Đề tài Thiết kế chế tạo Module thực hành đo lường điện do Nhóm giảng viên Trần Tiến Đức, Đào Thị Thùy Dung, Khoa Điện - Điện tử thực hiện.
1.LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Trong lĩnh vực kỹ thuật điện, kỹ năng đo lường đóng vai trò then chốt trong việc kiểm tra, vận hành, đánh giá hiệu quả hoạt động của hệ thống điện đồng thời là khâu quan trọng trong hệ thống điều khiển. Việc hiểu và thành thạo các phương pháp đo điện áp, dòng điện, công suất và điện năng là yêu cầu cơ bản đối với sinh viên ngành Điện.
Bên cạnh đó, quá trình học tập ngày càng đòi hỏi sinh viên tiếp cận với các thiết bị hiện đại, có khả năng mô phỏng thực tế và hỗ trợ đo lường một cách chính xác, trực quan. Xuất phát từ nhu cầu đó, nhóm thực hiện đề tài “Thiết kế chế tạo module thực hành đo lường điện” nhằm tạo ra môi trường học tập tích cực, giúp người học phát triển kỹ năng một cách hệ thống, linh hoạt và thực tiễn. Bàn thực hành đo lường được thiết kế dạng module, phù hợp với yêu cầu chương trình đào tạo mới cho các nghề điện, điện tử, linh hoạt phù hợp với các bài thực hành được chỉnh sửa và đổi mới đáp ứng chương trình đào tạo
Từ khóa: Module hóa, phương pháp đo, đo lường điện, , đo lường không điện, số hóa.
2. MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI
2.1. Mục tiêu
Thiết kế và chế tạo một bàn thực hành được tích hợp gồm module nguồn 1 chiều, xoay chiều, module dụng cụ đo, module cảm biến, module tải…phục vụ thực hành đo lường các thông só điện, không điện cơ bản, dễ dàng nâng cấp theo yêu cầu thực tế.
- Trang bị cho sinh viên kỹ năng sử dụng các thiết bị đo như Volt kế, ampe kế, oát kế, công tơ điện, cảm biến là đồng hồ đo tương tự và số phù hợp yêu cầu đào tạo.
- Giúp người học tiếp cận mô hình hệ thống đo lường hiện đại, có tính trực quan và ứng dụng cao trong đào tạo.
- Tạo cơ sở kỹ thuật để giảng viên tổ chức các bài thực hành đo lường một cách linh hoạt, hiệu quả và có thể mở rộng, kết nối.
2.2. Phạm vi thực hiện
Bàn thực hành đo lường đa chức năng, thông qua module giúp sinh viên có thể thực hành theo những yêu cầu thực hành từ đo lường điện, không điện trong chương trình đào tạo, gồm các mô đun sau:
- Module nguồn: Điện áp 3 pha 4 dây, 380VAC-25A. Điện áp 1 pha 220VAC-10A. Điện áp 1 chiều 24VDC – 5A, 12VDC – 5A, 5VDC – 5A.
- Module tải: tải điện trở, tải ánh sáng , hồng ngoại, nhiệt độ..
- Các module dụng cụ/thiết bị đo: Volt kế AC và chuyển mạch, Ampe kế AC và chuyển mạch, TI, Volt DC, Ampe kế DC, Watt kế, Công tơ điện từ 1 pha , Công tơ điện từ 3 pha, Công tơ số, Đồng hồ đo đa năng.
- Module cảm biến: Cảm biến ánh sáng, Cảm biến hồng ngoại, Cảm biến nhiệt độ.
- Vật liệu cấu thành: Tấm mica trắng sữa
- Phương pháp gia công lỗ: Cắt khoét lazer
- Phương pháp gia công chữ: Khắc UV
- Phần mềm thiết kế module: Autocad
3. NỘI DUNG THIẾT KẾ CHẾ TẠO
3.1. Module nguồn
Module nguồn gá cố định trên mặt bàn, kích thước C x D x R = 165 x 1110 x 215 mm
Bảng 3.1: Danh mục vật tư, thiết bị và đặc điểm kỹ thuật module nguồn
STT |
Module |
Tên thết bị |
Số lượng, cái |
1 |
Ba pha 4 dây 380/220 V 20A |
Đèn báo 220V (đỏ,vàng,xanh) phi 16 |
3 |
Contactor 32A CHNT NXB-32 |
1 |
||
RCCB Schineider EZ9R34425 |
1 |
||
MCB Schineider EZ9F34325 |
1 |
||
Nút dừng khẩn cấp IDEC YW1B-V4E01R-phi23 |
1 |
||
6 Cầu đấu UK10 + 2 cầu chặn |
1 |
||
2 |
Một pha 220V-10A |
CB CHNT C6 |
1 |
2 hạt ổ cắm,1 hạt đèn |
1 |
||
4 Cầu đấu UK10 + 2 cầu chặn |
1 |
||
Ampe kế Class2.5 10A. phi 53 |
1 |
||
3 |
Ổ cắm |
CB CHNT C6 |
1 |
5 hạt ổ cắm,1 hạt đèn |
|
||
4 |
DC |
Đèn báo 24V (đỏ) phi 16 |
1 |
CB CHNT C6 |
1 |
||
Von kế Class 2.5 DC30V. phi 53 |
1 |
||
6 Cầu đấu UK10 + 2 cầu chặn |
1 |
||
Nguồn DC SUNWOR S-150-24/ 24V - 6.5A |
1 |
||
Nguồn DC SUNWOR Q-60B/ 5V - 5.5A, 12V - 2A |
1 |
||
5 |
Quạt |
Quạt DC 24V. Phi 60 |
2 |
Hình 1. Mặt trước bộ nguồn hoàn thiện
3.2. Module Ampe kế 1
Module Ampe kế là Module tháo lắp, chiều cao chuẩn 295 mm
Bảng 3.2: Module Ampe kế 1: Ampe kế điện từ 5A, Ampe kế điện tử 4960 A, cầu đáu
STT |
Tên thiết bị |
Hiển thị |
Dải đo |
Cấp bảo vệ |
Cấp CX |
1 |
Ampe kế điện từ AC |
Chỉ kim |
0 – 5 A |
|
2.5 |
2 |
Ampe SELEC MA12 |
Chỉ số |
0 - 4960A |
IP65 |
0.5 |
3 |
Cầu đấu 6 |
|
|
|
|
3.3. Module Ampe kế 2
Module Ampe kế 2 là Module tháo lắp, chiều cao chuẩn 295 mm.
Bảng 3.3: Module Ampe kế 2: Ampe kế điện từ 5A, Chuyển mạch và cầu đấu
STT |
Tên thiết bị |
Hiển thị |
Dải đo |
Cấp bảo vệ |
Cấp CX |
1 |
Ampe kế điện từ AC |
Chỉ kim |
0 – 5 A |
|
2.5 |
2 |
Chuyển mạch Ampe |
Đo dòng pha A, pha B, pha C |
|||
3 |
Cầu đấu 8 |
|
|
|
|
Hình 2. Module Ampe kế 1 |
Hình 3. Module Ampe kế 2 |
3.4. Module Biến dòng TI
Module Biến dòng là Module tháo lắp, chiều cao chuẩn 295 mm.
Bảng 3.4: Module Biến dòng đo lường: 03 Máy biến dòng và cầu đấu
STT |
Tên thiết bị |
Dòng |
Số lượng |
Công suất |
Điện áp |
1 |
Morele CT 0.6 50/5A |
50/5 A |
3 |
15 VA |
600V/1,2kV |
2 |
Cầu đấu 4 |
|
|
|
|
Hình 4. Module biến dòng đo lường |
3.5. Module Vôn kế 1
Module Vôn kế 1 là Module tháo lắp, chiều cao chuẩn 295 mm.
Bảng 3.5: Module Vôn kế 1: Vôn kế điện từ 500V, Vôn kế điện tử 516V và cầu đấu
STT |
Tên thiết bị |
Hiển thị |
Dải đo |
Cấp bảo vệ |
Cấp CX |
1 |
Volt kế kim AC |
Chỉ kim |
0 – 500 V |
|
2.5 |
2 |
Volt điện tử Selec MV15 |
Chỉ số |
0 – 516 V |
IP65 |
0.5 |
3 |
Cầu đấu 6 |
|
|
|
|
3.6. Module Vôn kế 2
Module Vôn kế 2 là Module tháo lắp, chiều cao chuẩn 295 mm.
Bảng 3.6: Module Vôn kế 2: Vôn kế điện từ 500V, Chuyển mạch và cầu đấu
STT |
Tên thiết bị |
Hiển thị |
Dải đo |
Cấp bảo vệ |
Cấp CX |
1 |
Von kế điện từ AC |
Chỉ kim |
0 – 500 V |
|
2.5 |
2 |
Chuyển mạch Vôn |
Đo điện áp dây AB, BC, CA |
|||
3 |
Cầu đấu 8 |
|
|
|
|
3.7. Module Volt kế - Ampe kế một chiều
Module Vôn kế - Ampe kế một chiều là Module tháo lắp, chiều cao chuẩn 295 mm
Bảng 376: Module Volt kế một chiều 30V - Ampe kế một chiều 5A
STT |
Tên thiết bị |
Hiển thị |
Dải đo |
Cấp bảo vệ |
Cấp CX |
1 |
Vôn kế điện từ DC |
Chỉ kim |
0 – 30 V |
|
2.5 |
2 |
Ampe kế điện từ DC |
Chỉ kim |
0 – 5 A |
|
2.5 |
3 |
Cầu đấu 4 |
|
|
|
|
Hình 5. Module Vôn kế 1 |
Hình 6. Module Vôn kế 2 |
Hình 7. Module V DC, ADC |
3.8. Module Watt kế 1 pha
Module Watt kế là Module tháo lắp, chiều cao chuẩn 295 mm
Bảng 8: Module Watt kế 1000W-220V/ 5A
STT |
Tên thiết bị |
Hiển thị |
Dải đo |
Cách điện |
Cấp CX |
1 |
Watt kế từ điện 1 pha |
Chỉ kim |
0 – 1000W |
500V/2kV |
1.5 |
2 |
Cầu đấu 8 |
|
|
|
|
3.9. Module công tơ điện một pha EMIC CV140 5(20A)
Module công tơ điện cảm ứng một pha là Module tháo lắp, chiều cao chuẩn 295 mm
Bảng 9: Module công tơ điện cảm ứng một pha EMIC CV140 5(20A)
STT |
Tên/mã hiệu thiết bị |
Điện áp |
D.điện đo |
Hằng số |
Cấp CX |
1 |
EMIC CV140 5(20A) |
220V |
10(40)A |
450vg/kWh |
2 |
2 |
Cầu đấu 4 |
|
|
|
|
3.10. Module công tơ điện tử
Module công tơ điện tử một pha là Module tháo lắp, chiều cao chuẩn 295 mm
Bảng 10: Module công tơ điện tử một pha
STT |
Tên/mã hiệu thiết bị |
Điện áp |
D.điện đo |
Hằng số |
Cấp CX |
||
1 |
VSE11-10 |
220V |
10(40)A |
450vg/kWh |
2 |
||
2 |
Cầu đấu 4 |
|
|
|
|
||
Hình 8. Module Watt kế từ điện một pha |
Hình 9. Module công tơ cảm ứng một pha |
Hình 10. Module công tơ điệnj tử |
|||||
3.11. Module công tơ điện cảm ứng 3 pha Emic MV3E4 10(40) A
Module công tơ điện cảm ứng 3 pha là Module tháo lắp, chiều cao chuẩn 295 mm
Bảng 11: Module công tơ điện cảm ứng 3 pha Emic MV3E4 10(40) A
STT |
Tên/mã hiệu thiết bị |
Điện áp |
D.điện đo |
Hằng số |
Cấp CX |
1 |
EMIC MV3E4 10(40A) |
380V |
10(40)A |
450vg/kWh |
2 |
2 |
Cầu đấu 12 |
|
|
|
|
3.12. Module đồng hồ đo đa năng SELEC
Module công tơ điện cảm ứng 3 pha là Module tháo lắp, chiều cao chuẩn 295 mm
Bảng 12: Module công tơ điện cảm ứng 3 pha Emic MV3E4 10(40) A
STT |
Tên/mã hiệu thiết bị |
Kết nối |
Nguồn cấp |
Hệ số CT |
Cấp CX |
|
1 |
Selec MFM383A |
1;2;3 pha |
85-270 VAC |
1A/5-10.000A |
1 |
|
2 |
Cầu đấu 8 |
|
|
|
|
|
Hình 11. Module Ampe kế 1 |
Hình 12. Module Đồng hồ đa năng |
|||||
3.13. Module cảm biến ánh sáng và cảm biến hồng ngoại
Module cảm biến ánh sáng và cảm biến hồng ngoại là Module tháo lắp, chiều cao chuẩn 295 mm
Bảng 13: Module cảm biến ánh sáng và cảm biến hồng ngoại
STT |
Tên/mã hiệu thiết bị |
Dòng điện |
Điện áp |
Cảm ứng |
Tác dộng |
1 |
Công tắc cảm biến ánh sáng AS-10 220VAC 10A |
10 A |
220V |
Tối/Sáng |
Đóng/ngắt |
2 |
Cảm biến hồng ngoại E3F DS30Y1 |
400mA |
90-250 V |
Vật thể lạ |
Đóng/ngắt |
3 |
Cầu đấu 6 |
|
|
|
|
3.14. Module cảm biến nhiệt độ
Module cảm biến nhiệt độ là Module tháo lắp, chiều cao chuẩn 295 mm
Bảng 14: Module cảm biến nhiệt độ
STT |
Tên/mã hiệu thiết bị |
Dòng điện |
Điện áp |
Phạm vi |
Ch.xác |
|
1 |
Bộ điều khiển nhiệt độ E5C4-R20K |
10 A |
220 VAC |
0 – 399°C |
10% |
|
2 |
Rơ le bán dẫn HSR-2D202Z |
It = 20 A Iro = 20 A |
4–32 VDC/ 90–264VDC |
|
|
|
3 |
Cầu đấu 6 |
|
|
|
|
|
Hình 13. Module cảm biến ánh sáng và cảm biến hồng ngoại |
Hình 14. Module cảm biến nhiệt độ |
|||||
3.15. Module bộ đếm
Module bộ đếm là Module tháo lắp, chiều cao chuẩn 295 mm
Bảng 15: Module bộ đếm
STT |
Tên/mã hiệu thiết bị |
Điện áp |
Dòng điện |
Chân cắm |
1 |
Bộ đếm+Đế Omron DH48J 8 chân |
220 VAC |
220 VAC |
8xPTF08A |
3 |
Cầu đấu 8 |
|
|
|
3.16. Module relay trung gian
Module relay trung gian là Module tháo lắp, chiều cao chuẩn 295 mm
Bảng 16: Module relay trung gian
STT |
Tên/mã hiệu thiết bị |
Điện áp |
Dòng điện |
Chân cắm |
Tiếp điểm |
||
1 |
relay trung gian + Đế Omron LY2N 24VDC |
ĐK: 24VDC Tải: 250VAC hoặc 30VDC |
36.1 mA 10A |
8x PYF08A |
2 NO và 2 NC |
||
2 |
Cầu đấu 6 |
|
|
|
|
||
3 |
Đèn còi |
|
|
|
|
||
Hình 15. Module bộ đếm |
Hình 16. Module relay trung gian |
|
|||||
4. KẾT LUẬN
4.1. Lắp đặt và khai thác sử dụng
Sau quá trình thiết kế chế tạo, các module đo lường đã dược lắp đặt (hình 17), tiến hành kiểm tra và khai thác:
- Đủ khả năng giảng dạy hệ thống bài thực hành trong CTĐT.
- Do hệ thống được bố trí một cách khoa học, nên đảm bảo tính trực quan, dễ thao tác và an toàn khi sử dụng.
- Các modul tải (tải thuần trở, tải động cơ…) được lắp đặt riêng.
- Có điều kiện cải tiến nâng cấp bài thực hành
4.2. Một số đề xuất
Cần đầu tư thiết bị công nghệ thông tin để giáo viên khai thác các bài giảng và hỗ trợ bài giảng thực hành phù hợp với phòng thực hành đo lường điện:
- Sử dụng mô phỏng và thực tế ảo (VR/AR)
- Video và hình ảnh 3D.
- Hệ thống quản lý học tập (LMS).
![]() |
Hình 3.31: Module được lắp trên bàn thực hành
.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Kỹ thật đo, Nguyễn Ngọc Tân, Ngô Văn Ky, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2005
2. Giáo trình Đo lường và cảm biến đo lường, Nguyễn Văn Hòa, Bùi Đăng Thành, Hoàng Sỹ Hồng, NXB Giáo Dục, 2005
3. Giáo trình Đo lường điện, Trần Đại Nghĩa, Trường Cao Đẳng Nghề Dầu Khí, 2009
4. https://dienthaiduong.com.vn/san-pham/chuyen-mach-ampe-04-vi-tri-size-48x60-lw2820-.html
5. https://codienhaiau.com/product/dong-ho-do-volt-selec-mv15/
6. https://dienchaua.vn/cong-tac-chuyen-mach/
7. https://congtodien.net/cong-to-dien-1-pha-emic-5-20a-771903.html
8. https://thietbidien286.com/san-pham/bien-dong-ha-the-vuong-ct0-6-100-5a-15va-emic/
9. https://ple.vn/dong-ho-tu-dien/dong-ho-da-nang/selec-mfm383a-detail.html
10. https://anelectric.com.vn/products/cong-tac-anh-sang-as-10
11. https://nshopvn.com/product/cam-bien-vat-can-hong-ngoai-e3f-ds30c4-npn-6-36v/
12. https://www.thegioiic.com/fotek-ssr-25va-ro-le-ban-dan-25a-380vac
13. https://codienhaiau.com/product/ro-le-trung-gian-omron-ly2n-dc24-8-chan-10a/
14. https://linhkienviet.vn/cong-tac-gat-doi-e-ten-1221-15a-250v-2-che-do-on-off-4p
15. https://andan.vn/san-pham/bo-dem-counter-8-chan-dh48j-8-11-chan-dh48j-11a-220vac-24vdc/