Do an mo hinh xe nang luong mat troi

1
Mục lục.
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI....................................................5
1.1 Khái quát về năng lượng Mặt trời............................................................... 5
1.2 Đặc điểm của nguồn năng lượng Mặt trời. ............................................... 10
1.3 Một vài ứng dụng của năng lượng Mặt trời. ............................................. 11
1.3.1 Một vài ứng dụng chung của năng lương Mặt trời................................... 11
1.3.2 Các ứng dụng năng lượng Mặt trời tại Việt Nam..................................... 12
1.4 Tính cấp thiết của đề tài. .......................................................................... 21
1.5 Nội dung, mục đích, ứng dụng trong thực tiễn của đề tài.......................... 24
1.5.1 Nội dung nghiên cứu của đề tài. .............................................................. 24
1.5.2 Mục đích nghiên cứu của đề tài............................................................... 25
1.5.3 Một số ứng dụng thực tiễn của xe NLMT................................................ 26
CHƯƠNG II. CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ XE MÔ HÌNH NĂNG
LƯỢNG MẶT TRỜI. ...............................................................................29
2.1 Xe mô hình năng lượng Mặt trời. ............................................................. 29
2.2 Nguồn điện sử dụng lấy từ pin Mặt trời.................................................... 30
CHƯƠNG III. HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI. .........................................33
3.1 Cấu tạo và hoạt động của pin Mặt trời...................................................... 33
3.1.1 Cấu tạo.................................................................................................... 33
3.1.2 Nguyên lý hoạt động. .............................................................................. 36

2
3.1.3 Tính toán hệ nguồn điện pin Mặt trời. ..................................................... 40
3.1.5 Ghép nối các tấm pin............................................................................... 41
3.2 Hệ thống ắc quy. ...................................................................................... 43
3.2.1 Khái quát về ắc quy chì. .......................................................................... 43
3.2.2 Tính dung lượng bộ ắc quy...................................................................... 45
3.2 Bộ điều chỉnh phóng nạp cho ắc quy........................................................ 46
CHƯƠNG IV. THIẾT KẾ XE MÔ HÌNH................................................48
4.1 Thiết kế cơ khí cho xe con. ...................................................................... 48
4.1.1 Phần mềm thiết kế cơ khí Solidworks 2011............................................. 48
4.1.2 Chọn cơ cấu di chuyển cho xe con. ......................................................... 49
4.1.3 Cơ khí Robot........................................................................................... 51
4.2. Thiết kế mạch điều khiển cho xe mô hình. ............................................... 58
4.2.1. Xây dựng mạch điều khiển cho xe mô hình............................................. 58
4.2.2. Giới thiệu phần mềm thiết kế mạch......................................................... 59
4.2.3. Vi điều khiển ATmega8. ......................................................................... 69
4.2.4. Màn hình LCD. ....................................................................................... 70
4.2.5. Mạch nguồn cho vi điều khiển ATmega8................................................ 73
4.2.6 Mạch công suất điều khiển động cơ......................................................... 74
4.2.7 Mạch cảm biến dò đường cho xe............................................................. 81
4.3 Mạch nạp ắc quy. ..................................................................................... 82

3
4.4 Động cơ, ắc quy, panel Mặt trời, bộ điều chỉnh........................................ 85
4.4.1 Động cơ................................................................................................... 85
4.4.2 Ắc quy..................................................................................................... 85
4.4.3 Pin Mặt trời. ............................................................................................ 86
4.5 Lắp ráp xe mô hình, khảo sát trọng lượng và tốc độ xe. ........................... 89
4.5.1 Lắp ráp xe. .............................................................................................. 90
CHƯƠNG V. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG PHÁT
TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI. ............................................................................92
5.1 Khảo sát trọng lượng và tốc độ xe............................................................ 92
5.2 Giá thành xe mô hình. .............................................................................. 93
5.3 Kết quả đã đạt được.................................................................................. 94
5.4 Hướng phát triển của đề tài. ..................................................................... 95
PHỤ LỤC................................................................................................96
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................120

5
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI.
1.1 Khái quát về năng lượng Mặt trời.
Mặt trời luôn phát ra một nguồn năng lượng khổng lồ và một phần nguồn
năng lượng đó truyền bằng bức xạ đến Trái đất chúng ta. Bức xạ Mặt trời là nhiệt,
ánh sáng và bức xạ khác được phát ra từ Mặt trời. Bức xạ Mặt trời có chứa một
lượng lớn năng lượng và có vai trò quan trọng đến gần như tất cả các quá trình tự
nhiên trên Trái đất.
Năng lượng Mặt trời (NLMT) là năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất
phát từ Mặt trời, cộng với một phần nhỏ năng lượng của các hạt hạ nguyên tử khác
phóng ra từ ngôi sao này.
Vậy nguồn gốc sâu xa của năng lượng Mặt trời là từ đâu mà có. Bằng việc
phân tích phổ bức xạ và hấp thụ của Mặt trời người ta đã xác định được nguyên tố
phổ biến nhất trên Mặt trời chính là Hydro chiếm khoảng 73,46% còn lại là các
nguyên tố khác như Heli chiếm khoảng 24,85% cùng một vài nguyên tố khác như
Oxy, Cacbon… Nguồn năng lượng bức xạ chủ yếu của Mặt trời là do phản ứng
nhiệt hạch tổng hợp hạt nhân của Hydro để tạo thành hạt nhân Heli. Mỗi ngày Mặt
trời sản xuất ra một nguồn năng lượng qua phản ứng nhiệt hạch lên đến 9.1024
kWh
(nghĩa là chưa đầy một phần triệu giây Mặt trời đã sinh ra một lượng năng lượng
tương đương với tổng số điện năng sản xuất trong một năm trên Trái đất).
Trong quá trình hình thành, nhiệt độ bên trong Mặt trời sẽ tăng dần. khi
vùng tâm Mặt Trời đạt nhiệt độ T≥ 107
K, thì có đủ điều kiện để xảy ra phản ứng
tổng hợp Heli từ Hydro theo phương trình:
4H1
→ He4
+ q (1-1)

6
Phản ứng này sẽ sinh ra một lượng nhiệt:
q = Δm.c2
(1-2)
Trong đó:
c = 3.108
m/s: vận tốc ánh sáng trong chân không.
Δm = (4mH – mHe): độ hụt khối của phản ứng.
Cứ mỗi kg hạt nhân H1
được chuyển thành hạt nhân He4
thì độ hụt khối
lượng là Δm = 0,01 kg và giải phóng ra một lượng năng lượng: q = 0,01.(3.108
)2
=
9.1014
J. Lượng nhiệt sinh ra làm tăng áp suất khối khí và làm Mặt trời phát ra ánh
sáng cùng bức xạ. Mỗi giây Mặt trời tiêu hủy hơn 420 triệu tấn Hydro , giảm khối
lượng Δm = 4,2 triệu tấn và phát ra một lượng năng lượng rất lớn Q = 3,8.1026
W.
Tuy nhiên, không phải toàn bộ lượng năng lượng này được truyền nguyên
vẹn đến Trái đất của chúng ta. Trên thực tế thì trong toàn bộ bức xạ của Mặt trời,
bức xạ liên quan trực tiếp đến các phản ứng xảy ra trong nhân Mặt trời lại không
quá 3%. Bức xạ γ ban đầu đi qua 5.105
km chiều dày của lớp vật chất Mặt trời bị
biến đổi rất mạnh. Bức xạ γ có bước sóng ngắn nhất, từ tâm Mặt trời đi ra do sự va
chạm hoặc tán xạ mà năng lượng của chúng giảm đi và bây giờ chúng ứng với bức
xạ có bước sóng dài. Như vậy bức xạ γ chuyển thành bức xạ Ronghen có bước
sóng dài hơn. Và do đó năng lượng cũng bị giảm đi phần nào.
Đặc trưng của bức xạ Mặt trời truyền ra không gian bên ngoài Mặt trời là
một phổ rộng trong đó cực đại của cường độ bức xạ nằm trong dải 10-1
– 10 µm
và hầu như một nửa tổng năng lượng Mặt trời tập trung trong khoảng bước sóng
0,38 – 0,78 µm đó là vùng nhìn thấy của phổ. Chùm tia truyền thẳng từ Mặt trời
gọi là bức xạ trực xạ.Tổng hợp các tia trực xạ và tán xạ gọi là tổng xạ. Mật độ

7
dòng bức xạ trực xạ ở ngoài lớp khí quyển tính đối với 1m2
bề mặt đặt vuông góc
với tia bức xạ được tính theo công thức:
Hình 1.1. Dải bức xạ điện từ.
q = φD-T.C0(T/100)4
(1-3)
Trong đó:
φD-T: hệ số góc bức xạ giữa Trái đất và Mặt trời.
φD-T = β2
/4
β: góc nhìn từ Mặt trời, β ≈ 32’ (hình 1.2)
C0 = 5,67 W/m2
.K4
: hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối.
T ≈ 5762 ºK : nhiệt độ bề mặt Mặt trời (xem giống vật đen tuyệt đối)
Thay số vào ta tính được: q ≈ 1353W/m2

8
Do sự chuyển động của cả Trái đất và Mặt trời nên làm cho β thay đổi . Vì
vậy q cũng thay đổi nhưng độ thay đổi này không lớn lắm nên có thể xem q là
không đổi và gọi là hằng số Mặt trời.
Hình 1.2. Góc nhìn từ Mặt trời.
Khi truyền qua lớp khí quyển bao quanh Trái đất , các chùm tia bức xạ bị
hấp thụ và tán xạ bởi tầng ozon, hơi nước và bụi trong khí quyển, chỉ một phần
năng lượng được truyền trực tiếp đến Trái đất. Đầu tiên các photon có bước sóng
ngắn hơn 0,18 µm bị các oxy phân tử O2 hấp thụ hoàn toàn để phân ly thành oxy
nguyên tử O. Sau đó chỉ một phần các oxy nguyên tử kết hợp thành oxy phân tử,
còn đại đa số kết hợp với các phân tử oxy để tạo thành phân tử ozon O3. Ozon cũng
hấp thụ tia tử ngoại nhưng với mức độ thấp hơn oxy. Dưới tác dụng của photon với
bước sóng ngắn hơn 0,32µm thì O3 phân ly thành phân tử oxy O2 và oxy nguyên tử
O. Như vậy hầu như toàn bộ năng lượng của bức xạ tử ngoại được dùng để duy trì
sự phân ly và hợp nhất của O, O2, O3. Đây là một quá trình ổn định. Do có quá
trình này nên khi bức xạ tử ngoại đi qua khí quyển bị biến đổi thành bức xạ với
năng lượng nhỏ hơn.

9
Các bức xạ với bước sóng ứng với các vùng nhìn thấy và vùng hồng ngoại
của phổ tương tác với các phân tử khí và các hạt bụi của không khí nhưng không
phá vỡ các liên kết của chúng. Khi đó các photon bị tán xạ khá đều theo mọi
hướng và một số photon quay trở lại không gian vũ trụ. Bức xạ chịu dạng tán xạ
đó chủ yếu là bức xạ có bước sóng ngắn nhất. Bức xạ Mặt trời khi đi qua khí quyển
còn bị hấp thụ bởi các phần tử hơi nước, khí cacbonic và các hợp chất khác. Mức
độ của sự hấp thụ này phụ thuộc vào bước sóng và mạnh nhất ở khoảng giữa vùng
hồng ngoại của phổ.
Hình 1.3. Quá trình truyền năng lượng bức xạ Mặt trời qua khí quyển Trái đất.

10
Phần năng lượng bức xạ Mặt trời truyền tới bề mặt Trái đất trong những
ngày quang đãng (không có mây) ở thời điểm cao nhất vào khoảng 1000W/m2
.
Yếu tố cơ bản xác định cường độ của bức xạ Mặt trời ở một điểm nào đó trên Trái
đất là quãng đường nó đi qua. Sự mất mát năng lượng trên quãng đường đó gắn
liền với sự tán xạ, hấp thụ bức xạ và phụ thuộc vào thời gian trong ngày, mùa và vị
trí địa lý. Cường độ bức xạ Mặt trời trên Trái đất chủ yếu phụ thuộc vào 2 yếu tố:
góc nghiêng của các tia sáng đối với mặt phẳng bề mặt tại điểm đó và độ cao của
Mặt trời.
1.2 Đặc điểm của nguồn năng lượng Mặt trời.
Năng lượng Mặt trời có một vài đặc điểm sau:
Năng lượng Mặt trời là một nguồn năng lượng sạch, không gây ô nhiễm môi
trường và có trữ lượng vô cùng lớn.
Trong tất cả các nguồn năng lương tái tạo thì năng lượng Mặt trời được coi
là phong phú và ít biến đổi nhất trong thời kỳ biến đổi khí hậu hiện nay.
Năng lượng Mặt Trời là một nguồn năng lượng quan trọng điều khiển các
quá trình khí tượng học và duy trì sự sống trên Trái Đất.
Do có trữ lượng lớn nên xét về lâu dài thì đây được coi là nguồn năng lượng
tương đối bền vững.
Năng lượng Mặt trời có các ưu điểm như: sạch, chi phí nhiên liệu và bảo
dưỡng thấp, đồng thời lại rất an toàn cho người sử dụng.
Do có các ưu điểm như vậy nên ngày nay năng lượng Mặt trời ngày càng
được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực của đời sống nhằm tận dụng tối đa
nguồn năng lượng tự nhiên này.

11
1.3 Một vài ứng dụng của năng lượng Mặt trời.
1.3.1 Một vài ứng dụng chung của năng lương Mặt trời.
Năng lượng Mặt trời có thể được chia thành 2 loại cơ bản: Nhiệt năng và
Quang năng. Các tế bào quang điện (Photovoltaic cells - PV) sử dụng công nghệ
bán dẫn để chuyển hóa trực tiếp năng lượng quang học thành dòng điện hoặc tích
trữ vào pin hay ắc quy để sử dụng sau đó. Các tấm tế bào quang điện này hay còn
được gọi là pin Mặt trời. Các tấm pin Mặt trời ngày càng được sử dụng rộng rãi do
chúng có thể dễ dàng được lắp đặt trên các tòa nhà và các cấu trúc khác. Tại các
vùng chưa có điện lưới như các cộng đồng dân cư ở xa, nông thôn, hải đảo, các
trường hợp khẩn cấp… pin Mặt trời có thể cung cấp một nguồn năng lượng đáng
tin cậy.
Nhiệt năng có thể được sử dụng để sưởi nóng các tòa nhà một cách thụ động
thông qua việc sử dụng một số vật liệu hoặc thiết kế kiến trúc. Ngoải ra nhiệt năng
của năng lượng Mặt trời có thể được sử dụng trực tiếp để đun nóng nước phục vụ
cho sinh hoạt. Ở nhiều nơi trên thế giới thiết bị đun nước nóng dùng năng lượng
Mặt trời hiện đang là một sự bổ sung quan trọng hoặc là một sự thay thế cho các
thiết bị cung cấp nước nóng thông thường dùng điên hoặc dùng gas.
Một vài ứng dụng có thể kể đến như là:
• Pin mặt trời.
• Bếp nấu dùng năng lượng mặt trời.
• Hệ thống cung cấp nước nóng dùng năng lượng mặt trời.
• Hệ thống chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời.
• Nhà máy nhiệt điện mặt trời…

12
Như vậy, việc ứng dụng năng lượng Mặt trời sẽ làm giảm sự phụ thuộc vào
nhiên liệu hóa thạch để sản xuất năng lượng. Do đó trực tiếp làm giảm CO2 phát
thải góp phần vào sự ấm lên toàn cầu, một vấn đề về môi trường hiện nay đang
được quan tâm.
1.3.2 Các ứng dụng năng lượng Mặt trời tại Việt Nam.
Các ứng dụng phổ biến của NLMT hiện nay bao gồm các lĩnh vực chủ yếu
sau:
• Pin Mặt trời
Hình 1.4. Giàn pin Mặt trời trên mái nhà. (Nguồn: http://www.evnnews.vn)
Nước ta là một nước nhiệt đới nên có cường độ ánh sáng Mặt trời rất cao.
Đặc biệt là ở các khu đô thị nếu trên các mái nhà được lắp các tấm pin Mặt trời thì
vừa có tác dụng chống nóng lại vừa tận dụng được nguồn năng lượng sạch này.

13
Hơn nữa trong điều kiện thiếu điện như hiện nay, nhà nước ta đang phải bỏ ra hàng
ngàn tỷ đồng để xây dựng các nhà máy điện nhưng vẫn không đủ đáp ứng được
nhu cầu dùng điện. Hàng ngày tại các khu đô thị vẫn xảy ra tình trạng cắt điện luân
phiên, còn tại các vùng nông thôn thì tình trạng cắt điện xảy ra thường xuyên.
Đứng trước thực trạng đó thì việc có một nguồn năng lượng bổ sung phục vụ cho
nhu cầu sinh hoạt hàng ngày làm giảm gánh nặng cho lưới điện quốc gia là vô cùng
cần thiết.
Hình 1.5. Dàn pin Mặt trời trên đảo Trường Sa. (Nguồn: http://www.evnnews.vn)
Nước ta cũng đã xây dựng thành công các trạm pin Mặt trời có công suất
khác nhau để phục vụ nhu cầu sinh hoạt, văn hóa của các địa phương vùng sâu,
vùng xa, hải đảo như các vùng đồng bằng sông Cửu Long, Tây Nguyên, đảo
Trường Sa… Từ năm 1995, buôn Chăm xã Eshsol huyện Eahleo tỉnh Đắc Lắc là

14
xã đầu tiên được điện khí hóa 100%, bao gồm 180 nhà dân và các công trình công
cộng sử dụng năng lượng Mặt trời.
Công suất lắp đặt tùy theo quy mô của hệ thống. Đối với dàn pin dùng cho
hộ gia đình từ 40 - 75 Wp, dùng cho các trạm biên phòng, nơi hải đảo có công suất
từ 165 - 300 Wp, dùng cho trạm xá và các cụm văn hoá thôn, xã là 165 - 525 Wp,
các trạm điện Mặt trời được lắp đặt ở trung tâm xã, nạp điện vào ắc qui cho các hộ
gia đình sử dụng có công suất từ 500 - 1000 Wp. Các địa phương được lắp đặt các
hệ thống trên có thể kể đến như Gia Lai, Quảng Nam, Bình Định, Quảng Ngãi và
Khánh Hoà, đảo Cô Tô, Lạng Sơn…
Tại các thành phố lớn như một số trạm pin Mặt trời được lắp đặt để tạo năng
lượng sử dụng tại chỗ hoặc hòa vào lưới điện quốc gia như hệ thống pin Mặt trời
tại Trung tâm Hội nghị quốc gia với tổng công suất pin Mặt trời 154 kWp. Trạm
pin Mặt trời nối lưới Viện Năng lượng công suất 1080 Wp bao gồm 8 môđun.
Trạm pin Mặt trời nối lưới lắp đặt trên mái nhà làm việc Bộ Công thương, 54 Hai
Bà Trưng, Quận Hoàn Kiếm, Hà Nội với công suất lắp đặt 2700 Wp.
Hình 1.6. Trạm pin
Mặt trời tại Trung tâm
Hội nghị quốc gia.

15
Hình 1.7. Trạm pin Mặt trời nối lưới tại Viện Năng lượng.
Ngoài ra, trong lĩnh vực giao thông, pin Mặt trời cũng được ứng dụng để lắp
đặt trên các cột đèn tín hiệu giao thông. Đèn tín hiệu giao thông sử dụng năng
lượng Mặt trời được lắp đặt tại nhiều nơi nhằm khắc phục tình trạng thiếu điện
hiện nay. Sử dụng năng lượng Mặt trời thì nguồn điện được cung cấp liên tục cho
đèn giao thông. Do đó, góp phần giảm gánh nặng cho con người trong công việc
điều hành giao thông. Tỉnh Đồng Nai đã lắp đặt được hơn 76 trụ tín hiệu giao
thông dùng năng lượng Mặt trời. Việc lắp đặt các trụ đèn loại này cũng khá đợn
giản, không phải đào đường để lắp đặt giống như các trụ đèn lưới. Kinh phí lắp đặt
cho 1 trụ tín hiệu đèn panel năng lượng Mặt trời khoảng 120 triệu đồng (hìn 1.8).

16
• Bếp năng lượng Mặt trời
Bếp hình hộp: Có nhiệt độ khoảng 1500
C được chế tạo từ các vật liệu rẻ tiền
như các tấm các tông cách nhiệt bằng các loại giấy báo, vài vụn, trấu... Bên trong
hộp dán các mặt phản xạ chủ yếu là giấy nhôm cán mỏng (hình 1.9).
Hình 1.9. Bếp
hình hộp.
Hình 1.8. Đèn tín hiệu
giao thông sử dụng năng
lương Mặt trời.

17
Bếp 2 lớp nồi: Bếp gồm hai lớp nồi. Nồi phía trong màu đậm để hút sức
nóng Mặt trời, lớp vỏ ngoài để cho nắng rọi vào và giữ lại sức nóng không cho
thoát đi. Đáy nồi phía trong bầu nên nắng cũng soi vào được. Nắp nồi trong suốt
nên người ta có thể quan sát thức ăn trong khi nấu (hình 1.10).
Hình 1.10. Bếp 2 lớp nồi.
Bếp parabol: Được sử dụng nhiều vì bếp tạo được nhiệt độ cao khoảng
4000
C nhưng cần phải chỉnh mặt chảo xoay theo ánh nắng Mặt trời và khó chế tạo
(hình 1.11).
Hình 1.11. Bếp parabol.

18
• Hệ thống chưng cất nước dùng năng lượng Mặt trời
Hình 1.12. Hệ thống chưng cất nước dùng năng lượng Mặt trời.
Hệ thống này bao gồm 1 mặt hứng ánh nắng chiếu vào nồi chứa nước mặn
hay nước nhiễm bẫn. Nước được làm nóng bốc hơi đọng trên màng kính và được
dẫn đến bình chứa nước. Nếu nước nhiễm bẩn quá mức còn có thêm hộp than hoạt
tính nhằm lọc nước sạch hơn (hình 1.12).
• Bình nước nóng năng lượng Mặt trời
Hệ thống cung cấp nước nóng dùng NLMT đã và đang được ứng dụng rộng
rãi ở Hà Nội, Đà Nẵng và Thành phố HCM. Các hệ thống này đã tiết kiệm cho
người sử dụng một lượng đáng kể về năng lượng, góp phần rất lớn trong việc thực
hiện chương trình tiết kiệm năng lượng của nước ta và bảo vệ môi trường chung
của nhân loại.
Hệ thống cung cấp nước nóng dùng NLMT hiện nay ở Việt nam cũng như
trên thế giới chủ yếu dùng bộ thu cố định kiểu tấm phẳng hoặc dãy ống có cánh
nhận nhiệt. Với nhiệt độ nước sử dụng 60o
C thì hiệu suất của bộ thu khoảng 45%,
còn nếu sử dụng ở nhiệt độ cao hơn thì hiệu suất còn thấp (hình 1.13, hình 1.14).

19
Hình 1.13. Bình nước nóng năng lượng Mặt trời với bộ thu kiểu ống.
Hình 1.14. Bình nước nóng năng lượng Mặt trời với bộ thu kiểu tấm phẳng.

20
• Động cơ Stirling chạy bằng năng lượng Mặt trời
Hình 1.15. Bơm nước dùng NLMT.
Ứng dụng NLMT để chạy các động cơ nhiệt - động cơ Stirling ngày càng
được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi dùng để bơm nước sinh hoạt hay tưới cây ở
các nông trại. Ở Việt Nam động cơ Stirling chạy bằng NLMT cũng đã được nghiên
cứu, chế tạo để triển khai ứng dụng vào thực tế. Các ứng dụng thực tế như động cơ
Stirling, bơm nước dùng năng lượng Mặt trời (hình 1.15).
• Xe năng lượng Mặt trời
Để đối phó với tình trạng các nguồn nhiên liệu hóa thạch đang ngày càng
cạn kiệt. Đồng thời để hưởng ứng với các phong trào bảo vệ môi trường thì các
loại xe thân thiện với môi trường ngày càng được nghiên cứu và phát triển rộng rãi.
Tại Việt Nam, xe năng lượng Mặt trời đã được nhiều giảng viên và sinh viên của
các trường quan tâm nghiên cứu và chế tạo thành công như ĐH Cần Thơ, ĐH Sư
Phạm Kỹ Thuật, ĐH BK Đà Nẵng…Nhiều cuộc thi về xe chạy bằng năng lượng

21
Mặt trời cũng đã được mở ra.Ví dụ, cuộc thi “Solar Car Racing 2011” diễn ra tại
khu Công nghệ cao TPHCM.
Hình 1.16. Xe năng lượng Mặt trời của nhóm Hướng Dương tại cuộc thi Solar Car
Racing 2011.
1.4 Tính cấp thiết của đề tài.
Như chúng ta đã biết các nguồn năng lượng được sử dụng chủ yếu từ trước
tới nay đó là dầu mỏ, than đá, khí thiên nhiên, thủy điện… Những nguồn năng
lượng này được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống. Trong ngành
giao thông cũng vậy, đa số loại xe hơi, các loại tàu đều sử dụng nhiên liệu là xăng,
dầu. Vậy tại sao chúng ta lại cần nghiên cứu về NLMT? Tại sao cần nghiên cứu
ứng dụng của NLMT trên xe mô hình?

22
Để trả lời những câu hỏi đó trước hết ta sẽ làm rõ vấn đề tại sao lại phải
nghiên cứu về NLMT? Việc nghiên cứu và khai thác nguồn NLMT đang là một
hướng đi quan trọng và mang tính cấp thiết bởi một số lý do sau:
• Các nguồn nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên… đang
ngày càng cạn kiệt dần. Nhân loại đang đứng trước nguy cơ bị thiếu hụt năng
lượng trầm trọng. Chính vì vậy, việc nghiên cứu và khai thác những nguồn năng
lượng mới như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng hạt nhân… là vô
cùng cấp thiết.
• Năng lượng Mặt trời là nguồn năng lượng sẵn có, sạch và có trữ lượng lớn.
Các ứng dụng năng lượng Mặt trời không chỉ giải quyết vấn đề về năng lượng mà
còn giải quyết được các vấn đề về bảo vệ môi trường. Vì vậy việc nghiên cứu về
năng lượng Mặt trời đang là hướng đi quan trọng trong định hướng phát triển của
nhiều nước.
• Việc nghiên và ứng dụng NLMT có thể mang lại những bước tiến vượt bậc
cho nhân loại. Ví dụ như việc đưa các robot dùng NLMT lên thám hiểm các hành
tinh trong vũ trụ…
• Xuất phát từ thực tiễn nước nhà khi mùa hè ngày càng trở nên nóng bức hơn
thì việc nghiên cứu để tận dụng nguồn NLMT là vô cùng thiết thực.
• Việc nghiên cứu về NLMT mang tính tất yếu do nước ta có những tiềm năng
to lớn về NLMT như:
Việt Nam có dải bờ biển dài hơn 3000km và nằm trong giải phân bổ ánh sáng
mặt trời nhiều nhất trên bản đồ bức xạ Mặt trời của thế giới với tổng số giờ nắng
và cường độ bức xạ nhiệt cao (trung bình xấp xỉ 5KWh/m2
/ngày). Đặc biệt là ở các
vùng phía Nam, số giờ nắng khoảng 1600 - 2600 giờ/năm.

23
Theo một báo cáo của Bộ Công Thương, hiện nay Việt Nam có đến 7 dạng
năng lượng tái tạo có tiềm năng khai thác. Năng lượng gió: tiềm năng 8% diện tích
toàn lãnh thổ, đã đo xác định 1800MW, hiện khai thác 1,25MW; NLMT: tiềm
năng 4 - 5kWh/m2/ngày, hiện khai thác 1,2KW; Thủy điện nhỏ: hiện khai thác
300MW/4000MW; Năng lượng sinh khối: hiện khai thác 150MW/800MW; Rác
thải: hiện khai thác 2,4MW/350MW; Khí sinh học: hiện khai thác 2MW/150MW;
NL địa nhiệt: hiện khai thác 0MW/340MW. Theo đó có thể thấy được năng lượng
gió và NLMT là hai nguồn năng lượng có tiềm năng lớn nhất.
Nước ta có hàng nghìn đảo. Trong đó, có nhiều đảo có cư dân sinh sống
nhưng lại không thể đưa điện lưới quốc gia tới được. Do đo, việc sử dụng năng
lượng Mặt trời như một nguồn năng lượng tại chỗ để thay thế cho các dạng năng
lượng truyền thống, đáp ứng nhu cầu của các vùng dân cư này là một kế sách có ý
nghĩa về mặt kinh tế, an ninh quốc phòng.
• NLMT và các ứng dụng của NLMT là một lĩnh vực còn khá mới mẻ ở nước
ta. Vì vậy nó thu hút được đông đảo các tầng lớp như học sinh, sinh viên, các nhà
khoa học… nghiên cứu và tìm hiểu.
Như vậy việc nghiên cứu và ứng dụng năng lượng Mặt trời là vô cùng cấp
thiết. Các ứng dụng NLMT ngày càng phát triển rộng rãi. Trong lĩnh vực giao
thông cũng vậy, sự ra đời của pin Mặt trời đã mở ra một hướng đi mới trong ngành
sản xuất ô tô. Đặc biệt trước sự ô nhiễm không khí ngày càng tăng như hiện nay thì
việc nghiên cứu và chế tạo các loại xe sử dụng NLMT là điều vô cùng quan trọng
và ngày càng được khuyến khích. Sự ra đời của các loại xe sử dụng NLMT không
những giải quyết được vấn đề về năng lượng mà còn góp phần tích cực trong việc
làm giảm thiểu lượng khí thải do các phương tiện sử dụng các loại nhiên liệu

24
truyền thống thải ra như hiện nay. Đây cũng là một mục đích rất quan trọng mà
toàn nhân loại hướng đến.
1.5 Nội dung, mục đích, ứng dụng trong thực tiễn của đề tài.
1.5.1 Nội dung nghiên cứu của đề tài.
Việc nghiên cứu xe mô hình sử dụng NLMT sẽ giúp chúng ta có một cái
nhìn tổng quát về các cụm chi tiết cần thiết của một chiếc xe NLMT như: hệ pin
Mặt trời cấp nguồn cho xe (Panel Mặt trời, mạch nạp, hệ thống ắc quy), tải tiêu thụ
trên xe (mạch động lực, mạch điều khiển), cơ cấu di chuyển của xe…
Hệ thống pin Mặt trời cấp nguồn Tải tiêu thụ
Hình 1.17. Các thành phần cơ bản trên xe NLMT.
Panel Mặt trời
Mạch nạp
Hệ thống ắc quy
Mạch điều
khiển
Mạch động lực

25
Sau khi đã nắm được các bộ phận cần thiết của một chiếc xe mô hình sử
dụng NLMT chúng ta sẽ đưa ra các phương án thiết kế một chiếc xe NLMT dựa
trên việc có hay không sử dụng một số bộ phận nào đó. Ví dụ như việc có hay
không sử dụng hệ thống ắc quy trên xe sẽ tạo ra 2 phương án chế tạo xe NLMT
khác nhau. Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài thì phương án cấp nguồn cho xe
mô hình thông qua hệ ắc quy tích trữ được lựa chọn để đảm bảo tính ổn định cho
quá trình điều khiển cũng như trong việc cấp nguồn điện cho xe hoạt động.
Bước tiếp theo sau khi đã chọn được phương án thiết kế xe mô hình là tính
toán, thiết kế các cụm chi tiết của xe mô hình như: hệ thống ắc quy, mạch nạp ắc
quy, mạch động lực, mạch điều khiển, pin Mặt trời được dùng cho xe… Từ đó làm
cơ sở cho việc chế tạo ra một chiếc xe mô hình hoàn chỉnh sử dụng nguồn cấp là
hệ thống pin Mặt trời.
1.5.2 Mục đích nghiên cứu của đề tài.
Mục đích chủ yếu của đề tài đó là cho chúng ta biết được xe mô hình NLMT
sẽ sử dụng nguồn điện từ tấm pin Mặt trời như thế nào. Thực tế đã chỉ ra nguồn
điện được chuyển hóa từ tấm pin Mặt trời sẽ có thể được dùng trực tiếp cho xe
hoặc được nạp vào ắc quy để từ đó cung cấp cho hoạt động của xe.
Nghiên cứu về xe mô hình NLMT giúp chúng ta thấy được cơ chế hoạt động
của một chiếc xe sử dụng NLMT. Đồng thời qua đó thấy được tính ổn định của xe
sử dụng NLMT cũng không thua kém các loại xe sử dụng các nguồn năng lượng
khác.
Cuối cùng đề tài cho thấy được tầm quan trọng của xe sử dụng NLMT. Đây
sẽ là một loại xe phổ biến và đầy triển vọng trong tương lai. Từ đó đẩy mạnh việc

26
nghiên cứu và chế tạo xe NLMT để phục vụ cho các mục đich khác nhau của toàn
nhân loại.
1.5.3 Một số ứng dụng thực tiễn của xe NLMT.
Xe NLMT ngày càng được phát triển rộng rãi và có những ứng dụng hết sức
thiết thực trong xã hội ngày nay. Việc nghiên cứu thành công xe mô hình NLMT
sẽ làm cơ sở cho việc phát triển các loại xe con, xe du lịch… dùng NLMT. Trong
lĩnh vực giao thông, xe chạy bằng NLMT đang được nghiên cứu và ứng dụng tại
nhiều nước trên thế giới nhằm giải quyết vấn đề toàn cầu đó là bảo vệ môi trường.
Một ví dụ cho kiểu xe này đó là chiếc Solartrike của nhà phát minh Larry
Delfoose. Chiếc xe có thể đạt tốc độ 40km/h và di chuyển quãng đường tối đa
16km sau mỗi lần nạp năng lượng (hình 1.18).
Hình 1.18. Solartrike của Larry Delfoose, năm 2006. (Nguồn: oreca.com.vn)

27
Xe dùng NLMT cũng có thể được dùng để chuyên chở hàng hóa quanh các
phân xưởng, các xưởng sản xuất của các khu công nghiệp, các nhà máy. Việc đưa
đón công nhân từ đường quốc lộ vào các khu làm việc cũng có thể được thực hiện
bằng các loại xe này.
Với ngành du lịch thì việc sử dụng các loại xe cỡ nhỏ trong các khu nghỉ
dưỡng, các sân golf… để phục vụ cho mục đích di chuyển cũng như tham quan là
vô cùng hợp lý và rất có ý nghĩa. Bởi xe NLMT được coi là loại xe thân thiện với
môi trường nên rất thích hợp để dùng cho mục đích du lịch.
Trong lĩnh vực hàng không, vũ trụ: Ngày mà nhà du hành vũ trụ Neil
Amstrong đặt chân lên Mặt trăng lần đầu tiên trong lịch sử nhân loại cũng là ngày
con người bắt đầu mơ ước về tương lai sống trên Mặt trăng, sao Hỏa. Tuy nhiên,
trên thực tế, con người lại chưa thể chế tạo được những loại phương tiện thám
hiểm đường trường đáng tin cậy. Mặc dù vậy, chúng ta đang đạt được nhiều tiến bộ
đáng kể trong việc chế tạo được những chiếc xe thám hiểm vũ trụ. Xe thám hiểm
sao Hỏa Mars Exploration Rover Opportunity là một ví dụ điển hình cho loại xe
này. Xe nặng 180 kg, cao 1,5 m, rộng 2,3 m, dài 1,6 m, có 6 bánh và chạy bằng
NLMT. Vận tốc tối đa của xe là 0,18 km/h (hình 1.19). Tuy sở hữu tốc độ chưa cao
nhưng xe thám hiểm vũ trụ vẫn là niềm tự hào của toàn nhân loại vì những thông
tin về các hành tinh xa xôi mà chúng mang lại cho con người.

28
Hình 1.19. Mars Exploration Rover Opportunity. (Nguồn: astrobiology.nasa.gov)

29
CHƯƠNG II. CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ XE MÔ HÌNH
NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI.
2.1 Xe mô hình năng lượng Mặt trời.
Xe mô hình năng lượng Mặt trời được nghiên cứu trong đề tài có thể xem
như một hệ thống sử dụng năng lượng Mặt trời thông thường nhưng ở quy mô nhỏ.
Một hệ thống sử dụng điện năng lượng Mặt trời cung cấp cho tải hoạt động thường
bao gồm các hệ thống như:
• Hệ thống pin Mặt trời.
• Các thiết bị chuyển đổi (DC/DC hoặc DC/AC).
• Các tải tiêu thụ có thể là tải một chiều hoặc tải xoay chiều và
một vài bộ phận có thể có thêm hoặc khuyết đi tùy vào mục
đích sử dụng.
Hệ pin mặt trời cấp nguồn Tải tiêu thụ
Panel mặt
trời
Mạch nạp
Hệ thống ắc
quy
Mạch điều
khiển
Mạch động lực

30
Hình 2.1. Các thành phần chính trên xe năng lượng Mặt trời.
Xe mô hình năng lượng Mặt trời trong giới hạn nghiên cứu của đề tài gồm
các thành phần cơ bản như trên đó là một hệ thống pin Mặt trời cung cấp điện năng
cho các tải tiêu thụ. Thành phần tải tiêu thụ của xe là mạch điều khiển, mạch động
lực bao gồm hai động cơ một chiều tạo lực phát động cho xe di chuyển.
2.2 Nguồn điện sử dụng lấy từ pin Mặt trời.
Có 2 phương án cấp điện cho xe mô hình từ hệ thống pin Mặt trời như sau:
• Phương án 1: Cấp nguồn hoạt động cho xe không dùng hệ thống ắc quy
tích trữ.
Hình 2.2. Sơ đồ cấp nguồn cho xe mô hình không dùng hệ thống ắc quy.
Điện năng từ hệ panel sản xuất ra được đưa thẳng trực tiếp đến các động cơ
một chiều thực hiện việc di chuyển cho xe mô hình. Mạch điều khiển được cấp
nguồn riêng để điều khiển các hoạt động trên xe.

31
Phương án sử dụng hệ thống pin Mặt trời không có acquy được dùng trong
một số cuộc thi chế tạo xe năng lượng Mặt trời ở Úc. Loại hình cấp năng lượng
này sẽ dễ dàng cho việc chế tạo xe hơn, không cần đến mạch nạp, acquy và giảm
trọng lượng của xe một cách đáng kể trong khi một tiêu chí rất quan trọng của các
cuộc thi là vận tốc xe sẽ được cải thiện rất nhiều nhờ ưu điểm về trọng lượng nhỏ
nói trên.
Thông thường với kiểu cấp năng lượng như trên và tính cạnh tranh về vận
tốc xe của một cuộc thi thì phần mạch điều khiển thường không được tính đến.
Nhưng để thiết kế một mạch điều khiển cho xe con dạng này thì cần cấp nguồn cho
mạch, vì nguồn trực tiếp từ panel thay đổi không đảm bảo cho mạch hoạt động
được.
Loại động cơ sử dụng cho kiểu cấp năng lượng trực tiếp như trên cũng là
loại có thể hoạt động được trong điều kiện nguồn cấp không ổn định. Động cơ
“hobby” là loại động cơ có khả năng “thích nghi” cho nguồn được cung cấp trực
tiếp từ panel Mặt trời, có thể hoạt động được khi trên đường xe chạy có cường
cường độ bức xạ thay đổi.
• Phương án 2: Cấp nguồn cho xe mô hình thông qua hệ ắc quy tích trữ.
Nguồn cấp cho xe hoạt động là hệ thống pin năng lượng Mặt trời bao gồm
Panel Mặt trời, hệ thống ắc quy tích trữ điện năng. Điện năng do hệ panel sản xuất
ra đi qua mạch điều khiển nạp, nhằm ổn định điện áp nạp cho hệ ắc quy. Hệ ắc quy
khi tích đủ điện năng sẽ cấp cho hoạt động của mạch điều khiển và các mạch động
lực bao gồm cả động cơ một chiều di chuyển xe con.

32
Hình 2.3. Sơ đồ cấp nguồn cho xe thông qua hệ ắc quy tích trữ.
Thông thường các hệ thống sử dụng nặng lượng điện Mặt trời đều có sử
dụng một hệ thống ắc quy tích trữ điện năng rồi mới đưa đến tải. Lý do ắc quy
thường có mặt trong hệ thống là vì đặc trưng của việc sử dụng năng lượng Mặt trời
phụ thuộc gần như tuyệt đối vào ánh sáng Mặt trời mà các tấm pin Mặt trời nhận
được. Ánh sáng Mặt trời lại là yếu tố thay đổi theo cả thời gian và theo cả vị trí địa
lý. Nếu cường độ dòng điện mà panel Mặt trời sản sinh tại thời điểm mạnh nhất
trong ngày lúc giữa trưa là 100%, thì buối sáng và buổi chiều chỉ còn đạt được
khoảng 70-72%. Cường độ ánh sáng Mặt trời còn phụ thuộc rất nhiều vào độ
quang đãng của bầu trời. Khi trời nhiều mây và những ngày mưa thì cường độ ánh
sáng thấp hơn. Như vậy dòng điện mà panel sản sinh cho xe mô hình di chuyển là
không ổn định. Vì vậy việc sử dụng hệ ắc quy tích trữ sẽ cung cấp nguồn điện ổn
định cho xe hoạt động. Còn tùy vào nhiều mục đích sử dụng, người ta còn thiết kế
ắc quy tích trữ để dùng vào ban đêm hoặc dùng trong một khoảng thời gian dài khi
gặp thời thiết bất lợi.
Do đó, phương án thứ 2 được lựa chọn trong phạm vi nghiên cứu của đề tài
để đảm bảo tính ổn định cho quá trình điều khiển cũng như trong việc cấp nguồn
điện cho xe hoạt động.

33
CHƯƠNG III. HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI.
Một hệ thống pin Mặt trời bao gồm các thành phần sau: các tấm pin , thiết bị
lưu trữ điện, các thiết bị chuyển đổi (bộ điều khiển nạp, inverter )…
Hình 3.1. Hệ thống pin Mặt trời.
3.1 Cấu tạo và hoạt động của pin Mặt trời.
Pin Mặt trời là thiết bị bán dẫn có chứa 1 lượng lớn chất bán dẫn p-n, dưới
ánh nắng Mặt trời có khả năng tạo ra dòng điện sử dụng được. Sự chuyển đổi này
gọi là hiệu ứng quang điện.
3.1.1 Cấu tạo.
Cấu tạo của pin Mặt trời là 1 lớp tiếp xúc bán dẫn p-n có khả năng biến đổi
trực tiếp năng lượng bức xạ Mặt trời thành điện năng nhờ hiệu ứng quang điện
trong.

34
Hình 3.2. Cấu tạo pin Mặt trời.
Cho tới hiện tại thì vật liệu chủ yếu cho pin Mặt trời (và cho các thiết bị bán
dẫn) là các silic tinh thể. Pin Mặt trời từ tinh thể silic chia ra thành 3 loại:
• Pin Mặt trời đơn tinh thể có thể đạt hiệu suất từ 11% - 16%. Chúng
thường rất đắt tiền do được cắt từ các thỏi hình ống, các tấm đơn thể này
có các mặt trống ở góc nối các module.
• Pin Mặt trời đa tinh thể: Các pin này thường rẻ hơn các pin đơn tinh thể,
tuy nhiên hiệu suất kém hơn từ 8% - 11%. Chúng có thể tạo thành các
tấm vuông che phủ bề mặt nhiều hơn đơn tinh thể.
Dải silic tạo từ các miếng phim mỏng từ silic nóng chảy và có cấu trúc đa tinh thể.
Loại này có hiệu suất thấp nhất từ 3% - 6% và là loại rẻ nhất trong các loại vì
không cần phải cắt từ thỏi silicon.
Pin năng lượng mặt trời phổ biến nhất dùng đa tinh thể silicon.

35
Hình 3.3. Các loại cấu trúc tinh thể của tấm pin Mặt trời.
Khi silicon được pha một lượng nhỏ tạp chất, mạng tinh thể sinh ra điện
tích. Silicon mang điện tích là vật liệu cho nhiều ứng dụng cực kỳ quan trọng. Khi
silicon kết hợp với tạp chất có khả năng lấy điện tử từ mạng silicon. Khi đó, mạng
silicon sẽ có những lỗ trống mang điện tích dương. Đây được gọi là p-silicon. Mặt
khác, khi silicon được kết hợp với tạp chất có khả năng cho điện tử, mạng silicon
sẽ dư điện tử và được gọi là n-silicon. Silicon dùng trong mọi linh kiện điện tử (ví
dụ như transistor) là một vật liệu hỗn hợp liên kết giữa p-silicon và n-silicon.
Một pin silic có đường kính 6 cm có thể sản xuất dòng điện khoảng 0,5
ampe ở 0,5 volt nếu được để dưới ánh nắng trực tiếp.
Để loại bỏ các khuyết tật trong quá trình cắt người ta đánh bóng các tấm tinh
thể mỏng. Chất kích thích dùng cho các pin và các tấm kim loại dẫn truyền đặt vào
một mặt. Một lưới mỏng được bố trí trên bề mặt chiếu ánh sáng Mặt trời và cả trên
mặt còn lại. Tấm năng lượng Mặt trời tạo thành từ các pin như vậy và được bảo vệ
khỏi tia bức xạ và các hư hại trên mặt trước bằng các miếng gương, đồng thời được
gắn vào chất nền. Chất keo và chất nền phải có tính dẫn nhiệt, vì sự nóng lên của
các pin khi hấp thụ năng lượng hồng ngoại sẽ không được chuyển hóa thành năng
lượng. Khi đó, hiệu suất sẽ bị giảm đi. Chính vì vậy nên phải làm giảm thiểu nhiệt
năng.

36
Hình 3.4. Cấu tạo của tấm năng lượng Mặt trời.
Công nghệ chế tạo pin Mặt trời gồm nhiều công đoạn khác nhau. Để chế tạo
pin Mặt trời từ silicon đa tinh thể phải trải qua các bước sau:
Hình 4.5. Các bước chế tạo pin Mặt trời.
3.1.2 Nguyên lý hoạt động.
Chấm đen là điện tử e-
, chấm trắng là lỗ trống h+
.
Xét 2 mức năng lượng E1 và E2. Bình thường điện tử chiếm mức năng
lượng E1. Khi được chiếu sáng, lượng tử ánh sáng (photon) mang năng lượng hv

37
(h là hằng số Plank và v là tần số ánh sáng) bị điện tử hấp thụ và chuyển lên mức
E2 cao hơn.
Hình 3.6. Nguyên lý hoạt động của pin Mặt trời silicon.
Phương trình cân bằng năng lượng:
hv = E2 - E1 (3-1)
Hình 3.7. Hệ 2 mức năng lượng.
Trong các vật rắn, do tương tác rất mạnh của mạng tinh thể lên điện tử vành
ngoài, nên các năng lượng của nó bị tách ra nhiều mức năng lượng rất sát nhau và
tạo thành các vùng năng lượng. Vùng năng lượng thấp bị các điện tử chiếm đầy khi
ở trạng thái cân bằng gọi là vùng hoá trị mà mặt trên của nó có năng lượng EV.

38
Vùng năng lượng phía trên tiếp đó hoàn toàn trống hoặc chỉ bị chiếm một phần gọi
là vùng dẫn, mặt dưới của vùng có năng lượng là EC. Cách ly giữa vùng hóa trị và
vùng dẫn là một vùng có mức năng lượng Eg gọi là vùng cấm.
Khi được chiếu sáng, các photon mang năng lượng hv tới hệ thống, bị điện
tử của vùng hoá trị hấp thụ và nó có thể chuyển lên vùng dẫn để trở thành điện tử
tự do e-
, để lại ở vùng hoá trị một lỗ trống coi như hạt mang điện dương, ký hiệu là
h+
. Lỗ trống này có thể di chuyển và tham gia vào quá trình dẫn điện.
Hình 3.8. Các vùng năng lượng
Hiệu ứng lượng tử của quá trình hấp thụ photon co thể mô tả bằng phương
trình:
EV + hv→ e-
+ h+
(3-2)
Điều kiện để điện tử có thể hấp thụ năng lượng của photon và chuyển từ
vùng hoá trị lên vùng dẫn, tạo ra cặp điện tử - lỗ trống là:
hv > Eg = Ec – Ev (3-3)
Từ đó có thể tính được bước sóng tới hạn λC của ánh sáng để có thể tạo ra cặp
e-
- h+ là:
λc= hc/(Ec – Ev) (3-4)
Tóm lại khi vật rắn nhận tia bức xạ Mặt trời, điện tử ở vùng hoá trị hấp thụ
năng lượng photon hv và chuyển lên vùng dẫn tạo ra cặp hạt dẫn điện tử lỗ trống e-

39
- h+, tức là tạo ra một điện thế. Hiện tượng đó gọi là hiện tượng quang điện bên
trong.
Nguyên lý hoạt động của tấm pin mặt trời chính là hiệu ứng quang điện xảy
ra ở lớp tiếp xúc p-n :
Khi p-silicon tiếp cận với n-silicon, vùng chuyển tiếp (junction) giữa hai vật
liệu này sẽ sinh ra một điện áp tự nhiên (0,7 V). Khi photon của ánh sáng mặt trời
chạm vào mạng silicon, nó sẽ đẩy điện tử ra khỏi mạng và để lại lỗ trống trên
mạng. Tuy nhiên, sau khi bị các photon tác động cặp điện tử và lỗ trống vẫn còn
chưa tách ra vì lực hút Coulomb nên không rời nhau. Cặp điện tử và lỗ trống còn
gọi là exciton. Chỉ có những cặp gần vùng chuyển tiếp mới bị điện áp vùng biên
kéo cả hai ra xa để lỗ trống đi về phía p-silicon và điện tử đi về phía n-silicon. Bây
giờ, điện tử mới thật sự tự do di động để cho ra dòng điện.
Hình 3.9. Nguyên lý hoạt động của tấm pin mặt trời.

40
3.1.3 Tính toán hệ nguồn điện pin Mặt trời.
• Tính toán phụ tải yêu cầu.
Giả sử hệ cần cấp điện cho các tải T1 , T2 , T3 ,… có các công suất tiêu thụ
tương ứng P1 , P2 , P3 ,… và thời gian làm việc hàng ngày của chúng là t1 , t2 , t3 ,…
Tổng điện năng phải cấp hằng ngày cho các tải:
(3-5)
Lấy Eng nhân với số ngày trong tháng hoặc trong năm ta sẽ tính được nhu
cầu điện năng trong các tháng hoặc cả năm.
• Tính toán năng lượng điện Mặt trời cần thiết.
Năng lượng hằng ngày dàn pin Mặt trời cần phải cấp cho hệ được xác định
theo công thức:
(3-6)
Trong đó:
Eβ : Cường độ bức xạ trên mặt phẳng đặt nghiêng một góc β so
với mặt phẳng ngang.
ηm : Hiệu suất của pin ở nhiệt độ T.
• Tính số module mắc song song và nối tiếp.
Các giá trị đặc trưng cơ bản của module:
 Thế làm việc tối ưu Vm.

41
 Dòng làm việc tối ưu Im.
 Công suất đỉnh Pm.
Số module cần dùng trong hệ thống:
với N = Ns.Np (3-7)
Số module mắc nối tiếp:
(3-8)
V: Điện thế yêu cầu của hệ.
Số module mắc song song:
(3-9)
I: điện thế yêu cầu của hệ.
3.1.5 Ghép nối các tấm pin.
• Ghép nối tiếp:
Ghép nối tiếp các tấm pin làm tăng điện áp của hệ thống PV, tương ứng với
đầu vào của bộ điều khiển nạp. Cần lưu ý rằng điện áp hở mạch của hệ thống PV
lớn hơn điện áp hoạt động của nó. Điều này dẫn đến việc điện áp đầu vào của các
thiết bị bị vượt quá.

42
Hình 3.10. Ghép nối tiếp 3 tấm pin.
• Ghép song song:
Ghép song song thường dùng cho hệ thống PV độc lập.
Hình 3.11. Ghép song song 3 tấm pin.
• Ghép hỗn hợp:
Điện áp của hệ thống phụ thuộc vào số tấm pin.

43
Hình 3.12. Ghép hỗn hợp các tấm pin.
3.2 Hệ thống ắc quy.
3.2.1 Khái quát về ắc quy chì.
Ắc quy là nguồn điện hoạt động dựa trên phản ứng hóa học thuận nghịch,
dùng để lưu trữ điện năng dưới dạng hóa năng và và làm nhiệm vụ phóng điện
cung cấp cho phụ tải khi cần.
Ắc quy chì bao gồm có các bản cực bằng chì và ô-xít chì ngâm trong dung
dịch axit sulfuaric. Các bản cực thường có cấu trúc phẳng, dẹp, dạng khung lưới,
làm bằng hợp kim chì antimon có nhồi các hạt hóa chất tích cực. Các hóa chất này
khi được nạp đầy là đioxit chì ở cực dương và chì nguyên chất ở cực âm.

44
Hình 3.13. Cấu tạo ắc quy chì.
Các bản cực được nối với nhau bằng những thanh chì ở phía trên. Bản cực
dương nối với bản cực dương, bản cực âm nối với bản cực âm. Chiều dài, chiều
ngang, chiều dày và số lượng các bản cực sẽ xác định dung lượng của bình ắc quy.
Chất lỏng dung trong bình ắc quy này là dung dịch axít sunfuaric. Nồng độ của
dung dịch biểu trưng bằng tỷ trọng đo được. Nồng độ này tuỳ thuộc vào loại bình
ắc quy và tình trạng phóng nạp của bình.
Khi nạp điện: Cho dòng điện một chiều đi vào ắc quy. Dung dịch a-xít
sunfurit (H2SO4) bị điện phân. Xuất hiện hydro và oxi ở 2 bản cực. Ở bản nối với
cực âm của nguồn thì chì ôxit PbO bị khử mất oxi thành chì Pb. Bản này sẽ thành
cực âm của ắc quy. Ở bản nối với cực dương của nguồn có oxi bám vào. Lúc này
Pb3O4 bị oxi hóa thành PbO2. Bản này sẽ thành cực dương của ắc quy. Giữa hai
bản cực có một hiệu điện thế và ắc quy trở thành nguồn điện.

45
Hình 3.14. Quá trình nạp cho ắc quy.
Khi phóng điện : Là quá trình chuyển hóa năng thành điện năng . Nối 2 bản
cực của ắc quy với vật dẫn thì quá trình hóa học xảy ra ngược lại. Ở bản cực dương
của ắc quy thì chì oxit PbO2 bị khử oxi thành PbO. Ở bản cực âm của ắc quy thì Pb
bị oxi hóa thành PbO. Khi hai cực giống nhau thì quá trình phóng điện sẽ bị ngưng.
Nếu muốn phát điện tiếp tục thì ta phải nạp điện lại cho ắc quy.
Hình 3.15. Quá trình phóng điện cho ắc quy.
3.2.2 Tính dung lượng bộ ắc quy.
Dung lượng của bình ắc quy thường được tính bằng Ampe giờ (Ah). Ampe
giờ (Ah) đơn giản chỉ là tích số giữa dòng điện phóng với thời gian phóng điện.
Dung lượng này phụ thuộc vào dòng điện phóng, nhiệt độ chất điện phân, tỷ

46
trọng của dung dịch, và điện thế cuối cùng sau khi phóng.
Dung lượng của bộ acquy được tính theo công thức:
C = (A.h) (3.10)
D: số ngày cần dự trữ năng lượng (số ngày không có nắng).
: hiệu suất phóng nạp điện của ắc quy.
DOS: độ sâu phóng điện thích hợp (khoảng 0,6÷0,7).
3.2 Bộ điều chỉnh phóng nạp cho ắc quy.
Bộ điều chỉnh là thiết bị thực hiện chức năng điều tiết sạc cho ắc quy, bảo vệ
cho ắc quy chống tình trạng nạp quá tải và xả quá sâu nhằm nâng cao tuổi thọ ắc
quy, đồng thời giúp hệ thống pin Mặt trời hoạt động hiệu quả hơn.
Hình 3.16. Bộ điều chỉnh phóng nạp ắc quy.

47
Việc điều khiển sự phóng nạp của bộ điều chỉnh dựa trên 2 ngưỡng điện thế
của ắc quy đó là ngưỡng điện thế cắt trên và ngưỡng điện thế cắt dưới.
Ngưỡng điện thế cắt trên Vmax
: Ngưỡng điện thế cắt trên Vmax
là giá trị hiệu
điện thế trên hai cực của bộ ắc quy đã được nạp điện đầy, dung lượng đạt 100%.
Khi đó nếu tiếp tục nạp điện cho ắc quy thì ắc quy sẽ bị đầy quá, dung dịch ắc quy
sẽ bị sôi dẫn đến sự bay hơi nước và làm hư hỏng các bản cực. Vì vậy khi hiệu
điện thế trên các cực bộ ắc quy đạt đến V = Vmax
thì bộ điều khiển sẽ tự động cắt
hoặc hạn chế dòng nạp điện từ dàn pin Mặt trời. Sau đó khi hiệu điện thế bộ ắc quy
giảm xuống dưới giá trị ngưỡng thì bộ điều khiển lại tự động đóng mạch nạp lại.
Ngưỡng cắt dưới Vmin: Là giá trị hiệu điện thế trên hai cực bộ ắc quy khi ắc quy đã
phóng điện đến giá trị cận dưới của dung lượng ắc quy (Ví dụ: Đối với ắc quy chì -
axit, đó là khi dung lượng của ắc quy chỉ còn lại 30%). Nếu tiếp tục sử dụng ắc quy
có thể bị hỏng do nó sẽ bị phóng điện quá kiệt. Vì vậy, khi hiệu điện thế bộ ắc quy
V ≤ Vmin thì bộ điều khiển sẽ tự động cắt mạch tải tiêu thụ. Sau đó nếu hiệu điện
thế bộ ắc quy tăng lên trên giá trị ngưỡng thì bộ điều khiển lại tự động đóng mạch
nạp lại.
Việc kết nối giữa bộ điều chỉnh với pin Mặt trời và ắc quy là cực kỳ đơn giản nhờ
các đầu ra có sẵn trên bộ điều chỉnh. Bộ điều chỉnh có khả năng bảo vệ nạp quá
điện thế (>13,8V) hoặc điện thế thấp (<10,5V). Mạch bảo vệ của bộ điều chỉnh sẽ
thực hiện việc ngắt mạch khi bộ điều chỉnh xác nhận ắc quy đã được nạp đầy hoặc
điện áp bình ắc quy quá thấp.

48
CHƯƠNG IV. THIẾT KẾ XE MÔ HÌNH.
4.1 Thiết kế cơ khí cho xe con.
4.1.1 Phần mềm thiết kế cơ khí Solidworks 2011.
Solidworks là phần mềm thiết kế 3D được sử dụng rất rộng rãi trong các lĩnh
vực khác nhau như cơ khí, kiến trúc, xây dựng… Đây là một trong những phần
mềm thiết keess 3D nổi tiếng của hãng Dassault System bên cạnh Catia. Cũng như
các phần mềm thiết kế 3D khác, Solidworks cho phép người dùng xây dựng các
mô hình 3D, lắp ghép chúng với nhau, xuất ra bản vẽ chi tiết… Solidworks cũng
có thể xuất ra các file dữ liệu định dạng chuẩn dể người dùng có thể sử dụng với
các phần mềm khác như CAD, ProE… Với giao diện đơn giản cùng với sự hiển thị
đầy đủ các thanh công cụ khiến người dùng có thể dễ dàng phác họa ý tưởng về chi
tiết. Đồng thời người thiết kế cũng có thể dễ dàng quản lý bản vẽ của mình với cây
thư mục quản lý các thuộc tính của đối tượng thiết kế nằm ngay bên cạnh vùng đồ
họa.

49
Hình 4.1. Môi trường Solidworks 2011.
4.1.2 Chọn cơ cấu di chuyển cho xe con.
• Phương án 1: Cơ cấu di chuyển với 2 bánh xe.
Đây là phương án điều khiển dễ dàng nhất nhưng một khó khăn lớn khi sử
dụng phương pháp này đó là khó cân bằng.
Hình 4.2. Cơ cấu di chuyển với 2 bánh xe.

50
Cơ cấu di chuyển với 3 bánh xe gồm 2 bánh chủ động và 1 bánh dẫn
hướng. Việc đồng phẳng của xe được giải quyết dễ dàng do sự tiếp xúc của 3
bánh xe với mặt đường tạo nên một mặt phẳng. Hai bánh xe chủ động thực hiện
nhiệm vụ truyền lực phát động và đổi hưỡng cho xe. Bánh còn lại sẽ thực hiện
nhiệm vụ dẫn hướng.
Với phương án này mặt chân đế của xe được tăng lên do vậy làm tăng độ
chắc chắn cho xe, giúp xe khó bị đổ nhưng lại khó đồng phẳng hơn xe 3 bánh.
Xe sử dụng 2 bánh xe chủ động ở phía sau làm nhiệm vụ truyền lực phát động
cho xe di chuyển. Hai bánh trước có tác dụng dẫn hướng cho xe.

51
Ngoài ra còn nhiều phương án như sử dụng cơ cấu di chuyển với 5 bánh
xe, 6 bánh xe… Để thực hiện nhiệm vụ của đề tài đồng thời dựa trên các phân
tích trên ta chọn cơ cấu di chuyển với 4 bánh xe bởi một số lý do như làm tăng
diện tích mặt chân đế qua đó tăng độ cứng vững cho xe giúp phần đế có thể tải
được sức nặng của các bộ phận như ắc quy, các mạch điện tử, cùng tấm pin Mặt
trời… Cơ cấu di chuyển với 4 bánh xe có 2 bánh phía sau là bánh chủ động
được nối với trục động cơ đặt trong 1 ống nhựa có khả năng tự lựa giúp phần
khung xe luôn cân bằng kể cả khi xe gặp vật cản, giúp xe khung xe không bị
nghiêng mặc dù bánh xe bị nghiêng đi so với mặt phẳng ngang.
4.1.3 Cơ khí Robot.
• Phần thân Robot.
Hình 4.5. Thân Robot.

52
Phần thân Robot được làm từ các thanh nhôm lien kết với nhau bằng vít lở.
Khoảng không ở giữa là tấm fip để gắn các mạch, ắc quy lên. Thanh nhôm đầu xe
và 2 thanh ở hai bên của xe là nhôm 25x38, thanh nhôm cuối xe là nhôm 25x76 với
kích thước như hình vẽ trên.
• Ắc quy.
Xe sử dụng 2 ắc quy một chiều loại 12V – 1.3Ah với kích thước như hình
dưới.
Hình 4.6. Ắc quy.

53
Hình 4.7. Ắc quy dạng 3D.
Hình 4.8. Ắc quy.

54
• Động cơ 1 chiều.
Động cơ sử dụng cho xe mô hình là loại động cơ một chiều 12V – 10W, tốc
độ 500 vòng/phút. Động cơ có gắn kèm hộp giảm tốc để tốc độ đưa ra bánh xe đủ
nhỏ để cho xe hoạt động.
Hình 4.9. Động cơ 1 chiều.
Hình 4.10. Động cơ 1 chiều dạng 3D.

55
• Bánh xe.
Bánh xe phía trước có đường kính 32mm, chiều dày 13mm được lắp với
khung xe bằng các vít lở. Chiều cao mặt dưới của khung xe phía trước sau khi
được lắp bánh trước khoảng 35mm.
Bánh sau có đường kính ngoài 100mm, lỗ bạc bắt với trục động cơ có đường
kính 6mm.
Hình 4.12. Kích thước đường kính ngoài và bạc bánh sau.
Hình 4.11. Bánh
xe trước.

56
Hình 4.13. Bánh xe sau.
Ngoài ra còn một số bộ phận hợp thành như ống nhựa đỡ động cơ, fip đỡ ắc
quy, vít lở, thanh ke… Dưới đây là mô hình phần cơ khí của xe đã được lắp ráp.

57
Hình 4.14. Mặt trên phần khung xe.
Hình 4.15. Mặt dưới khung xe.

58
4.2. Thiết kế mạch điều khiển cho xe mô hình.
4.2.1. Xây dựng mạch điều khiển cho xe mô hình.
Thành phần chính làm nhiệm vụ điều khiển là vi điều khiển Atmega8. Vi
điều khiển được cấp nguồn và là các nhiệm vụ như:
• Nhận tín hiệu từ cảm biến hồng ngoại.
• Xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển tới 2 động cơ trái, phải để
điều chỉnh quá trình chạy xe.
• Xuất tín hiệu ra màn hình LCD để hiển thị các thông số đã lập trình.
Ta có sơ đồ điều khiển như sau:
Hình 4.16. Sơ đồ khối điều khiển hoạt động của xe mô hình.

59
4.2.2. Giới thiệu phần mềm thiết kế mạch.
Mạch được thiết kế trên phần mềm Altium Design.
Giao diện chính của Altiumdesign DXP:
Hình 4.16. Môi trường làm việc của Altium Designer.
Tạo một Project mới: Chọn File >> New >> Project >> PCB Project.
Hình 4.17. Khởi tạo project mới.

60
Project mới tạo có đuôi là (*.PrjPCB). Chuột phải chọn Save Project.
Hình 4.18. Lưu project.
Tiếp theo ta tạo mạch nguyên lý và layout.
Ta thêm vào Project một bản vẽ nguyên lý và một bản vẽ layout bằng cách chọn
File >> New >> Schematic, Pcb.

61
Hình 4.19. Thêm bản vẽ nguyên lý và layout vào Project vừa khởi tạo.
Màn hình chính giờ đây trông như sau:
Hình 4.20. Môi trường thiết kế mạch nguyên lý.
Tiến hành lấy linh kiện từ màn hình của DXP.
Vào menu Place, chọn Part.
Hình 4.21. Truy cập vào thư viện linh kiện.
Cửa sổ Place Part xuất hiện, chuột phải vào đó và chọn hộp linh kiện:

62
Hình 4.22. Chọn linh kiện.
Lựa chọn một loại linh kiện, ví dụ lấy điện trở, từ thư viện Miscellaneous.
Hình 4.23. Thư viện Mscellaneous.
Một vài linh kiện khác, ví dụ tranzitor nằm trong thư viện Miscellaneous
device,chân jumper nằm trong thư viện Miscellaneous connecter…

63
Sau khi đã chọn được linh kiện ta kích chuột vào màn hình chính, sau đó gán tên
cho linh kiện VD điện trở R1 như trong hình 2.24.
Hình 4.24. Đặt tên cho linh kiện.
Nháy đúp vào linh kiện (VD R1) ta sẽ điều chỉnh các thông số của linh kiện này:
Hình 4.25. Thiết lập các thông số cho linh kiện.
Tiếp tục lấy các linh kiện khác ta cũng làm tương tự. Ví dụ:
Lấy nguồn âm, nguồn dương:

64
Hình 4.26. Lấy nguồn cho mạch.
Dưới đây là một mạch đơn giản được vẽ trên Altium Designer:
Hình 4.27. Mạch nguyên lý được vẽ trên Altium Designer.
Sau khi đã có mạch nguyên lý ta tiến hành save để update và chuyển sang môi
trường thiết kế mạch in.

65
Hình 4.28. Save project để tiến hành update.
Sau đó ta vào Design → Update PCB Document PCB1.PcbDoc.
Hình 4.29. Chuyển sang vẽ layout.

66
Hộp thoại yêu cầu update từ nguyên lý sang layout hiện ra, ta bấm vào
Execute change để chuyển đổi.
Hình 4.30. Chọn Execute changes để chuyển đổi.
Màn hình Layout xuất hiện với các linh kiện đã được chuyển đổi từ mạch
nguyên lý.
Hình 4.31. Mạch chuyển tự động từ nguyên lý sang môi trường layout.
Trước hết bấm chọn lớp TopOverlay để vẽ khung mạch in.

67
Hình 4.32. Chọn nét vẽ đường bao mạch in.
Sau đó ta vào Place chọn Line để vẽ.
Hình 4.33. Chọn line để vẽ đường bao.
Tiến hành vẽ đường bao ngoài của mạch.
Hình 4.34. Vẽ đường bao ngoài của mạch.

68
Tiếp đến, ta thực hiện đi dây mạch in. Vào Place chọn Interactive Routing.
Sau đó, ta thực hiện đi dây cho mạch in.
Hình 4.35. Đi dây cho mạch in.
Kết quả sau khi đi xong tất cả dây mạch in ta có mạch in.
Hình 4.36. Mạch in sau khi đã đi dây xong.

69
4.2.3. Vi điều khiển ATmega8.
Có nhiều loại vi điều khiển như PIC, 8051, AVR… Vi điều khiển AVR
được phát triển bởi hãng Atmel.
ATmega8 là loại vi điều khiển 8bit có công suất tiêu thụ thấp.
Atmega8 sử dụng kiến trúc RISC với 130 lệnh, 32 thanh ghi đa mục đích,
tốc độ hoạt động lên tới 16MHz.
Atmega8 có kiến trúc bộ nhớ với bộ nhớ Flash 8K lập trình theo chế độ ISP,
bộ nhớ dữ liệu EEPROM 512 bytes, bộ nhớ RAM 1K bytes.
Các tính năng ngoại vi của Atmega8 như có 23 đường vào ra dữ liệu, tốc độ
hoạt động lên đến 16 MHz, có 2 bộ định thời 8 bit và 1 bộ định thời 16 bit, 3 kenh
điều chế độ rộng xung PWM, 6 kênh ADC 10 bit…
Sơ đồ chân của vi điều khiển ATmega8:
Hình 4.37. Sơ đồ chân vi điều khiển ATmega8.

70
Atmega8 có 3 cổng vào ra PB, PC, PD. Mỗi cổng vào ra được điều khiển bởi
3 thanh ghi DDRx, PINx, PORTx.
• Thanh ghi DDRx xác định hướng của một chân I/O.
• Thanh ghi PINx đọc dữ liệu trên cổng I/O.
• Thanh ghi PORTx xuất dữ liệu trên chân I/O.
4.2.4. Màn hình LCD.
Màn hình tinh thể lỏng (liquid crystal display, LCD) là loại thiết bị hiển thị
cấu tạo bởi các tế bào (các điểm ảnh) chứa tinh thể lỏng có khả năng thay đổi tính
phân cực của ánh sáng. Do đó nó có khả năng thay đổi cường độ ánh sáng truyền
qua khi kết hợp với các kính lọc phân cực. Chúng có ưu điểm là phẳng, cho hình
ảnh sáng, chân thật và tiết kiệm năng lượng.
Hình 4.38. LCD 16x2 mặt trước và sau.
Màn hình tinh thể lỏng (liquid crystal display, LCD) là loại thiết bị hiển thị
cấu tạo bởi các tế bào (các điểm ảnh) chứa tinh thể lỏng có khả năng thay đổi tính
phân cực của ánh sáng. Do đó nó có khả năng thay đổi cường độ ánh sáng truyền
qua khi kết hợp với các kính lọc phân cực. Chúng có ưu điểm là phẳng, cho hình
ảnh sáng, chân thật và tiết kiệm năng lượng.
LCD thực chất là 1 màn hình đi kèm IC điều khiển chuyên dụng. Việc hiển thị lên
LCD chính là việc giao tiếp với IC điều khiển đó và IC sẽ tự đảm nhiệm phần công

71
việc đưa các dữ liệu hiển thị lên màn hình. Việc giao tiếp với LCD là dạng giao
tiếp song song. Có 2 chế độ giao tiếp 8 bít và 4 bít. Với codevisionAVR sẽ cấu
hình giao tiếp chế độ 4 bit.
Mỗi kí tự trên màn hình được cấu tạo từ một ma
trận điểm 5x7 ( 5 cột, 7 hàng) như hình bên, các
chữ được hiển thị dưới dạng ma trận.
Khả năng hiển thị: 2 hàng, mỗi hàng có thể hiển
thị được 16 kí tự (16x2).
Màn hình LCD 16x2 có tất cả 16 chân bao gồm:
Hình 4.39. Sơ đồ chân LCD.
Chân 1: Nối với nguồn âm.
Chân 2: Nối với +5V.
Chân 3:Nối với biến trở để điều khiển độ tương phản.
Chân 4: Chân RS là chân chọn thanh ghi lệnh (0) hay thanh ghi dữ liệu (1).
Chân 5: Chân RW mức 1 tương ứng với việc đọc dữ liệu từ LCD, mức 0
tương ứng với việc ghi dữ liệu lên LCD.
Chân 6: Chân EN chân cho phép thao tác với LCD, xung tích cực từ 1→0
Chân 7 đến chân 14: Tương ứng với 8 chân dữ liệu D0 ÷ D7.
Chân 15 và 16: Chân cấp nguồn cho đèn nền LCD, thường 1 trong 2 chân
được nối với biến trở để điều khiển độ sáng đèn nền.

72
Hình 4.40. Các kí tự có thể hiển thị trên LCD.
Mạch hiển thị LCD:
Hình 4.41. Mạch nguyên lý mạch hiển thị LCD 16x2.

73
4.2.5. Mạch nguồn cho vi điều khiển ATmega8.
 Khối nguồn 5V.
Các IC trên mạch đều sử dụng nguồn 5V để
hoạt động (vi điều khiển, các IC số) mà nguồn điện
đầu vào của Robot là nguồn 12V của ắc quy. Do đó,
cần một mạch hạ áp từ 12V xuống 5V.
 IC ổn áp chuyên dụng họ LM78xx:
Dùng để ổn định điện áp đầu ra cho tải khi điện áp đầu vào biến thiên (thay đổi).
Là loại ổn áp tuyến tính.
Hai chữ xx đằng sau tên gọi của loại IC này chỉ điện áp ổn định của nó. VD:
LM7805 → ổn định điện áp 5V, LM7812 → ổn định điện áp 12V.
 Cấu tạo: IC gồm có 3 chân.
Chân 1 : chân điện áp 1 chiều đầu vào cần phải ổn định lại điện áp. Điện áp có thể
dao động từ 6,5 đến 30VDC.
Chân 2 : chân nối cực âm nguồn. Chân này chung cho cả đầu vào và đầu ra.
Chân 3 : Chân điện áp dương đầu ra ổn định
 Hoạt động:
Như mạch hình bên, biến trở RV1 mắc nối tiếp điện trở
R2.Trong thực tế, người ta thay RV1 bằng IC ổn áp
LM78xx. Ví dụ như ta dùng LM7805, điện trở R2 đóng vai
trò là mạch điện tử cần phải ổn định điện áp.
.
Với I là dòng điện chảy trong mạch nối tiếp.

74
1.
Để VR2 không đổi khi Vin thay đổi, ta phải thay đổi VRV1 hay chính là thay đổi điện
trở của biến trở RV1.
Trong trường hợp dùng IC LM7806, đây là IC tích hợp nên việc thay đổi RV1 là tự
động để ổn định sao cho điện áp ra trên tải (R2) luôn là cố định 6V. Phần điện áp
rơi trên IC ổn áp này biến thành nhiệt lượng và tỏa ra môi trường qua vỏ IC.
 Mạch cấp nguồn cho chip như sau:
Tụ C1,C2,C3,C4 là các tụ lọc nguồn đầu vào và ra. Đèn Led để báo nguồn điện.
Hình 4.42. Mạch cấp nguồn cho chip Atmega8.
4.2.6 Mạch công suất điều khiển động cơ.
IC 74LS02.
IC số 74LS02 được sử dụng để đệm tín hiệu từ vi điều khiển. Đây là IC có cấu trúc
dạng NOR. Tín hiệu điều khiển từ vi điều khiển gồm có 3 chân PWM, DIR, ENB
là các chân điều khiển trạng thái hoạt động của mạch công suất. Các tín hiệu này từ
vi điều khiển , thông qua IC 74ls02 để tạo các tín hiệu hợp lý đưa sang IC công
suất L298.
Bảng trạng thái hoạt động của IC này như sau:

75
Hình 4.43. Trạng thái hoạt động của IC74LS02.
IC L298.
Là 1 IC chuyên dụng điều khiển động cơ DC, động cơ bước. Dòng điện tổng cộng
qua động cơ lên tới 46VDC, và dòng điện tới 4A. Sử dụng nguyên lý mạch cầu H
bên trong , thông qua đó điều khiển động cơ DC có thể di chuyển tiến, lùi hay
dừng.
Hình 4.44. IC L298.

76
Hình 4.45. Sơ đồ khối bên trong của IC L298.
- Chân ENB và ENA là 2 chân cho phép IC hoạt động.
- Các chân In1 và In2, In3, In4 là các chân tín hiệu điều khiển.
- Các chân Out 1 đến Out 4 là các chân đầu ra.
- Chân VSS nối lên 5V, chân Vs nối lên ác quy 12V.
Mạch cầu H.
Mạch cầu H là loại mạch thông dụng nhất trong các ứng dụng điều khiển động cơ
DC hiện nay. Ngoài ra còn có mạch cầu J, cầu Z.
Giả sử ta có một động cơ DC có 2 đầu A và B, nối 2 đầu dây này với một nguồn
điện DC, nếu nối A với cực (+), B với cực (-) mà động cơ chạy theo chiều thuận
chiều kim đồng hồ thì khi đảo cực đấu dây (A với (-), B với (+)) thì động cơ sẽ đảo

77
chiều quay. Có một mạch điện có khả năng tự động thực hiện việc đảo chiều này,
đó là mạch cầu H. Do mạch này có hình chữ H nên ta gọi nó là mạch cầu H.
Hình 4.46. Mạch cầu H.
“Đối tượng” ở đây chính là động cơ DC, giả sử L1 và R2 đóng còn L2 và R1
mở, dòng điện qua động cơ sẽ theo chiều A→B. Nếu L2 và R1 đóng còn L1 và R2
mở thì dòng điện qua động cơ sẽ theo chiều B→A và động cơ sẽ quay theo chiều
ngược lại:
Hình 4.47. Nguyên lý hoạt động của mạch cầu H.

78
Ngoài IC L298, còn có một số dạng mạch cầu H có thể được ghép từ các
linh kiện rời như:
Mạch cầu H dùng Rơle:
Hình 4.48. Mạch cầu H dùng rơ le.
- Khi ta cho tín hiệu IN1 mức 0 (0V), tín hiệu IN2 mức 1 (5V) thì Relay1
đóng tiếp điểm 13 còn Relay2 không hoạt động, luôn đóng tiếp điểm 12 và dòng
điện đi từ Vcc → tiếp điểm 13(Relay1) → Motor → tiếp điểm 12(Relay2) →
GND. Động cơ quay theo chiều thuận.
- Khi ta cho tín hiệu IN2 mức 0 (0V), tín hiệu IN1 mức 1 (5V) thì Relay2
đóng tiếp điểm 13 còn Relay1 không hoạt động, luôn đóng tiếp điểm 12 và dòng
điện đi từ Vcc → tiếp điểm 13(Relay2) → Motor → tiếp điểm 12(Relay1) →
GND. Động cơ quay theo chiều ngược lại.
- Khi ta cho IN1 = IN2 = 5V, cả hai Relay không hoạt động và động cơ sẽ
dừng lại.

79
- Mạch này có công suất lớn và dễ chế tạo nhưng nhược điểm là các rơ le
không đóng cắt được ở tần số cao và có các tiếp điểm cơ khí cùng với cuộn
cảm nên khi đóng cắt gây ra dòng ngược và hồ quang điện.
Mạch cầu H dùng tranzitor:
Hình 4.49. Mạch cầu H dùng tranzitor.
Mạch công suất để điều khiển động cơ trong đề tài sử dụng IC L298 với
mạch nguyên lý như sau:
EN A
6
EN B
11
IN1
5
IN2
7
IN3
10
IN4
12
OUT1
2
OUT2
3
OUT3
13
OUT4
14
ISEN A
1
ISEN B
15
VS
4
VSS
9
GND
8
U5
L298N
+5
9VCC
1K
R8
1K
R9
GND
2
3
1
U9A
74AC02SC
11
12
13
U9C
74AC02SC
5
6
4
U9B
74AC02SC
GND
8
9
10
U9D
74AC02SC
DIR1
PWM1
ENB1
1K
R11
+5
D4
D6
D7
D5
GND
9VCC
1
2
J4
GND
9VCC
GND
10uF
C5
10uF
C6
Hình 4.50. Mạch nguyên lý điều khiển 1 động cơ.

80
Cuối cùng ta có mạch vi điều khiển cho xe mô hình như sau:
Hình 4.51. Mạch nguyên lý mạch vi điều khiển xe mô hình.
Hình 4.52. Phần mạch phía trên mạch in mạch vi điều khiển.

81
Hình 4.53. Phần mạch phía dưới mạch in mạch vi điều khiển.
Như vậy mạch vi điều khiển bao gồm: mạch công suất, mạch điều khiển,
mạch hiển thị LCD, mạch cấp nguồn cho vi điều khiển ATmega8. Bên cạnh đó,
mạch vi điều khiển cũng có thể kết nối với các mạch được chế tạo riêng biệt như
mạch cảm biến dò đường, mạch nạp ắc quy… thông qua các cổng kết nối.
4.2.7 Mạch cảm biến dò đường cho xe.
Các led D1 ÷ D6 là các mắt phát, thường sử dụng led màu đỏ. Các quang trở
từ Q1 ÷ Q6 tương ứng là các mắt thu.
Nguyên lý hoạt động như sau:
Xe mô hình được lập trình để chạy theo vạch màu trắng. Khi có ánh sáng thì
điện trở của quang trở sẽ giảm và ngược lại. Điện trở của quang trở có thể thay đổi
từ 5K (khi có ánh sáng) đến 100K (khi không có ánh sáng). Các led phát được sử
dụng làm nguồn sáng. Khi gặp nền trắng ánh sáng bị phản xạ lên quang trở làm

82
điện trở của nó giảm xuống. Khi gặp nền đen thì ánh sáng khó phản xạ lên quang
trở hơn do bị nền đen hấp thụ nên điện trở của quang trở sẽ tăng. Nhờ vào sự tăng
giảm điện trở này mà xe mô hình nhận biết được màu sắc của vạch và chạy theo.
Hình 4.54. Mạch nguyên lý mạch sensor dò đường.
Hình 4.55. Nguyên lý hoạt động của sensor.
4.3 Mạch nạp ắc quy.

83
Để biến đổi dải điện áp từ panel Mặt trời thành điện áp không đổi ta dùng khối
nguồn kiểu Buck.
Hình 4.56. Sơ đồ chuyển đổi nạp ắc quy.
Một số dạng nguồn xung thường gặp:
Buck: Dùng để chuyển đổi điện áp (DC) xuống mức thấp hơn.
Boost: Cung cấp điện áp ra cao hơn điện áp đầu vào.
Buck-Boost: Điện áp ra ngược cực tính so với điện áp vào.
Fly-back: Điện áp ra nhỏ hơn hoặc lớn hơn đầu vào và có nhiều đầu ra.
Push-pull: Bộ biến đổi dùng hai transitor có hiệu quả đặc biệt ở điện áp thấp.
Half-Brigde: Dùng 2 transitor biến đổi cho các ứng dụng off line.
Full-Brigde: Với 4 transitor có thể cho công suất đầu ra cao nhất đối với tất cả các
loại nguồn kể trên.

84
SWC
1
SWE
2
TCAP
3
GND
4
-VIN
5
VCC
6
IPK
7
DRVC
8
U2
MC34063AP1
0.22
R13
VCC
180
R15
180
R16
GND
+12
10mH
L1
D1
152p
C8
GND
GND 10uF
C5
152p
C9
GND
+12
10uF
C6
1
2
J1
VCC
GND
Q1
220
R14
1K
R2
GND
1
2
J2
D2
LED
1K
R1
10uF
C7
Hình 4.57. Mạch hạ áp dùng MC34063.
Nguyên lý hoạt động:
Tấm pin mặt trời có thể cho ra điện áp tới 17VDC. Để lấy được điện áp ra ở
13,8V để nạp vào cho ắc quy ta dùng nguồn giảm áp buck như sau:
IC MC34063 làm nhiệm vụ tạo xungdao động cấp cho Tranzitor Q1.
Tranzitor này đóng cắt điện vào cuộn dây L1. Điện áp sau khi qua cuộn dây L1
được san phẳng bởi các tụ C5 và C9. Điện trở R15 lấy phản hồi từ đường điện áp
ra nạp ắc quy để đưa về chân phản hồi số 5 của MC34063. Hình 4.58 là cấu tạo IC
MC34063.
Chân 6 và 4 là các chân cấp nguồn.
Chân 8 là chân nguồn cho Tranzitor công suất bên trong IC.
Chân 1 và 2 là các chân đầu ra thuộc phần công suất cua IC.
Chân 3 là chân tạo dao động cho IC hoạt động.
Chân 7 là chân bảo vệ trong trường hợp quá dòng.

85
Hình 4.58. Cấu tạo bên trong IC MC34063.
Điện áp ra trong trường hợp này tính toán cho MC34063 như sau:
Ura = 1,25.(1 + 16
15
R
R
) (4-1)
(4-1) Theo tài liệu Datasheet MC34063 của hãng On Semiconductor.
Để điện áp ra ~ 13,8V ta chọn R16= 10k, R15=1k.
4.4 Động cơ, ắc quy, panel Mặt trời, bộ điều chỉnh.
4.4.1 Động cơ.
Do tốc độ của xe yêu cầu không cần quá lớn nên ta sử dụng loại động cơ 1
chiều 12V – 10W có giảm tốc. Tốc độ đầu ra của động cơ có thể đạt đến 220 v/p.
4.4.2 Ắc quy.
Việc chọn ắc quy được dựa trên công suất của toàn mạch.

86
Công suất 2 động cơ: 10.2 = 20W
Công suất của mạch điều khiển, mạch cảm biến thực tế rất nhỏ nên ta tính
xấp xỉ 10% công suất tiêu thụ lớn nhất: 20.10% = 2W
Tổng công suất tiêu thụ của toàn mạch: 20 + 2 = 22W
Như vậy ta chọn loại ắc quy 12V/2,2Ah có công suất: 12.2,2 = 26Wh.
Việc thay thế ắc quy 12V/2,2A bằng 2 ắc quy 12V/1,3A được thực hiện
nhằm tận dụng thiết bị có sẵn. Việc tính toán cũng tương đương nhau.
Như vậy khi ắc quy được nạp đầy:
• Nếu xe chạy 100% công suất thì ắc quy sẽ cấp điện cho xe hoạt động
trong thời gian:
26:22 = 1,2h
• Nếu xe chạy 50% công suất thì ắc quy sẽ cấp điện cho xe hoạt động được
trong thời gian:
26:(20.50% + 2) = 2,16h
Thông thường không bao giờ xe chạy hết 100% công suất. Khi chạy ở
chế độ dò đường xe chỉ chạy khoảng 40% ÷ 50% công suất. Như vậy khi
xe chạy ở chế độ bám vạch dò đường thì ắc quy sẽ cấp điện cho xe hoạt
động được hơn 2h.
4.4.3 Pin Mặt trời.
Điều kiện khảo sát: cường độ ánh sáng 1000W/m2
.
Coi hiệu suất của bộ nạp là 90%.
• Pin mặt trời 10W.

87
Dung lượng ắc quy: 26Wh.
Thời gian nạp đầy cho ắc quy sẽ là:
26:(10.90%) = 2,9h
• Pin mặt trời 20W thì thời gian nạp đầy ắc quy sẽ là:
26:(20.90%) = 1,4h
Như vậy nếu dùng ắc quy 12V/2,2Ah xe chạy được 2h.
Thời gian nạp đầy ắc quy nếu sử dụng pin 10W là 2,9h.
Thời gian nạp đầy ắc quy nếu sử dụng pin 20W là 1,4h.
Do đó để xe hoạt động liên tục (vừa chạy vừa nạp ắc quy) thì ta phải chọn
loại ắc quy 20W. Trong giới hạn của đề tài nghiên cứu nếu chọn pin 20W thì kích
thước quá lớn. Đồng thời xe chỉ cần hoạt động trong một thời gian nhất định nên
em chọn lọa pin Mặt trời 10W.
Thông số của pin:
Model CTC-10W-MONO - 1.15KG
Maximum Power(Pmax) 10W(±3%)
Rated Voltage(Vmp) 17.5V
Rated Current(Imp) 0.58A
Open Circuit Voltage(Voc) 21.95 V
Short Circuit Current(Isc) 0.65A
Test Condition AM1.5,1000W/m2
,25℃
Operation Temperature -30°C ~ + 85°C
Dimension 350 x 280x20mm
Tuổi thọ 25 Năm
Bảo hành 5 Năm

88
Hình 4.56. Mặt trước pin Mặt trời.

89
Hình 4.57. Mặt sau pin Mặt trời.
4.5 Lắp ráp xe mô hình, khảo sát trọng lượng và tốc độ xe.

90
4.5.1 Lắp ráp xe.
Hình 4.58. Xe mô hình sau khi lắp ắc quy, mạch vi điều khiển và bộ điều
chỉnh.

91
Hình 4.59. Mạch cảm biến dò đường được lắp ngay phía dưới của đầu xe.
Hình 4.60. Xe mô hình hoàn chỉnh.

92
Hình 4.61. Xe mô hình thiết kế trên Solidworks.
CHƯƠNG V. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG
PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI.
5.1 Khảo sát trọng lượng và tốc độ xe.
• Trọng lượng xe.
Pin Mặt trời 10W: 1.1kg.
Giá đỡ pin: 0.5kg.
Ắc quy: 1kg.
Khung xe + mạch: 2.5kg.
Tổng trọng lượng xe: 5.1kg.
• Tốc độ xe.

93
Tốc độ của động cơ được điều khiển thông qua việc lập trình cho chip. Tốc
độ đầu ra trục động cơ lớn nhất có thể đạt được là: 220 vòng/phút.
Trên thực tế động cơ chỉ đạt được tốc độ khoảng 200 vòng/phút ở đầu ra.
Tốc độ bánh xe có đường kính Φ100:
π*100*200 = 62,8 m/phút.
Tốc độ của xe khi chạy ở chế độ dò đường trên đoạn đường 2m xe chạy hết
4s. Như vậy tốc độ xe đạt được khoảng 30m/phút (bằng một nửa tốc độ khi chạy
bình thường). Do đó, khi ở chế độ dò đường xe chỉ chạy ở mức 40% ÷ 50% công
suất.
5.2 Giá thành xe mô hình.
• Giá thành làm mạch in 2 lớp: 200.000đ/dm2
.
Tên mạch in Số lượng Diện tích (dm2
) Giá thành
Mạch sensor 1 1 200.000
Mạch vi điều khiển 1 1 200.000
Tổng 400.000
• Giá thành các linh kiện và các thành phần khác của xe.
Tên linh kiện và các
thành phần khác.
Số lượng Đơn giá Thành tiền
Pin Mặt trời 1 550.000 550.000

94
Bộ điều chỉnh 1 400.000 400.000
Động cơ 1 chiều 2 150.000 300.000
Ắc quy 2 150.000 300.000
Bánh xe sau 2 50.000 100.000
Bánh xe trước 2 25.000 50.000
Khung nhôm 50.000 50.000
Chip ATmega8 1 60.000 60.000
LCD 16x2 1 60.000 60.000
IC L298 2 70.000 140.000
Các linh kiện phụ trợ
khác (trở, tụ, nút nhấn…)
50.000 50.000
Led đơn 12 500 6000
Tổng 2.066.000đ
5.3 Kết quả đã đạt được.
Sau một thời gian nghiên cứu, thực hiện em đã xây dựng thành công chiếc
xe mô hình sử dụng năng lượng Mặt trời thực hiện một số chức năng đã được lập
trình sẵn. Việc thực hiện đồ án đã mang lại cho em nhiều kiến thức hết sức bổ ích
như:

95
Giúp em có một cái nhìn tổng quát về các bước thiết kế một chiếc xe mô
hình thực hiện một số chức năng đã được lập trình sẵn.
Hiểu được quy trình thiết kế, chế tạo mạch điện tử theo phương pháp thủ
công và công nghiệp.
Biết được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của pin Mặt trời. Qua đó nắm được
nguyên lý hoạt động của một hệ thống cung cấp điện sử dụng năng lượng Mặt trời
và các phương thức khai thác điện năng từ hệ thống này. Thông qua việc nghiên
cứu đồ án cũng giúp em hiểu biết rất bổ ích về một dạng năng lượng mới đó là
năng lượng Mặt trời. Những ứng dụng của năng lượng Mặt trời đang ngày càng trở
nên đa dạng trong đời sống của chúng ta. Do đó việc nghiên cứu và thực hiện đề tài
cũng không ngoài mục đích để có thế đưa ý tưởng vào ứng dụng trong thực tiễn.
5.4 Hướng phát triển của đề tài.
Việc nghiên cứu đề tài thiết kế, chế tạo xe mô hình sử dụng năng lượng Mặt
trời có điều khiển đã mở ra những hướng đi mới trong việc ứng dụng nguồn năng
lượng mới này trên loại phương tiện di động hoạt động trong điều kiện có ánh sáng
Mặt trời.
Trong tương lai gần các loại xe cỡ nhỏ dùng năng lượng Mặt trời sẽ được
phát triển và sản xuất rộng rãi phục vụ cho mục đích giao thông. Bằng việc thiết kế
để xe có thể sử dụng trực tiếp nguồn điện sinh ra từ tấm pin Mặt trời đã và đang
được sử dụng trong nhiều cuộc đua xe sử dụng năng lượng Mặt trời sẽ hứa hẹn một
ngày không xa các phương tiện giao thông cũng sẽ ứng dụng phương thức này.
Xe mô hình sử dụng năng lượng Mặt trời có thể được ứng dụng để khám
phá, thám hiểm trên các hành tinh xa xôi ngoài vũ trụ, nơi mà ứng dụng của năng

96
lượng Mặt trời là hết sức có ý nghĩa. Ngoài ra việc gắn thêm các loại cảm biến để
phát hiện vật cản cho xe mô hình giúp xe hoàn toàn có khả năng phát hiện và dò
tìm các mục tiêu phục vụ cho các mục đích như tham dò khoáng sản, dò đường
trong các môi trường bị nhiễm độc…
Như vậy với việc kết hợp với các loại cảm biến khác nhau hay thiết kế, chế
tạo xe sử dụng trực tiếp nguồn năng lượng Mặt trời và kết hợp với những công
nghệ kỹ thuật mới ngày này sẽ ngày càng làm cho xe sử dụng năng lượng Mặt trời
có nhiều ứng dụng hơn trong thực tiễn. Do đó việc nghiên cứu về các ứng dụng
năng lượng Mặt trời trên xe mô hình nói riêng và trên quy mô rộng hơn là trên các
phương tiện đối với ngành giao thông vận tải nói chung cần được quan tâm, đầu tư
và đẩy mạnh hơn nữa để sớm đưa các ý tưởng trở thành các sản phẩm thực tiễn.
PHỤ LỤC
Phụ lục A. Kết quả khảo sát số liệu điện áp ra trên tấm pin Mặt trời.
(Thứ 4 và thứ 5 đo điện áp pin Mặt trời trong điều kiện không có
ánh nắng chiếu vào).
Thứ 4
(18/4/2012)
Thứ 5
(19/4)
Thứ 6
(20/4)
Thứ 7
(21/4)
CN
(22/4)
Thứ 2
(23/4)
8h 18.9 V 20.3 V 19.3 V 19.8 V 19.4 V 19.8 V

97
9h 18.9 V 19.2 V 20.7 V 20.2 V 20.7 V 20.7 V
10h 19.3 V 19.3 V 20.7 V 20.7 V 20.7 V 20.7 V
11h 20.5 V 19.3 V 20.6 V 20.6 V 20.8 V 20.8 V
12h 20.6 V 19.2 V 20.7 V 20.6 V 20.8 V 20.8 V
13h 20.5 V 17.8 V 20.7 V 20.5 V 19.8 V 20.8 V
14h 20.7 V 18.5 V 20.6 V 20.7 V 20.7 V 20.8 V
15h 17.5 V 20.5 V 20.7 V 20.7 V 20.6 V 20.7 V
16h 18.2 V 17.4 V 20.5 V 20.2 V 20.2 V 19.7 V
17h 17 V 17.2 V 19.8 V 19.7 V 17.8 V 17V
Phụ lục B. Khảo sát thời gian sạc đầy 1 ắc quy 12V – 1.3A.
Thời gian
bắt đầu sạc
Điện áp ban
đầu
Điện áp khi
kết thúc sạc
Thời gian
kết thúc sạc
Tổng thời
gian sạc
8h45’ 11V 13.5V 10h50’ 2h05’
Phụ lục C. Khảo sát thời gian hoạt động của xe mô hình.
Xe chạy dưới ánh nắng trực tiếp, trên mặt sân bê tông gồ ghề và chỉ sử
dụng 1 ắc quy.

98
Thời điểm
ban đầu
Điện áp ban
đầu
Điện áp kết
thúc
Thời điểm
kết thúc
Thời gian
chạy
14h00 13.5V 12V 14h40’ 40’
Phụ lục D. Code điều khiển xe mô hình.
CHƯƠNG TRÌNH CHÍNH
#include <mega8.h>
#include <delay.h>
//====================== doi ten chan cong =============
#define ENB1 PORTD.5
#define ENB2 PORTD.7
#define DIR1 PORTD.4
#define DIR2 PORTD.6
#define PWM1 OCR1A
#define PWM2 OCR1B
#define button1 PIND.0

99
#define bat 0
#define tat 1
#define thuan 0
#define nguoc 1
//===================================================
char i=0,i1=0,abc=0;
int adc[8]={0};
//===================================================
void dc_trai(char x, char y, char z);
void dc_phai(char x, char y, char z);
void hienthi_adc(void);
void dithang_delay(int a);
void dithang_demvach(int b);
void divongtron(void);
interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void)
{

100
// Place your code here
}
#define ADC_VREF_TYPE 0x60
// Read the 8 most significant bits
// of the AD conversion result
unsigned char read_adc(unsigned char adc_input)
{
ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);
// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage
delay_us(10);
// Start the AD conversion
ADCSRA|=0x40;
// Wait for the AD conversion to complete
while ((ADCSRA & 0x10)==0);
ADCSRA|=0x10;
return ADCH;
}
//===================================================

101
#include <LCDserial.c>
#include <all_funtion.c>
//===================================================
// Declare your global variables here
void main(void)
{
ducanh:;
// Declare your local variables here
// Input/Output Ports initialization
// Port B initialization
// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out
Func1=Out Func0=Out
// State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0
State0=0
PORTB=0x00;
DDRB=0xFF;
// Port C initialization
// Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In

102
// State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTC=0x00;
DDRC=0x00;
// Port D initialization
// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=In Func2=In
Func1=In Func0=In
// State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=P State2=P State1=P
State0=P
PORTD=0xFF;
DDRD=0xF0;
// Timer/Counter 0 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: 125,000 kHz
TCCR0=0x03;
TCNT0=0x00;
/*

103
// Clock value: Timer 1 Stopped
// Mode: Normal top=FFFFh
// OC1A output: Discon.
// OC1B output: Discon.
// Noise Canceler: Off
// Input Capture on Falling Edge
// Timer 1 Overflow Interrupt: Off
// Input Capture Interrupt: Off
// Compare A Match Interrupt: Off
// Compare B Match Interrupt: Off
TCCR1A=0x00;
TCCR1B=0x00;
TCNT1H=0x00;
TCNT1L=0x00;
ICR1H=0x00;
ICR1L=0x00;
OCR1AH=0x00;
OCR1AL=0x00;
OCR1BH=0x00;
OCR1BL=0x00;

104
*/
// Clock value: 1000,000 kHz
// Mode: Ph. correct PWM top=00FFh
// OC1A output: Non-Inv.
// OC1B output: Non-Inv.
// Noise Canceler: Off
// Input Capture on Falling Edge
// Timer 1 Overflow Interrupt: Off
// Input Capture Interrupt: Off
// Compare A Match Interrupt: Off
// Compare B Match Interrupt: Off
TCCR1A=0xA1;
TCCR1B=0x02;
TCNT1H=0x00;
TCNT1L=0x00;
ICR1H=0x00;
ICR1L=0x00;
OCR1AH=0x00;

105
OCR1AL=0x00;
OCR1BH=0x00;
OCR1BL=0x00;
// Clock value: Timer 2 Stopped
// Mode: Normal top=FFh
// OC2 output: Disconnected
ASSR=0x00;
TCCR2=0x00;
TCNT2=0x00;
OCR2=0x00;
// External Interrupt(s) initialization
// INT0: Off
// INT1: Off
MCUCR=0x00;
// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization
TIMSK=0x01;

106
// Analog Comparator initialization
// Analog Comparator: Off
// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off
ACSR=0x80;
SFIOR=0x00;
// ADC initialization
// ADC Clock frequency: 1000,000 kHz
// ADC Voltage Reference: AVCC pin
// Only the 8 most significant bits of
// the AD conversion result are used
ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;
ADCSRA=0x85;
// Global enable interrupts
#asm("sei")
lcd_init();

107
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("Da khoi dong xong");
//PORTB.3=PORTB.4=PORTB.5=0;
while (1)
{
if (button2 == 0)
{
abc=+10;
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_putsf("di thang 2s");
delay_ms(1000);
for (i1=0;i1<=100;i1++)
{
if (button1 == 0){ goto ducanh; }
hienthi_adc();
dithang_delay(2000);
}
dungxe();
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_putsf("Da dung xe ");

108
}
if (button3 == 0)
{
abc=+10;
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(" Di thang lien tuc");
delay_ms(1000);
while(1)
{
hienthi_adc();
dithang();
delay_ms(50);
}
}
if (button4 == 0)
{
abc=+10;

109
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(" Di vong tron");
delay_ms(1000);
while(1)
{
hienthi_adc();
divongtron();
delay_ms(50);
}
}
};
}
CÁC CHƯƠNG TRÌNH CON
void dc_trai(char x, char y, char z)
{
ENB1 = x;
DIR1 = y;
PWM1 = z+abc;

110
}
void dc_phai(char x, char y, char z)
{
ENB2 = x;
DIR2 = y;
PWM2 = z+abc;
}
void dungxe(void)
{
dc_phai(tat,thuan,255);
dc_trai(tat,thuan,255);
}
void divongtron(void)
{
dc_phai(bat,thuan,150);
dc_trai(bat,thuan,100);
}
void hienthi_adc(void)
{
lcd_gotoxy(0,0);

111
for (i=0;i<=3;i++)
{
adc[i] = read_adc(i);
lcd_putchar(adc[i]/100 +48);
lcd_putchar((adc[i]%100/10) +48);
lcd_putchar(adc[i]%10 +48);
lcd_putchar(' ');
}
lcd_gotoxy(0,1);
for (i=4;i<=5;i++)
{
adc[i] = read_adc(i);
lcd_putchar(adc[i]/100 +48);
lcd_putchar((adc[i]%100/10) +48);
lcd_putchar(adc[i]%10 +48);
lcd_putchar(' ');
}
}
void dithang_delay(int a)
{

112
char i=0;
if (adc[0] < 150)
{
}
if (adc[1] < 70)
{
}
if (adc[2] < 70)
{
}
if (adc[2] < 70 && adc[3] < 70)
{

113
}
if (adc[3] < 70)
{
}
if (adc[4] < 70)
{
}
if (adc[5] < 70)
{
}
delay_ms(10);

114
}
void dithang(void)
{
if (adc[0] < 150)
{
}
if (adc[1] < 70)
{
}
if (adc[2] < 70)
{
}
if (adc[2] < 70 && adc[3] < 70)

115
{
}
if (adc[3] < 70)
{
}
if (adc[4] < 70)
{
}
if (adc[5] < 70)
{
}
}

Do an mo hinh xe nang luong mat troi

Do an mo hinh xe nang luong mat troi

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Do an mo hinh xe nang luong mat troi

Similar to Do an mo hinh xe nang luong mat troi (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (19)

Do an mo hinh xe nang luong mat troi