TỔNG QUAN VỀ NHÀ THÔNG MINH
Nhà thông minh là gì?
Nhà thông minh, hay còn gọi là hệ thống nhà thông minh, là một ngôi nhà hoặc căn hộ được trang bị các hệ thống tự động thông minh, có khả năng tự điều phối hoạt động theo thói quen và nhu cầu của gia chủ Nó là một hệ thống toàn diện, liên kết tất cả các thiết bị điện tử gia dụng với thiết bị điều khiển trung tâm, cho phép chúng phối hợp để thực hiện chức năng chung Các thiết bị này có thể tự động xử lý tình huống đã được lập trình hoặc được điều khiển từ xa, nhằm mang lại cuộc sống tiện nghi, an toàn và sử dụng hợp lý tài nguyên.
Một ví dụ điển hình về nhà thông minh là hệ thống kiểm soát ánh sáng, giúp tiết kiệm điện và tạo không gian phù hợp, như cài đặt đèn nhẹ cho bữa tiệc tối Hệ thống này còn có khả năng điều chỉnh rèm cửa, kiểm soát nhiệt độ, giám sát qua camera, tự động khóa cửa và phòng ngừa trộm.
Nhà thông minh không chỉ giới hạn ở các tiện ích cơ bản mà còn bao gồm nhiều ứng dụng sáng tạo như hệ thống điều khiển giải trí tại gia, loa công suất khác nhau, hệ thống điện thoại và liên lạc nội bộ, cũng như hệ thống tưới nước Những chức năng này được thực hiện thông qua các thiết bị kết nối với nhau, cho phép hệ thống máy tính trung tâm theo dõi trạng thái và đưa ra quyết định điều khiển hợp lý.
Nhà thông minh, mặc dù đã xuất hiện trong các tác phẩm khoa học viễn tưởng từ lâu, chỉ trở thành hiện thực từ thế kỷ 20 nhờ vào sự phát triển mạnh mẽ của điện và những tiến bộ nhanh chóng trong công nghệ thông tin.
Công nghệ nhà thông minh đang trở thành hiện thực với sự phát triển tinh vi, nơi các tín hiệu được mã hóa truyền qua hệ thống dây dẫn và mạng không dây đến các bộ chuyển mạch và ổ điện được lập trình Sự tự động hóa này mang lại lợi ích đặc biệt cho người lớn tuổi và người tàn tật, giúp họ duy trì cuộc sống tự lập trong ngôi nhà của mình.
Lắp đặt sản phẩm thông minh cho ngôi nhà mang lại nhiều lợi ích cho chủ nhân, tương tự như những lợi ích mà công nghệ và máy tính cá nhân đã cung cấp trong 30 năm qua Những lợi ích này bao gồm sự tiện nghi, tiết kiệm thời gian, tiền bạc và năng lượng.
Cấu tạo cơ bản của nhà thông minh
Hệ thống nhà thông minh bao gồm ba thành phần chính: cảm biến (như cảm biến nhiệt độ, ánh sáng và cử chỉ), bộ điều khiển hoặc máy chủ, và các thiết bị chấp hành Các cảm biến giúp bộ điều khiển và máy chủ theo dõi trạng thái bên trong ngôi nhà, từ đó đưa ra quyết định điều khiển thiết bị chấp hành để tạo ra môi trường sống tối ưu cho con người.
Hình 1.1: Các thành phần cơ bản của hệ thống nhà thông minh
1.2.1 Hệ thống chiếu sáng thông minh
Các thiết bị chiếu sáng như bóng đèn sợi đốt, đèn neon, đèn ngủ và đèn trang trí rất phổ biến, nhưng việc phối hợp chiếu sáng không hợp lý có thể dẫn đến ô nhiễm ánh sáng Điều này không chỉ gây lãng phí điện năng mà còn làm giảm tuổi thọ của thiết bị Hơn nữa, số lượng đèn lớn trong không gian sống có thể gây bất tiện cho gia chủ trong việc bật tắt và điều chỉnh độ sáng cho phù hợp.
Hệ thống chiếu sáng có thể được tích hợp với các hệ thống khác hoặc điều khiển độc lập, nhằm tối ưu hóa hiệu suất và tạo thuận lợi cho người dùng Các giải pháp kết hợp sẽ được xem xét để đạt được mức độ tự động hóa cao nhất.
Các đèn trong phòng được kết hợp và kết nối với các thiết bị như quạt thông gió, tạo ra một hệ thống ánh sáng linh hoạt Ánh sáng được thiết kế và điều chỉnh dựa trên nhu cầu của chủ nhà, theo mùa, và có thể kết hợp với âm nhạc, tiểu cảnh, hoặc thác nước nếu có Hệ thống này được tự động điều khiển để tối ưu hóa trạng thái cho từng hoàn cảnh sử dụng cụ thể.
Chỉ cần nhấn một phím tương ứng với chế độ đã định sẵn, hệ thống chiếu sáng sẽ tự động điều chỉnh: đèn chiếu sáng bật 100%, đèn trang trí bật 75%, và màn che cửa sổ khép lại Các thông số này có thể dễ dàng thay đổi theo yêu cầu cụ thể của chủ nhà, cho phép kiến trúc sư tạo ra các kịch bản ánh sáng linh hoạt cho các hoạt động khác nhau như dạ hội, tiệc đứng hay xem phim.
Hệ thống chiếu sáng thông minh: Vừa tiết kiệm vừa tiện dụng
Hình 1.2: Hệ thống chiếu sáng thông minh
Ngoài chức năng cấp nguồn sáng, hệ thống chiếu sáng là một yếu tố trang trí rất quan trọng
Hệ thống chiếu sáng thông minh giúp điều chỉnh cường độ ánh sáng của từng nhóm đèn, mang lại sự sống động, phù hợp và sang trọng cho ngôi nhà.
Ngoài ra, người sử dụng có thể giám sát cũng như điều khiển hệ thống chiếu sáng của toàn ngôi nhà mình mọi lúc, mọi nơi
Hình 1.3: Điều khiển ánh sáng mọi lúc, mọi nơi
Nghệ thuật chiếu sáng đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao vẻ đẹp kiến trúc ngôi nhà của bạn Sự kết hợp hoàn hảo với hệ thống chiếu sáng thông minh sẽ mang đến cho không gian sống của bạn ánh sáng quyến rũ và lung linh Các yếu tố như độ sáng và cách phối hợp ánh sáng được tinh chỉnh cho từng khu vực như ban công, hành lang, phòng khách, phòng ăn, và phòng tắm, cùng với nhiều chế độ chiếu sáng sẵn có như tiếp khách, ăn tối, xem phim hay tiệc tùng, sẽ tạo nên không khí ấm cúng và thoải mái Hệ thống này cũng cho phép bạn thiết lập thời gian biểu chiếu sáng tùy ý, mang lại sự tiện lợi và linh hoạt cho cuộc sống hàng ngày.
Kiểm soát ánh sáng trong ngôi nhà của bạn trở nên đơn giản và thú vị hơn với công tắc thông minh Giải pháp này vẫn giữ nguyên hình thức công tắc truyền thống nhưng mang lại trải nghiệm điều khiển dễ dàng và tiện lợi hơn.
Bạn có thể dễ dàng điều khiển ánh sáng trong nhà chỉ bằng một nút bấm “Tạm Biệt” trên bàn phím điều khiển, thay vì phải tắt từng đèn một Với smartphone hoặc iPad, bạn có thể điều chỉnh màu sắc, độ sáng và nhiều tính năng khác Giống như một công tắc trên tường, hệ điều hành Android và iOS cho phép người dùng bật, tắt, điều chỉnh độ sáng hoặc thay đổi màu sắc đèn một cách thuận tiện.
Thiết lập ánh sáng tự động, điều chỉnh theo thời gian
Người dùng có thể tùy chỉnh hệ thống chiếu sáng thông minh theo nhu cầu cá nhân bằng cách sử dụng các thiết bị cảm biến hồng ngoại, hệ thống relay, dimmer điều chỉnh độ sáng hoặc thiết lập ánh sáng theo thời gian Một số chế độ hoạt động phổ biến của hệ thống này giúp tối ưu hóa trải nghiệm sử dụng và tiết kiệm năng lượng.
Chế độ chủ vắng nhà
Chế độ người chủ vắng nhà trong hệ thống nhà thông minh cho phép tự động kích hoạt các thiết bị và hệ thống khi chủ nhà không có mặt.
Một số đèn có thể được bật hoặc tắt trong thời gian ngắn, trong khi màn tự động sẽ được nâng lên hoặc hạ xuống ở thời điểm thích hợp.
Hệ thống đèn trong phòng ăn sẽ tự động điều chỉnh ánh sáng cho phù hợp với không khí của một buổi ăn tối
Hình 1.4: Chế độ ăn tối
Chế độ tiệc liên hoan
Hệ thống thông minh sẽ tự động điều chỉnh ánh sáng trong các khu vực chính của ngôi nhà, tạo ra không khí hoàn hảo cho buổi tiệc.
Hình 1.5: Chế độ tiệc liên hoan
Hệ thống đèn trong phòng giải trí/ chiếu phim sẽ đƣợc điều chỉnh ánh sáng để tạo không khí dễ chịu và thoải mái khi xem phim
Hệ thống màn sẽ tự động đƣợc hạ xuống tùy thuộc vào thời gian trong ngày
Hình 1.6: Chế độ xem phim
Chế độ Tạm Biệt (Goodbye)/ Tắt tất cả
Khi chủ nhà rời khỏi, chỉ cần kích hoạt chế độ Tạm biệt, giúp tắt toàn bộ hệ thống đèn trong nhà, ngoại trừ một số đèn đặc biệt được cho phép bởi chủ nhà.
Tất cả màn cửa được hạ xuống hoặc chỉ hạ những màn được chọn trước Những lệnh điều khiển trước đó đã được hủy bỏ
Chế độ Chào đón (Welcome)
Khi chủ nhà kích hoạt chế độ Welcome, hệ thống đèn ở các lối đi và khu vực sinh hoạt sẽ tự động sáng lên, đồng thời hệ thống màn cũng được điều khiển theo các cài đặt đã được lập trình trước Hệ thống kiểm soát ra vào đảm bảo an ninh và tiện nghi cho người sử dụng.
Bộ điều khiển trung tâm
Bộ điều khiển trung tâm đóng vai trò nhƣ một bộ não điều khiển các thiết bị
Bạn có thể điều khiển tất cả các thiết bị trong gia đình chỉ bằng cách sử dụng hiệu ứng từ remote của từng loại thiết bị khác nhau.
- Có khả năng học hỏi từ các remote hồng ngoại của ti vi, điều hòa, quạt … đến các remote sóng radio RF điều khiển cửa cuốn, rèm tự động
Bạn có thể thiết lập các kịch bản tự động cho thiết bị trong nhà, như tự động tắt toàn bộ đèn, đóng rèm, ngắt nguồn điện cho mọi thiết bị, bật bình nước nóng, mở rèm, và khởi động TV với kênh yêu thích.
- Hỗ trợ điều khiển trực quan trên IOS, Android giúp điều khiển toàn bộ thiết bị điện trong nhà từ xa bằng smartphone thông qua Wifi, 3G
- Có thể điều khiển đƣợc các thiết bị điện khác theo ngữ cảnh
Ví dụ như việc tự động bật ti vi, chuyển kênh đến phim yêu thích và tắt đèn để tạo ra không gian xem phim lý tưởng, giống như trải nghiệm tại rạp chiếu phim ngay trong gia đình.
Trong hệ thống nhà thông minh, có một số bộ điều khiển trung tâm nổi bật như trung tâm điều khiển Roadlink RM-Pro, bộ điều khiển Lumi SmartHome Home Controller (LM - HC) và thiết bị xử lý trung tâm SH – HAP của Kav Những thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý và tối ưu hóa các chức năng của ngôi nhà thông minh.
Hình 1.8: Trung tâm điều khiển Broadlink RM-Pro
Hình 1.9: Bộ điều khiển trung tâm Lumi SmartHome Home Controller (LM - HC)
Hình 1.10: Thiết bị xử lý trung tâm SH – HAP của Bkav
Giới thiệu một số ngôi nhà thông minh trong thực tế
1.4.1 Ngôi nhà thông minh ở Việt Nam Ông Nguyễn Tử Quảng, Tổng giám đốc công ty Bkis, chia sẻ cách đây nhiều năm, khi đọc thông tin về biệt thự công nghệ cao với khả năng tự điều chỉnh âm thanh, ánh sáng… theo ý thích của tỷ phú ill Gates, ông đã mong muốn có thể trang bị khả năng tự động cho các căn nhà bằng công nghệ do chính Việt Nam sản xuất
Trong triển lãm thành tựu kinh tế - xã hội Việt Nam và Thăng Long – Hà Nội
Vào năm 2010, từ ngày 1 đến 6 tháng 10, tại Trung tâm triển lãm Giảng Võ – Hà Nội, Bkav đã giới thiệu Hệ thống nhà thông minh SmartHome Đây là một trong những sản phẩm công nghệ cao được phát triển hoàn toàn bởi đội ngũ kỹ sư và chuyên gia của Công ty Bkav SmartHome, một công ty thành viên của Bkav.
Hình 1.11: Nhà thông minh Bkav SmartHome
Nhà thông minh Bkav SmartHome tích hợp tất cả thiết bị trong ngôi nhà thành một hệ thống mạng, cho phép điều khiển thông minh các thiết bị như đèn chiếu sáng, rèm cửa, điều hòa, ti vi, giàn âm thanh, chuông cửa có hình, camera an ninh, thiết bị báo cháy, báo khói và hệ thống tưới nước Giải pháp này không chỉ mang lại sự tiện nghi mà còn đảm bảo an toàn và tiết kiệm năng lượng cho người sử dụng.
Hệ thống chiếu sáng thông minh tự động bật khi có người bước vào nhà nhờ cảm biến hồng ngoại, cho phép điều chỉnh ánh sáng và màu sắc theo sở thích người dùng Khi thiết bị chiếu phim hoạt động, đèn sẽ tự động giảm độ sáng và rèm cửa khép lại, tạo không khí như trong rạp chiếu phim.
Hình 1.12: Nhà thông minh kết nối tất cả các thiết bị trong ngôi nhà thành một hệ thống mạng
Người dùng có thể dễ dàng điều khiển ngôi nhà thông minh của mình chỉ với vài nút bấm trên màn hình cảm ứng của smartphone hoặc máy tính bảng Giao diện trực quan 3D cho phép người dùng kiểm soát các thiết bị một cách trực quan, với mô phỏng giống như thực tế; chỉ cần chạm vào thiết bị tương ứng trên màn hình để thực hiện điều khiển.
Hình 1.13: Người dùng có thể kiểm soát ngôi nhà thông qua giao diện trực quan 3D
Khả năng kết nối không giới hạn cho phép người dùng dễ dàng kiểm soát ngôi nhà thông minh từ bất kỳ đâu, ngay cả khi đang ở văn phòng hoặc trong kỳ nghỉ Hệ thống này cho phép điều khiển ngôi nhà thông qua thiết bị di động và máy tính bảng, nhờ vào kết nối internet như Wifi hoặc 3G.
Ông Quảng khẳng định rằng "nhà thông minh" không còn là khái niệm xa lạ hay đắt đỏ Giá của hệ thống SmartHome có thể dao động từ vài triệu đến vài trăm triệu đồng, tùy thuộc vào mức độ sử dụng.
1.4.2 Ngôi nhà thông minh Home Automation, Inc của Mỹ (Viết tắt là HAI)
1.4.2.1 Bộ điều khiển trung tâm
Bộ điều khiển trung tâm là thiết bị quan trọng trong nhà thông minh, giúp các hệ thống khác nhau giao tiếp và phối hợp hoạt động một cách hiệu quả.
Dòng sản phẩm điều khiển trung tâm Omni của I-Solutions tích hợp nhiều tính năng như an ninh, báo cháy, chiếu sáng, kiểm soát nhiệt độ và truy cập, giám sát hình ảnh và âm thanh Các tính năng này có thể được lập lịch theo thời gian, bao gồm bình minh, hoàng hôn, ngày, tháng, và ngày trong tuần, cũng như theo các sự kiện hệ thống như phát hiện chuyển động, mở cửa, hoặc thay đổi chế độ hoạt động.
Hệ thống điều khiển nhà thông minh Omni bao gồm các thiết bị Omni ProII, Omni IIe và Omni LT, phù hợp với mọi quy mô, độ phức tạp và ngân sách của người dùng.
Omni ProII là bộ điều khiển trung tâm mạnh mẽ nhất, được thiết kế đặc biệt cho biệt thự cỡ lớn và trung tâm thương mại Với các tính năng ưu việt, Omni ProII có khả năng quản lý một số lượng lớn thiết bị, mang lại hiệu suất tối ưu cho các không gian rộng lớn.
Omni ProII đƣợc tích hợp 5 cổng nối tiếp với các Protocol cung cấp khả năng tích hợp điều khiển các hệ thống khác nhƣ:
Hệ thống chiếu sáng: Centralite, X-10, UPB, PLCBUS, C-Bus, Litouch, Dynalite
Hệ thống âm thanh: NUVO, Xantech, Russound, Speakercrafe
Omni ProII đƣợc tích hợp một cổng Ethernet cho phép kết nối với mạng Internet
OmniPro II hỗ trợ 176 phân vùng an ninh, 64 thermostats, 250 nhóm đèn, và
Hình 1.15: Bộ điều khiển trung tâm Omni ProII
Omni IIe là bộ điều khiển đa năng, cho phép tích hợp với hệ thống an ninh, điều khiển nhiệt độ, chiếu sáng, điện thoại và pin dự phòng Thiết bị này được trang bị 5 cổng nối tiếp cùng các Protocol, mang lại khả năng kết nối và điều khiển hiệu quả với nhiều hệ thống khác nhau.
Hệ thống chiếu sáng Centralite, X-10, UPB, PLCBUS, C-Bus, Litouch, Dynalite
Hệ thống âm thanh: NUVO, Xantech, Russound, Speakercrafe
Hình 1.16: Bộ điều khiển Omni IIe
Omni IIe là bộ điều khiển mạnh mẽ dành cho biệt thự cỡ vừa, tích hợp cổng Ethernet để kết nối Internet Thiết bị hỗ trợ đến 48 phân vùng an ninh, 4 bộ điều chỉnh nhiệt độ (thermostats), 64 nhóm đèn và 4 đầu đọc thẻ, mang đến khả năng quản lý an ninh và tiện ích hiệu quả.
Omni LT là sản phẩm cuối cùng trong dòng điều khiển Omni Omni LT đƣợc thiết kế cho biệt thự cỡ nhỏ, căn hộ chung cƣ
Hình 1.17: Bộ điều khiển Omni LT
Omni LT là một bộ điều khiển đa năng, có khả năng tích hợp với nhiều hệ thống như an ninh, điều khiển nhiệt độ, chiếu sáng, điện thoại và pin dự phòng Thiết bị này được trang bị một cổng nối tiếp với các giao thức, cho phép kết nối và điều khiển các hệ thống khác như Centralite, X-10, UPB, PLCBUS, C-Bus, Litouch và Dynalite.
Omni LT hỗ trợ 24 phân vùng an ninh, 2 thermostats, 16 nhóm đèn
Hệ thống âm thanh đa vùng cho phép bạn thưởng thức cùng một nguồn nhạc ở nhiều phòng khác nhau trong ngôi nhà, với khả năng điều chỉnh mức âm lượng riêng biệt cho từng không gian Bạn cũng có thể thiết lập hệ thống để phát cùng một nguồn nhạc với âm lượng đồng nhất trong tất cả các phòng.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN TRONG CĂN H
2.1.3 Đặc điểm của căn hộ:
+ Tầng 1 bao gồm phòng khách, 1 phòng bếp, 1(nhà tắm + vệ sinh) + Tầng 2 bao gồm 2 phòng ngủ, mỗi phòng có 1(nhà tắm + vệ sinh)
2.2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN T ONG CĂN H
2.2.1 Tính toán phụ tải và lựa chọn tiết diện dây
2.2.1.1.Tính toán cho tầng 1 a.Tính toán phụ tải cho nhà bếp
Chiều dài, chiều rộng, chiều cao của nhà bếp lần lƣợt là : a = 4.98 m; b = 3.69 m; h = 3.9 m
Khoảng cách từ đèn đến trần nhà: hc = 0.5 m
Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác:
Chỉ số của phòng là : a.b 3,69.4,98
Tra bảng sách giáo khoa cung cấp điện của Nguyễn Xuân Phú :
Quang thông của mỗi đèn là: sd
Tra bảng 2 phần phụ lục ta đƣợc công suất của mỗi đèn huỳnh quang là : 40W
Trong gia đình, các thiết bị điện như tủ lạnh, máy giặt, máy bơm, nồi cơm điện, bếp từ, lò vi sóng, máy xay sinh tố, máy hút bụi và quạt hút mùi có thể được kết nối qua ổ cắm mà không cần đấu trực tiếp vào mạng điện Do đó, việc sử dụng ổ cắm có công suất 1000W là một giải pháp hiệu quả và an toàn cho các thiết bị này.
Bảng số liệu các thiết bị tính toán:
Tên thiết bị n (số lƣợng ) P (W ) Ksd cos ϕ
Quạt trần 1 100 0.17 0.75 Đèn huỳnh quang 2 40 0.29 0.85 Đèn cửa sau 1 18 0.25 1 Ổ cắm 5 1000 0.5 0.85
Tổng công suất của nhóm thiết bị là : ΣPn = 1 100 + 2.40 +5 1000 + 1.18 = 5198 (W)
Công suất định mức lớn nhất : Pđm max = 1000 (W) dm max
Số thiết bị có công suất
Tổng số thiết bị của nhóm là : n = 9
Tra bảng 3.1 trang 36 sách Cung cấp điện của Nguyễn xuân phú ta đƣợc n *hq = 0.57
Số thiết bị hiệu quả là : n hq = n *hq n = 0,57 9 = 5.13 (thiết bị )
Hệ số sử dụng là: n sdi i 1 sd n ni i 1
Hệ số nhu cầu là : sd nc sd hg
Phụ tải tính toán của phòng là:
Tính tiết diện dây cho nhà bếp
+ Chọn tiết diện dây từ công tắc tới quạt trần và bóng đèn
Chọn thông số của quạt trần để tính: P = 100W, cos 0,75 ,U đm = 220V
Vì dây đi trong nhà nên chọn K= Kn = 1
Theo bảng 4.8 trang 231 sách Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện, chúng ta chọn dây đôi mềm tròn do Trần Phú chế tạo với tiết diện (2.0,75)mm² và dòng điện phụ tải 7A Khi đi dây trong ống chứa 2 dây, cần nhân với hệ số giảm thiểu dòng điện K = 0.7 (theo bảng trang 143 sách hướng dẫn thực hành thiết kế lắp đặt điện nhà) Do đó, dòng điện cho phép tải trong dây sẽ được tính toán dựa trên hệ số này.
Vì Icp > Itt (thoả mãn điều kiện chọn)
+Chọn tiết diện dây tới các ổ cắm
Chọn phương pháp tính tiết diện dây theo điều kiện phát nóng:
Công suất biểu kiến của phòng là :
Công suất phản kháng của phòng:
Dòng điện thực tế trong dây dẫn là : tt dm
Trong lưới điện, việc tất cả các tải hoạt động đồng thời là điều không thể xảy ra Do đó, để đánh giá phụ tải, chúng ta sẽ sử dụng hệ số đồng thời, với giá trị Kdt là 0.8.
Theo bảng 4.8 trang 231 trong Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện, dây lõi đồng nhiều sợi có tiết diện 2.5mm2 do Trần Phú chế tạo được lựa chọn với dòng điện định mức Icp = 25A.
Khi lắp đặt hai dây trong ống, cần nhân dòng điện với hệ số giảm thiểu K=0.7 theo hướng dẫn trong sách thiết kế điện nhà (trang 143) Do đó, dòng điện cho phép tải trong dây sẽ được điều chỉnh tương ứng.
Suy ra Icp > Itt (thoả mãn điều kiện chọn )
Vậy chọn tiết diện dây đi trong nhà bếp là : 2.5 mm 2 b.Tính toán phụ tải cho phòng tắm
Vì phòng tắm có diện tích nhỏ nên ta không cần tính chiếu sáng cho phòng tắm mà chọn 1 đèn compact công suất 18W
Ta có bảng phụ tải điện nhƣ sau:
Tên thiết bị Số lƣợng Công suất(w) cos ksd
Quạt thông hơi 1 30 0.8 0.4 Đèn compact 1 18 1 0.65 Ổ cắm chịu nước 1 1000 0.85 0.5
Tổng công suất của nhóm thiết bị là : Σ Pn = 2500 +18 + 30 + 1000 = 3548(W)
Công suất định mức lớn nhất : Pđm max = 2500 (W)
Số thiết bị có công suất : 1 max
Số thiết bị của nhóm là : n = 4 n* n 1 1 0.25 n 4
Tra bảng sách cung cấp Nguyễn Xuân Phú trang 36 bảng 3.1 ta đƣợcn hq* 0, 45
Số thiết bị hiệu quả là : nhq= n.nhq*= 4.0,45=1,8=> nhq= 2 ( thiết bị )
Hệ số sử dụng là: n i sdi i 1 sd n i i 1 n P k k
Hệ số nhu cầu là : sd nc sd hq
Phụ tải tính toán của phòng là:
Công suất biểu kiến của phòng là :
Công suất phản kháng của phòng:
Tính chọn tiết diện dây cho phòng tắm
Dòng điện thực tế trong dây dẫn là :
Tra bảng 4.63 trang 278 Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện, ta chọn cỡ dây có tiết diện 2.5mm2
Khi đi dây trong ống chứa 2 dây phải nhân với hệ số giảm thiểu dòng điện K=0.7
Tra bảng trang 143 sách hướng dẫn thực hành thiết kế lắp đặt điện nhà
Vậy dòng điện cho phép tải trong dây:
Suy ra Icp > Itt (thoả mãn điều kiện chọn )
Vậy chọn tiết diện dây đi trong phòng tắm là : d = 2.5mm2
Do căn hộ nằm xa trạm biến áp, việc kiểm tra điều kiện ngắn mạch và chiều dài đường dây không được thực hiện, dẫn đến việc không kiểm tra điều kiện hao tổn điện áp cho phép Cần thực hiện tính toán phụ tải cho phòng khách để đảm bảo hiệu suất điện năng.
Thông số của phòng khách
Chiều cao: h = 3.9 m; khoảng cách từ đèn đến trần nhà: hc = 0.5 m
⇒ Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác:
Chọn số lƣợng bóng đèn : n = 2 bóng
Tra bảng trang 662 sách Cung cấp điện của Nguyễn Xuân Phú ta đƣợc:
Công thức tính quang thông của mỗi đèn : sd
Tra bảng trang 559 sách Cung cấp điện của Nguyễn Xuân Phú ta đƣợc: k = 1.5 Tra bảng trang 569 sách Cung cấp điện của Nguyễn Xuân Phú ta đƣợc: E = 25
Tra bảng 2 phần phụ lục ta đƣợc: Pđ = 40 w
Vậy phòng khách ta bố trí 2 bóng đèn huỳnh quang, mỗi bóng có công suất 40w
Trong gia đình, các thiết bị điện như ti vi, dàn âm thanh, ấm điện, đồng hồ, máy hút bụi và quạt đá có thể được sử dụng thông qua ổ cắm mà không cần đấu trực tiếp vào mạng điện Để đảm bảo an toàn và hiệu quả, bạn có thể thay thế các thiết bị này bằng hai ổ cắm, mỗi ổ cắm có công suất tối đa 1000W.
Bảng số liệu các thiết bị tính toán
Tên thiết bị Số lƣợng P(W) Ksd Cos ϕ Đèn huỳnh quang 2 40 0.29 0.85
Quạt treo tường 1 60 0.1 0.7 Đèn chùm 1 75 0.2 1 Đèn trang trí 2 15 0.3 1 Đèn Compact 1 18 0.25 1 Ổ cắm 7 1000 0.3 0.85
Tổng công suất của nhóm thiết bị là :
Công suất định mức lớn nhất : Pđm max = 1000 (W)
Số thiết bị có công suất 1 max
Số thiết bị của nhóm là : n = 14 n* n 1 7 0.5 n 14
Tra bảng sách cung cấp Nguyễn Xuân Phú trang 36 bảng 3.1 ta đƣợc n *hq = 0.47
Số thiết bị hiệu quả là : n hq = n *hq= 0.47X 14 = 6.6(thiết bị )
Hệ số sử dụng là: n i i sdi i 1 sd n i i 1 n P k k
Hệ số nhu cầu là : i nc sd hq
Phụ tải tính toán của phòng là: tt nc n
Tính tiết diện dây cho phòng khách
- Chọn phương pháp tính tiết diện dây theo điều kiện phát nóng
Công suất biểu kiến của phòng là :
Công suất phản kháng của phòng:
Dòng điện thực tế trong dây dẫn là :
Trong một lưới điện, sự vận hành đồng thời của tất cả các tải không bao giờ xảy ra Để đánh giá phụ tải, chúng ta sẽ sử dụng hệ số đồng thời với giá trị Kdt = 0.7.
Theo bảng 4.8 trang 231 trong Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện, chúng ta lựa chọn dây lõi đồng mềm nhiều sợi do Trần Phú sản xuất, có tiết diện 2.5mm² và dòng điện định mức Icp là 25A.
Khi đi dây trong ống chứa 2 dây phải nhân với hệ số giảm thiểu dòng điện K=0.7
Tra bảng trang 143 sách hướng dẫn thực hành thiết kế lắp đặt điện nhà.Vậy dòng điện cho phép tải trong dây :
Suy ra Icp > Itt (thoả mãn điều kiện chọn )
Vậy chọn tiết diện dây đi trong phòng khách là : 2.5mm2
Tầng 2 gồm 2 phòng ngủ, 2 phòng vệ sinh và 1 hành lang Do hành lang và nhà vệ có kích thước nhỏ nên ta chỉ chọn thiết bị chiếu sáng mà không tính toán chiếu sáng a Tính toán phụ tải cho phòng ngủ
Từ sơ đồ mặt bằng ta thấy 2 phòng ngủ này có kích thước giống nhau Vì vậy ta sẽ thiết kế chiếu sáng cho 2 phòng là nhƣ nhau
Thông số của phòng khách
Chiều cao: h = 3.9 m; khoảng cách từ đèn đến trần nhà: hc = 0.5 m
⇒Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác:
Dùng đèn huỳnh quang với : tran tuong
Tra bảng 2-70 trang 662 sách Cung cấp điện của Nguyễn Xuân Phú Ta có hệ số sử dụng : ksd=0.42
Chọn số bóng trong 1 phòng là 2 bóng huỳnh quang
Tra bảng 13-38 trang 559 sách Cung cấp điện của Nguyễn Xuân Phú.Ta có hệ số dự trữ : k= 1.5
Tra phụ lục 13.1 trang 569 sách Cung cấp điện của Nguyễn Xuân Phú ta có độ rọi E%(lx)
Lấy hệ số tính toán Z : chọn Z= 1.2
Chọn đèn 40W có quang thông là 1720(lu-men)
Sau đây ta sẽ thiết kế chiếu sáng cho cả tầng 2 như sau:
+Đèn hành lang trước và sau , mỗi nơi 1 bóng đèn compact 18W
+Trong phòng ngủ mỗi phòng có 2 bóng huỳnh quang 40Wvà 2 đèn ngủ 15W +Trong nhà vệ sinh mỗi phòng có 1 bóng đèn compact 18 W
+ Tính chọn cho phòng ngủ số 2 :
Trong phòng ngủ số 2, chúng tôi sử dụng hai ổ cắm, mỗi ổ cắm có công suất 1000w, để cung cấp điện cho các thiết bị như ti vi, máy vi tính, đèn bàn và một số thiết bị di động khác như máy hút bụi và bàn là.
Bảng số liệu các thiết bị tính toán
Tên thiết bị Số lƣợng Công suất(w) ksd cosϕ
Bóng huỳnh quang 2 40 0.29 0.85 Đèn ngủ 1 15 0.23 0.
Máy điều hòa 1 890 0.23 85 0. Đèn hành lang 1 18 0.32 0. Ổ cắm 4 1000 0.5 0.9
Hệ số sử dụng tổng hợp của cả nhóm : n i i i i 1 sd n i i i 1 n P k
Tổng số thiết bị trong nhóm : n = 9(thiết bị)
Tổng công suất định mức của nhóm:
Số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng 1/2 công suất lớn nhất:
Tra bảng 3-1 trang 36 sách Cung cấp điện của Nguyễn Xuân Phú Ta có: nhq ∗ ⇒ nhq n nhq ∗ ết bị ⇒ Chọn n hq =5 (thiết bị)
Hệ số nhu cầu cho nhóm: nc sd sd hq
Tính tiết diện dây cho phòng ngủ
Vậy : Qtt Ptt ×tgϕ VAR)
Do sự vận hành đồng thời của tất cả các tải trong một lưới điện không bao giờ xảy ra, chúng ta sẽ sử dụng hệ số đồng thời để đánh giá phụ tải, với giá trị Kdt = 0.8.
Theo bảng 4.63 trang 278 trong Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện, dây lõi đồng mềm nhiều sợi do Trần Phú sản xuất với tiết diện 2.5mm² và dòng điện định mức Icp = 25A là sự lựa chọn phù hợp.
Khi đi dây trong ống chứa 2 dây phải nhân với hệ số giảm thiểu dòng điện K=0.7
Tra bảng trang 143 sách hướng dẫn thực hành thiết kế lắp đặt điện nhà.Vậy dòng điện cho phép tải trong dây :
Suy ra Icp > Itt (thoả mãn điều kiện chọn )
Vậy chọn tiết diện dây đi trong phòng khách là : 2.5mm 2 b Lựa chọn chiếu sáng cho cầu thang và hành lang
Tại cầu thang, chúng tôi lắp đặt một bóng đèn Compact 18W ở vị trí giao nhau giữa tầng 1 và tầng 2, cùng với một đèn huỳnh quang 40W được đặt ở hành lang giữa hai phòng ngủ.
Do công suất tiêu hao trên cầu thang tương đối nhỏ, nguồn nước sẽ được lấy từ nhà vệ sinh của phòng ngủ số 1 Cần tính toán cho nhà tắm của phòng ngủ số 1 và số 2 để đảm bảo hiệu quả sử dụng.
LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN DÂN DỤNG THÔNG
Đặt vấn đề
Cuộc cách mạng khoa học công nghệ 4.0 đang thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của xã hội, tạo ra nhiều máy móc và thiết bị phục vụ cho nhu cầu con người Để đáp ứng nhu cầu vô hạn, các thiết bị trong ngành công nghiệp tự động hóa ngày càng được phát triển và áp dụng rộng rãi, từ việc lập trình sẵn cho đến hoạt động dựa trên tín hiệu phản hồi Điều này không chỉ giúp giảm bớt sức lao động mà còn nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm và bảo vệ sức khỏe người lao động.
Với sự gia tăng của các nhà máy và khu cao ốc, nhu cầu sử dụng điện ngày càng lớn, dẫn đến tình trạng hao phí điện năng do người dùng thường quên tắt thiết bị khi không sử dụng Do đó, việc triển khai hệ thống điều khiển điện thông minh là cần thiết để giảm thiểu lãng phí Giải pháp tổng thể này không chỉ phải đảm bảo tính tiện nghi cho người dùng mà còn cho phép quản lý, giám sát và vận hành qua máy tính hoặc smartphone Hệ thống điện nhà thông minh hoạt động như bộ não điều khiển các thiết bị như công tắc, ổ cắm, và bóng đèn, đồng thời có khả năng tự động điều chỉnh các thiết bị theo ngữ cảnh, ví dụ như bật TV, chuyển kênh và tắt đèn để tạo không gian xem phim lý tưởng trong gia đình.
xây dựng mô hình hệ thống điện dân dụng thông minh
Hình 3.1 Sơ đồ thiết kế mô hình điện dân dụng thông minh
- Giới thiệu phần mềm điều khiển
Hình 3.2 Giao diện phần mềm ihc
IHC là phần mềm điều khiển các thiết bị điện thông minh, bao gồm Broadlink RM PRO+ và công tắc cảm ứng, cho phép điều khiển qua sóng wifi Phần mềm tích hợp nhiều tính năng hữu ích như học lệnh remote để điều khiển tivi, điều hòa từ xa bằng smartphone Ngoài ra, IHC còn cho phép người dùng cài đặt thời gian bật tắt các thiết bị theo nhu cầu.
Lắp đặt hệ thống điện dân dụng thông minh cho nhà 2 tầng
Hình 3.3 Sơ đồ lắp đặt các thiết bị điện thông minh cho tầng 1
Hình 3.4 Sơ đồ lắp đặt các thiết bị điện thông minh cho tầng 2
Mô hình lắp đặt hệ thống điện dân dụng thông minh
Hình 3.5 Mô hình lắp đặt hệ thống điện dân dụng thông minh
Các thiết bị lắp đặt :
- Bộ điều khiển trung tâm
- Công tắc cảm ứng thông minh
- Công tắc hẹn giờ điều khiển từ xa
- Phần mềm dùng để điều khiển ihc :
Mô hình hoạt động bằng cách bật hệ thống điện và sử dụng smartphone với phần mềm điều khiển IHC Qua phần mềm, người dùng có thể kích hoạt công tắc cảm ứng thông minh và công tắc hẹn giờ từ xa, khiến bóng đèn sáng lên Đến thời điểm đã được cài đặt, bóng đèn sẽ tự động tắt.