Giáo trình Lắp đặt hệ thống tự động điều khiển trong nhà thông minh (Trình độ: Cao đẳng)

0 1. BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI NINH BÌNH GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: Lắp đặt hệ thống tự động điều khiển trong nhà thông minh NGHỀ: ĐIỆN DÂN DỤNG TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: ., ngày .. tháng năm 2018 của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Cơ giới Ninh Bình) Năm 2019 1 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 2 LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Lắp đặt hệ thống tự động điều khiển trong nhà thông minh được biên soạn trên cơ sở chương trình giảng dạy theo chương trình khung của Tổng cục Dạy nghề. Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiễn cao. Nội dung giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 150 giờ gồm có: Bài 1: Lắp đặt hệ thống tự động cấp, thoát nước Bài 2: Lắp đặt hệ thống tự động điều khiển chiếu sáng Bài 3: Lắp đặt hệ thống tự động báo cháy Bài 4: Lắp đặt hệ thống camera giám sát và cảnh báo Bài 5: Lắp đặt mạch điện tự động đóng-mở cửa Bài 6: Lắp đặt hệ thống thông tin liên lạc Bài 7: Lắp đặt mạch điện chuông cổng loại có hình ảnh Bài 8: Mạng truyền thông quản lý ngôi nhà thông minh Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiên thức mới cho phù hợp. Trong giáo trình, chúng tôi có đề ra nội dung thực tập của từng bài để người học cũng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng. Tuy nhiên, tuy theo điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị, các trường có thề sử dụng cho phù hợp. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết. Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của người sử dụng, người đọc để nhóm biên soạn sẽ hiện chỉnh hoàn thiện hơn sau thời gian sử dụng Ninh Bình, ngày tháng năm 2019 Tác giả Tống Thanh Bình 3 MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN ............................................................................................ 1 Bài 1: Lắp đặt hệ thống tự động cấp, thoát nước ..................................................................... 5 1. Lắp đặt hệ thống tự động bơm nước ................................................................................... 5 2. Lắp đặt hệ thống tự động tưới tiêu cây cảnh...................................................................... 10 Bài 2: Lắp đặt hệ thống tự động điều khiển chiếu sáng ......................................................... 13 1. Sơ đồ khối, nguyên lý hoạt động và ứng dụng hệ thống tự động điều khiển ánh sáng ........ 13 2. Các sơ đồ nguyên lý, lắp đặt và đấu dây. .......................................................................... 16 3. Sửa chữa một số hệ thống tự động chiếu sáng ................................................................... 16 Bài 3: Lắp đặt hệ thống tự động báo cháy ............................................................................. 18 1. Sơ đồ khối, nguyên lý hoạt động và ứng dụng .................................................................. 18 2.Lắp đặt và vận hành hệ thống ............................................................................................ 19 Bài 4: Lắp đặt hệ thống camera giám sát và cảnh báo ........................................................... 27 1. Sơ đồ khối, nguyên lý hoạt động và ứng dụng hệ thống camera giám sát và cảnh báo ....... 27 2. Lắp đặt và vận hành hệ thống ........................................................................................... 28 Bài 5: Lắp đặt mạch điện tự động đóng-mở cửa .................................................................... 33 1. Sơ đồ khối, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của mạch điện tự động đóng-mở cửa. ........ 33 2. Lắp đặt và vận hành hệ thống ........................................................................................... 34 Bài 6: Lắp đặt hệ thống thông tin liên lạc ............................................................................. 38 1. Hệ thống Puplic Address system ...................................................................................... 38 2. Các hệ thống truyền thông và liên lạc ............................................................................... 38 Bài 7: Lắp đặt mạch điện chuông cổng loại có hình ảnh .................................................... 40 Mã số mô đun: MĐ -32 .................................................................................................... 40 1. Sơ đồ khối, nguyên lý hoạt động và ứng dụng mạch điện chuông cổng loại có hình ảnh ... 40 2. Lắp đặt và vận hành hệ thống ........................................................................................... 41 Bài 8: Mạng truyền thông quản lý ngôi nhà thông minh........................................................ 42 1.Cấu trúc mạng truyền thông quản lý ngôi nhà thông minh ................................................. 42 2. Một số cấu hình mạng ...................................................................................................... 43 3. Một số thiết bị điều khiển và cảm biến trong ngôi nhà thông minh:................................... 45 4. Các phần mềm điều khiển và quản lý ................................................................................ 47 Mô đun: Lắp đặt hệ thống tự động điều khiển trong nhà thông minh Mã số mô đun: MĐ 32 Thời gian thực hiện mô đun: 120 giờ (Lý thuyết: 38 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập: 75 giờ; Kiểm tra: 07 giờ) I. Vị trí, tính chất của mô đun - Vị trí: Mô đun này được bố trí sau khi sinh viên học xong các môn học chung, các môn học/mô đun nghề: Khí cụ điện; Điện tử cơ bản; Lắp đặt, bảo dưỡng động cơ điện xoay chiều KĐB; Sửa chữa động cơ điện xoay chiều KĐB; Lắp đặt và bảo dưỡng máy phát điện xoay chiều đồng bộ 1 pha; Kỹ thuật xung - số; Kỹ thuật cảm biến; Lập trình vi điều khiển; Thiết bị tự động điều khiển dân dụng, Điều khiển lập trình cỡ nhỏ, Kỹ thuật lắp đặt điện. - Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề. II. Mục tiêu mô đun - Về kiến thức: Trình bày được đặc điểm, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ thống tự động điều khiển, giám sát và bảo vệ thông minh trong nhà; - Về kỹ năng: + Lắp đặt, vận hành khai thác được các hệ thống tự động điều khiển, giám sát và bảo vệ thông minh theo đúng yêu cầu kỹ thuật; + Tháo lắp, thay thế và sửa chữa được các hư hỏng thông thường các hệ thống tự động điều khiển, giám sát và bảo vệ thông minh; - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Tổ chức nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp và đúng các biện pháp an toàn; + Có tư thế tác phong công nghiệp, ý thức tổ chức kỷ luật, khả năng làm việc độc lập cũng như khả năng phối hợp làm việc nhóm trong quá trình làm việc. 5 Bài 1: Lắp đặt hệ thống tự động cấp, thoát nước Mã số mô đun: MĐ -32 Mục tiêu của bài: - Phân tích được nguyên lý hoạt động, phạm vi ứng dụng của hệ thống tự động cấp, thoát nước; - Thiết kế, lắp ráp và sửa chữa một số hệ thống tự động cấp, thoát nước theo yêu cầu kỹ thuật; - Thay thế một số mạch tự động cấp, thoát nước theo số liệu cho trước; - Có tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp. Nội dung bài: 1. Lắp đặt hệ thống tự động bơm nước 1.1. Nguyên lý hoạt động và ứng dụng 1.1.1. Cấu tạo của máy bơm nước: Bánh công tác: kết cấu có 3 dạng chính là cánh mở hoàn toàn, mở một phần và cánh kín. Bánh công tác được lắp trên trục của bơm cùng với các chi tiết khác cố định với trục tạo nên phần quay của bơm gọi là Rôto. Bánh công tác được đúc bằng gang hoặc thép theo phương pháp đúc chính xác. Các bề mặt cánh dẫn và đĩa bánh công tác yêu cầu có độ nhẵn tương đối cao (tam giác 3 đến 6) để giảm tổn thất. Bánh công tác và Rôto của máy bơm nước đều phải được cân bằng tĩnh và cân bằng động để khi làm việc bánh công tác không cọ xát vào thân bơm. Trục bơm: thường được chế tạo bằng thép hợp kim và được lắp với bánh công tác thông qua mối ghép then. Bộ phận dẫn hướng vào: Hai bộ phận này thuộc thân máy bơm thường 6 Bộ phận dẫn hướng ra: (buồng xoắn ốc) đúc bằng gang có hình dạng tương đối phức tạp. 1.1.2. Nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm: Một vật khi quay quanh trục phải chịu một lực có hướng kéo vật ra xa trục quay và có phương lực đi qua tâm quay. Đó là lực ly tâm. Hạt nước khi nằm trên một đĩa tròn phẳng đang quay sẽ chịu tác dụng của lực ly tâm và dịch chuyển dần từ tâm quay ra phía ngoài. Bơm ly tâm là loại bơm theo nguyên lý lực ly tâm. Nước được dẫn vào tâm quay của cánh bơm. Nhờ lực ly tâm, nước bị đẩy văng ra mép cánh bơm. Năng lượng bên ngoài thông qua cánh bơm đã được truyền cho dòng nước, một phần tạo nên áp năng, một phần tạo thành động năng khiến nước chuyển động. Trước khi máy bơm làm việc, cần phải làm cho thân bơm (trong đó có bánh công tác) và ống hút được điền đầy chất lỏng, thường gọi là mồi bơm. Khi máy bơm làm việc, bánh công tác quay, các phần tử chất lỏng ở trong bánh công tác dưới ảnh hưởng của lực ly tâm bị văng từ trong ra ngoài, chuyển động theo các máng dẫn và đi vào ống đẩy với áp suất cao hơn, đó là quá trình đẩy của bơm. Đồng thời, ở lối vào của bánh công tác tạo nên vùng có chân không và dưới tác dụng của áp suất trong bể chứa lớn hơn áp suất ở lối vào của máy bơm nước, chất lỏng ở bể hút liên tục bị đẩy vào bơm theo ống hút, đó là quá trình hút của bơm. Quá trình hút và đẩy của bơm là quá trình liên tục, tạo nên dòng chảy liên tục qua bơm. Bộ phận dẫn hướng ra (thường có dạng xoắn ốc nên còn gọi là buồng xoắn ốc) để dẫn chất lỏng từ bánh công tác ra ống đẩy được điều hòa, ổn định và còn có tác dụng biến một phần động năng của dòng chảy thành áp năng cần thiết. 1.2. Lắp đặt hệ thống 1.2.1 An toàn điện khi lắp đặt máy bơm nước:  Nguồn điện cấp vào bơm cần qua LCB có dòng rò < 30mA.  Dây cấp nguồn, dây tín hiệu, dây nối đất phải được đấu nối chắc chắn.  Điểm nối dây phải an toàn, lồng dây trong ống điện, đi dây gọn gàng.  Nguồn điện áp ổn định (1pha: 220V-50HZ hoặc 3pha: 380V-50HZ).  Tiết diện dây dẫn đủ lớn theo đúng qui định để bảo đảm ổn định điện. 1.2.2. Nơi lắp đặt máy bơm nước:  Lắp đặt máy bơm nước càng gần nguồn nước càng tốt, lưu ý khả năng hút sâu tùy loại bơm. Các dòng bơm tăng áp điện tử thì cần nguồn nước cao hơn bơm từ 1m. 7  Đủ rộng để tiện bảo dưỡng bảo trì.  Tất cả các loại bơm đều cần che mưa nắng, bảo quản nơi thoáng mát. 1.2.3. Cách kết nối máy bơm:  Lắp đặt máy bơm nước nên chắc chắn, tránh máy bị rung khi vận động sẽ làm hỏng các bộ phận cơ khí của bơm. Cần gắn lọc trước đầu hút của bơm để bảo đảm bơm không bị ngẹt rác làm hỏng động cơ. Lắp đường ống vào/ra tốt nhất là đúng đường kính đầu ren của máy bơm. Tránh đi ống gấp khúc, lòng vòng làm giảm hiệu suất bơm. Ở 2 đầu của máy bơm cần gắn van khóa & rắc co để tiện cho việc điều chỉnh hoặc sửa chữa máy bơm. Các đường ống dẫn nước vào và ra phải thật kín, mọi sự rò rỉ đều có thể làm hại cho máy bơm khi vận hành. 8 Động cơ của bơm phải được lắp song song với mặt đất: Một số loại máy bơm nước phải gắn hệ thống nước mồi đúng theo sự chỉ dẫn của máy bơm nước. Khi đặt ống dẫn nước vào máy thì chúng ta phải lưu ý gắn rup-pê ở đầu vào trước ống. Tốt nhất đường kính ống vào phải đúng đường kính của lỗ gắn nước vào và cũng không được đặt sát ngang lỗ vào. Rup-pê của bơm phải đặt cách đáy và thành hồ, nên có lưới lọc để tránh rác làm tắc nghẹt – hỏng máy bơm nước. Khi lắp 2 bơm song song thì lưu lượng sẽ tăng gấp đôi. Lắp 2 bơm nối tiếp thì cột áp sẽ tăng gấp đôi. Lắp đặt song song tăng lưu lượng. 9 Lắp đặt nối tiếp tăng cột áp. 1.2.4. Kiểm tra vận hành bơm: Sau khi lắp đặt máy bơm nước cần kiểm tra hệ thống đường ống trước khi vận hành. Đảm bảo đầy đủ các phụ kiện cần thiết và được kết nối chắc chắn không rò rỉ, các van khóa đã được mở sẵn sàng. Kiểm tra hệ thống điện đảm bảo an toàn & sử dụng đúng nguồn điện. Tiến hành mồi nước đầy đủ cho bơm, tránh trường hợp bơm chạy khô làm hư hỏng bơm. Khởi động bơm. Nếu bơm hoạt động chưa ổn định cần tắt bơm mồi nước lại đầy đủ, khởi động bơm và xả toàn bộ khí còn trong buồng bơm để bơm hoạt động ổn định. Đối với trường hợp bơm gặp vấn đề trong lần khởi động đầu tiên cần ngừng bơm và báo ngay cho nhà cung cấp. 10 2. Lắp đặt hệ thống tự động tưới tiêu cây cảnh 2.1. Nguyên lý hoạt động và ứng dụng Nguyên lý hoạt động: Bộ điều khiển tưới tự động được cài đặt đến giờ tưới . Bộ điều khiển tưới tự động sẽ xuất tín hiệu 24VAC kích relay trung gian mở van tổng. Hoặc đóng contactor cho bơm. Bơm hoạt động bơm nước. Đồng thời bộ điều khiển tưới tự động xuất tín hiệu 24VAC lần lượt kích hoạt từ van mở . Sau khi kích hoạt tất cả hết các van được cài đặt tưới. Bộ điều khiển tưới tự động ngưng, bơm nhưng hoạt động 2.2. Lắp đặt hệ thống Bước 1: Lập một bản phác thảo kế hoạch và hệ thống – Cần chọn thiết bị tưới tốt nhất để phục vụ cho từng loại cây trồng khác nhau. – Xác định tốc độ dòng chảy cần thiết có thể cung cấp đủ nước cho khu vườn tưới. – Lắp đặt hệ thống tưới tự động, chạy từ một đến hai giờ tại một ngày, hai hoặc ba lần một tuần. – Đo diện tích khu vườn nhà bạn và lập một bảng phác thảo đơn giản. – Chọn lựa thiết bị tưới dựa trên cấu tạo đất và lưu lượng dòng chảy. – Đánh dấu kế hoạch trên đường ống với mục đích về sau đấu nối dễ dàng và chính xác hơn. Bước 2: Chuẩn bị vật liệu cho hệ thống tưới phun mưa – Bộ timer hẹn giờ. – Thiết bị ngăn dòng chảy ngược, tức là ngăn chặn nước bẩn chảy ngược từ vườn vào dòng nước sạch sử dụng của hộ gia đình. – Bộ màn lọc: Lọc rong rêu từ nguồn nước, hạn chế tình trạng béc tưới bị tắt nghẽn. – Thiết bị điều chỉnh áp lực: Duy trì tốc độ dòng chảy luôn ở mức ổn định: từ 25-30 psi là chuẩn. – Các loại đầu béc tưới phun mưa phù hợp. – Ống dẫn nguồn nước chính 16mm và ống trung chuyển 4mm. 11 Bộ thiết bị cơ bản để lắp đặt hệ thống tưới Bước 3: Lắp thiết bị đầu nguồn – Lắp đặt thiết bị hẹn giờ, thiết bị ngăn dòng chảy ngược, bộ lọc rong rêu, van điều áp và bộ chuyển đổi. Lắp đặt thiết bị đầu nguồn timer hẹn giờ và máy bơm cho hệ thống tưới Bước 4: Bố trí đường ống PE16mm 12 – Nối 1 đầu ống vào thiết bị nguồn, đầu còn lại di chuyển qua những vị trí cần lắp theo sơ đồ ban đầu. – Nên ngâm ống vào nước ấm hoặc phơi nắng khoảng 30 phút. Sử dụng thêm phụ kiện chữ T để phân thành các nhánh và khuỷu tay dễ uốn gấp 90 độ. Bước 5: Nối ống trung chuyển vào đường ống chính – Tạo lỗ trống trên đường ống ở những nơi bạn muốn đặt một đường ống trung chuyển. Đẩy và xoay cho đến khi mũi của dụng cụ ấn sâu tạo ra một lỗ thông. Sau đó gắn ống trung chuyển vào các vị trí mục tiêu. – Sau khi lắp đặt xong, mở nước cho dòng chảy với tốc độ cao chạy qua, cuốn đi hết bụi bẩn và sau cùng là gắn các loại đầu tưới, béc tưới, vòi phun cụ thể cho từng loại cây trồng. 13 Bài 2: Lắp đặt hệ thống tự động điều khiển chiếu sáng Mã số mô đun: MĐ -32 Mục tiêu của bài: - Phân tích được nguyên lý hoạt động, phạm vi ứng dụng của hệ thống tự động điều khiển ánh sáng bình thường và khẩn cấp; - Lắp ráp và sửa chữa một số hệ thống tự động điều khiển ánh sáng bình thường và khẩn cấp theo yêu cầu kỹ thuật; - Thay thế một số mạch tự động điều khiển chiếu sáng theo số liệu cho trước; - Có tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp. Nội dung bài: 1. Sơ đồ khối, nguyên lý hoạt động và ứng dụng hệ thống tự động điều khiển ánh sáng 1.1. Hệ thống tự động điều khiển ánh sáng bình thường Hệ thống tự động điều khiển chiếu sáng đều có sơ đồ khối tổng quát như sau: Hình 2.1 Tự động điều khiển chiếu sáng Trong hệ thống luôn bao gồm: Cảm biến quang để cảm biến cường độ chiếu sáng, cảm biến hiện điện (cảm biến tiếp cận) là tín hiệu vào, được đưa vào bộ điều khiển; bộ điều khiển xử lý thông tin và cấp tín hiệu điều khiển tới thiết bị chiếu sáng có khả năng điều chỉnh quang thông. Bộ điều khiển có thể là hệ vi điều khiển hay bộ logic khả trình – PLC. Các thiết bị điều có giải điện áp nuôi rộng và tương thích với chuẩn truyền thông nào đó. Cảm biến hiện diện cũng rất phổ biến trong thị trường hiện nay như trên H.2.2. Cảm biến hiện diện Compact Passage: Vùng chiếu sáng Cảm biến ánh sáng, Cảm biến tiệm cận, v.v.v Bộ điều khiển/Bộ điều khiển từ xa/ Bộ điều khiển qua mạng truyền thông Các tham số đặt trước 14 Hình 2.2 Cảm biến hiện diện - Điều khiển theo sự hiện diện và độ sáng hỗn hợp (1), - Gắn trần chìm trong nhà (IP40), tầm quét 20x5m; - Kênh 1: xung có độ rông (0,5s, 10s -20 min (tắt); kênh 2: trễ 10s~120 min/0s~10 min (tắt/bật) - Chức năng mở rộng matster-slave (3)... Hiện nay có nhiều cảm biến được tích hợp nhiều chức năng. Ví dụ như trên hình H.2.3. Cảm biến 5 chức năng: Hình 2.3 Cảm biến tích hợp nhiều chức năng - Năm chức năng tích hợp trong một thiết bị: cảm biến ánh sáng, cảm biến chuyển động, cảm biến nhiệt độ, phát hiện cháy nổ, cảm biến hiện diện; - Chuẩn tích hợp: S-Bus; - Nguồn nuôi: 24VDC, 15mA; - Kích thước và trọng lượng: W 85mm x L 85mm x H 39mm, 0.14kg Hiện nay có nhiều bộ điều khiển cường độ chiếu sáng. Ví dụ như trên hình H.2.4. Dimmer 6 kênh (chanel) 2Amp/ch: Hình 2.4 Bộ điều khiển ánh sáng - Thiết bị điều khiển độ sáng đèn 6 kênh với cường độ giới hạn 2A mỗi kênh; - Chuẩn tích hợp: S-BUS; - Nguồn nuôi: 80V-240V AC 50 – 60 Hz, 20-30mA; 15 - Kích thước và trọng lượng: W 91mm x L 145mm x H 75mm, 0.70kg Thiết bị đóng – ngắt nhiều kênh cho phép điều khiển cường độ chiếu sáng theo ngưỡng chiếu sáng đang rất thình hành trên thị trường. Rơ le 12kênh 10Amp/kênh Hình 2.5 Bộ rơle nhiều kênh - Thiết bị điều khiển đóng-ngắt 12 kênh với dòng điện MAX10A / kênh; - Chuẩn tích hợp: S-BUS; - Nguồn nuôi: 80V-240V AC; 20-30mA; 50-60Hz; - Kích thước: W 91mm x L 145mm x H 7 1.2. Hệ thống tự động điều khiển ánh sáng khẩn cấp Trong nhiều trường hợp, vì lý do mất điện nguồn chính (mạng điện), sau một thời gian trễ chỉnh định được hệ thống chiếu sáng sự cố tự động kích hoạt và được cấp cho các phụ tải quan trọng (đèn chiếu sáng sự cố, một số thiết bị quan trọng). Sơ đồ tổng thể hệ thống điều khiển chiếu sáng khẩn cấp như sau (H.2.6). Hình 2.6 .Sơ đồ tổng quát hệ tự động điều khiển chiếu sáng sự cố Vùng chiếu sáng sự cố Cảm biến mất điện nguồn chính; Cảm biến ánh sáng, Cảm biến tiệm cận, v.v.v Bộ điều khiển/Bộ điều khiển từ xa/ Bộ điều khiển qua mạng truyền thông Các tham số đặt trước 16 Khi cảm biến được mất điện tại nguồn điện chính, hệ điều khiển tạo thời gian trễ cần thiết để xác nhận sự cố mất điện là thực, sau đó tự động kích hoạt hệ thống phát điện sự cố và cấp điện cho các phụ tải điện. Ở đây có hai trường hợp: - Hệ thống phụ tải sự cố độc lập với các phụ tải mạng chính; - Hệ thống phụ tải sự cố cũng chính là các phụ tải mạng chính. Trong trường hợp thứ nhất, khi sau thời gian trễ, kích hoạt nguồn điện sự cố và cấp điện cho phụ tải. Khi mạng chính có điện, chỉ cần ngắt tải và cắt nguồn sự cố ra khỏi mạng sự cố. Trường hợp thứ hai phức tạp hơn. Khi mất điện mạng chính, hệ thống cần tự động thực hiện các bước thứ tự sau: - Xác định mất nguồn tại mạng chính bằng thời gian trễ cần thiết; - Kích hoạt nguồn điện sự cố (ví dụ: tự động khởi động cụm diezen-máy phát điện); - Cắt aptomat cấp điện từ mạng điện chính; - Cấp điện cho phụ tải từ nguồn điện sự cố. Khi có điện mạng chính, hệ thống cần tự động thực hiện các bước thứ tự sau: - Cắt aptomat cấp điện từ nguồn sự cố; - Cấp điện cho phụ tải từ mạng điện chính; - Ngừng kích hoạt nguồn điện sự cố (ví dụ: tự động dừng cụm diezen-máy phát điện); 2. Các sơ đồ nguyên lý, lắp đặt và đấu dây. Có nhiều sơ đồ nguyên lý và lắp đặt đã được nghiên cứu tại mô đun đã học. Tại đây chúng ta không cần nhắc lại các sơ đồ nguyên lý và lắp đặt, chỉ cần lựa chọn một số mạch tự động điều khiển chiếu sáng để thực hành. Thực hành: - Vẽ sơ đồ nguyên lý một số mạch chiếu sáng được điều khiển từ xa bằng pilot; - Lắp một số mạch chiếu sáng được điều khiển từ xa. 3. Sửa chữa một số hệ thống tự động chiếu sáng 3.1.Sửa chữa cảm biến ánh sáng / cảm biến tích hợp nhiều chức năng cảm biến - Quan sát các loại cảm biến ánh sáng, cảm biến tích hợp chức năng ánh sáng. - Thử nghiệm sự hoạt động của cảm biến: Lấy đặc tính mối quan hệ tín hiệu ra (điện áp/dòng điện) và cường độ ánh sáng. - Sửa chữa cảm biến khi có lỗi nào đó. 3.2.Sửa chữa cảm biến hiện diện / cảm biến tích hợp nhiều chức năng cảm biến - Quan sát các loại cảm biến hiện diện , cảm biến tích hợp chức năng phát hiện hiện diện; 17 - Thử nghiệm sự hoạt động của cảm biến: Lấy đặc tính mối quan hệ tín hiệu ra (điện áp/dòng điện) và khoảng cách hiện diện; - Sửa chữa cảm biến khi có lỗi nào đó. 3.3. Sửa chữa cảm biến mất điện áp - Quan sát các loại cảm biến mất áp; - Thử nghiệm sự hoạt động của cảm biến; - Sửa chữa cảm biến khi có lỗi nào đó. 3.4.Sửa chữa mạch điều khiển - Quan sát các mạch điều khiển và điều chỉnh độ sáng; - Thử nghiệm sự hoạt động của các mạch điều khiển; - Sửa chữa mạch điều khiển khi có lỗi nào đó. 18 Bài 3: Lắp đặt hệ thống tự động báo cháy Mã số mô đun: MĐ -32 Mục tiêu của bài: - Phân tích được nguyên lý hoạt động, phạm vi ứng dụng của hệ thống tự động báo cháy; - Lắp ráp và sửa chữa được một số hệ thống tự động báo cháy theo yêu cầu kỹ thuật; - Thay thế được một số mạch tự động báo cháy theo số liệu cho trước; - Có tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp. Nội dung bài: 1. Sơ đồ khối, nguyên lý hoạt động và ứng dụng 1.1. Sơ đồ khối 1.2. Nguyên lý hoạt động và ứng dụng 1.2.1. Các trạng thái làm việc của hệ thống báo cháy tự động + Trạng thái thường trực (khi không có cháy) + Trạng thái báo cháy + Trạng thái sự cố 1.2.2. Nguyên lý làm việc + Bình thường toàn bộ hệ thống ở chế độ trực. ở chế độ này trung tâm báo cháy luôn có tín hiệu kiểm tra sự làm việc đến các thiết bị trong hệ thống đồng thời các đầu báo cháy địa chỉ, modul cũng có tín hiệu hồi đáp về trung tâm. Định kỳ, theo thời gian (tuỳ đặt) trung tâm sẽ in tình trạng của hệ thống và thông tin về các thiết bị cần bảo dưỡng. Trong mạch luôn có dòng điện Io chạy qua. + Trong chế độ giám sát nếu trung tâm nhận được tín hiệu báo lỗi từ các thiết bị hoặc không nhận được tín hiệu hồi đáp từ các thiết bị thì trung tâm sẽ chuyển sang chế độ sự cố. Mọi thông tin về sự cố sẽ được hiển thị trên màn hình tinh thể 19 lỏng LCD. Khi lỗi được khắc phục chế độ sự cố sẽ kết thúc và tự đưa hệ thống về chế độ giám sát bình thường. + Khi cháy xảy ra ở các khu vực bảo vệ, các yếu tố môi trường sự cháy (nhiệt độ, khói, ánh sáng) thay đổi sẽ tác động lên các đầu báo cháy. Khi các yếu tố này đạt tới ngưỡng làm việc thì các đầu báo cháy sẽ làm việc tạo ra tín hiệu truyền về trung tâm (gồm tín hiệu báo cháy và tín hiệu báo địa chỉ của thiết bị báo cháy). Tại trung tâm báo cháy sẽ diễn ra các hoạt động xử lý tín hiệu truyền về theo chương trình đã cài đặt để đưa ra tín hiệu thông báo khu vực xảy ra cháy qua loa trung tâm và màn hình tinh thể lỏng LCD. Đồng thời các thiết bị ngoại vi tương ứng sẽ kích hoạt để phát tín hiệu báo động cháy và thực hiện các nhiệm vụ đã đề ra. + Trong trường hợp trung tâm báo cháy có cài đặt thêm chức năng giám sát các thiết bị khác thì khi có sự có thay đổi về trạng thái của thiết bị (Ví dụ: bơm chữa cháy hoạt động, công tắc dòng chảy hoạt động) thì hệ thống sẽ chuyển sang thông báo thiết bị cần giám sát thay đổi trạng thái. Thông tin về sự thay đổi này sẽ hiển thị trên màn hình tinh thể lòng của trung tâm. Chế độ này cũng sẽ tự kết thúc nếu các thiết bị cần giám sát trở về vị trí bình thường. 2.Lắp đặt và vận hành hệ thống Xác định vị trí đặt đầu báo khói, báo nhiệt ( cảm biến báo cháy) và tủ trung tâm báo cháy, tổ hợp chuông đèn nút ấn báo cháy. 20 Đế đầu báo cháy 21 Dây điện 2×0.75mm2 được nối vào 2 tiếp điểm báo cháy (+- 22 ) Một đầu đi tới các đầu báo khác, một đầu được kéo về tủ trung tâm báo cháy 23 Lắp đầu báo vào đế đầu báo 24 Lắp đế vào đầu vào khói 25 Cứ tiếp tiếp tục ta nối được thêm vào các đầu báo khác 26 Cứ tiếp tiếp tục ta nối được thêm vào các đầu báo khác _ Một đầu ta kéo tới các đầu báo cháy và nút ấn báo cháy, một đầu kéo về Hộp kỹ thuật tầng hoặc kéo trực tiếp về tủ trung tâm báo cháy (điểm cuối của đầu báo cháy ta lắp điện trở cuối kênh. Thường một kênh báo cháy tùy theo thông số của nhà sản xuất ta lắp một zone được khoảng 15-25 thiết bị) 27 Bài 4: Lắp đặt hệ thống camera giám sát và cảnh báo Mã số mô đun: MĐ -32 Mục tiêu của bài: - Phân tích được nguyên lý hoạt động, phạm vi ứng dụng của hệ thống camera giám sát và cảnh báo; - Lắp ráp và sửa chữa hệ thống camera giám sát và cảnh báo theo yêu cầu kỹ thuật; - Thay thế một số mạch tự động của hệ thống camera giám sát và cảnh báo theo số liệu cho trước; - Có tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp. Nội dung bài: 1. Sơ đồ khối, nguyên lý hoạt động và ứng dụng hệ thống camera giám sát và cảnh báo 1.1. Sơ đồ khối 1.2. Nguyên lý hoạt động và ứng dụng Các thiết bị camera cảnh báo được lắp đặt tại vị trí quan sát được cài đặt tính năng phân tích hình ảnh thông minh tự động nhận dạng có đối tượng đi xâm nhập vào/ra (Crossline) vùng cần bảo vệ chống xâm nhập Khi có đối tượng xâm nhâp vào vùng được bảo vệ giám sát, camera lập tức phát hiện và gửi cảnh báo về màn hình trung tâm giám sát qua đường internet, chụp hình/ghi hình gửi về trung tâm, và lưu trữ trên máy chủ. Đồng thời gửi tin nhắn và hình ảnh chụp được đến điện thoại di động của những người liên quan được cấu hình trước. 28 Khi bị mất điện hoặc tín hiệu internet bị mất thì tại trung tâm sẽ nhận được cảnh báo mất tín hiệu và biết chính xác vị trí nào bị mất tín hiệu trên GIS. 2. Lắp đặt và vận hành hệ thống Bước 1. Xác định vị trí đặt camera (mắt camera) và đầu ghi hình trước tiên ở chỗ nào cho hợp lý (Đầu ghi hình thường đặt ở phòng khách hoặc phòng ngủ nơi gần TiVi hoặc gần modem mạng internet). sử dụng khoan và tô vít để gắn camera lên vị trí đã xác đinh trước đó. chú ý lựa chọn góc quay rộng như bạn mong muốn Bước 2. Đi dây tín hiệu và nguồn: Một camera chúng ta sẽ cần 1 nguồn điện cấp cho camera và 1 dây tín hiệu lấy tín hiệu từ camera dẫn về đầu ghi hình qua cáp đồng trục. Chúng ta sẽ đi một cặp dây tín hiệu và dây nguồn với nhau (giờ trên thị trường đã có dây tín hiệu liền nguồn rồi đó) cho dễ đi hơn và đỡ tốn công hơn 29 Đây là cặp dây điện và dây đồng trục chúng ta cần kéo từ vị trí đầu ghi hình tới camera. (Dây màu vàng là dây điện còn dây mà trắng là dây cáp đồng trục. Bước 3. Nối jack kết nối + Nối jack BNC + Nối jack nguồn DC (đầu nguồn cắt từ cục nguồn ra để nối dài) 30 Như thế này chúng ta chỉ việc cắm vào jack camera. Nếu cẩn thận hơn chúng ta sẽ quấn băng dính xung quanh giắc BNC và đầu nguồn cho chắc chắn và ko sợ bị gỉ. Như vậy là đã hoàn thành đầu nối BNC và đầu nguồn DC ở đầu camera, ta phải làm Jack camera ở đầu ghi hình rồi cắm vào cổng vào ở trên đầu thu như sau. 31 Bước 4. Kết nối thiết bị lại với nhau Chúng ta sẽ cắm dây dẫn từ camera về đầu ghi hình như sau. - Dây tín hiệu đồng trục dẫn từ camera về đầu ghi. - Jack Video để xuất hình ảnh từ đầu ghi lên TV (chất lượng kém) - Jack HDMI dẫn hình ảnh từ đầu ghi lên TV (chất lượng rất tốt) - Jack VGA dẫn tín hiệu từ đầu ghi ra màn hình có cổng tín hiệu là VGA (chất lượng tạm được) - Cổng mạng để kết nối với máy tính (Khi cắm có đèn xanh sáng đứng và đèn vàng sáng nháy) - Cắm nguồn từ cục nguồn của đầu ghi hình (đi kèm) - Đường tín hiệu audio. Nếu chúng ta lắp thêm mic dẫn tín hiệu audio vào đây. 32 Bước 5. Thiết lập cấu hình xem camera tại chỗ Kết nối Jack HDMI hoặc (AV, VGA,..) với màn hình hiện thị (TiVi hoặc máy tính) là xem được bình thường Cấu hình xem trên mạng Lan: Mở (NAT) port của modem router,Tùy theo modem router mà NAT. 33 Bài 5: Lắp đặt mạch điện tự động đóng-mở cửa Mã số mô đun: MĐ -32 Mục tiêu của bài: - Nêu được cấu tạo, nguyên lý làm việc của mạch điện tự động đóng-mở cửa; - Phân tích được tài liệu, nhận dạng và chọn lựa thiết bị cần thiết phục vụ cho việc lắp đặt; - Sử dụng thành thạo các dụng cụ và phương tiện lắp đặt, kiểm tra; - Thực hiện việc lắp đặt đảm bảo theo đúng yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật, an toàn; - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, tư duy khoa học và tiết kiệm. Nội dung bài: 1. Sơ đồ khối, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của mạch điện tự động đóng-mở cửa. 1.1. Sơ đồ khối 1.2. Nguyên lý hoạt động và ứng dụng 1.2.1.Cấu tạo cửa tự động: - Motor: Nơi cung cấp nguồn năng lượng điện cho cửa hoạt động. Thường sử dụng loại có công suất 60- 75W. - Cảm biến: hay còn có tên gọi là mắt thần. Nó có tác dụng phát hiện người hoặc vật di chuyển tới trong khoảng cách khoảng 1-3 mét để báo hiệu cho các bộ phận khác hoạt động mở cửa. - Bảng điều khiển: Nhận báo hiệu từ cảm biến để điều khiển cửa đóng mở. - Dây curoa (dây đai truyền động): Được gắn qua các bộ phận motor và pulley dùng để tải cánh cửa di chuyển sang trái hay sang phải để cửa hoạt động được. - Ray- nắp: Ray để gắn lên tường đồng thời gắn các bộ phận của cửa tự động lên bộ phận này. Nắp vừa với chiều dài của ray, khi lắp xong dùng nắp ráp vào để cho cửa đẹp hơn đồng thời bảo vệ các phần thiết bị cửa ở bên trong. - Tay treo bánh xe: Gắn cánh cửa lên bộ phận này, bánh xe sẽ trượt trên thanh 34 ray để giúp cửa mở ra hay đóng vào được. - Pulley: Gắn lên thanh ray và quay bằng dây curoa (để tăng thêm tốc độ, tăng lực..) nhằm tải trọng cánh cửa. 1.2.2. Nguyên lý hoạt động Cửa tự động hoạt động dựa trên nguyên lý biến đổi chuyển động quay tròn của motor thành chuyển động tịnh tiến của cánh trượt. Cửa sẽ hoạt động khi có chuyển động được một bộ phận gọi chung là mắt thần cảm nhận và ghi lại chuyển động. Tín hiệu được mắt thần báo về vi sử lý, Từ Vi sử lý tín hiệu sẽ được giải mã và chuyển về bộ phận chuyển động Motor. Motor khi nhận lệnh sẽ thực hiện chuyển động quay tròn đem theo cánh cửa chuyển động tịnh tiến, Khi motor quay sẽ phát ra một dạng tín hiệu được thu lại bởi encorder. Encorder sẽ báo xung nhịp đọc được phản hồi trở lại vi sử lý để vi sử lý sẽ phân tích đưa ra khoảng cách phanh hãm. tăng giảm tốc độ sao cho an toàn. Thường thì motor của cửa tự động các hãng hay sử dụng loại motor brussless loại này cho số xung chính xác và hoạt động bền bỉ mà ít sinh nhiệt. Ngoài bộ phận thu nhận chuyển động gọi chung là mắt thần ra , cửa tự động còn có khả năng kết nối với nhiều thiết bị khác như tay nhấn không dây, kiểm soát an ninh, bộ chấm công, mạch thu phát tín hiệu dựa trên cơ chế đóng mở rờ le. 2. Lắp đặt và vận hành hệ thống Bước 1 : Bắt đế sập xung quanh Bước 2 : Lắp vách chết 2 bên Khi lắp vách chết 2 bên cần lưu ý lấy thăng bằng thẳng đứng Nếu có kẹp định vị thì lắp thêm vách chết trán. Không có kẹp định vị thì chuyển sang bước 3 Bước 3 : Bắt 2 nắp bịt đầu ray 35 Bước 4 : Lắp ray lên. Nếu ở Bước 2 chưa lắp vách chết trán do không có kẹp định thì sẽ lắp vách chết trán sau khi lắp ray Bước 5 : Bắt kẹp kính và bánh xe Bắt kẹp kính vào kính, sử dụng ốc kẹp kính để điều chỉnh cho kẹp kẹp chặt vào kính Bắt kẹp kính vào bánh xe bằng ốc treo, mép tai treo kính phải phẳng với mép kẹp để độ lệch giữa các tấm kính là nhỏ nhất. Bước 6 : Tháo 2 ốc chống nhảy của bánh xe 36 Bước 7 : Dựng kính, móc bánh xe lên ray Khi dựng kính, cần kê giấy dưới chân kính (thường sử dụng bìa caton dày) để giảm thiểu rủi ro trong trường hợp bị trượt tay làm rơi kính. Bước 8 : Lắp lại 2 ốc chống nhảy của bánh xe, bỏ giấy dưới chân kính Bước 9 : Chỉnh 2 cánh sao cho độ cao bằng nhau bằng ốc điều chỉnh trên bánh xe Bước 10 : Lắp dẫn hướng Lắp dẫn hướng của 1 cánh trước. Khoảng cách giữa kính và dẫn hướng phải có độ dơ khoảng 1mm. Khi bắt vít nở xuống sàn, nếu vít nở nhựa lối lên trên mặt sàn thì phải cắt phẳng bằng mặt sàn. Lưu ý : phải cố định 1 cánh cho song song với vách chết Lắp dẫn hướng thứ 2, chỉnh cho 2 cánh kính nằm trên 1 mặt phẳng. Bước 11 : Bắt chặn kính (hãm kính) Khi bắt chặn kính phải chỉnh khe giữ 2 cánh cách nhau khoảng 1cm (nếu không có gioăng) 37 Bước 12 : Bắt nắp ray Nếu có khoảng trống phía bên trên ray, nên lắp bản lề cho lắp đậy để thuận tiện trong quá trình vệ sinh và sửa chữa sau này. Nếu không có khoảng trống để mở nắp ray thì bắt vít vào 2 bên tai của bịt đầu ray 38 Bài 6: Lắp đặt hệ thống thông tin liên lạc Mã số mô đun: MĐ -32 Mục tiêu của bài: - Phân tích được nguyên lý hoạt động, ứng dụng của các hệ thống thông tin telefon, intercom, internet; - Lắp ráp, vận hành các hệ thống thông tin theo yêu cầu kỹ thuật; - Có tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp. Nội dung bài: 1. Hệ thống Puplic Address system Hệ thống PA (Puplic Address system) là hệ thống đáp ứng được các yêu cầu về thông báo giữa các khu vực của toà nhà với nhau. Các khu vực này được chia thành các vùng khác nhau với từng địa chỉ riêng biệt. Từ bất cứ vị trí nào, bạn cũng có thể gọi đến từng vùng đã được thiết lập trước đó hoặc thông báo cho toàn vùng khi cần thiết. Hệ thống hỗ trợ thông tin hai chiều: tại trung tâm điều khiển âm thanh, người quản trị có thể chọn và phát những thông báo giống hoặc khác nhau cho các khu vực riêng của tòa nhà. Hơn nữa, người sử dụng tại các khu vực riêng cũng có thể giao tiếp âm thanh về trung tâm thông qua mạng IP tại bất cứ nơi nào; ví dụ: từ một quán cà phê, nhà hàng hay tại chi nhánh của công ty đa quốc gia. Hệ thống cũng cho phép phát những đoạn âm thanh hoặc chuông hiệu đến các khu vực vào thời điểm đã được thiết lập trước. Hình 6.1. Hệ thống PA của công ty đa quốc gia. Hệ thống âm thanh giải trí đa vùng và tại các phòng thực hành ngoại ngữ/nhạc (LAB Room). Do đó, hệ thống này thường được lắp đặt ở trường học, trung tâm thương mại, trung tâm hành chính, bệnh viện, bến xe như trên H. 6.1 Thực hành: - Tổ chức tham quan hệ thông PA tại một cơ sở nào đó; - Tập vận hành, khai thác hệ thống. 2. Các hệ thống truyền thông và liên lạc 39 2.1. Hệ thống thông báo âm thanh Hệ thống thông báo âm thanh gồm các thiết bị như trên hình vẽ H.6.2: micro, điện thoại intercom, CD player, bộ khuyết đại và các loa. Hình 6.2 Hệ thống thông báo âm thanh 40 Bài 7: Lắp đặt mạch điện chuông cổng loại có hình ảnh Mã số mô đun: MĐ -32 Mục tiêu của bài: - Nêu được cấu tạo, nguyên lý làm việc của mạch điện chuông cổng loại có hình ảnh; - Phân tích được tài liệu, nhận dạng và chọn lựa thiết bị cần thiết phục vụ cho việc lắp đặt; - Sử dụng thành thạo các dụng cụ và phương tiện lắp đặt, kiểm tra; - Thực hiện việc lắp đặt đảm bảo theo đúng yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật, an toàn; - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, tư duy khoa học và tiết kiệm. Nội dung bài: 1. Sơ đồ khối, nguyên lý hoạt động và ứng dụng mạch điện chuông cổng loại có hình ảnh 1.1. Sơ đồ khối 1.2. Nguyên lý hoạt động và ứng dụng 1.2.1. Cấu tạo của hệ thống chuông cửa có hình Hệ thống chuông cửa có hình được cấu tạo từ 3 bộ phận chính gồm: - Camera chuông cửa được gắn phía ngoài cổng để thu hình ảnh và âm thanh, - Màn hình trung tâm sẽ gắn bên trong nhà để có thể quan sát, theo dõi, - Khóa từ với chức năng dùng để điều khiển mở hoặc đóng cửa. 1.2.2. Nguyên lý hoạt động Khi có khách đến nhà, vị khách này sẽ bấm vào nút gọi ở trên chuông cửa có gắn camera trước cửa nhà. Camera chuông cửa sẽ thu lại hình ảnh và thực hiện truyền tín hiệu hình ảnh, âm thanh này về màn hình trung tâm. Khi màn hình trung tâm nhận được tín hiệu sẽ phát chuông báo hiệu cho chủ căn hộ biết có khách. Chủ nhà sẽ đến chỗ màn hình để quan sát, và nếu muốn trò chuyện với khách thì chỉ cần bấm nút nói chuyện trên màn hình để thực hiện việc kết nối. Sau khi trao đổi nếu muốn mời khách vào nhà thì chủ nhà chỉ cần nhấn nút mở cửa (nút có biểu tượng hình cái khóa trên màn hình). Và khóa từ sẽ mở ra để mời khách vào nhà. Sau khi khách vào hoặc ra về thì cửa sẽ đóng lại và khóa từ sẽ tự động khóa cửa 41 lại 2. Lắp đặt và vận hành hệ thống Bước 1: Đi dây cáp tín hiệu trước khi lắp đặt chuông cửa có hình Để đi dây cáp đâu tiên bạn phải xác định được vị trí lắp đăt chuông cửa có hình, dự định sẽ lắp ở đâu? Vị trí lắp đặt chỗ nào để tiến hành đi dây cáp. Xác định đi dây nổi, đi ngầm cho dây cáp để tiến hành đục tường. Tuỳ vào nhu cầu mỗi nhà, và vị trí lắp đặt mà có thể lựa chọn 2 kiểu đi dây khác nhau. Khi đã xác định được vị trí lắp đặt chuông cửa có hình cũng như cách đi dây thì tiến hành đi dây từ vị trí lắp đặt camera, nút nhấn chuông cửa tới màn hình được lắp trong nhà. Bước 2: Lắp đặt nút nhấn của chuông cửa và camera quan sát ở các vị trí đã xác định trước Hãy dùng ốc vít để cố định nút nhấn chuông và camera quan sát khi lắp đặt chuông cửa có hình trên các vị trí đã xác định trước. Lưu ý nên lắp bề mặt phẳng, một số loại tránh nơi ẩm thấp, hoặc ánh nắng trực tiếp. Bước 3: Đấu dây tín hiệu giữ màn hình chuông cửa với camera quan sát của chuông cửa có hình Nối dây tín hiệu cho nút ấn và camera: Bạn dùng 4 sợi dây đấu vào 4 khe trong camera, vặn chặt ốc để giữ chặt sợi dây này Nối dây cho màn hình: Cũng giống như nối cho camera lắp đặt ngoài cổng, bạn cũng tiế hành nối 4 dây vào 4 khe trong màn hình của chuông cửa Bước 4: Cắm điện và sử dụng sau khi đã hoàn thành lắp đặt chuông cửa có hình Sau khi lắp đặt chuông cửa có hình xong bạn hãy cắm trực tiếp vào nguồn điện 220V để sử dụng. Nếu tín hiệu chưa được rõ hoặc không hoạt động hãy kiểm tra lại hệ thống đi dây của chuông mà bạn vừa lắp xong đã đúng chưa nhé. Một số loại chuông cửa có hình có nút bấm dành cho mở cửa từ, bạn chỉ cần dùng pin cho thiết bị này và nhấn nút sử dụng. Tuy nhiên chiếc cửa từ của gia đình bạn phải được kết nối với chiếc chuông cửa để điều khiển. 42 Bài 8: Mạng truyền thông quản lý ngôi nhà thông minh Mã số mô đun: MĐ -32 Mục tiêu của bài: - Phân tích được nguyên lý hoạt động, ứng dụng của mạng truyền thông quản lý ngôi nhà thông minh; - Lắp ráp, cài đặt phần mềm và vận hành được một số mạng truyền thông quản lý ngôi nhà thông minh theo yêu cầu kỹ thuật; - Có tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp. Nội dung bài: 1.Cấu trúc mạng truyền thông quản lý ngôi nhà thông minh Ngôi nhà thông minh có thể được quản lý ở một nơi xa không phụ thuộc vào không gian và thời gian, miễn là ở đó mạng internet đang làm việc. Trên H.9.1 trình bày sơ đồ khối quản lý ngôi nhà thông minh qua mạng internet. Hình 8.1 Sơ đồ tổng thể mạng truyền thông quản lý ngôi nhà thông minh Từ nơi làm việc, trong siêu thị, trên bái tắm ta vẫn điều khiển, giám sát và bảo vệ được ngôi nhà của mình. Mạng truyền thông quản lý ngôi nhà thông minh có thể kết nối với mạng internet và về bản chất chúng là các mạng LAN, WLAN. Về các mạng này đọc giả có thể tham khảo được ở nhiều tài liệu về mạng máy tính. Từ mục tiêu của bài này chúng ta tập trung giới thiệu cấu trúc của các mạng truyền thông quản lý ngôi nhà thông minh (H9.2). 43 Hình 8.2 Mạng truyền thông quản lý ngôi nhà thông minh Một số mạng truyền thông quản lý ngôi nhà thông minh tiêu biểu: * Mạng điện dân dụng Sử dụng hệ thống mạng điện dân dụng và các ổ cắm điện. Các ứng dụng hiện tại bao gồm: điều khiển hệ thống chiếu sáng, hệ thống thiết bị dân dụng, giám sát và cảnh báo an ninh. X-10 là công nghệ tiêu biểu sử dụng hệ thống mạng này * Mạng vô truyến (radio signal, wireless) Tương tự như hệ thống điều khiển từ xa của tivi, có thể điều khiển các hệ thống như chiếu sáng, giám sát...hoàn toàn không cần dây dẫn. Rất nhiều công nghệ tích hợp như Zigbee, Z-wave dựa trên tần số radio. * Mạng cáp điện thoại Tương tự như hệ thống mạng điện dân dụng, hệ thống điện thoại trong gia đình thường được thiết kế sẵn với các jack cắm ở các phòng. Về lý thuyết, hệ thống này có thể được dùng để truyền tín hiệu dữ liệu và liên lạc phục vụ cho các ứng dụng đa phương tiện. Tuy nhiên, không có nhiều công nghệ được phát triển cho loại mạng này. * Mạng cáp chuyên dụng Mạng tin cậy và tốt nhất. Khi xây dựng hoặc nâng cấp một ngôi nhà, mạng cáp đồng trục (RG-6) thường được sử dụng cho các hệ thống giải trí đa phương tiện, mạng Cat-5 (ethernet) được dùng cho các hệ thống liên lạc và truyền dữ liệu. Các mạng này đề có thể được lắp đặt trong tường nhà sử dụng các đầu nối tương tự mạng điện dân dụng. 2. Một số cấu hình mạng Trong thực tế có nhiều cấu trúc mạng truyền thông quản lý ngôi nhà thông minh và có nhiều giao thức được sử dụng như đã nêu ở trên. Tại đây giới thiệu một cấu trúc mạng 3 tầng làm ví dụ (H.9.3, H.9.4). Tầng thấp nhất là gồm các thiết bị điều khiển, cảm biến các phần tử thực hiện như: các van điện từ, các động cơ nhiệt, điều chỉnh ánh sáng, chỉ báo các thông số đo lường, các máy công cụ khác.v.v.v.có thể phát triển tời 100 bộ điều 44 khiển; tên gọi là Floor Level Network (FLN). Tầng 2 là các bộ điều khiển tích hợp như: Bộ điều khiển MBC (Module Building Control) là module chuyên dụng cho điều khiển tòa nhà, MEC (Module Electrical Control) – module chuyên dụng điều khiển và quản lý điện năng; Các bộ điều khiển này được sử dụng trong các hệ thống đã nêu ở các bài học trên: Hệ điều hòa không khí, phòng cháy và chữa cháy, giám sát và phòng chống an ninh, chiếu sáng, v.v.v.v. Các bộ điều khiển này là một PC hay đều có bộ vi điều khiển được cài đặt các phần mềm chuyên dụng, nên có khả năng làm việc độc lập khi mạng phía trên nó bị sự cố. Các phần mền chuyên dụng được giới thiệu ở mục tiếp theo. Tầng ba là tầng quản lý, có nhiều máy tính làm việc tại một trung tâm điều hành. Các phần mềm chuyên dụng được cài đặt để đảm bảo tại trung tâm có thể: - Điều khiển và giám sát trạng thái làm việc của các thiết bị với các giao diện than mật; - Cài đặt các chế độ điều khiển cho mọi hệ thống trong ngôi nhà và giao tiếp với các thiết bị PPC, mobilephone qua mạng Internet; - Hướng dẫn xử lý sự cố. Toàn mạng được nôi bằng các cáp đôi xoắn bọc kim với các tốc độ truyền tin cho phép. Hình 8.3. Sơ đồ cấu trúc mạng quản lý nhà thông minh Peer to Peer Building Level Network/ Ethernet LAN TCP/IP 45 Hình 8.4. Sơ đồ mạng quản lý nhà thông minh Ethernet LAN TCP/IP 3. Một số thiết bị điều khiển và cảm biến trong ngôi nhà thông minh: Thiết bị điều khiển trung tâm: Từ trung tâm điều khiển này, bạn có thể dễ dàng điều khiển tất cả các chức năng của các phòng trong ngôi nhà cũng như kiểm tra các thiết đặt thông qua màn hình điều khiển Thiết bị điều khiển trong phòng: tính toán và hiển thị nhiệt độ phòng, cho phép điều khiển và thay đổi các thiết lập trong phòng. 46 Cảm biến nhiệt độ: tính toán và đo nhiệt độ phòng Web server: kết nối hệ thống điều khiển ngôi nhà thông minh với Internet, cho phép truy cập và điều khiển hệ thống từ xa thông qua Web. Thiết bị điều chỉnh thông qua bức xạ nhiệt: cảm biến nhiệt độ phòng, điều khiển hệ thống nước nóng thông qua đó điều khiển nhiệt độ phòng. Bộ điều khiển đa chức năng: cho phép điều khiển cùng lúc nhiều loại thiết bị khác nhau Ổ cắm điện điều khiển bằng sóng radio: Cho phép điều khiển thiết bị kết nối với ổ cắm hoặc thay đổi mức sáng của đèn. Bộ cảm biến nhiệt độ ngoài trời và khí áp Bộ cảm biến khói: cảm biến khói và hỏa hoạn 47 Công tác điều khiển đèn: cho phép điều khiển bật tắt và mức độ sáng tối của đèn Bộ cảm biến đóng mở cửa: cảm biến cửa ra vào hoặc cửa sổ được đóng hay mở. Tất cả các thiết bị này có thể được điều khiển trực tiếp hoặc từ xa thông qua trung tâm điều khiển. Các thiết bị này có thể được điều khiển bằng tín hiệu sóng radio hoặc tín hiệu truyền qua mạng điện dân dụng của ngôi nhà. Ngày nay, các thiệt bị điều khiển hệ thống ngôi nhà thông minh được xây dựng dựa trên một số chuẩn giao thức phổ biến như X10, Z-wave, PLC, Insteon và Zigbee 4. Các phần mềm điều khiển và quản lý Có nhiều phần mềm điều khiển và quản lý ngôi nhà của các hang khác nhau và theo các chuẩn giao thức khác nhau. Sau đây giới thiệu một số phần mềm của Smart BUS G4 Software Phần mềm lập trình Smart-Bus - Cấu hình các thiết bị trong hệ thống Smart-bus. Phần mềm quản lý danh sách - Play list Management Software and reminders Software (To enable Organizing Personal Lists from any Networked PC/laptop) Phần mềm quản lý ra vào khách sạn Hỗ trợ quản lý khách sạn với tính năng kiểm soát cửa vào ra, theo dõi và ghi nhận quá trình. Phần mềm điều khiển G4-SBUS cho Android Phần mềm điều khiển nhà thông minh cho các thiệt bị chạy trên nền Android( điện thoại, mái tính bảng). Dùng để điều khiển tất cả các công năng cho một ngôi nhà thông minh: đèn, rèm, âm nhạc, ngữ cảnh, tưới nước.... 48 Phần mềm điều khiển G4-SBUS cho Iphone, Ipad, Ipod Phần mềm điều khiển nhà thông minh cho các thiệt bị chạy trên nền IOS ( Iphone, Ipad, Ipod). Dùng để điều khiển tất cả các công năng cho một ngôi nhà thông minh Phần mềm điều khiển G4-SBUS cho Windows Phần mềm điều khiển nhà thông minh cho các thiệt bị chạy trên nền Windows. Dùng để điều khiển tất cả các công năng cho một ngôi nhà thông minh: đèn, rèm, âm nhạc, ngữ cảnh, tưới nước... Phần mềm điều khiển G4-SBUS cho Windows CE Phần mềm điều khiển nhà thông minh cho các thiệt bị chạy trên nền Windows CE. Dùng để điều khiển tất cả các công năng cho một ngôi nhà thông minh: đèn, rèm, âm nhạc, ngữ cảnh, tưới nước Phần mềm điều khiển nhà thông minh cho các thiệt bị chạy trên nền Windows CE. Dùng để điều khiển tất cả các công năng cho một ngôi nhà thông minh: đèn, rèm, âm nhạc, ngữ cảnh, tưới nước... Cài đặt các phần mềm trên server của mạng cần tuân theo chỉ dẫn của các tài liệu hướng dẫn hoặc các chuyên gia. Chúng ta, chủ yếu, tập trung vào khai thác sử dụng. 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Thiết kế ngôi nhà thông minh dùng vi điều khiển – Nguyễn Thị Ngọc Anh, Nguyễn Đức Chinh – Nhà xuất bản lao động xã hội 2. Kỹ thuật Vi điều khiển AVR – Ngô Diệp Tập – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật