Chế tạo mạch điện thông minh có khả năng bật/tắt đèn theo ánh sáng
Ngày nay, đi cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật có rất nhiều thiết bị điện thông minh được nghiên cứu cũng như nhiều mạch điện tự động hóa đã ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu cuộc sống ngày càng cao của con người.
Hiện cũng đã có nhiều nghiên cứu về mạch điện ứng dụng thiết bị thông minh như: Mạch đèn chiếu sáng các tuyến đường bằng rơ le, thời gian để tự động điều khiển đèn theo thời gian. Tuy nhiên, mạch điện này vẫn còn bị nhược điểm chưa khác phục về sự lệch múi giờ theo mùa. Nếu dùng rơ le thời gian, cài đặt thời gian bật tắt cố định cho đèn, có khi trời đã tối đèn vẫn chưa sáng hay trời đã sáng đèn vẫn chưa tắt. Mặt khác những mạch điện này thường thắp sáng xuyên đêm nên lượng điện năng tiêu thụ rất lớn.
Chính vì thế, việc tạo ra thiết bị điện thông minh có thể thay thế con người tự động tắt/ mở theo ánh sáng và tiết kiệm điện năng trong quá trình sử dụng là rất cần thiết.
Tại Việt Nam, mạch điện thông minh đang dần trở thành một lĩnh vực nghiên cứu của nhiều đơn vị công nghệ và những người đam mê, tìm tòi sáng tạo như hai em Nguyễn Minh Quân và Văn Viết Thiên Kim - Trường Trung học cơ sở Chu Văn An, thành phố Huế cũng không phải là trường hợp ngoại lệ. Thông qua việc vận dụng các kiến thức đã học ở trường; thu thập tài liệu từ sách vở; internet,… hai em đã thực hiện ý tưởng chế tạo “Mạch điện thông minh có khả năng bật/tắt đèn theo ánh sáng”.
Mạch điện có cấu tạo gồm: Bộ cảm biến ánh sáng, khi trời tối, mạch điện sẽ tự động bật và khi trời sáng, mạch điện tự động ngắt mà không cần sự điều chỉnh của con người. Rơ le thời gian được cài đặt trước cho mạch điện một khoảng thời gian cố định, sau khoảng thời gian đó, mạch điện tự động chuyển sang trạng thái mới và duy trì trạng thái đó cho đến khi cắt nguồn điện. Mạch điện còn có chiết áp điều chỉnh tăng hoặc giảm điện áp cho mạch điện, công tơ điện đo điện năng tiêu thụ và aptomat được dùng để đóng/tắt nguồn điện.
Nguyên lý hoạt động của mạch điện khá đơn giản. Khi mở công tắc nguồn, đèn tín hiệu nguồn sáng, có dòng điện 220V xoay chiều cấp cho bộ cảm biến ánh sáng. Khi trời tối, bộ cảm biến ánh sáng hoạt động cho dòng điện chạy vào chân số 7 và số 8 của rơ le thời gian. Sau đó chân số 5 của rơ le thực hiện nhiệm vụ cung cấp điện áp đến đèn Đ1 và Đ2 làm cho hai đèn này bật sáng. Sau khoảng thời gian đã định trước, chân số 6 của rơ le thời gian tác động lên chiết áp. Lúc này, chiết áp sẽ điều chỉnh giảm áp làm cho 2 đèn sáng mờ, công suất của đèn giảm so với công suất định mức, điện năng tiêu thụ ít so với lúc đầu. Khi trời sáng, bộ cảm biến ánh sáng ngừng hoạt động, không có dòng điện cung cấp cho mạch điện, đèn Đ1 và Đ2 sẽ tắt, em Thiên Kim cho biết.
Mô hình thiết kế mạch điện thông minh và tiết kiệm ứng dụng tại Trường THCS Chu Văn An
Giải pháp này là 01 trong 04 giải pháp đạt Giải nhất tại Cuộc thi Sáng tạo Thanh thiếu niên, Nhi đồng tỉnh Thừa Thiên Huế lần thứ XI năm 2018.
Ánh Nguyệt