Hệ thông điều khiển và giám sát tưới cây tự đông dùng PIC, có code

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG DÙNG PIC, CLD MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG 1.1 GIỚI THIỆU 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.5 DỰ KIẾN KẾT QUẢ 1 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 2.1 SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG 2.1.1 Khối nguồn 2.1.2 Khối cảm biến 2.1.3 Khối xử lý 2.1.4 Khối hiển thị 2.1.5 Khối relay 2.2 2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TỔNG QUÁT 11 CHƯƠNG GIẢI THUẬT VÀ ĐIỀU KHIỂN 3.1 HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 3.2 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT TRÊN VI ĐIỀU KHIỂN 13 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM CHƯƠNG KẾT LUẬN 5.1 ƯU ĐIỂM 5.2 NHƯỢC ĐIỂM 5.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 15 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 17 15 15 16 12 14 12 Trang 1/19 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG 1.1 Giới thiệu Nhằm tự động hoá việc chăm sóc trồng áp dụng khoa học cơng nghệ vào lĩnh vực trồng trọt Hệ thống tưới tự động giúp người trồng tiết kiệm nhiều thời gian việc tưới cây, hệ thống phát vùng đất xung quanh khu vực gốc thiếu nước tự động tưới cho 1.2 Mục đích nghiên cứu Sử dụng vi điều khiển ATmega328P lập trình ngơn ngữ C/C++ phần mềm Arduino để tạo hệ thống tưới tự động 1.3 Đối tượng nghiên cứu − Vi điều khiển − Cảm biến độ ẩm đất − LCD − Hệ thống tưới tự động 1.4 Phạm vi nghiên cứu Mơ hình sử dụng với máy bơm cơng xuất nhỏ 12VDC, relay 5VDC với cảm biến hoạt động từ 0% đến 100% độ ẩm đất 1.5 Dự kiến kết Độ ẩm đất vị trí đặt cảm biến khoảng giá trị đặt trước máy bơm relay vị trí đặt cảm biến hoạt động vượt ngưỡng giá trị đặt hệ thống tắt Trang 2/19 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 1.6 Sơ đồ khối hệ thống Hình 2.1: Sơ đồ khối hệ thống Trang 3/19 1.1.1 Khối nguồn Nguồn 12VDC ta lấy trực tiếp từ adapter 12VDC, nguồn 5VDC ta sử dụng IC LM7805 để hạ điện áp từ 12VDC xuống 5VDC Dùng để cung cấp lượng cho toàn hệ thống mạch, mơ hình hệ thống tưới tự động ta sử dụng cấp điện áp chiều 5VDC cung cấp tồn hệ thống Hình 2.2: IC LM7805 Thông số IC LM7805: − Điện áp vào lớn nhất: 20VDC − Điện áp vào nhỏ nhất: 7VDC − Kiểu đóng vỏ: TO-220 − Nhiệt độ hoạt động lớn nhất: 85oC − Nhiệt độ hoạt động nhỏ nhất: -20oC − Dòng đầu ra: 1.5A − Điện áp ổn định: 5VDC Trang 4/19 Sơ đồ chân IC LM7805: Hình 2.3: Sơ đồ chân LM7805 1.1.2 Khối cảm biến Hình 2.4: Module cảm biến độ ẩm đất Trang 5/19 Để đo độ ẩm đất vị trí trồng ta sử dụng cảm biến độ ẩm đất Cảm biến độ ẩm đất có cấu trúc kim loại với đầu vô ohm độ ẩm đất 0% ngắn mạch độ ẩm đất 100% Ngõ cảm biến độ ẩm đất đo dạng ohm biến thiên từ vô ohm đến ngắn mạch Module đọc cảm biến độ ẩm đất cho đầu dạng số (chân D0) tương tự (chân A0) Thông số kỹ thuật module đọc cảm biến độ ẩm đất: − Điện áp hoạt động: 3.3VDC đến 5VDC − IC để so sánh điện áp LM393 Sơ đồ chân module đọc cảm biến độ ẩm đất: − Chân + –: chân gắn vào cảm biến độ ẩm đất − Chân GND: Chân nối đất − Chân VCC: Chân nối với nguồn − Chân D0: Cho đầu dạng số − Chân A0: Cho đầu dạng tín hiệu tương tự 1.1.3 Khối xử lý Atmega328P với số chân nhỏ gọn sử dụng phổ biến nên dùng làm vi điều khiển trung tâm cho hệ thống tưới tự động Từ đọc cảm biến, hiển thị liệu qua LCD đến điều khiển thiết bị Hình 2.5: Atmega328P Trang 6/19 Hình 2.6: Sơ đồ chân Atmega328P Các thơng số vi điều khiển Atmega328P-PU sau: − Kiến trúc: AVR 8bit − Xung nhịp lớn nhất: 20MHz − Bộ nhớ chương trình (FLASH): 32KB − Bộ nhớ EEPROM: 1KB − Bộ nhớ RAM: 2KB − Điện áp hoạt động rộng: 1.8VDC - 5.5VDC − Số timer: timer gồm timer 8-bit timer 16-bit − Số kênh xung PWM: kênh (1 timer kênh) Trang 7/19 Hình 2.7: Sơ đồ mạch nguyên lý khối xử lý 1.1.4 Khối hiển thị Để hiển thị ký tự, thông số kỹ thuật hệ thống người ta thường chọn LCD thiết bị Vì dễ đàng đưa vào mạch điện với nhiều giao tiếp khác Tốn tài nguyên hệ thống giá thành rẻ Ta chọn LCD 16x2 (LCD1602) với độ rộng hiển thị 16 hàng, cột Thông số kĩ thuật sản phẩm LCD 1602: − Điện áp MAX : 7V − Điện áp MIN : - 0,3V − Hoạt động ổn định : 2.7-5.5V − Điện áp mức cao : > 2.4 − Điện áp mức thấp : 50% Ngắt ”BOM: BAT” “DAT KHO” 600) { lcd.setCursor(0,0);// cot hang lcd.print("DAT KHO"); digitalWrite(13, HIGH); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("BOM:BAT"); } else { lcd.setCursor(0,0); lcd.print("DU NUOC"); digitalWrite(13,LOW); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("BOM:TAT"); } Trang 19/19 doAm = map(doAm, 1023, 200, 0, 100); Serial.print(doAm); lcd.setCursor(10, 0); lcd.print("DO AM"); lcd.setCursor(10, 1); lcd.print(doAm); lcd.print("%"); delay(10); lcd.clear(); } ... 1/19 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG 1.1 Giới thiệu Nhằm tự động hố việc chăm sóc trồng áp dụng khoa học công nghệ vào lĩnh vực trồng trọt Hệ thống tưới tự động giúp người trồng... tưới cây, hệ thống phát vùng đất xung quanh khu vực gốc thiếu nước tự động tưới cho 1.2 Mục đích nghiên cứu Sử dụng vi điều khiển ATmega328P lập trình ngơn ngữ C/C++ phần mềm Arduino để tạo hệ. .. Atmega328P với số chân nhỏ gọn sử dụng phổ biến nên dùng làm vi điều khiển trung tâm cho hệ thống tưới tự động Từ đọc cảm biến, hiển thị liệu qua LCD đến điều khiển thiết bị Hình 2.5: Atmega328P Trang