Lời gửi từ năm 2025 đến năm 2035

Nếu bức thư này đến tay các bạn, tôi đã không còn đứng dưới những cột đèn cao áp dọc đường DT743 thuộc Khu công nghệ cao Bình Dương. Tôi viết từ năm 2025, giữa lúc chúng tôi vừa hoàn tất giai đoạn thử nghiệm hệ thống chiếu sáng công cộng cho khu đô thị thông minh 450 ha. Những con số và những đêm mất ngủ của chúng tôi lúc này, đến năm 2035 có lẽ đã trở thành ký ức kỹ thuật khô khan. Tôi chỉ mong chúng không bị lãng quên.

Áp lực chuyển đổi thị trường chiếu sáng Việt Nam

Thị trường chiếu sáng Việt Nam giai đoạn 2024–2025 chịu áp lực chuyển đổi rất thực. Các tỉnh phía Nam buộc phải thay thế hơn 120.000 bộ đèn cao áp natri và metal halide trong vòng ba năm theo lộ trình tiết kiệm điện của Bộ Công Thương. Đồng thời, yêu cầu tích hợp điều khiển từ xa qua IoT gateway và cảm biến chuyển động trở thành điều kiện bắt buộc trong các gói thầu thành phố thông minh.

PWM thông thường nhanh chóng bộc lộ hạn chế khi phải duy trì điện áp ổn định trên dây dẫn dài và chịu ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm.

Lý do chọn công nghệ SPWM thay vì PWM

Chúng tôi chọn SPWM-75/150/240 thay vì PWM thông thường vì đặc tính constant voltage dimmable. Mạch SPWM giữ điện áp đầu ra ổn định ở mức ±2% ngay cả khi nhiệt độ môi trường đạt 38–42°C và độ ẩm tương đối 85% như khu vực Đông Nam Bộ.

Tại trạm biến áp số 07 của dự án Bình Dương, chúng tôi đo được điện áp bus 24 VDC dao động chưa đến 180 mV khi dimming 70% công suất, trong khi PWM thông thường vượt quá 650 mV. Ngoài ra, driver SPWM tương thích song song DALI-2 và 0-10V mà không cần module chuyển đổi riêng, giúp giảm 14% chi phí tủ điều khiển tại mỗi cụm đèn.

Hiệu suất kỹ thuật và khả năng tích hợp IoT

Công nghệ SPWM cho phép phân cấp độ sáng từ 0,1% đến 100% mà không xuất hiện nhấp nháy ở tần số thấp. Chúng tôi thiết lập tần số chuyển mạch 25 kHz với độ phân giải 16 bit, kết hợp bộ lọc LC thứ cấp. Kết quả đo tại cột đèn số 142 cho thấy chỉ số nhấp nháy dưới 0,4% ngay cả khi độ sáng giảm còn 1%.

Khi tích hợp với cảm biến chuyển động PIR và IoT gateway LoRaWAN, nhiễu EMI giảm đáng kể nhờ dạng sóng gần hình sin; mức phát xạ tại 150 kHz chỉ còn –72 dBμV so với –48 dBμV của PWM thông thường. Nhờ đó, tín hiệu từ gateway không bị nhiễu khi đèn dimming đồng thời với hoạt động của 320 cảm biến trong cùng khu vực.

Hạn chế và giải pháp khắc phục

Dù vậy, SPWM-75/150/240 vẫn có hạn chế khi triển khai quy mô lớn. Nhiệt độ môi trường liên tục trên 40°C làm tăng nhiệt độ junction của MOSFET điều khiển, rút ngắn tuổi thọ dự kiến từ 60.000 giờ xuống còn khoảng 47.000 giờ sau hai mùa khô. Ngoài ra, lưới điện 22 kV tại Bình Dương thường sụt áp 8–12% vào giờ cao điểm, gây reset driver khi điện áp đầu vào rơi dưới ngưỡng.

Giải pháp chúng tôi đang thử nghiệm là kết hợp bộ nhớ dự phòng SRAM 1 Mb ghi lại trạng thái dimming cuối cùng, kết hợp giao thức wireless mesh tự hồi phục khi mất kết nối với gateway trung tâm.

Tương lai của chiếu sáng thông minh

Năm 2035, khi các bạn đứng trước hệ thống chiếu sáng của thành phố, hãy nhớ rằng ánh sáng lúc này không chỉ là lumen. SPWM đã biến từng điểm sáng thành một nút thu thập dữ liệu sống: cường độ, nhiệt độ, chuyển động, và cả nhịp điệu sử dụng không gian. Đó là lớp dữ liệu mỏng manh nhưng bền bỉ, giúp thành phố tự điều chỉnh nhịp thở của mình.

Kỹ sư chiếu sáng
Nguyễn Minh Quang
Bình Dương, tháng 6 năm 2025