MẠNG LƯỚI ĐIỆN DÂN DỤNG KS. VÕ ĐỨC DŨNG Học viên cao học lớp KTĐT K13 PGS. TS. LÊ HÙNG LÂN Bộ môn Điều khiển học Khoa Điện - Điện tử Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Mục tiêu của bài báo là nghiên cứu chế tạo MODEM điều khiển thiết bị điện thông qua mạng lưới điện dân dụng. Sản phẩm sau khi chế tạo được sử dụng để điều khiển các thiết bị điện trong gia đình, trong các căn hộ cao cấp, nhà hàng, khách sạn, các...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MODEM ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN THÔNG QUA MẠNG LƯỚI ĐIỆN DÂN DỤNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MODEM ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN THÔNG QUA MẠNG LƯỚI ĐIỆN DÂN DỤNG KS. VÕ ĐỨC DŨNG Học viên cao học lớp KTĐT K13 PGS. TS. LÊ HÙNG LÂN Bộ môn Điều khiển học Khoa Điện - Điện tử Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Mục tiêu của bài báo là nghiên cứu chế tạo MODEM điều khiển thiết bị điện thông qua mạng lưới điện dân dụng. Sản phẩm sau khi chế tạo được sử dụng để điều khiển các thiết bị điện trong gia đình, trong các căn hộ cao cấp, nhà hàng, khách sạn, các công ty, xí nghiệp … Công nghệ truyền thông tin trên đường dây điện lực (PLC) sử dụng lưới điện hạ thế để truyền thông tin. Khi phát lệnh điều khiển MODEM MASTER từ phím nhấn hoặc REMOTE, các tín hiệu thông tin được điều chế có tần số từ 1-2Mhz sẽ được truyền đi song song với tín hiệu điện trên lưới điện hạ thế, các tín hiệu này sẽ đi đến các MODEM SLAVE để giải điều chế và điều khiển thiết bị điện tương ứng với lệnh đã phát, đồng thời phát lệnh báo phản hồi trở lại MODEM MASTER. ĐT Summary: The aim of this paper is to highlight the research and manufacturing of a MODEM to control electrical devices using a low voltage system. The product is used to control electrical devices of low voltage in houses, modern apartments, restaurants, offices… When commands are transmited from buttons on a MASTER MODEM or a remote control, signals are modulated at a frequency of 1-2Mhz and then transmitted to a SLAVE MODEM in the low voltage system. These signals received from the SLAVE MODEM are demodulated to control electrical devices. After that, a feedback signal from the SLAVE MODEM is transmitted to the MASTER MODEM. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Công nghệ truyền thông tin trên đường dây điện lực PLC (Power Line Communication) mở ra hướng phát triển mới trong lĩnh vực thông tin. Với việc sử dụng các đường dây truyền tải điện để truyền dữ liệu, công nghệ PLC cho phép kết hợp các dịch vụ truyền tin và năng lượng [8-10]. Ngày nay đất nước đang phát triển với tốc độ rất cao, cuộc sống người dân ngày càng được cải thiện bên cạnh đó là những tòa nhà nhiều tầng, chung cư cao cấp được xây dựng. Những công ty cổ phần đã khai trương những ngôi nhà mẫu thông minh. Điểm đặc biệt của loại nhà này là có trang bị hệ thống giúp cho chủ nhân ngôi nhà có thể điều khiển từ xa những thiết bị được lắp đặt trong nhà như máy lạnh, máy nước nóng, các loại cửa chính cửa sổ, cửa rèm ... theo ý của chủ nhân và vào một thời gian do chủ nhân ngôi nhà ấn định. Hệ thống này có thể được điều khiển ngay tại nhà hoặc khi chủ nhân ở xa qua hệ thống internet. Công nghệ này được nhập từ nước ngoài với giá thành rất cao. Trong những ngôi nhà được xây dựng nhiều tầng như hiện nay thì hầu hết các thiết bị điện được điều khiển bằng CP (công tắc) nằm rải rác khắp các tầng nhà, chủ nhân muốn điều khiển tắt hoặc mở các thiết bị này phải di chuyển đến tận nơi đặt CP để điều khiển. Giả sử chủ nhân từ trên lầu 3 xuống tầng trệt nhưng lại quên tắt thiết bị điện nào đó thì lúc đó phải tốn công lên lầu 3 trở lại để tắt thì quả là rất phiền toái. Nhu cầu điều khiển các thiết bị điện xuất phát từ nhu cầu đó, tức là phải làm sao có thể điều khiển các thiết bị điện ngay tại tầng trệt mà không cần phải lên lầu để điều khiển tắt hoặc mở. Vì vậy việc chế tạo modem truyền và nhận dữ liệu qua mạng lưới điện hạ thế là rất cần thiết. Nó mang lại một sự thuận lợi cho người sử dụng điều khiển và vẽ đẹp sang trọng trong că n nhà. II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.1. Chế tạo MODEM Master và MODEM Slave Thực tế đường dây điện lực là một môi trường truyền thông rất nhạy cảm, các đặc tính của kênh thay đổi theo thời gian tuỳ thuộc vào tải và vị trí, mọi hệ thống truyền thông luôn cố gắng để đạt được phối hợp trở kháng tốt. Một số trở kháng không phối hợp khác có thể xuất hiện trên đường dây điện lực (ví dụ do các hộp cáp không phối hợp trở kháng với cáp), và vì vậy suy ĐT giảm tín hiệu càng lớn hơn. Một tham số quan trọng để đánh giá hiệu năng của hệ thống truyền thông đó là SNR (công suất thu được /công suất nhiễu). Cho đến nay các đặc tính cụ thể của kênh vẫn là những vấn đề được nghiên cứu nhằm đưa ra các giải pháp xử lý hiệu quả. Trên cơ sở tham khảo công nghệ truyền tín hiệu trên đường dây điện lực trong và ngoài nước cho thấy khi truyền tín hiệu trên đường dây điện lực, đường dây giống như một anten lớn nhận các nhiễu và phát xạ tín hiệu và khi tín hiệu được truyền từ máy phát đến máy thu, công suất tín hiệu sẽ bị suy hao, nếu suy hao quá lớn thì công suất thu sẽ rất nhỏ và máy thu không tách ra được. Những giải pháp khắc phục được đưa ra như là sử dụng các bộ lọc chặn tín hiệu truyền thông hay sử dụng các bộ lặp đặt tại các hộp cáp để tăng chiều dài truyền thông. Hiện tại công nghệ truyền dữ liệu trên đường dây điện lực PLC (Power Line Communication) đang được ứng dụng rộng rãi tại nhiều nước trên thế giới và ở nhiều lĩnh vực khác nhau như: Hệ thống giám sát và điều khiển, SCADA, Hệ thống đo đếm điện năng từ xa, Dịch vụ internet trên PLC, Home Automation, ... 2.1.1. Sơ đồ khối MODEM Master và MODEM Slave Để thiết kế, chế tạo mạch điều khiển thiết bị điện thông qua mạng lưới điện dân dụng trước tiên phải đưa ra được sơ đồ k ...