CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠCH CHIẾU SÁNG TỰ ĐỘNG

ban ngày ánh sáng nhận được từ bức xạ mặt trời cung cấp tự nhiên được sự dụng

không hạn chế. Tuy nhiên khi thời điểm trong ngày kết thúc, thì nhu cầu ánh sáng

vẫn phải đảm bảo phục vụ cho các hoạt động của con người. Con người đã tạo ra

ánh sáng nhân tạo từ các bóng đèn chiếu sáng dựa trên các nguồn năng lượng khác,

chủ yếu là điện năng. Điện năng sử dụng cho hệ thống chiếu sáng ảnh hưởng tới

nhu cầu sử dụng điện lên ngành điện lực, làm tăng chi phí kinh thế phải chi trả. Bài

toán tiết kiệm năng lượng đang được con người chú trọng và quan tâm, vì vậy ta

cần sử dụng điện năng hiệu quả tối đa, tránh lãng phí.

Với dân số Việt Nam đang tăng lên và sự phát triển của xã hội thì nhu cầu sử

dụng điện năng không ngừng tăng cao.

Bảng 1-1: Nhu cầu sử dụng điện năng ở các lĩnh vực



Ở Việt Nam, mức điện năng tiêu thụ đang ở mức báo động, nguyên nhân là

do công nghệ tổ chức sản xuất lạc hậu và sử dụng điện năng lãng phí không đúng

mục đích.

Theo số liệu thống kê của Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), lượng điện

tiêu thụ của hệ thống chiếu sáng trên toàn quốc chiếm khoảng 25(%) tổng lượng

điện tiêu thụ. Có nghĩa là lượng điện năng cấp cho hệ thống chiếu sáng chiếm tỷ

trọng lớn trong tổng lượng điện tiêu thụ. Tiết kiệm điện năng trong hệ thống chiếu

sáng, trong hệ thống điện, là một yêu cầu cấp bách được đặt ra cần phải được thực

hiện. Nếu tiết kiệm triệt để trong hệ thống chiếu sáng sẽ giúp tiết kiệm năng lượng

đến 40 (%). Hiện nay có ba giải pháp tiết kiệm điện năng được áp dụng cho lĩnh

vực chiếu sáng:

3



• Sử dụng tối đa nguồn ánh sáng tự nhiên

• Thay thế các bóng đèn sợ đốt bằng các bóng đèn chiếu sáng tiết kiệm điện

• Thiết kế hệ thống chiếu sáng phù hợp với không gian và tính chất mục đích

sử dụng

1.2 Thế nào là một mạch chiếu sáng tự động:

Mạch chiếu sáng tự động là mạch điện gồm các phần tử liên kết lại với nhau

có nhiệm vụ cung cấp hoặc ngắt dòng điện đến thiết bị chiếu sáng. Quá trình cung

cấp hoặc ngắt dòng này được thực hiện một cách tự động và được quyết định vào

các đại lượng tín hiệu mà người chế tạo đã cài đặt ban đầu. Ngoài ra còn có một số

mạch có khả năng tự điều chỉnh cường độ sáng, màu sắc, vv… sao cho phù hợp

với không gian và yêu cầu sử dụng.

Các tín hiệu thường được dùng để điều khiển:

• Cường độ sáng: ánh sáng tại mỗi thời điểm trong ngày là khác nhau. Sự thay

đổi đó đặc trưng bởi cường độ sáng và được nhận biết bằng các quang trở,

điện trở của quang trở sẽ thay đổi khi ánh sáng thay đổi.

• Thời gian chiếu sáng: việc chiếu sáng được thực hiên nhờ các mạch hẹn giờ,

thông qua bộ đếm dao động để điều chỉnh quá trình đóng ngắt mạch.

• Các chuyển động: được xác định bằng các cảm biến hồng ngoại, khi con

người chuyển động hướng vuông góc với các trùm tia chiếu, thân nhiệt người

phát ra các bức xạ hồng ngoại và kích hoạt vào mắt cảm biết, dựa vào sự

thay đổi đó để bộ điều khiển có thể đóng ngắt mạch điện.

Ngoài ra các tín hiệu từ cảm biến siêu âm được sử dụng để phát hiện âm thanh

của con người, làm tín hiệu điều khiển cho việc đóng ngắt mạch.



4



1.2.1 Ứng dụng của mạch chiếu sáng tự động

Mạch chiếu sáng tự động được sử dụng rỗng rãi trong đời sống tại mỗi hộ gia

đình, trong sản xuất và kinh doanh tại các nhà máy, xí nghiêp, hệ thống chiếu sáng

ở đường phố, công viên khu vực công cộng v.v…

a) Chiếu sáng tự động ở đường phố, công viên, khu công cộng

Ánh sáng giúp con người quan sát các phương tiện khác cùng di chuyển, nhận

biết các tín hiệu giao thông để điều khiển phương tiện an toàn với người và phương

tiện, tránh những va chạm, tai nạn xảy ra. Các loại mạch chiếu sáng tự động được

sử dụng và được lắp đặt chiếu sáng khi trời về tối, thời gian chiếu sáng được điều

chỉnh theo thời gian chiếu sáng của mặt trời trong ngày và các ngày trong một mùa.



Hình 1.1 Mô hình mạch chiếu sáng cho hệ thống đèn chiếu đường

b) Phục vụ các hoạt động sinh hoạt trong hộ gia đình:

Mạch chiếu sáng tự động có thể sử dụng cảm biến quang hay cảm biến chuyển

động .Các cảm biến có thể nhận biết sự thay đổi cường độ sáng và sự xuất hiện của

con người. Khi có các tín hiệu nhận được thì lập tức các mạch chiếu sáng hoạt

động, như vậy con người sẽ có được sự chiếu sáng khi cần thiết. Các khu vực cần

5



được lắp đặt trong căn nhà như: tại cửa ra vào, hành lang đi lại, vị trí cầu thang, bố

trí tại hầm để xe, khu vực vệ sinh, hay những nơi mà ánh sáng ban ngày không thể

chiếu sáng tới đó.

Hiện nay tại công ty Bkav Smart Home đã sản xuất thành công một số thiết bị

chiếu sáng tự động và được sử dụng tại các khu vực khác nhau trong những căn

nhà tiện nghi.



Hình 1-2: Thiết bị bật tắt đèn tự động gắn trần, gắn tường

c) Ứng dụng trong hệ thống bảo vệ, tránh kẻ gian đột nhập vào ban đêm.

Thiết bị cảm biến được lắp đặt xung quanh ngôi nhà, khi kẻ gian đột nhập và

di chuyển ngang qua vùng cảm biến nhận biết, đèn được bật sáng khiến kẻ gian

giật mình, đồng thời báo hiệu cho người chủ của ngôi nhà biết được mối nguy

hiểm và có phương án dự phòng.

d) Ứng dụng mạch chiếu sáng tự động trong việc điều khiển tín hiệu đèn giao

thông

Tại các ngã rẽ, khuc vực giao nhau giữa các tuyến đường, tránh hiện tượng va

chạm, người ta dùng các đèn giao thông để chỉ thị khoảng thời gian cho phép

người điều khiển phương tiện đi tiếp, khoảng thời gian dừng phương tiện lại. Các

khoảng thời gian tương ứng vào khoảng thời gian đèn sáng và được thay đổi luân

6



phiên, qua đó người tham gia giao thông có thể nhận biết và thực hiện đúng các

chỉ dẫn giao thông.



Hình 1-3: Đèn điều khiển tín hiệu giao thông

1.2.2 Ưu nhược điểm của mạch chiếu sáng tự động

a) Ưu điểm:

Giải phóng hoạt động của con người: công việc bật tắt đèn được diễn ra một

cách tự động, không phải cần sự tác động trực tiếp từ con người, ta cũng không còn

phải suy nghĩ rằng mình đã quên tắt đèn hay chưa.

Tạo cảm giác thoải mái, tiện nghi: con người không phải nhớ rõ vị trí công tắc

đèn nữa, nhất là đối với những người tuổi cao hay những vị khách đến chơi nhà

không phải khó khăn để bật được đèn sáng, mọi thứ trở nên đơn giản, dễ dàng hơn

Nâng cao tính an toàn cho tài sản và cuộc sống: chiếu sáng báo hiệu khi có kẻ

gian đột nhập

Tiết kiệm điện năng và tiền bạc: khi hệ thống chiếu sáng được sử dụng vào

đúng thời điểm, đúng nhu cầu sử dụng thì việc tiết kiệm điện năng được cải thiện rõ

rệt, giảm chi phí kinh tế cho nhu cầu sử dụng điện của mỗi gia đình.



7



Dễ dàng lắp đặt và sử dụng: thiết bị không quá phức tạp, hầu hết mọi người

đều có thể sử dụng.Với giải pháp lắp đặt hệ thống chiếu sáng tự động, chúng ta có

thể áp dụng trên phạm vi từ các hộ gia đình đến phạm vi toàn bộ nhu cầu chiếu

sáng của các nhà máy, xí nghiêp, trường học và toàn thể quốc gia.

b) Nhược điểm

Chưa thống nhất một quy chuẩn trên thị trường: Ngày càng có nhiều công nghệ

do các nhà cung cấp đưa ra, vì vậy để ứng dụng rộng rãi và hiệu quả thì việc các

công ty gia nhập các hiệp hội tiêu chuẩn là rất cần thiết.

Nhận xét: Qua những hiệu quả và những ý nghĩa to lớn mà mạch chiếu sáng tự

động mang lại cho con người và xã hội. Em thấy việc tìm hiểu và nghiên cứu mạch

chiếu sáng tự động là cần thiết, góp phần nhỏ trong công cuộc ứng dụng công nghệ

vào đời sống xã hội, đưa mức tiện nghi lên cao, tiết kiệm nguồn năng lượng điện

cho quốc gia.



CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT



2.1 Linh kiện bán dẫn transistor

a) Cấu tạo của Transistor.



8



Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối tiếp giáp (PN), nếu ghép theo thứ tự PNP ta được Transistor thuận, nếu ghép theo thứ tự NPN

ta được Transistor ngược.



Hình 2-1 Cấu tạo transistor

Ba lớp bán dẫn được nối ra thành ba cực

•



Cực gốc B (Base): nằm ở giữa và khácloại bán dẫn với hai lớp bán dẫn

còn lại: lớp bán dẫn này rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp.



•



Cực phát E (Emitter) và cực góp C (Collector): nằm phía ngoài và cùng

là loại bán dẫn với nhau, nhưng nồng độ tạp chất trong 2 lớp bán dẫn là

khác nhau nên không để hoán đổi vị trí cho nhau được.



b) Nguyên tắc hoạt động của Transistor



Xét hoạt động của Transistor NPN



9