TỔNG QUAN
Lý do chọn đề tài
Hiện nay, hầu hết các phương tiện giao thông sử dụng động cơ đốt trong với nhiên liệu hóa thạch, dẫn đến hiệu suất thấp và phát thải khoảng một phần ba lượng khí gây hiệu ứng nhà kính Theo nghiên cứu trong 6 tháng đầu năm 2017, phương tiện giao thông đã thải ra 55% khí NOx, 56% khí CO và 6% khí SO2 Điều này đã thúc đẩy các nghiên cứu phát triển xe sử dụng nguồn năng lượng mới, trong đó xe điện (EV) được xem là giải pháp hiệu quả để giảm ô nhiễm môi trường và giải quyết vấn đề cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch.
Xe máy điện hoạt động bằng điện thay vì xăng dầu, do đó hoàn toàn không phát thải khí thải ra môi trường Việc sử dụng xe máy điện đang trở thành xu hướng phổ biến ở các quốc gia phát triển, góp phần bảo vệ môi trường.
Ngành công nghiệp pin đang phát triển mạnh mẽ, đặc biệt trong bối cảnh xe điện và lưu trữ năng lượng Các nhà sản xuất hàng đầu như Tesla, Toyota, Yamaha, Honda và VinFast đang sử dụng pin Lithium-Ion cho xe điện, nhờ vào những ưu điểm vượt trội như giảm khối lượng, tăng tuổi thọ, quãng đường di chuyển xa và thời gian sạc ngắn Để tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo an toàn, việc áp dụng hệ thống quản lý pin BMS là cần thiết để theo dõi và quản lý trạng thái của pin trong quá trình sử dụng.
Việc áp dụng phần mềm cho hệ thống quản lý pin BMS là rất quan trọng, giúp người dùng theo dõi và đánh giá tình trạng pin một cách trực quan và chính xác Phần mềm này đặc biệt hữu ích khi bộ pin gặp sự cố, cần được đo đạc và kiểm tra để đảm bảo hiệu suất hoạt động.
Giới hạn đề tài
- Chỉ thực hiện trên hệ thống quản lý pin tối đa 10 cell pin
- Không can thiệp vào khả năng điều khiển, kiểm soát các trạng thái của pin
- Sử dụng cell pin đã qua sử dụng nên pin không đạt hiệu quả tối đa
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
- Ứng dụng phần mềm arduino để giao tiếp với hệ thống quản lý pin
- Ứng dụng phần mềm LabVIEW để thiết kế phần mềm cho hệ thống
- Phần mềm phải hoạt động chính xác và có thể đánh giá toàn diện về pin.
Nội dung nghiên cứu
- Khảo sát các loại Pin hiện nay trên xe điện
- Tìm hiểu đặc điểm cấu tạo của cell pin Lithium-Ion và cấu trúc của bộ pin
- Hiểu rõ nguyên ký hoạt động của hệ thống quản lý pin (BMS)
- Mô phỏng quá trình sạc, xả pin
- Viết, xây dựng phần mềm cho hệ thống quản lý pin BMS cho bộ pin 36V-13Ah
Phương pháp thực hiện
Để hiểu rõ tính chất và nguyên lý hoạt động của cell pin, việc nghiên cứu tài liệu về pin và các thông tin liên quan là rất quan trọng Qua đó, chúng ta có thể xây dựng các sơ đồ khối tổng quát cho cả phần cứng và phần mềm của hệ thống, giúp đơn giản hóa quá trình thực hiện.
Dựa vào kiến thức vững vàng và các sơ đồ khối hỗ trợ, chúng ta có thể thiết kế và lập trình mã trên phần mềm máy tính, cũng như xây dựng phần cứng hoàn thiện Kết quả cuối cùng là mô phỏng và hiển thị nội dung mong muốn trên phần mềm LabVIEW.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Cell pin Lithium- ion và battery pack
2.1.1.1 Giới thiệu chung, lịch sử và sự phát triển của pin lithium-ion: a) Giới thiệu chung:
Pin lithium-ion, hay còn gọi là pin Li-ion hoặc LIB, là loại pin sạc với cơ chế hoạt động dựa trên sự di chuyển của các ion Liti giữa các cực Trong quá trình sạc, các ion Liti di chuyển từ cực dương sang cực âm, và ngược lại trong quá trình xả Pin LIB thường sử dụng các điện cực có cấu trúc tinh thể dạng lớp, cho phép ion Liti xâm nhập và lấp đầy khoảng trống giữa các lớp, từ đó kích thích phản ứng hóa học Các vật liệu thường dùng cho cực dương là hợp chất oxit kim loại chuyển tiếp và Liti như LiCoO2 và LiMnO2, trong khi cực âm thường là graphite Dung dịch điện ly trong pin giúp dẫn các ion Liti di chuyển giữa các cực mà không dẫn điện.
Pin lithium-ion (LIB) được sử dụng phổ biến cho các thiết bị điện di động, đặc biệt là pin sạc cho thiết bị điện tử cầm tay nhờ vào mật độ năng lượng cao, hiệu ứng nhớ thấp và khả năng tự xả ít Tại các quốc gia phát triển, LIB đang được chú trọng trong quân đội và ứng dụng cho phương tiện di chuyển điện, cũng như trong ngành hàng không LIB được kỳ vọng sẽ thay thế ắc-quy chì trong ô tô, xe máy và các loại xe điện, đồng thời hứa hẹn mang lại môi trường sạch hơn, nâng cao an toàn sử dụng bằng cách loại bỏ dung dịch điện ly chứa axit và giảm thiểu phát thải kim loại nặng, trong khi vẫn duy trì điện thế tương đương với ắc-quy truyền thống.
Thành phần hóa học, hiệu năng, giá thành và độ an toàn là những yếu tố quan trọng quyết định sự khác biệt giữa các loại pin lithium-ion (LIB) Hiện nay, các thiết bị điện cầm tay như điện thoại di động và laptop chủ yếu sử dụng lithium coban oxit (LiCoO2, viết tắt LCO) làm cực dương, nổi bật với mật độ năng lượng cao nhưng kém an toàn, đặc biệt nguy hiểm khi pin bị rò rỉ Ngoài LCO, các vật liệu dương khác như lithium 6 sắt phosphate (LiFePO4, LFP), lithium mangan oxit (LiMn2O4, Li2MnO3, LMO) và lithium niken mangan coban oxit (LiNiMnCoO2, NMC) cũng được sử dụng rộng rãi.
Có bốn loại pin phổ biến khác, mặc dù chúng có mật độ năng lượng thấp hơn pin LCO, nhưng lại có tuổi thọ dài hơn và độ an toàn cao hơn Các loại pin này thường được ứng dụng trong thiết bị y tế NMC hiện đang là lựa chọn hàng đầu cho pin trong xe điện Ngoài ra, liti niken coban nhôm oxit (NCA) và liti titanate oxide (LTO) được sử dụng cho những mục đích đặc biệt Một loại pin mới, pin liti-sunfua, đang được phát triển với hiệu năng cao và kích thước nhỏ gọn, hứa hẹn nhiều tiềm năng trong tương lai.
Pin lithium-ion chứa dung dịch điện ly dễ cháy và được nén dưới áp suất cao, gây ra nguy cơ cháy nổ đặc biệt Việc sạc pin quá nhanh có thể dẫn đến đoản mạch và nguy hiểm Do đó, các quy chuẩn kiểm tra cho pin lithium-ion (LIB) nghiêm ngặt hơn nhiều so với pin dung dịch điện ly axit Một ví dụ điển hình về sự cố pin là vụ việc của Samsung Galaxy Note 7 vào năm 2016, gây ra thiệt hại nghiêm trọng.
Các lĩnh vực nghiên cứu về pin lithium-ion (LIB) bao gồm việc cải thiện tuổi thọ, tăng cường mật độ năng lượng, đảm bảo an toàn và giảm chi phí sản xuất Lịch sử và sự phát triển của pin lithium-ion đã chứng kiến nhiều bước tiến quan trọng trong công nghệ lưu trữ năng lượng.
Pin Lithium được phát triển bởi nhà hóa học M Stanley Whittingham vào những năm 1970 trong thời gian làm việc tại Exxon, sử dụng titan (IV) sulfua và kim loại liti làm điện cực Tuy nhiên, pin này không thể đưa vào thực tế do titan disulfua cần điều kiện tổng hợp chân không tốn kém và phản ứng với không khí tạo ra hợp chất có mùi khó chịu Exxon đã ngưng sản xuất loại pin này vì các vấn đề an toàn liên quan đến điện cực lithium kim loại, khiến nghiên cứu chuyển sang phát triển pin không sử dụng kim loại lithi Pin Li-ion, với khả năng chấp nhận và giải phóng ion lithium, lần đầu tiên được thương mại hóa bởi Sony Energitech vào năm 1991 và hiện nay đã trở thành loại pin chủ đạo cho thiết bị di động trên toàn cầu.
2.1.1.2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động pin Lithium-ion a) Cấu tạo: Loại pin này sử dụng điện cực - được làm từ các hợp chất có cấu trúc tinh thể dạng lớp Khi pin đang trong trạng thái sạc và xả, thì các ion Li sẽ xâm nhập, điền đầy khoảng trống giữa các lớp này Chính vì thế mà phản ứng hóa học xảy ra và cung cấp năng lượng cho thiết bị hoạt động
Vật liệu điện cực dương thường được sử dụng là LiCoO2 và LiMnO4, trong đó LiCoO2 dựa trên coban có cấu trúc pseudo-tetrahedral, giúp cải thiện khả năng khuếch tán ion lithium.
Vật liệu 2 chiều là lựa chọn lý tưởng cho pin lithium-ion nhờ vào nhiệt dung riêng cao, dung tích lớn, khả năng tự xả thấp, điện thế xả cao và hiệu suất chu trình tốt Tuy nhiên, nhược điểm chính của chúng là giá thành cao do chứa coban, một kim loại hiếm, và độ bền nhiệt kém Mangan, với hệ tinh thể lập phương, đang thu hút sự chú ý vì rẻ và phổ biến hơn coban, đồng thời có hiệu suất cao hơn và vòng đời dài hơn, nếu khắc phục được một số hạn chế như khả năng hòa tan trong dung dịch điện ly, điều này có thể làm giảm độ bền của điện cực và công suất pin Mặc dù vật liệu cực dương chứa coban vẫn là loại phổ biến nhất, nhưng nhiều nghiên cứu đang được tiến hành để phát triển các vật liệu khác nhằm giảm giá thành và cải thiện công suất pin.
Đến năm 2017, LiFePO4 được kỳ vọng sẽ trở thành giải pháp tối ưu cho pin kích thước lớn, đặc biệt là trong lĩnh vực xe điện, nhờ vào giá thành thấp và công suất cao Tuy nhiên, do tính dẫn điện kém của vật liệu này, việc sử dụng chất phụ gia dẫn điện carbon là điều cần thiết.
Bảng 2.1: Đặc điểm của các hợp chất chế tạo điện cực dương của pin Lithium
Liti Niken Coban Nhôm Oxit ("NCA",
LG Chem, NEC, Samsung, Hitachi,
University of Texas/Hydro- Québec, Phostech Lithium
Xe điện, dụng cụ điện, grid energy storage
Xe điện hybrid, điện thoại, laptop
Segway Personal Transporter, dụng cụ điện, sản phẩm hàng không, automotive hybrid systems, PHEV conversions Đa dạng Xe điện
Năng lượng riêng và mật độ năng lượng riêng cao
Giá rẻ, bền, năng lượng riêng cao
Mật độ năng lượng ở mức trung bình (2 Ah outputs 70 amperes) an toàn, bền nhiệt
Năng lượng riêng cao, vòng đời dài
Vật liệu âm cực phổ biến thường được sử dụng là graphite và các vật liệu cacbon khác, nhờ vào tính kinh tế và khả năng dẫn điện tốt Cấu trúc của chúng cho phép ion liti xen kẽ vào giữa các lớp trong mạng cacbon, giúp dự trữ năng lượng hiệu quả với khả năng phình ra lên tới 10% Ngoài ra, silicon cũng được sử dụng làm vật liệu âm cực vì khả năng chứa ion liti cao hơn cacbon Tuy nhiên, silicon có thể phình ra hơn 400% thể tích ban đầu khi chứa ion liti, điều này có thể dẫn đến việc phá vỡ cấu trúc của pin.
Silicon có thể được sử dụng làm điện cực âm, nhưng phản ứng với liti có thể gây ra nứt gãy vật liệu Những vết nứt này cho phép các lớp silicon bên trong tiếp xúc trực tiếp với dung dịch điện ly, dẫn đến sự phân hủy và hình thành lớp điện ly rắn giao pha (Solid Electrolyte Interphase - SEI) trên bề mặt silicon mới Lớp SEI này có thể dày lên, gây cản trở quá trình khuếch tán.
Li + và làm giảm dung lượng của điện cực cũng như công suất pin và giảm độ bền của âm cực
Nhiều nỗ lực đã được thực hiện để giảm thiểu sự biến đổi cấu trúc của silicon (Si) do 10 nứt gãy, bao gồm việc tổng hợp silicon dưới dạng sợi nano, ống nano, khối cầu rỗng, hạt nano và các cấu trúc xốp nano.
Bảng 2.2: Đặc điểm của các hợp chất chế tạo điện cực dương của pin Lithium
Hợp chất Graphite Liti Titanate ("LTO",
Công ty Toshiba, Altairnano EnerG2 Sony Amprius Ứng dụng
The primary material used for the anode in most automotive lithium-ion batteries (LIBs), such as those in Phoenix Motorcars, is essential for grid energy storage systems in the PJM Interconnection Regional Transmission Organization control area, as well as for electric buses like Proterra.
Dụng cụ điện gia đình
Dụng cụ điện (Sony Nexelion battery)
Giá rẻ Tốc độ sạc phụ thuộc nhiều vào cấu trúc, kích thước hình dạng của từng lớp graphene
Dòng điện, thời gian sạc, độ bền (an toàn, bền nhiệt, có thể chạy trong khoảng −50–
Dung lượng lớn hơn pin graphite (3.5Ah 18650-type battery)
Cần có cấu trúc nano với hàm lượng silicon
* Dung dịch điện ly (electrolyte):
Hệ thống quản lý pin BMS
2.2.1 Khái niệm, thành phần cấu tạo, phân loại, ứng dụng phổ biến a) Khái niệm:
Hệ thống quản lý pin (BMS) là công nghệ quan trọng giúp theo dõi, bảo vệ và tối ưu hóa hiệu suất của pin trong quá trình sạc và sử dụng BMS quản lý từng cell pin trong khối pin, giao tiếp với các thiết bị ngoại vi, và thực hiện các chức năng như tính toán trạng thái sạc (SOC), đo nhiệt độ và điện áp.
Hệ thống quản lý pin đóng vai trò quan trọng trong các thiết bị sử dụng năng lượng pin như điện thoại, laptop, máy khoan, máy cắt và xe điện, với hai chức năng chính là bảo vệ an toàn và quản lý năng lượng Một hệ thống quản lý pin cơ bản bao gồm các thành phần như bộ pin, mạch quản lý pin và cảm biến nhiệt độ Hệ thống này được ứng dụng rộng rãi trong các khối pin của nhiều thiết bị, đảm bảo các chức năng bảo vệ quan trọng cho người dùng.
Chức năng bảo vệ quá áp (OV) là một tính năng quan trọng trong quá trình sạc pin Khi điện áp sạc của bất kỳ cell nào vượt quá giá trị cài đặt, hệ thống sẽ tự động giảm điện áp sạc để ngăn ngừa tình trạng sạc quá mức, bảo vệ an toàn cho cell pin.
Chức năng bảo vệ điện áp thấp (UV) ngăn chặn việc xả quá mức của cell pin bằng cách dừng quá trình xả khi điện áp của bất kỳ cell nào thấp hơn giá trị cài đặt.
Chức năng bảo vệ pin lithium khi nhiệt độ cao (OT) được kích hoạt trong quá trình sạc, xả hoặc khi ở trạng thái ngủ Nếu nhiệt độ của pin vượt quá giá trị cài đặt, hệ thống quản lý nhiệt sẽ hoạt động để giảm nhiệt độ Trong trường hợp nhiệt độ tối đa cho phép bị vượt quá, mạch sẽ tự động ngắt ngay lập tức để đảm bảo an toàn cho pin.
Chức năng bảo vệ pin khi nhiệt độ thấp (UT) giúp điều chỉnh dòng sạc tự động giảm xuống 1/3 khi nhiệt độ pin thấp hơn mức cài đặt Ngoài ra, khi xả, hệ thống quản lý nhiệt sẽ được kích hoạt để nâng cao nhiệt độ pin, đảm bảo an toàn và hiệu suất hoạt động của pin.
Chức năng bảo vệ quá dòng (OC) đảm bảo an toàn cho pin bằng cách tự động giới hạn dòng điện khi giá trị cài đặt bị vượt quá trong quá trình sạc hoặc xả.
- Chức năng bảo vệ khi ngắn mạch (SC): Trong quá trình sạc, xả và ngủ đông, pin bị đoản mạch và mạch sẽ tự động bị cắt
Hệ thống quản lí pin cung cấp các chức năng như sau: Đo lường, quản lí, giao tiếp và lưu trữ dữ liệu
2.2.2.1 Đo lượng Đo lường là chức năng đầu tiên của hệ thống quản lí pin là thu thập dữ liệu về BMS Các thông số được hệ thống quản lí pin đo lường là điện áp của từng cell hoặc cả khối pin, nhiệt độ từng cell pin hoặc nhiệt độ toàn khối pin và dòng điện của khối pin
Mạch BMS thực hiện việc đo điện áp trực tiếp trên từng tế bào pin, với nguồn cung cấp điện từ chính tế bào đó Khi BMS đo điện thế giữa hai bảng pin được mắc nối tiếp, điện áp được xác định là hiệu điện thế giữa hai bảng pin này.
- Điện áp được lấy từ analog multiplexer và được chuyển từ analog sang digital (A/D converter) trên cùng IC
Hình 2.19: Các phương pháp đo điện áp a) rời rạc, b) Ghép kênh đơn đầu cuối, c) ghép kênh khác biệt
- Hệ thống quản lí pin có chức năng đo nhiệt độ của khối pin hoặc tốt hơn là đo nhiệt độ của từng cell riêng lẻ
Nhiệt độ của pin được theo dõi bằng cách sử dụng điện trở nhiệt, có thể được lắp đặt ở từng cell pin hoặc tại vị trí trung tâm của bộ pin, nhằm đảm bảo giám sát hiệu quả nhiệt độ hoạt động của toàn bộ hệ thống pin.
Việc không theo dõi và điều chỉnh nhiệt độ pin một cách hợp lý có thể gây ra nhiều hư hỏng nghiêm trọng, bao gồm nổ, vỡ, rò rỉ hóa chất bên trong và cháy nổ khi nhiệt độ tăng cao Ngoài ra, nhiệt độ quá thấp có thể làm đông lạnh chất điện ly, dẫn đến việc pin bị chết.
Một số phương pháp quản lí nhiệt được sử dụng khi bộ pin ở nhiệt độ cao:
- Tesla dùng chất lỏng (nước, glycol) để thông qua ống dẫn đến từng cell pin và làm mát cho bộ pin
- Sử dụng tấm tản nhiệt gắn trên BMS hoặc bộ pin để giúp nhiệt độ pin được phân tán ra bên ngoài
- Ngoài ra một số BMS còn dùng gió và hóa chất trong pin để duy trì nhiệt độ cần thiết cho pin
Hình 2.20: Cảm biến nhiệt độ được gắn trên pin a) mỗi cell 1 cảm biến, b) 1 cảm biến cho cả khối pin
Xác định dòng điện là một yếu tố quan trọng khi sử dụng bộ pin, giúp cung cấp thông tin cần thiết cho hệ thống quản lý pin (BMS) thực hiện các chức năng bảo vệ khi xảy ra tình trạng quá dòng hoặc ngắn mạch Để xác định dòng điện của bộ pin, có hai phương pháp phổ biến được áp dụng.
- Current Shunt: Dùng 1 điện trở giá trị thấp, độ chính xác cao
- Cảm ứng dòng điện bằng hiệu ứng Hall a) Current Shunt:
Current Shunt là một điện trở có công suất cao, giá trị thấp và độ chính xác cao, được sử dụng để đo dòng điện của khối pin Khi dòng điện đi qua điện trở shunt, điện áp giảm trên nó tỉ lệ thuận với dòng điện Việc kết nối đúng cách là rất quan trọng để hạn chế sai sót trong quá trình đo lường.
Hình 2.21: Cảm biến Current Shunt a) Sơ đồ nguyên lý, b) Ví dụ thực tế
Điện áp từ cảm biến kết nối có thể được khuếch đại và đo lường để xác định giá trị dòng điện của bộ pin Cảm biến hiệu ứng Hall đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.
Cảm biến hiệu ứng Hall hoạt động bằng cách đặt bên trong từ trường do sợi cáp treo tạo ra, kích thích dòng điện của gói và tạo ra điện áp tỷ lệ với dòng điện đó, có thể đo trực tiếp Cảm biến hiệu ứng Hall dòng cao có hình dạng như một chiếc nhẫn, cho phép dòng điện từ cáp mang dòng khối pin đi qua, trong khi cảm biến dòng điện thấp là IC với hai đầu nối nguồn để định tuyến dòng điện Các cảm biến này được đặc trưng bởi khả năng đo lường chính xác dòng điện trong các ứng dụng khác nhau.
Dòng điện được báo cáo bởi cảm biến hiệu ứng Hall vẫn chính xác theo thời gian và nhiệt độ
Cảm biến hiệu ứng Hall được cách ly khỏi dòng điện
Nghiên cứu, thiết kế phần mềm quản lý pin - LabVIEW
2.3.1 Tại sao cần phải thiết kế phần mềm quản lý pin
Với sự gia tăng nhanh chóng trong nhu cầu sử dụng pin, việc quản lý và kiểm soát pin trở nên khó khăn, dẫn đến nguy cơ ảnh hưởng đến con người và môi trường Mặc dù đã có thiết bị bảo vệ pin như BMS, nhưng việc theo dõi các thông số trạng thái của từng cell pin theo thời gian vẫn chưa được thực hiện hiệu quả Do đó, cần thiết phải thiết kế một phần mềm quản lý pin có khả năng hiển thị trạng thái và thông số của từng cell pin, giúp con người dễ dàng quan sát và tìm ra giải pháp cho các vấn đề liên quan đến bộ pin.
LabVIEW là ngôn ngữ lập trình hình ảnh được phát triển bởi công ty National Instrument, sử dụng biểu tượng thay vì dòng lệnh để xây dựng chương trình Khác với các ngôn ngữ lập trình truyền thống, LabVIEW áp dụng phương pháp lập trình theo luồng dữ liệu, trong đó luồng dữ liệu quyết định thứ tự thực thi Người dùng LabVIEW có thể dễ dàng tạo ra giao diện người dùng trực quan cho ứng dụng của mình.
Giao diện người dùng là phần khung mà người sử dụng tương tác, trong khi lập trình viên sẽ thêm mã chương trình thông qua các hàm được biểu diễn dưới dạng hình ảnh Các thành phần này được tổ chức trên một giao diện gọi là sơ đồ khối.
Sử dụng LabVIEW, lập trình viên có khả năng xây dựng, kiểm tra và điều khiển các hệ thống qua việc mô phỏng trên máy tính cá nhân, từ đó đánh giá chất lượng và tốc độ sản phẩm LabVIEW cho phép nhúng các chương trình mô phỏng này vào hệ thống thực tế và thực thi trên các hệ thống nhúng độc lập Các chương trình trong LabVIEW được gọi là thiết bị ảo (Virtual Instruments - VIs), bao gồm bốn phần chính: sơ đồ khối, khung trước, biểu tượng và các ô kết nối Người lập trình tạo khung trước bằng các khối điều khiển như nút nhấn, thanh trượt, và núm xoay, cùng với các khối hiển thị như biểu đồ, dòng text, LED, đồng hồ và nhiệt kế.
Tại Việt Nam, nhiều công ty đã áp dụng phần mềm LabVIEW để điều khiển dây chuyền tự động, chủ yếu nhập khẩu từ nước ngoài Tuy nhiên, việc nghiên cứu ứng dụng LabVIEW trong giảng dạy vẫn còn hạn chế Việc tích hợp phần mềm LabVIEW vào chương trình đào tạo sẽ giúp sinh viên làm quen và sử dụng hiệu quả trong thực tiễn sản xuất khi bước vào thị trường lao động.
2.3.2.2 Lựa chọn cấu hình NI LabVIEW 2020 a) Tính năng NI LabVIEW 2020:
- Một giải pháp kỹ thuật mạnh mẽ
- Cung cấp kiểm soát thong tin chi tiết
- Cung cấp quyền truy cập nhanh vào phần cứng
- Một bộ công cụ kỹ thuật tiên tiến
- Cấp độ nâng cao của công cụ xử lý dữ liệu
- Xử lý cấu hình phần cứng, gỡ lỗi và đo lường dữ liệu
- Logic sơ đồ phức tạp với các công cụ cấp chuyên nghiệp
- Phát triển các thuật toán phân tích dữ liệu và sử dụng các giao diện kỹ thuật tùy chỉnh
- Đơn giản hóa việc thiết kế, đo lường, kiểm tra phân tán, v.v
- Làm việc với các hệ thống công nghiệp và sản xuất quy mô lớn
- Thiết kế máy móc thông minh và thiết bị công nghiệp
- Một ngôn ngữ lập trình đồ họa với các tính năng đào tạo và nghiên cứu
- Phân tích hệ thống đo lường với nhiều sửa lỗi và cải tiến
- Giải quyết các vấn đề khác nhau và nhiều hơn nữa để khám phá
- Làm việc với các mạch điện tử khác nhau
- Cải thiện tính linh hoạt của mã khi sử dụng OOP
- Dạy sinh viên kỹ thuật
- Đo hệ thống vật lý bằng cảm biến hoặc bộ truyền động
- Xác thực hoặc xác minh thiết kế điện tử
- Phát triển hệ thống kiểm tra sản xuất
- Thiết kế hệ thống truyền thông không dây b) Cấu hình NI LabVIEW 2020:
- Bộ nhớ (RAM): Yêu cầu RAM 1 GB
- Dung lượng đĩa cứng: Cần 2 GB dung lượng trống
- Bộ xử lý: Bộ xử lý Intel Dual Core trở lên
Hãy tải NI LabVIEW 2020 về máy tính và sau đó giải nén phần mềm LabVIEW
Hình 2.44: Hướng dẫn cài đặt LabVIEW 2020
Sau khi cài đặt thành công, cho chạy phần mềm LabVIEW 2020, ta sẽ thấy giao diện của phần mềm LabVIEW 2020 Phần mềm này có 2 cửa sổ gồm:
Hình 2.45: Giao diện phần mềm LabVIEW 2020
- Block Diagram: cho phép lập trình, xây dựng thuật toán bằng các phép tính trên các khối được dựng sẵn
Front Panel là giao diện thiết kế cho phép hiển thị các giá trị, thông số và trạng thái từ cửa sổ Block Diagram đã được lập trình trước Đây là nơi lý tưởng để tạo giao diện và mô phỏng trạng thái từ Hệ thống Quản lý Pin (BMS).
2.3.2.4 Giao tiếp giữa LabVIEW và Arduino a) Tại sao lựa chọn Arduino để giao tiếp với LabVIEW:
Arduino là một công cụ dễ tiếp cận và thân thiện, được nhiều người tin tưởng lựa chọn cho các thí nghiệm và mô hình nhỏ với chi phí thấp, đặc biệt khi độ chính xác không phải là yếu tố quan trọng hàng đầu.
Phần mềm LabVIEW hỗ trợ giao tiếp với Arduino, điều này là yếu tố then chốt trong việc lựa chọn Arduino để kết nối với LabVIEW.
Để cài đặt gói hỗ trợ giao tiếp giữa LabVIEW và phần cứng Arduino, trước tiên, bạn cần giải nén phần mềm LabVIEW Sau khi hoàn tất, hãy mở "VI Package Manager" (VIPM) để tiến hành cài đặt.
“VIPM” vào thanh tìm kiếm gõ “LabVIEW Interface for Arduino” và nhấn “Install” cài đặt thông qua internet
Để kết nối phần cứng Arduino với máy tính qua cổng COM trong phần mềm LabVIEW 2020, người dùng cần tải và thiết lập “NI VISA” thông qua giao diện VIPM, giúp cài đặt các gói chức năng cần thiết.
Hình 2.47: Cài đặt NI VISA vào LabVIEW 2020
