Giới thiệu đề tài giải nhất SV NCKH, tên đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế truyền tín hiệu qua đường nguồn cấp”

Nhóm sinh viên thực hiện đề tài gồm có: Trần Đức Mạnh lớp 2018DHDTTT07-ĐH K13, Đặng Văn Hùng lớp 2018DHDTTT02-ĐH K13, Đỗ Thế Toàn lớp 2018DHDTTT02-ĐH K13, Hoàng Thanh Long lớp 2018DHDTTT01-ĐH K13 dưới sự hướng dẫn khoa học của Ths. Lê Anh Tuấn.

Ngày nay cùng với sự phát triển của ngành kỹ thuật điện tử nói chung và xu hướng phát triển lưới điện thông minh nói riêng đã trở thành mục tiêu nghiên cứu của các công ty điện lực, các trường đại học cũng như các trung tâm nghiên cứu. Với sự ra đời của “định nghĩa” lưới điện thông minh, hệ thống truyền tin trên đường dây tải điện ngày càng được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi. Một ứng dụng được sử dụng rộng rãi hiện nay là sử dụng PLC (Power Line Communication) để điều khiển từ xa các thiết bị điện như thiết bị đo đếm, công tắc, thiết bị nhiệt và các thiết bị trong nhà. Nhận thấy tiềm năng phát triển của PLC trong việc nâng cao độ tiện ích của việc sử dụng điện cũng như tăng khả năng tiết kiệm điện năng, nhóm nghiên cứu dưới sự hướng dẫn tận tình của Ths. Lê Anh Tuấn đã lên ý tưởng và thực hiện đề tài “Nghiên cứu, thiết kế truyền tín hiệu qua đường nguồn cấp”.

Với điều kiện lý tưởng là hầu hết các tòa nhà, hộ gia đình cùng các công trình công cộng đều đã được trang bị đường dây điện kết nối tới lưới điện nên việc sử dụng đường dây điện có sẵn làm hệ thống truyền thông có thể cung cấp các điểm truy cập mạng tốc độ cao ở bất cứ nơi nào có một ổ cắm điện. Hơn thế nữa, việc sử dụng đường dây điện có sẵn để xây dựng mạng trong nhà sẽ dễ dàng và chi phí thấp hơn việc phải lắp đặt thêm dây cáp của các phương tiện truyền thông khác giữa các điểm trong nhà. Trên cơ sở đó, việc áp dụng các hệ thống truyền thông qua đường dây điện có nhiều ưu điểm là dễ cài đặt, các ổ cắm điện luôn sẵn có, thông lượng cao, chi phí thấp, an toàn và tin cậy.

Giới thiệu về PLC (Power Line Communication): là kỹ thuật truyền tin sử dụng mạng điện lực có sẵn làm môi trường truyền dẫn. PLC còn được gọi là Broadband over powerline (BPL), nó cung cấp dịch vụ truy cập internet đến tận nhà bằng việc sử dụng các phương pháp điều chế số trên dải tần còn lại của đường dây điện. Dựa vào cơ sở lưới điện có sẵn, phương pháp PLC có thể biến các đường dây điện thành mạng lưới truyền thông đáp ứng tần số cao, băng thông rộng để phục vụ các mục đích cơ bản như giám sát và điều khiển thiết bị điện, truyền thông tin giữa nhà máy điện tới các phụ tải tiêu thụ ngoài ra còn đáp ứng các mục đích mở rộng như mạng internet tốc độ cao, truyền hình kỹ thuật số …

Hình 1: Sơ đồ cơ bản truyền thông trong hệ thống PLC

Ngoài ra nhóm nghiên cứu cũng chia sẻ thêm: “Vì phải giao tiếp với đường điện 220V cho nên việc xử lí tín hiệu truyền nhận tín hiệu qua đường nguồn là vấn đề khó giải quyết nhất khi nhóm nghiên cứu chúng em gặp phải. Hơn thế nữa là khi sử dụng đường nguồn cấp làm phương tiện truyền thông cũng gặp phải nhiễu do các thiết bị có công suất lớn cùng sử dụng nguồn điện gây ra. Với sự hướng dẫn từ Ths. Lê Anh tuấn cùng sự tìm hiểu cũng như bàn luận từ các thành viên trong nhóm nghiên cứu đã đưa tới giải pháp sử dụng IC KQ330 kết hợp với các bộ lặp, bộ khuếch đại, bộ lọc và bộ cộng hưởng để thực hiện việc truyền nhận tín hiệu từ đường nguồn cấp và IC PIC18F4520 cho việc điều khiển hoạt động của hệ thống. Hệ thống truyền nhận tín hiệu qua đường nguồn cấp bao gồm 2 phần chính là: Master nhằm hiển thị giá trị nhiệt độ, độ ẩm lên màn hình LCD và Slaver nhằm thu lại giá trị nhiệt độ, độ ẩm của môi trường qua cảm biến DHT11. Sau khi Slaver thu được giá trị sẽ được PIC18F4520 xử lí, gắn với địa chỉ của Slaver và được đưa vào đường nguồn qua KQ330. Master khi nhận được tín hiệu sẽ phân tích địa chỉ và giá trị sau đó hiển thị giá trị tương ứng với Slaver đã truyền tín hiệu.”

Hình 2. Mạch Master

Hình 3. Mạch Slaver

Kết luận: Nhóm sinh viên thực hiện đề tài đã nghiên cứu, phân tích, thiết kế và hoàn thành bộ truyền nhận tín hiệu qua đường nguồn cấp nhằm mục đích phục vụ cho việc giám sát cũng như giao tiếp ứng dụng cho việc giao tiếp giữa bệnh nhân và đội ngũ y bác sỹ trong bệnh viện, theo dõi quá trình sản xuất trong các nhà máy và các hộ gia đình,...Định hướng phát triển trong tương lai nhóm sẽ cải thiện thiết kế cũng như thêm chức năng để hệ thống được hoàn thiện cũng như dễ dàng cho việc sử dụng hơn nữa.

Hình 4: Bạn Đặng Văn Hùng (thứ 3 từ phản sang), đại diện nhóm nghiên cứu nhận Giấy khen tại Hội nghị Tổng kết và trao giải Sinh viên Nghiên cứu khoa học lần thứ XIII

Tóm tắt kết quả nghiên cứu : Tải về tại đây