ĐỒ án THIẾT kế hệ THỐNG cơ điện tử tên đồ án NGHIÊN cứu, THIẾT kế hệ THỐNG TRANG TRẠI gà THÔNG MINH với NĂNG SUẤT 2000 CON

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ Khoa Cơ khí Công nghệ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ TÊN ĐỒ ÁN: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRANG TRẠI GÀ THÔNG MINH VỚI NĂNG SUẤT 2000 CON Sinh viên thực hiện: Tơn Thất Minh Hồng Nguyễn Hữu Anh Hiếu Mã số sinh viên: 18L1041022 18L1041018 Nhóm học phần: Lớp: Kỹ thuật điện tử K52 Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thanh Cường Bộ môn: Kỹ thuật khí HUẾ, 7/2021 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com KHOA CƠ KHÍ VÀ CƠNG NGHỆ BỘ MƠN TKHT - CĐT - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc - Thừa Thiên Huế, ngày tháng năm 2022 BẢN GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA Họ tên sinh viên: Tơn Thất Minh Hồng Nguyễn Hữu Anh Hiếu Lớp: Kỹ thuật điện tử K52 Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thanh Cường Bộ môn: Kỹ thuật khí - Trường Đại học Nơng Lâm, Đại học Huế I ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRANG TRẠI GÀ THÔNG MINH VỚI NĂNG SUẤT 2000 CON II SỐ LIỆU BAN ĐẦU: BI NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI: Đặt vấn đề: Phân tích lựa chọn phương án nghiên cứu Thiết kê đơng học sơ đồ ngun lý mơ hình Các hệ thống mơ hình trang trại gà thông minh Hệ thống điều khiển cấu mơ hình Xây dựng mơ hình trang trại gà Tính tốn hệ thống cung cấp thức ăn tự động Kết luận kiến nghị IV BẢN VẼ: (A1 A0): V NGÀY GIAO ĐỀ TÀI: VI NGÀY HỒN THÀNH ĐỀ TÀI: Trưởng mơn Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ KHOA CƠ KHÍ VÀ CÔNG NGHỆ BỘ MÔN TKHT - CĐT - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc - Thừa Thiên Huế, ngày tháng năm 2022 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN HỌC PHẦN ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HĨA Họ tên sinh viên: Tơn Thất Minh Hồng Nguyễn Hữu Anh Hiếu Lớp: Kỹ thuật điện tử K52 Mã số sinh viên: 18L1041022 18L1041018 Tên đồ án: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRANG TRẠI GÀ THÔNG MINH VỚI NĂNG SUẤT 2000 CON Họ tên Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thanh Cường Bộ môn: Kỹ thuật khí Nhận xét Giáo viên hướng dẫn: - Hình thức đồ án: - Thái độ sinh viên: - Tiến độ thực hiện: - Nhận xét: - Nội dung thực theo yêu cầu đề tài (%), độ khó đề tài: Giáo viên hướng dẫn (ký ghi rõ họ tên) TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com KHOA CƠ KHÍ VÀ CƠNG NGHỆ BỘ MƠN TKHT - CĐT - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc - Thừa Thiên Huế, ngày tháng năm 2022 PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC (Phiếu dành cho giảng viên/sinh viên) Họ tên sinh viên: Tơn Thất Minh Hồng Nguyễn Hữu Anh Hiếu Mã số sinh viên: 18L1041022 18L1041018 Họ tên Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thanh Cường Bộ môn: Kỹ thuật khí Tên đồ án: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRANG TRẠI GÀ THÔNG MINH VỚI NĂNG SUẤT 2000 CON Tuần Ngày/tháng lễ 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ KHOA CƠ KHÍ VÀ CƠNG NGHỆ - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc - Thừa Thiên Huế, ngày … tháng … năm 2021 PHIẾU CHẤM ĐIỂM BẢO VỆ ĐỒ ÁN ………………………… Họ tên sinh viên: Tơn Thất Minh Hồng Nguyễn Hữu Anh Hiếu Lớp: Kỹ thuật điện tử K52 Khóa học: 2021-2022 Ngành: Kỹ thuật điên tử Tên đồ án: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRANG TRẠI GÀ THÔNG MINH VỚI NĂNG SUẤT 2000 CON Phần đánh giá cho điểm Thành viên Hội đồng (Các chi tiết đánh giá có điểm lẻ đến 0.1, điểm cuối làm tròn đến chữ số thứ phần thập phân) TT Các chi tiết đánh Nội dung thực tốt theo yêu cầu đ dung đầy đủ, kết tính tốn đúng, Hình thức (trình bày báo cáo đẹp, the trước Hội đồng đủ, gọn, giờ, lư Trả lời câu hỏi thành viên Hộ Nắm vững vấn đề liên quan nộ thuyết ứng dụng thực tiễn, …) Tổng số: Các nhận xét đề nghị, câu hỏi phản biện: Thành viên Hội đồng (Ký ghi rõ họ tên) TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Mục Lục CHƯƠNG 1: ĐẶC VẤN ĐỀ 1.1 Tổng quan q trình chăn ni gà nay: 1.1.1 Đặt vấn đề: 1.1.2 Mục đích đề tài, ý nghĩa thực tiễn: 1.2 Tổng quan mơ hình trang trại gà thơng minh: 1.2.1 Phương án giải quyết: 1.2.2 Các phận mơ hình: 1.2.3 Các thiết bị điện tử sử dụng: 1.2.3.1 Cảm biến nhiệt độ LM35: 1.2.3.2 Cảm biến độ ẩm khơng khí: .8 1.2.3.3 Cảm biến mưa: 1.2.3.4 Cảm biến hồng ngoại: 10 1.2.3.5 Máy bơm phun sương: 12 1.2.3.6 Bộ điều khiển từ xa RF: 13 1.2.3.7 Bộ phận chụp sưởi ấm: 14 1.2.4 Nguyên lý hoạt động: 16 1.3 Phương hướng phát triển hệ thống: 16 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ .16 2.1 Yêu cầu đề tài thông số thiết kế: 16 2.1.1 Yêu cầu đề tài: 16 2.1.2 Thông số thiết kế: 16 2.2 Các phương án giải pháp thực hiện: 16 2.2.1 Phương án đóng mở mái che: 16 2.2.2 Phương án đóng mở rèm cửa: 18 2.2.3 Phương án cung cấp thức ăn: 21 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ SƠ ĐỒ NGUN LÝ CỦA MƠ HÌNH 24 3.1 THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CƠ CẤU MÁI CHE: 24 3.1.1 Phân tích yêu cầu động học cấu: 24 3.1.2 Sơ đồ nguyên lý: .24 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 3.1.3 Nguyên lý hoạt động: 25 3.2 THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CƠ CẤU RÈM CỬA: 25 3.2.1 Phân tích yêu cầu động học cấu: 25 3.2.2 Sơ đồ nguyên lý: .25 3.2.3 Nguyên lý hoạt động: 26 3.3 THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CẤP THỨC ĂN: 26 3.3.1 Phân tích yêu cầu động học cấu: 26 3.3.2 Sơ đồ nguyên lý: .26 3.3.3 Nguyên lý hoạt động: 28 CHƯƠNG 4: CÁC HỆ THỐNG CỦA MƠ HÌNH TRANG TRẠI GÀ THƠNG MINH 28 4.1 Quy trình vệ sinh diệt khuẩn chuông trại: .28 4.1.1 Thu dọn thiết bị chuồng gà: 28 4.1.2 Vệ sinh chuồng gà: 28 4.1.2.1 Quét dọn rửa chuồng gà: 28 4.1.2.2 Sát trùng, diệt khuẩn chuồng gà: 29 4.1.3 Vệ sinh, diệt khuẩn trang thiết bị, dụng cụ nuôi gà: 30 4.1.3.1 Vệ sinh, sát trùng phễu ăn phễu uống : .30 4.1.3.2 Vệ sinh, sát trùng chụp sưởi quay gà: .31 4.1.3.3 Vệ sinh, sát khuẩn ổ đẻ: 31 4.1.4 Thực phịng dịch khu vực ni gà: 31 4.1.4.1 Chuẩn bị hố sát trùng: 31 4.1.4.2 Vệ sinh trấu: 31 4.1.4.3 Vệ sinh, diệt khuẩn khu vực xung quanh chuồng gà: 31 4.2 Hệ thống thu gom trứng Niagara: 32 4.2.1 Hệ thống thu trứng – Niagara: 32 4.2.2 Phương pháp điều khiển hệ thống tự động cho phép điều khiển thời gian qua hình: 32 4.2.3 Chức mở rộng: 33 4.3 Hệ thống làm mát: 34 4.3.1 Kết hợp làm mát quạt làm mát chuồng trại lắp đạt hệ thống làm mát trại gà: 34 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 4.3.1.1 Tấm làm mát chuồng trại: 34 4.3.1.2 Hệ thống quạt làm mát chuồng trại: 35 4.3.1.3 Kết hợp làm mát, quạt làm mát mái che xếp chồng: 36 4.3.2 Ưu điểm lắp hệ thống làm mát: 37 4.4 Hệ thống cung cấp thức ăn nước uống tự động: 38 4.4.1 Hệ thống cung cấp thức ăn tự động: 38 4.4.1.1 Cấu tạo hệ thống máng ăn tự động: .38 4.4.1.2 Ưu điểm việc sử dụng máng ăn tự động: 39 4.4.2 Hệ thống cung cấp nước uống tự động: 39 4.4.2.1 Phân tích nguồn nước: 40 4.4.2.2 Hệ thống xử lý nước: .40 4.4.2.3 Nguồn nước cung cấp: 41 CHƯƠNG : HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CÁC CƠ CẤU TRONG MƠ HÌNH .42 5.1 Cơ sở lý thuyết phương án điều khiển: .42 5.1.1 Phương án điều khiển PLC: 42 5.1.2 Điều khiển vi điều khiển Arduino: 43 5.1.3 Sử dụng hệ thống điều khiển điện khí nén: 44 5.1.4 So sánh chọn phương án: 45 5.2 Thiết lập chương trình điều khiển cho cấu: 45 5.2.1 Chương trình xử lý tín hiệu từ cảm biến, điều khiển từ xa: 45 5.2.1.1 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm: .45 5.2.1.2 Cảm biến mưa: .48 5.2.1.3 Cảm biến hồng ngoại PIR: .49 5.2.2 Thiết kế hệ thống điều khiển cấu đóng mở mái che: 51 5.2.3 Hệ thống điều khiển cấu đóng mở rèm cửa: 54 5.2.4 Hệ thống điều khiển cấu cấp thức ăn: .55 CHƯƠNG 6: XÂY DỰNG MÔ HÌNH TRANG TRẠI GÀ .58 6.1 Mặt mơ hình chuồng: 58 6.1.1 Xác định kiểu chuồng: 58 6.1.2 Yêu cầu chung cho hai loại hình thức chuồng ni: 59 6.1.3 Xác định mật độ diện tích loại hình ni: 59 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Khối lượng phần ăn ngày: 160 g = 0,16 kg Khối lương cung cấp thức ăn lớn ngày là: 2000 x 0,16 kg = 320 kg Vậy khối lượng cung cấp phễu thức ăn ngày phải lớn 320 kg 7.2 Sơ đồ hệ thống cung cấp thức ăn tự động: 7.2.1 Sơ đồ nguyên lý: Hình 7.1 Sơ đồ hệ thống cung cấp thức ăn tự động dãy Động dãy Hộp giảm tốc Trục vít tải Vít tải xoắn 10.Ống dẫn thức ăn dãy 11.Máng thức ăn 12.Thức ăn 13.Phễu chứa thức ăn dãy 14.Ống chuyền thức ăn từ phễu dự trữ 7.2.2 Nguyên lý hoạt động: Khi động khỏi động từ phễu dự trữ thức ăn quay, ống chuyền thức ăn từ phễu dự trữ thức ăn tới phễu thức ăn dãy Khi thức ăn vào tới phễu thức ăn dãy 1, động dãy khỏi động quay theo chiều ngược kim đồng hồ, trục vít quay theo Thức ăn từ phễu di chuyển theo đường ống dẫn thức ăn dãy nhờ vào trục vít tải chuyển đến máng thức ăn Mỗi máng thức ăn đầy chuyền qua máng khác, động dừng hoạt động máng thức ăn đầy Động nhờ có hộp giảm tốc giúp điều chỉnh tốc độ đông cho phù hợp với hệ thống TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 7.3.Tính tốn thiết kế cấu thức ăn: 7.3.1 Tính tốn động học vít tải: Hình 7.2 Sơ đồ phân tích động học cấu vít tải 7.3.1.1 Tính tốn thơng số vít tải: Hình 7.3 Minh họa cánh vít tải Mơ tả cánh vít tải: D.d.p.T (mm) D: Đường kính ngồi (mm) d: Đường kính (mm) p: Chiều dài bước xoắn (mm) T: độ dày (mm) pt: Tổng chiều dài bước xoắn (mm) Kích thước hạt cho gà ăn chủ yếu mm (mịn), mm (vừa), mm (thô), chọn loại hạt vừa mm để tính tốn thơng số vít tải Đường kính ngồi mặt xoắn Dx: - Để vật liệu không bị kẹt rãnh xoắn lấy Dx>12 lần kích thước hạt - Chọn Dx=200 mm Đường kính trục db: TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - db =0,1 Dx+35=0,1 200+35=55mm Bước xoắn vít px: - Lấy theo kinh nghiệm: px=(0,8 ÷1) Dx=160÷ 200 mm - Theo dãy tiêu chuẩn chọn px=160 mm Số vòng quay trục vít n: - Theo kinh nghiệm n=(50 ÷100) v/ph - Chọnn=100 v/ph Khe hở mặt xoắn vít với thành ống e - e≥ 12 lần kích thước hạt - Chọn e=12 mm Chiều dài trục vít: lx =5 m Góc nghiêng vít so với phương nằm nghiêng β=20o Chiều dài vận chuyển theo phương ngangL=lx cosβ=5.cos20o=4,7 m Năng suất vận chuyển Q= A.V dc γ 3600 k β t106 - Trong đó: A diện tích mặt cắt ngang dịng vật liệu A= π φ (D −d2b)= π 0,3.(2002−552 )=8712mm2 x Với giá trị thường dùng φ=0,25 ÷ 0,4: hệ số điền đầy ống Chọn φ=0,3 V dc= γ=0,396 t/m3: khối lượng mét khối vật liệu vận chuyển k β =0,65: hệ số giảm suất độ nghiêng đặt máy Tra bảng 7.1 - “Thiết bị nâng chuyển” PGS - TS Nguyễn Văn Yến) Suy ra, Q = t Công suất cần thiết trục dẫn động Pđc: - Trong đó: TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com K=1,2÷ 1,5 : hệ số tải trọng động từ động mức độ xác tải trọng, chọn K =1,5 η =η η η =1 0,99 0,99=0,98 kn ổ bi ổ bi : hiệu suất hệ dẫn động từ động đến trục vít xoắn C0=0,92 : hệ số cản chuyển động máng, giá trị C0phụ thuộc vào ma sát vật liệu với thành ống, vật liệu với cánh vít xoắn, hạt vật liệu với ma sát gối đỡ trục Suy ra,Pđc= Mơmen xoắn trục vít xoắn T: Lực tác dụng dọc trục Fa: Trong đó: Dx +db dtb= P γ=acrtan π dx tb =21,7o: góc nâng đường xoắn vít ρ=acrtan( f )=11,3o : góc ma sát vật liệu với cánh xoắn Với f =0,2 : hệ số ma sát vật liệu với cánh xoắn 7.3.1.2 Chọn động hộp giảm tốc truyền động vít tải: P Chọn động thỏa mãn:Pđc ≥ ηct n η=∏ ηi=η3ol η2br ηđ ηk ηot: Hiệu suất truyền i=1 Tra bảng 2.3/tr 19 – TL1 ta có hiệu suất sau: Cặp ổ lăn η =0,99 ÷0,995 ol Bộ truyền bánh trụ: Bôl truyền đai: η =1 đ , chọn η =0,99 ol η =0,96 ÷ 0,98 br , chọn η =0,97 br TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Khớp nối Cặp ổ trượt η =0,99 ÷1 k η =0,99 , chọn η =0,98 ÷ 0,99 ot k η =0,99 , chọn ot Theo tr 320/ bảng1P sách Thiết kế chi tiết máy - Nguyễn Trọng Hiệp, ta chọn động có thơng số sau: Bảng 7.1 Thơng số động chọn cho vít tải chuyển thức ăn Kiểu động AO2(AOJI2 7.3.1.3 Tính tốn hộp giảm tốc (chọn hộp giảm tốc khai triển cấp): Hình 7.4: Hộp giảm tốc bánh cấp n 910 Tỉ số truyền hệ thống: Uht =Uh= đc = =9,1 nlv Phân bố tỉ số truyền: U =U h U nhanh Với hộp giảm tốc khai triển thì: 100 chậm U U chậm =1,3.U nhanh = √ chậm 1,3 Uh = √ 1,3 9,1=2,65 U nhanh =3,43 Tính công suất trục: TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Công suất trục 1:P1=Pđc ηol=0,6 0,99=0,59(kW ) Công suất trục 2:P2=P1 ηbr ηol=0,59 0,97.0,99=0,57(kW ) Công suất trục (trục công tác ): P3=P2 ηbr ηol=0,57 0,97 0,99=0,55(kW ) Tính tốn số vịng quay trục Vận tốc quay trục động cơ:nđc=910(vg / ph) Vận tốc quay trục 1:n1 =nđc=910(vg / ph) Vận tốc quay trục 2:n2 = Vận tốc quay trục (vận tốc vít tải):n3 = Tính Momen xoắn trục: Momen xoắn trục 1: P1 T 1=9,55.10 =9,55.106 0,59 =6191,7(Nmm) n1910 Momen xoắn trục 2: P2 T 2=9,55.10 0,57 =9,55.106 =20541,5(Nmm) n2265 Momen xoắn trục 3: T 3=9,55.10 P3 =9,55.106 0,55 =52525(Nmm) n3100 Momen xoắn trục động cơ: T đc =9,55.10 Pđc =9,55.106 nđc910 0,6 =6296,7 (Nmm) Bảng 7.2 Đặc tính hộp giảm tốc Trục Thơng số TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Tỷ số truyền U Công suất P (kW) Vận tốc quay n (vg/ph) Momen xoắn T (Nmm) TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ... Thất Minh Hồng Nguyễn Hữu Anh Hiếu Lớp: Kỹ thuật điện tử K52 Khóa học: 2021-2022 Ngành: Kỹ thuật điên tử Tên đồ án: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRANG TRẠI GÀ THÔNG MINH VỚI NĂNG SUẤT 2000 CON. .. khí Tên đồ án: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRANG TRẠI GÀ THÔNG MINH VỚI NĂNG SUẤT 2000 CON Tuần Ngày/tháng lễ 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ KHOA CƠ... điện tử K52 Mã số sinh viên: 18L1041022 18L1041018 Tên đồ án: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRANG TRẠI GÀ THÔNG MINH VỚI NĂNG SUẤT 2000 CON Họ tên Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thanh Cường Bộ