Ngôi nhà thông minh

2.1 . Xây dựng hệ thống Mạng Lan Để khai thác tốt nhất các tính năng của hệ thống nhà thông minh, bạn cần xây dựng cho ngôi nhà mình một hệ thống mạng LAN tốt nhất và bạn nên sử dụng dịch vụ Internet. Bạn nên sử dụng mạng wi-fi cho ngôi nhà mình để bạn có thể sử dụng internet một cách thoải mái không bị vướng víu bởi dây cáp mạng. mặt khác việc sử dụng mạng wi-fi mở ra cho bạn khả năng ứng dụng rất lớn, vì hầu hết các thiết bị di động ngày nay đều cung cấp kết nối wi-fi. Với một chiếc Smart phone hoặc lap-top kết nối wi-fi bạn dễ dàng điều khiển được toàn bộ hệ thống thiết bị trong gia đình bạn, lướt web hay quan sát hình ảnh từ các camera an ninh. Chúng tôi cung cấp cho bạn các phần mềm chạy trên các thiết bị di động để bạn dễ dàng quản lý ngôi nhà mình qua wi-fi. Để có một mạng LAN tốt bạn cần chuẩn bị đầy đủ các thiết bị cần có bao gồm : Thuê bao ADSL từ các nhà cung cấp dịch vụ như FPT, Viettel, Megavnn .v.v. Router ADSL, chuyển mạch mạng 10/100/1000 Mbps, máy tính chủ, wi-fi access point, và các thiết bị ngoại vi như máy tính cá nhân, smart phone .v.v. – Hình 1.7.- mạng LAN là nền tảng để tích hợp hệ thống điều khiển, hệ thống giải trí và các hệ thống khác, đảm bảo cho các hệ thống hoạt động đồng bộ, thống nhất. H 1.7. Mô hình mạng Hệ thống điều khiển : Để xây dựng được một hệ thống điều khiển thực sự tốt, ổn định. Bạn cần lựa chọn một hệ thống điều khiển chất lượng cao. Bộ điều khiển trung tâm của HAI được trang bị các tính năng điều khiển tự động, điều khiển chiếu sáng, an ninh, điều hòa không khí, lập lịch hoạt động .v.v. thiết lập các chế độ hoạt động : away – đi xa, day – ban ngày, night - buổi tối, vacation - chống trộm. hơn nữa, bạn có thể tự tạo ra các chế độ mong muốn như : đón khách, xem phim, ăn tối, thư giãn, nghe nhạc .v.v. với các chế độ hoạt động của hệ thống chiếu sáng, an ninh, điều hòa phù hợp với nhu cầu sử dụng của bạn. Hệ thống sử dụng các cảm biến tuyến tính để điều chỉnh hoạt động của các hệ thống chiếu sáng, điều hòa, an ninh phù hợp với sự thay đổi của môi trường xung quanh. Hệ thống được lập trình và điều khiển, quan sát trạng thái hệ thống từ các màn hình cảm ứng, máy tính, Palmtop computer, smartphone .v.v H 1.8. Smart phone Công nghệ điều khiển chiếu sáng Các thiết bị điều khiển chiếu sáng trong hệ thống nhà thông minh được tích hợp chíp thông minh bên trong để thực hiện các lệnh điều khiển của hệ thống điều khiển trung tâm và từ các thiết bị điều khiển khác. Trước hết bạn lựa chon cho mình một hệ thống điều khiển chiếu sáng tương thích với hệ thống điều khiển trung tâm của bạn, tiếp đó bạn lựa chọn phương thức truyền thông cho thiết bị của ngôi nhà bạn. Hiện nay có 2 phương thức truyền thông chủ yếu là không dây và có dây. Với phương thức truyền thông không dây bằng sóng RF bạn dễ dàng lắp đặt và thay đổi vị trí thiết bị trong ngôi nhà mình. Nhưng nhược điểm lớn nhất của phương thức truyền thông không dây là tín hiệu không truyền được đi xa và nhất là với thiết kế kiến trúc ở việt nam, tín hiệu điều khiển bị lớp tường, bê tông dày ngăn cản, hấp thụ. Nên tín hiệu điều khiển không được ổn định, dẫn đến điều khiển không chính xác. Một số chuẩn điều khiển thông qua sóng RF điển hình là : Z-wave (Zensys), RadioRA (Lutron), Vizia RF (ACT) . Với phương thức truyền thông có dây bạn có hai lựa chọn : Phương thức truyền thông bằng đường điều khiển riêng rẽ thường được gọi là I-Bus như : EIB, C-Bus, lonwork .v.v. với phương thức truyền thông bằng đường điều khiển riêng rẽ tín hiệu điều khiển được đảm bảo độ tin cậy rất cao 99,99%. Nhưng nhược điểm của hệ thống xây dựng bằng các thiết bị I-Bus là bạn phải đi đường điều khiển đến từng thiết bị, bạn sẽ gặp rất nhiều khó khăn khi thay đổi vị trí thiết bị. Mặt khác, các thiết bị I-Bus có giá thành khá cao do thiết kế có công suất lớn. Do vậy các thiết bị I-Bus chỉ phù hợp với điều khiển chiếu sáng công nghiệp. Một số hãng sản xuất thiết bị I-Bus điển hình là : ABB, Clipsal, Hager, EDT, Legrand .v.v. Phương thức truyền thông bằng dây dẫn thứ hai là công nghệ truyền tín hiệu điều khiển trên đường dây điện thường gọi là công nghệ PowerLine Communication (PLC). Được ra đời và phát triển từ những thập niên 80 của thế kỷ 20 tại mỹ, với dự án thử nghiệm truyền tải thông tin trên đường dây điện mang tên là X-10. Kể từ đó hàng loạt các thiết bị điều khiển sử dụng đường dây điện mang tên dự án X10 đã ra đời. các bị X10 đã sớm có mặt tại việt nam từ đầu năm 2000.Nhưng do các nhà cung cấp tại việt nam đã không xây dựng được một giải pháp tổng thể, đặc biệt là các hệ thống đều thiếu thiết bị điều khiển trung tâm chuyên dụng, nên vô hình chung đã biến các thiết bị X-10 trở thành một hệ thống không có nhiều tính năng ưu việt hơn hệ thống điện thông thường, nên hệ thống X-10 đã không trở thành một hệ thống điều khiển phổ biến tại việt nam. Hiện nay, Chúng tôi đã đưa thiết bị điều khiển trung tâm vào thiết kế hệ thống nhà thông minh để khai thác tối đa các tính năng ưu việt của hệ thống chiếu sáng sử dụng công nghệ truyền tín hiệu điều khiển trên đường dây điện. Phương thức truyền tín hiệu điều khiển trên đường dây điện có được ưu điểm của phương thức truyền tin có dây và không dây là : vừa có độ tin cậy cao, vừa dễ dàng lắp đặt. Ở việt nam khi nhắc tới phương pháp truyền tín hiệu điều khiển trên đường dây điện thì chúng ta thường nghĩ ngay tới X10. nhưng trên thực tế các sản phẩm sử dụng công nghệ X10 truyền thống hiện nay không còn nữa mà thay vào đó là các sản phẩm được sử dụng công nghệ cao hơn X10 rất nhiều. Trong số đó có X10-2nd ( X10 thế hệ thứ 2 ), UPB, PLC-Bus là những chuẩn truyền tín hiệu điều khiển trên đường dây điện đảm bảo độ tin cậy ngang với các thiết bị I-Bus (99,98%) và có tốc độ truyền tin nhanh. X10-2nd : Là sản phẩm của tập đoàn sản xuất thiết bị điều khiển chiếu sáng BMB electronic có trụ sở tại Hà Lan. Các sản phẩm này hoàn toàn tương thích với các thiết bị điều khiển trung tâm của HAI, Honeywell, Home-seer, Crestron, 4control, M-Gold .v.v. Nhược điểm của hệ thống này là cần có bộ lọc nhiễu. UPB : UPB (Universal PowerLine Bus) được phát triển bởi PCS-lightingcontrol tại mỹ. hệ thống này có độ bảo toàn thông tin rất cao (99,99%), tốc độ truyền tín hiệu điều khiển rất nhanh, không cần bộ lọc nhiễu. UPB tương thích với các thiết bị điều khiển trung tâm của HAI, Honeywell, Home-seer, Crestron, 4control, M-Gold .v.v. Nhưng đáng tiếc, UPB vẫn chưa có sản phẩm cho hệ thống điện 220v-50Hz tại việt nam. PLC-Bus : PLC-Bus là sản phẩm của tập đoàn ATS Hà Lan. PLC-Bus được ví như UPB dành cho mạng điện 220v-50Hz. PLC-bus có độ bảo toàn thông tin 99,99%, tốc độ truyền tín hiệu ngang với UPB, và cũng không cần bộ lọc nhiễu. mặt khác, ATS Hà lan đã chọn Trung Quốc là nơi đặt nhà máy OEM (lắp ráp, tạo mẫu mã sản phẩm từ các module tích hợp sẵn của ATS) nhằm giảm chi phí trong quá trình sản xuất mà vẫn đảm bảo được chất lượng cho sản phẩm. Do đó, giá thành của PLC-bus đã giảm hơn rất nhiều so với các sản phẩm UPB sản xuất tại mỹ, hợp với túi tiền người việt nam. Các sản phẩm PLC-Bus tương thích với các thiết bị điều khiển trung tâm của HAI, Honeywell, Home-seer, Crestron, 4control, M-Gold .v.v. Thiết bị điều khiển chiếu sáng Có 2 loại thiết bị điều khiển chiếu sáng : 1. Thiết bị đóng cắt (SWITCH-ON/OFF) : Thiết bị này sử dụng cho mọi loại đèn và một số thiết bị điện khác. Cường độ dòng điện định mức của thiết bị này dao động trong khoảng 5A - 25A. 2. Thiết bị thay đổi độ sáng đèn (DIMMER): Thiết bị này cho phép tăng/giảm, đặt độ sáng phù hợp với nhu cầu sử dụng của bạn, do đó giúp bạn tiết kiệm điện năng. Thiết bị này chỉ sử dụng cho đèn sợi đốt, đèn halogen .v.v. công suất định mức của thiết bị này dao động từ 250W-700W. Thiết bị giao tiếp người sử dụng Để điều khiển hệ thống, bạn cần trang bị cho hệ thống của mình một số thiết bị giao tiếp người sử dụng. Chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng màn hình cảm ứng để theo dõi và điều khiển toàn bộ các thiết bị trong nhà của mình. H 2.4 Màn hình cảm ứng có giao diện đẹp và rất dễ sử dụng Phần mềm điều khiển : Chúng tôi cung cấp cho bạn một số phần mềm điều khiển chuyên dụng để bạn quản lý ngôi nhà mình một cách dễ dàng. Dưới đây là một số phần mềm mà bạn có thể lựa chọn : 1. SNAP –LINK : Snap-link cho phép bạn điều khiển và theo dõi trạng thái của các thiết bị trong gia đình bạn. Snap-Link không cần phải cài đặt, truy nhập trực tiếp và khối điều khiển trung tâm thông qua kết nối Ethernet. Snap-Link cài trực tiếp lên PC, Lap-top. Với Snap-link và Lap-top kết nối wi-fi bạn dễ dàng điều khiển, và kiểm soát mọi thiết bị trong nhà mình. H 2 .5 Giao diện người dùng của snap-link. WEB-LINK II : H 2.6 Giao diện web Lắp đặt hệ thống : Bạn nên chọn khu vực đặt bộ điều khiển trung tâm ở tầng hầm. vì ở khu vực này là nơi bạn cần phải bảo vệ nhiều nhất, và cũng là khu vực không ảnh hưởng tới sinh hoạt hàng ngày của bạn. Nếu nhà bạn không có tầng hầm, bạn có thể tìm một vị trí thuận lợi nhất, tránh các tác động của môi trường tới hệ thống, tiết kiệm cáp nối, dễ dàng lắp đặt và bảo trì. 1.4 . Hướng thực hiện đề tài Nhìn chung thì những công nghệ sử dụng làm giải pháp cho ngôi nhà thông minh hiện nay đem lại một sự tiện ích vô cùng to lớn. Với những công nghệ tiên tiến như vậy, ngôi nhà không còn là một vật vô tri vô giác mà hình như nó đã có cảm giác và có sự quan hệ mật thiết với gia chủ. Bên cạnh những thành tựu to lớn đó thì các giải pháp ngôi nhà thông minh cho dù là do các tập đoàn lớn hay các doanh nghiệp nhỏ cung cấp đều phụ thuộc khá nhiều vào chất lượng dịch vụ viễn thông, bao gồm mạng điện thoại và Internet tốc độ cao. Một khi hai dịch vụ này không ổn định thì việc truy nhập điều khiển từ xa của người sử dụng chắc chắn bị hạn chế rất nhiều. Như đã nói ở trên về công nghệ truyền dẫn tín hiệu điều khiển trên đường dây điện lực – công nghệ PLC có ưu điểm là vừa có độ tin cậy cao (99,98%), vừa dễ dàng lắp đặt.Xong nó cũng có những hạn chế nhất định . Đường dây truyền tải điện không phải được thiết kế dành cho truyền dữ liệu, do đó có rất nhiều vấn đề cần được khắc phục. Công suất nhiễu trên đường dây điện lực là tập hợp tất cả các nhiễu loạn khác nhau thâm nhập vào đường dây và vào máy thu. Các tải được kết nối vào mạng như ti vi, máy tính, máy hút bụi… phát nhiễu và truyến bá qua đường dây điện; các hệ thống truyền thông khác cũng có thể đưa thêm nhiễu vào máy thu. Đường dây điện được ra đời phục vụ cho việc truyền năng lượng điện chứ không nhằm mục đích truyền thông tin. Khi đưa thông tin truyền trên đó, ta sẽ gặp phải rất nhiều yếu tố gây nhiễu cho tín hiệu. Thực tế, đường dây điện lực là một môi trường truyền thông rất nhạy cảm, đặc tính của kênh thay đổi theo thời gian tùy thuộc vào tải và vị trí, cho đến nay các đặc tính cụ thể của kênh vẫn là những vấn đề được nghiên cứu nhằm đưa ra các giải pháp xử lý hiệu quả. Có thể điều khiển ngôi nhà thông minh sử dụng PLC (bộ điều khiển khả trình Programable Logic Controller) là một phương pháp ít được nghĩ tới. Và cũng có thể mọi người nghĩ rằng đó là một giải pháp chưa được tối ưu. Nhưng như đã phân tích ở trên, các giải pháp cho dù là do các doanh nghiệp lớn trên thế giới đưa ra cũng còn có những hạn chế của nó. Mỗi giải pháp đều có những ưu điểm, nhược điểm riêng, chính vì vậy, giải pháp mà em đưa ra trong đồ án thực hiện lần này cũng không thể tránh khỏi những hạn chế. Song em đã cố gắng phát huy tối đa những ưu điểm của bộ PLC để thiết kế một mô hình ngôi nhà thông mình theo cách của riêng mình. Phần 2 HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG , HỆ THỐNG BÁO CHÁY VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 2.1 Hệ thống chiếu sáng Tùy theo loại ngôi nhà, yêu cầu của từng người, giới hạn về kiến trúc và nhiều yếu tố khác, có thể tổ chức hệ thống điều khiển và tự động hóa theo các các phù hợp. Yếu tố chung nhất cần đảm bảo là tính linh hoạt cho các nhu cầu thiết kế khác nhau. Có ba phương pháp thiết kế chiếu sáng: + thiết kế tập trung : Hệ thống thiết kế tập trung khi mọi mạch điện 220V đều bắt nguồn từ một tủ điều khiển và hoạt động theo sự điều khiển của một hệ thống điều khiển trung tâm. + Thiết kế phân tán :sử dụng khi mà các bộ đèn được thiết kế theo yêu cầu của từng khu vực trong nhà, hoặc dùng một chuỗi các bộ đèn đồng nhất và điều chỉnh công suất chiếu sáng của từng bộ đèn sao cho tương thích với yêu cầu chiếu sáng của từng khu vực. +Thiết kế lai ghép - Kết hợp tập trung và phân tán Thiết kế chiếu sáng là sự kết hợp của cả khoa học và nghệ thuật. Trong phạm vi đồ án này, em xin tập trung vào khía cạnh khoa học hay nói cách khác là về phương diện cách thức điều khiển ánh sáng và ứng dụng của chúng trong cuộc sống thực tế. Một thiết kế chiếu sáng tốt cần phải thỏa mãn một số tiêu chí sau: Cung cấp đủ sáng phù hợp với từng yêu cầu của mỗi vị trí trong ngôi nhà . Đảm bảo chất lượng chiếu sáng . Đáp ứng được chi phí. Quan tâm đến tính thẩm mỹ của các đèn được lựa chọn. Hệ thống quản lý chiếu sáng theo yêu cầu của ánh sáng môi trường Tiết kiệm tối đa năng lượng tiêu thụ . Có tính đến những vấn đề liên quan đến bảo dưỡng hệ thống bao gồm lắp đặt các đèn và dễ dàng trong việc làm sạch hệ thống 2.1.1 Các khái niệm cơ bản về ánh sáng -Ánh sáng: là từ phổ thông dùng để chỉ các bức xạ điện từ có bước sóng nằm trong vùng quang phổ nhìn thấy được bằng mắt thường (tức là từ khoảng 400 nm đến 700 nm). Giống như mọi bức xạ điện từ, ánh sáng có thể được mô tả như những đợt sóng hạt chuyển động gọi là photon. Ánh sáng do Mặt Trời tạo ra còn được gọi là ánh nắng(hay còn gọi là ánh sáng trắng bao gồm nhiều ánh sáng đơn sắc biến thiên liên tục từ đỏ đến tím); do Mặt Trăng tạo ra còn được gọi là ánh trăng; do đèn tạo ra còn được gọi là ánh đèn; do các loài vật phát ra gọi là ánh sáng sinh học."Ánh sáng lạnh" là ánh sáng có bước sóng tập trung gần vùng quang phổ tím. "Ánh sáng nóng" là ánh sáng có bước sóng nằm gần vùng đỏ. Ánh sáng có quang phổ trải đều từ đỏ đến tím là ánh sáng trắng; còn ánh sáng có bước sóng tập trung tại vùng quang phổ rất hẹp gọi là "ánh sáng đơn sắc". -Lumen: Đơn vị của quang thông; thông lượng được phát ra trong phạm vi một đơn vị góc chất rắn bởi một nguồn điểm với cường độ sáng đều nhau là một Candela. Một lux là một lumen trên mỗi mét vuông. Lumen (lm) là đương lượng trắc quang của Oát, được tăng lên để phù hợp với phản ứng mắt của “người quan sát chuẩn” 1 W = 683 lumen tại bước sóng 555 nm. - Hiệu suất tải lắp đặt: Đây là độ chiếu sáng duy trì trung bình được cung cấp trên một mặt phẳng làm việc ngang trên mỗi Oát công suất với độ chiếu sáng nội thất chung được thể hiện bằng lux/W/m². - Lux: Đây là đơn vị đo theo hệ mét cho độ chiếu sáng của một bề mặt. Độ chiếu sáng duy trì trung bình là các mức lux trung bình đo được tại các điểm khác nhau của một khu vực xác định. Một lux bằng một lumen trên mỗi mét vuông. - Độ cao lắp đặt: Độ cao của đồ vật hay đèn so với mặt phẳng làm việc. - Hiệu suất phát sáng danh nghĩa: Tỷ số giữa công suất lumen danh nghĩa của đèn và tiêu thụ điện danh nghĩa, được thể hiện bằng lumen trên oát. - Hiệu suất tải mục tiêu: Giá trị của hiệu suất tải lắp đặt được xem là có thể đạt được với hiệu suất cao nhất, được thể hiện bằng lux/W/m². - Hệ số sử dụng (UF): Đây là tỷ lệ của quang thông do đèn phát ra tới mặt phẳng làm việc. Đây là đơn vị đo thể hiện tính hiệu quả của sự phối hợp chiếu sáng. - Quang thông và cường độ sáng: Đơn vị quốc tế của cường độ sáng I là Candela (cd). Một lumen bằng quang thông chiếu sáng trên mỗi mét vuông (m2) của một hình cầu có bán kính một mét (1m) khi một nguồn ánh sáng đẳng hướng 1 Candela (nguồn phát ra bức xạ đều nhau tại mọi hướng) có vị trí tại tâm của hình cầu. Do diện tích của hình cầu có bán kính r là 4πr2, một hình cầu có bán kính là 1m có diện tích là 4πm2 nên tổng quang thông do nguồn 1 – cd phát ra là 4π1m. Vì vậy quang thông do một nguồn ánh sáng đẳng hướng có cường độ I sẽ được tính theo công thức: Quang thông (lm) = 4π × cường độ sáng(cd) Sự khác nhau giữa lux và lumen là lux phụ thuộc vào diện tích mà quang thông trải ra. 1000 lumen, tập trung tại một diện tích một mét vuông, chiếu sáng diện tích đó với độ chiếu sáng là 1000 lux. Cũng 1000 lumen chiếu sáng trên diện tích mười mét vuông sẽ tạo ra độ chiếu sáng mờ hơn, chỉ có 100 lux. - Nhiệt độ màu: Nhiệt độ màu, được thể hiện theo thang tính Kelvin (K) là biểu hiện màu sắc của đèn và ánh sáng mà nó phát ra. Tưởng tượng một tảng sắt được nung đều cho đến khi nó rực lên ánh sáng da cam đầu tiên, và sau đó là vàng, và tiếp tục cho đến khi nó trở nên “nóng trắng” Tại bất kỳ thời điểm nào trong quá trình nung, chúng ta có thể đo được nhiệt độ của kim loại theo độ Kelvin ( độ C + 273) và gán giá trị đó với màu được tạo ra. Đây là nền tảng lý thuyết về nhiệt độ màu. Đối với đèn nóng sáng, nhiệt độ màu là giá trị “thực”; đối với đèn huỳnh quang và đèn có ống phóng điện cao áp (HID), giá trị này là tương đối và vì vậy được gọi là nhiệt độ màu tương quan. Trong công nghiệp, "nhiệt độ màu “ và “nhiệt độ màu tương quan” thường có thể được sử dụng hoán đổi cho nhau. Nhiệt độ màu của đèn làm cho đèn trở thành các nguồn sáng “ấm”, “trung tính” hoặc “mát”. Nói chung, nhiệt độ càng thấp thì nguồn càng ấm, và ngược lại. - Độ hoàn màu: Khả năng hoàn màu bề mặt của nguồn ánh sáng có thể được đo một cách rất tiện lợi bằng chỉ số hoàn màu. Chỉ số này dựa trên tính chính xác mà chiếc đèn được xem xét mô phỏng một tập hợp các màu kiểm tra so với chiếc đèn mẫu, kết quả của độ phù hợp hoàn hảo là 100. Chỉ số CIE có một số hạn chế nhưng vẫn là đơn vị đo đặc tính hoàn màu của nguồn ánh sáng được công nhận rộng rãi nhất. 2.1.2 Các hệ thống chiếu sáng Hiện nay, các hệ thống đèn chiếu sáng rất đa dạng và phong phú, dưới đây sẽ giới thiệu một số loại đèn sử dụng cho chiếu sáng thông dụng mà ta hay gặp trong cuộc sống. 2.1.2.1 Đèn sợi đốt (GLS) . Đèn nóng sáng hoạt động như một “vật thể xám”, phát ra các bức xạ có lựa chọn, hầu hết diễn ra ở vùng có thể nhìn thấy được. Bóng đèn có một bộ phận chân không hoặc nạp khí. Mặc dù bộ phận này ngăn sự oxy hóa của dây tóc đèn bằng vonfam, nó không ngăn ngừa bay hơi. Bóng đèn bị tối đi là do vonfam bị bay hơi ngưng lại trên bề mặt tương đối mát của bóng. Nhờ bộ phận nạp khí trơ, tình trạng bay hơi sẽ được ngăn chặn và trọng lượng phân tử càng lớn thì hiệu quả của nó càng cao. Đối với những loại đèn thường, hỗn hợp agon nitơ với tỷ lệ 9/1 được sử dụng do chi phí thấp. Kripton hoặc Xenon chỉ được sử dụng trong những ứng dụng đặc biệt như đèn chu kỳ khi bóng đèn kích thước nhỏ giúp bù đắp lại chi phí cao và khi hiệu suất là vấn đề cực kỳ quan trọng.Việc nạp khí có thể làm dẫn nhiệt từ dây tóc, vì vậy độ dẫn nhiệt thấp là rất quan trọng. Đèn nạp khí thường hợp nhất các dây chì trong dây dẫn chính. Một khe hở nhỏ có thể gây phóng điện, có khả năng kéo theo dòng điện mạnh. Vì khe nứt của dây tóc thường báo hiệu kết thúc tuổi thọ của đèn nên các cầu chì mạch sẽ không dễ bị hư hỏng. Đặc điểm của đèn sợi đốt: - Hiệu suất – 12 lumen/Oát - Chỉ số hoàn màu – 1A - Nhiệt độ màu – Ấm (2.500K – 2.700K) - Tuổi thọ của đèn – 1 – 2.000 giờ H 2.1 Đèn sợi đốt và sơ đồ năng lượng của đèn sợi đốt 2.1.2.2 Đèn Halogen-Vonfam Đèn halogen là một loại đèn nóng sợi đốt. Loại đèn này có dây tóc bằng vonfam giống như đèn sợi đốt bình thường mà bạn sử dụng tại nhà, tuy nhiên bóng đèn được bơm đầy bằng khí halogen. Nguyên tử vonfam bay hơi từ dây tóc nóng và di chuyển về phía thành mát hơn của bóng đèn. Các nguyên tử vonfam, oxy và halogen kết hợp với nhau tại thành bóng để tạo nên phân tử vonfam oxyhalogen. Nhiệt độ ở thành bóng giữ cho các nguyên tử vonfam oxyhalogen ở dạng hơi. Các phân tử này di chuyển về phía dây tóc nóng nơi nhiệt độ cao hơn tách chúng ra khỏi nhau. Nguyên tử vonfam lại đông lại trên vùng mát hơn của dây tóc-không phải chính xác ở những vị trí mà chúng bị bay hơi. Các khe hở thường xuất hiện gần các điểm nối giữa dây tóc vonfam và dây đầu vào bằng molypđen, nơi nhiệt độ giảm đột ngột. H 2.2 Đèn halogen vonfam Đặc điểm của đèn halogen vonfam : + Hiệu suất – 18 lumen/Oát. +Chỉ số hoàn màu – 1A . + Nhiệt độ màu – Ấm (3.000K- 3.200K). + Tuổi thọ của đèn – 2 – 4.000 giờ . 2.1.2.3 Đèn huỳnh quang . Đèn huỳnh quang có hiệu suất lớn hơn đèn sợi đốt tiêu chuẩn từ 3 đến 5 lần và có tuổi thọ từ 10 đến 20 lần. Dòng điện chạy qua chất khí hoặc kim loại bay hơi có thể gây ra bức xạ điện từ tại những bước sóng nhất định tuỳ theo thành phần cấu tạo hoá học và áp suất khí. H 2.4. Đèn huỳnh quang và sơ đồ dòng năng lượng của đèn huỳnh quang Phía bên trong thành thủy tinh có một lớp photpho mỏng, được chọn để hấp thu bức xạ UV và truyền bức xạ này ở vùng có thể nhìn thấy được. Quy trình này có hiệu suất khoảng 50%. Đèn huỳnh quang là loại đèn “catốt nóng”, do catốt được nung nóng là một phần trong quy trình ban đầu. Catốt là những dây tóc Vonfam với một lớp bari cacbonat. Khi được nung nóng, lớp này sẽ cung cấp các electron bổ sung để giúp phóng điện. Lớp phát xạ này không được nung quá, nếu không tuổi thọ của đèn sẽ giảm xuống. Đèn sử dụng thủy tinh natri cacbonat, một chất truyền tia cực tím kém. Lượng thủy ngân nhỏ, thường là 12mg. Những loại đèn mới nhất đang sử dụng hỗn hợp thủy ngân, do đó liều lượng gần đạt đến 5mg. Điều này giúp duy trì áp suất thủy ngân tối ưu trên dải nhiệt độ rộng hơn. Đặc tính này rất hữu ích cho chiếu sáng bên ngoài và chiếu sáng các đồ đạc nhỏ gọn ở hốc tường. Đèn huỳnh quang T12, T10, và T5 Bốn loại đèn này khác nhau về đường kính (từ 1,5 inch hay 12/8 inch đối với T12 đến 0,625 hay 5/8 inch đối với đèn T5). Hiệu suất của các loại đèn này cũng khác nhau. Đèn T5 & T8 cho hiệu suất cao hơn 5 phần trăm so với đèn T12 40 Oát, và hai loại này được ưa chuộng lắp đặt nhiều hơn trong các hệ thống chiếu sáng. - Ảnh hưởng của nhiệt độ Đèn huỳnh quang đạt được hiệu suất hoạt động tốt nhất khi nhiệt độ môi trường vào khoảng 20°C đến 30°C. Nhiệt độ thấp hơn có thể làm giảm áp suất thủy ngân, có nghĩa là năng lượng tia cực tím tạo ra sẽ giảm; vì vậy sẽ có ít năng lượng tia cực tím tác dụng với photpho và kết quả là tạo ra ít ánh sáng hơn. Nhiệt độ cao có thể làm dịch chuyển bước sóng của tia cực tím, làm cho bước sóng gần vùng quang phổ nhìn thấy được. Bước sóng dài hơn của tia cực tím sẽ có ít tác dụng với photpho hơn, và vì vậy hiệu suất sáng sẽ bị giảm. Ảnh hưởng chung là hiệu suất sáng giảm hơn nếu nhiệt độ môi trường lớn hơn hoặc nhỏ hơn mức nhiệt độ tối ưu. Đặc điểm của đèn huỳnh quang Halogen photphat + Hiệu suất – 80 lumen/Watt (bộ điều khiển HF tăng hiệu suất thêm 10%). + Chỉ số hoàn màu –2-3. + Nhiệt độ màu – Bất kỳ. + Tuổi thọ của đèn – 7 – 15.000 giờ. Photpho hóa trị ba + Hiệu suất– 90 lumen/Oát . + Chỉ số hoàn màu – -1B. + Nhiệt độ màu – Bất kỳ . + Tuổi thọ của đèn – 7 – 15.000 giờ. 2.1.2.4.Đèn huỳnh quang compact Loại đèn huỳnh quang compact xuất hiện gần đây đã mở ra một thị trường hoàn toàn mới của nguồn sáng huỳnh quang. Những chiếc đèn này cho phép thiết kế bộ đèn nhỏ hơn nhiều, có thể cạnh tranh với loại đèn nóng sáng và đèn hơi thủy ngân trên thị trường đồ chiếu sáng có hình tròn hoặc vuông. Sản phẩm bán trên thị trường có bộ điều khiển gắn liền (CFG) hoặc điều khiển tách rời (CFN). H 2.5 Đèn huỳnh quang compact Đặc điểm đèn huỳnh quang compact Hiệu suất – 60 lumen/Oát. Chỉ số hoàn màu – 1B. Nhiệt độ màu- Ấm, Trung bình. Tuổi thọ của đèn – 7 – 10.000 giờ . 2.1.2.5 Đèn LED Đèn LED là loại đèn mới nhất bổ sung vào danh sách các nguồn sáng sử dụng năng lượng hiệu quả. Trong khi đèn LED phát ra ánh sáng nhìn thấy được ở dải quang phổ rất hẹp, chúng có thể tạo ra "ánh sáng trắng”. Điều này được thực hiện nhờ đèn LED xanh có phủ photpho hay dải màu đỏ-xanh da trời-xanh lá cây. Đèn LED có tuổi thọ từ 40.000 đến 100.000 giờ tùy thuộc vào màu sắc. Đèn LED đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng chiếu sáng, bao gồm biển báo lối thoát, đèn tín hiệu giao thông, đèn dưới tủ, và nhiều ứng dụng trang trí khác. Mặc dù còn mới mẻ, công nghệ đèn LED đang phát triển nhanh và rất đáng hứa hẹn trong tương lai. Tại đèn tín hiệu giao thông, một thị trường thế mạnh của LED, tín hiệu đèn đỏ chỉ huy bao gồm 196 đèn LED chỉ tiêu thụ 10W trong khi đèn nóng sáng sẽ tiêu thụ 150W. Các ước tính khác nhau về khả năng tiết kiệm năng lượng rơi vào khoảng từ 82% đến 93%. Các sản phẩm LED xuất hiện dưới nhiều dạng khác nhau bao gồm cả đèn ở thanh, bảng điều khiển và vít trong đèn LED, thường chỉ sử dụng 1-5W mỗi đèn báo hiệu, đem lại hiệu quả tiết kiệm đáng kể so với đèn nóng sáng với lợi thế tuổi thọ lâu hơn, giúp giảm yêu cầu bảo trì. 2.1.3 Thiết kế hệ thống chiếu sáng Mọi công việc đều yêu cầu mức chiếu sáng nhất định lên bề mặt cơ thể. Đảm bảo chiếu sáng tốt là điều cần thiết để thực hiện các công việc cần chiếu sáng. Việc chiếu sáng tốt cho phép mọi người làm việc đạt năng suất cao hơn. Thông thường để đọc sách phải cần 100 đến 200 lux. Vì thế câu hỏi đầu tiên đối với nhà thiết kế là chọn được mức chiếu sáng phù hợp. Ủy ban quốc tế về chiếu xạ (CIE) và Hội các kỹ sư ánh sáng (IES) đã đưa ra các mức chiếu sáng cho các loại công việc khác nhau. Câu hỏi thứ hai là về chất lượng đèn. Trong hầu hết trường hợp, chất lượng được hiểu là