ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

تصميم و تنفيذ جهاز القابس الذكي للتحكم بعملية فصل و وصل الأحمال الكهربائية التي تعمل في نمط الاستعداد

Design and Implementation of (Smart Plug) device to control ON/OFF status of electrical loads in Standby mode

1135   0   15   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2017
  مجال البحث الهندسة التقنية
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

تم في هذا البحث بدراسة و تصميم و تنفيذ نظام القابس الذكي من أجل توفير الطاقة و زيادة معدل الأداء الكلي للنظام, مما يؤدي إلى تقليل كلفة الاستهلاك. تم في البداية إجراء دراسة مرجعية لجهاز القابس الذكي. ثم تم دراسة و تصميم و تنفيذ القابس الذكي الذي يقوم بفصل الأحمال الكهربائية التي تعمل في نمط الاستعداد, و تم إظهار حالة جميع التجهيزات المتصلة بالقابس الذكي على شاشة الحاسوب لاسلكياً بواسطة برنامج المراقب الذكي. حققت عملية تصميم و تنفيذ نظام القابس الذكي وفرا بنسبة 1.3 % من إجمالي الطاقة المستهلكة في المنزل شهرياً مع تحقيق الجدوى الاقتصادية و تحسين كلفة العائد الاقتصادي لمجموع المستهلكين بنسبة % 0.7 شهرياً عن طريق استخدام القابس الذكي الذي تم تنفيذه.


ملخص البحث
تناولت هذه الدراسة تصميم وتنفيذ جهاز القابس الذكي الذي يهدف إلى توفير الطاقة وزيادة كفاءة الأداء من خلال التحكم في فصل ووصل الأحمال الكهربائية التي تعمل في نمط الاستعداد. تم تصميم النظام باستخدام متحكم Arduino Mega 2560 وبرنامج Visual Basic.NET لمراقبة استهلاك الطاقة. أظهرت النتائج توفيرًا بنسبة 1.3% من إجمالي الطاقة المستهلكة في المنزل شهريًا وتحسين الجدوى الاقتصادية بنسبة 0.7% شهريًا. تم تحقيق ذلك من خلال فصل الأحمال التي تستهلك طاقة في نمط الاستعداد وإظهار حالة التجهيزات على شاشة الحاسوب لاسلكيًا باستخدام برنامج المراقب الذكي. تم اختبار النظام على عدة منازل وأظهرت النتائج فعالية النظام في تقليل استهلاك الطاقة وتحقيق وفورات اقتصادية ملموسة.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: على الرغم من أن البحث قدم حلاً مبتكرًا لتوفير الطاقة من خلال التحكم في الأحمال الكهربائية في نمط الاستعداد، إلا أن هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، نسبة التوفير في الطاقة التي تم تحقيقها (1.3%) تعتبر منخفضة نسبيًا، مما يشير إلى الحاجة إلى تحسينات إضافية في تصميم النظام لزيادة كفاءة التوفير. ثانيًا، لم يتم التطرق بشكل كافٍ إلى التكلفة الإجمالية لتطبيق النظام على نطاق واسع، والذي قد يكون عائقًا أمام تبنيه من قبل المستخدمين. أخيرًا، كان من الممكن أن تكون الدراسة أكثر شمولية إذا تضمنت مقارنة مع أنظمة أخرى مشابهة في السوق لتوضيح الفروقات والمميزات بشكل أكثر تفصيلًا.
أسئلة حول البحث
  1. ما الهدف الرئيسي من تصميم جهاز القابس الذكي؟

    الهدف الرئيسي هو توفير الطاقة وزيادة كفاءة الأداء من خلال التحكم في فصل ووصل الأحمال الكهربائية التي تعمل في نمط الاستعداد.

  2. ما هي نسبة التوفير في الطاقة التي حققها النظام؟

    حقق النظام توفيرًا بنسبة 1.3% من إجمالي الطاقة المستهلكة في المنزل شهريًا.

  3. ما هي الأدوات والبرامج المستخدمة في تصميم النظام؟

    تم استخدام متحكم Arduino Mega 2560 وبرنامج Visual Basic.NET لمراقبة استهلاك الطاقة، بالإضافة إلى برنامج Arduino IDE وبرنامج المحاكاة Proteus ISIS.

  4. ما هي التوصيات لتحسين كفاءة النظام؟

    تشمل التوصيات إنشاء تطبيق على الهاتف المحمول لإدارة النظام، تحسين واجهة برنامج المراقب الذكي، استخدام شرائح اتصال لاسلكية مدمجة، واستبدال الحساسات السلكية بحساسات لاسلكية لزيادة الكفاءة.


المراجع المستخدمة
M ,V ,Shuma-Iwisi; G ,J ,Gibbon.2008, "Estimation of Appliance Standby Power Load in South Africa: Household Measurement Results ", Proceedings of Domestic Use of Energy Conference, 18-19 March, Cape Town, South Africa, pp13-18
D, Namiot; M, Sneps.2015, " Smart Socket for Activity Monitoring ",Finnish-Russian University Cooperation in Telecommunication, pp1-3
H, Morsali; G , S, M, Shekarabi; K, Ardekani.2012. "Smart plugs for building energy management systems ", Smart Grids (ICSG), 2nd Iranian Conference on, 24-25 May, Tehran, Iran, pp13-18
قيم البحث

اقرأ أيضاً

يقدم هذا البحث دراسة تفصيلية و تصميماً عملياً أمثل لمبدلة تقطيعية رافعة للجهد المسـتمر تعمل بنمط التحكم المنزلق SMC) Control Mode Sliding) و التي تعـد طريقـة جديـدة للتحكم بالمبدلات التقطيعية غير المعزولة الرافعة للجهد المستمر و المستخدمة في الأنظم ـة الكهروشمسية s'PV) Systems Photovoltaic) و ذلك بغية المحافظة على جهد خرج ثابت و مستقر ضد اضطرابات خرج اللواقط الكهروشمسية من تيار و جهد أو تغيرات فـي قيمـة الحمل، و العمل في جوار نقطـة الاسـتطاعة العظمـى MPPT) Tracking Maximum Point Power) .
في هذا البحث يتم استخدام الأنظمة الهجينة (الهيدروجين و الألواح الكهروضوئية) في تغذية محطة اتصالات ميكروية في منطقة بعيدة عن الشبكة او يمكن أن تكون متنقمة في منطقة صحراروية. يتم في هذا البحث درارسة و تصميم نظام طاقي يعتمد على الطاقة المتجددة، لتغذية م حطة ميكروية. و النظام الطاقي المقترح مؤلف من العناصر الرئيسية التالية : الخلايا الكهروضوئية، الخلايا الهيدروجينية، محمل الماء و البطاريات، بالإضافة إلى النظام الطاقي التقليدي الممثل بمولد الديزل.
تحتاج منابع التوتر المستمر مثل الخلايا الشمسية إلى رفع توتر خرجها لتحقيق ظروف تشغيل مناسبة لأحمالها. لذا غالباً ما تزود هذه الأنظمة بتقنيات الكترونيات القدرة بشكل عام و بمبدلات رافعة للتوتر المستمر بشكل خاص. يقدم البحث نموذجا رياضيا و خوارزمية لتصميم المبدل الرافع للتوتر من أجل قيم مختارة و بالتالي معرفة قيم عناصره و أهمها الملف. و استنادا إلى الخوارزمية المنجزة تم نمذجة و محاكاة دارة المبدل في بيئة ماتلاب/سيميولينك و ذلك لتحميل تأثير تغيير محارضة الملف في المبدل الرافع بشكل عام. بينت نتائج الإختبارات الحاسوبية دور الملف في تحديد نمط عمل المبدل كنمط مستمر أو متقطع. كما تضمن البحث النموذج الرياضي و الخوارزمية لتصميم الملف من حيث نواته نوعا و شكلا و ناقلا و من حيث عدد اللفات. تم اختيار الفيريت كمادة النواة للتقليل من الضياعات في حالة العمل على الترددات العالية، و تم تنفيذ الملف مخبريا و قيست محارضة الملف عمليا بعدة طرق.وضعت خوارزمية لبرنامج في بيئة الماتلاب/GUI بحيث تمكننا من إدخال بعض البيانات في الدخل (توتر الدخل و الخرج، التردد، الاستطاعة، تموج تيار الملف النسبي المئوي المسموح به) للحصول على عامل الدور المطلوب و تيار الملف الأصغري و الأعظمي المتوقع مروره و عدد اللفات، و المفاقيد في الملف .
إن الهدف الرئيس لهذا البحث هو تصميم نظام شحن بطاريات بالطاقة الشمسية الأعظمية, و قد تم استخدام نظام تتبع للاستطاعة الأعظمية Maximum power point tracking (MPPT) system, مكون من مبدل (رافع – خافض) للجهد المستمر buck-boost Direct Current DC/DC converter , المبدل مقاد بواسطة متحكم صغري, تمت برمجته بطريقة الموصلية المتزايدة Incremental Conductance (InCond) و تعد طريقة سهلة و موثوقة للتتبع. تم اختبار نظام الشحن المقترح و النتائج التي حصلنا عليها تؤكد التحكم الدائم بعملية الشحن للبطارية. تم إجراء دراسة مقارنة مع جهاز شحن شمسي يعتمد التحكم بعرض النبضة PWM, و قد أوضحت النتائج أنه تم شحن المدخرة الموصولة مع نظام الشحن المقترح بوقت أسرع, مع الأخذ بالحسبان ساعات الإشعاع الشمسي باليوم, و مواصفات اللوح الشمسي المستخدم, و هذا يؤكد وثوقية أداء نظام الشحن المقترح.
في هذا البحث تم تصميم و تطوير جهاز (منظومة حساسات) لدراسة تأثير العيوب التنفيذية للوتد البيتوني المحفور بهدف إيجاد عوامل المقاومة المناسبة R للأوتاد البيتونية المحفورة بالعيوب التنفيذية التي تشمل على % 15 أو أقل من المقطع العرضي للوتد البيتوني م ن خلال إجراء اختبارات على نماذج مصغرة للأوتاد تحت تأثير الحمولات الأفقية و الشاقولية.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا