Thiết kế hệ thống tưới tự động

Khóa luận tốt nghiệp Lương Đình Tùng i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 1 Họ và tên sinh viên nhóm sinh viên được giao đề tài Lương Đình Tùng MSSV 15089261 2 Tên đề tài  Thiết kế hệ thống tưới tự động 3 Nhiệm vụ (Nội dung và số liệu ban đầu)  Điều khiển đóng mở relay theo thời gian thực + theo độ ẩm và nhiệt độ+ chế độ cầm tay  Lưu đồ giải thuật và code  Điều khiển qua mạng wifi để đóng mở relay  Tìm hiểu về modul wifi (sơ đồ chân, cách kết nối,.

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN i PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên giao đề tài Lương Đình Tùng MSSV:15089261 Tên đề tài:  Thiết kế hệ thống tưới tự động Nhiệm vụ (Nội dung số liệu ban đầu)  Điều khiển đóng mở relay theo thời gian thực + theo độ ẩm nhiệt độ+ chế độ cầm tay  Lưu đồ giải thuật code  Điều khiển qua mạng wifi để đóng mở relay  Tìm hiểu modul wifi (sơ đồ chân, cách kết nối, cách thức hoạt động )  Hiển thị lên điện thoại tín hiệu nhiệt độ độ ẩm  Điều khiển đóng mở relay qua điện thoại Kết dự kiến      Hoàn thành báo cáo Viết chương trình điều khiển cho hệ thống Hồn thành chi tiết vẽ thiết kế Hồn thành mơ hình mơ Hồn thành mơ hình điều khiển thực nghiệm Tp HCM, ngày Trưởng môn Giảng viên hướng dẫn ii tháng năm 20… Sinh viên LỜI NÓI ĐẦU Trong thời gian thực đề tài với nội dung nghiên cứu,thiết kế chế tạo hệ thống tưới tự động, chúng em cố gắng vận dụng kiến thức học trường, thực tế Cùng với giúp đỡ Thầy VŨ ĐỨC VẠN hoàn thành yêu cầu đề tài Đó nghiên cứu, thiết kế thực thi chế tạo mạch điều khiển hệ thống tưới tự động đạt độ xác hoạt động tốt Chúng Em xin chân thành cảm ơn cô Thầy VŨ ĐỨC VẠN tận tình bảo giúp đỡ em hồn thành đồ án Do kiến thức cịn hạn chế trình thực đồ án chúng em khơng tránh khỏi sai xót kính mong q thầy cô hội đồng bảo vệ dẫn, bỏ qua giúp đỡ Chúng em mong đóng góp thầy bạn để nội dung đề tài ngày hoàn thiện iii MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN i PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ii LỜI NÓI ĐẦU iii CHƯƠNG : TỔNG QUOAN VỀ ĐỀ TÀI .vi 1.1.Tính cấp thiết đề tài 1.2 Lý chọn đề tài .2 1.3 Mục đích nghiên cứu 1.4 Kết cấu .3 1.5 Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TƯỚI TỰ ĐÔNG 2.1.Khái niệm hệ thống tự động 2.2.Vai trò tự động hóa q trình sản xuất .4 2.3 Ứng dụng tự động hóa tưới tiêu cho trồng 2.4 Các nghiên cứu nước 2.5.Các nghiên cứu nước .7 2.7 Các vấn đề cần nghiên cứu bổ sung 2.8 Nghiên cứu nhu cầu tưới nước hệ thống làm mát cho trồng nhà kính 8.1.LÀM MÁT NHÀ KÍNH .9  HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG QUOẠT NƯỚC  Làm mát tạo độ ẩm hệ thống phun sương 11 2.8.2 Hệ thống tưới 14 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠCH VÀ MÔ HÌNH MƠ PHỎNG .19 iv 3.1.Cấu Trúc Và Các Tính Năng Của Từng Thiết Bị .19 3.1.1.Cấu trúc phần cứng dòng chip ESP8266 tóm tắt sau: 19 3.1.2 Cảm biến đo độ ẩm đất .22 3.1.3 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 26 3.1.4 Máy Bơm 33 3.1.5 Quoạt điều hòa tản nhiệt nước 34 3.2.Thiết kế mạch điều khiển có chức thực điều khiển tự động giám sát môi trường thông qua điện thoại 35 3.2.1.Các khối xử lý 35 3.2.3.Sơ đồ kết nối thiết bị 41 3.2.4.Chương trình nạp esp8266 .42 3.2.5.Cài đặt phần mềm BLYNK cho điện thoại .47 3.2.6 Chạy mô 54 KẾT LUẬN 55 LỜI KẾT .56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 v DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH 2.1.Bộ hẹn van điều khiển Hình 2.2.Hệ thống quoạt Hình 2.3.Hệ thống tản nhiệt 10 Hình 2.4.Tường nước 11 Hình 2.5.Béc phun sương 12 Hình 2.5.Hệ thống phun sương 12 Hình 2.6.Lắp đặt hệ thống phun sương 13 Hình 2.7 Mơ hình tưới nhỏ giọt cho trồng 15 Hinh 2.9.tưới nhỏ giọt cho loại hoa rau màu nhà kính trồng đất 17 Hình 3.1 sơ đồ chân esp8266 20 Hình 3.2 sơ đồ mạch 21 Hình 3.3 Cảm biến độ ẩm đất 22 Hình 3.4 que đo 24 Hinh 3.5 module chuyển đổi 24 Hinh 3.6 sơ đồ mạch module chuyển đổi 25 Hình 3.7.cảm biến DHT11 26 Hình 3.9.cấu tạo cảm biến độ ẩm 28 Hinh 3.10 Cấu tạo cảm biến độ ẩm 29 Hình 3.11 module2 relays 30 Hình 3.12.sơ đồ module relay kênh 5VDC 32 Hình 3.13 Thơng số kỹ thuật máy bơm nước mini 12V 60W 33 Hình 3.14.Sơ đồ khối hệ thống 36 Hình 3.15 sơ đồ giải thuật 37 Hình 3.16.Sơ đồ mạch 41 vi Khóa luận tốt nghiệp Lương Đình Tùng CHƯƠNG : TỔNG QUOAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1.Tính cấp thiết đề tài Nền nông nghiệp nước ta nông nghiệp cịn lạc hậu chưa có nhiều ứng dụng khoa học kĩ thuật áp dụng vào thực tế Rất nhiều quy trình kĩ thuật trồng trọt, chăm sóc tiến hành cách chủ quan khơng đảm bảo yêu cầu Có thể nói nơng học ngồi kĩ thuật trồng trọt, chăm sóc tưới nước khâu quan trọng trồng trọt, để đảm bảo sinh trưởng phát triển bình thường, tưới tưới đủ theo yêu cầu nông học trồng không sinh sâu bệnh, hạn chế thuốc trừ sâu cho sản phẩm an toàn, đạt suất, hiệu cao.Ngoài tuyến phố khu vực trung tâm thành phố bắt gặp hình ảnh xe bồn chở nước tưới dọc đường gây ùn tắc, an tồn giao thơng Mặt khác nước ta giai đoạn cơng nghiệp hóa, đại hóa thiết bị máy móc tự động đưa vào phục vụ thay sức lao động người Vì thiết bị tưới nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đưa vào thực tiễn ngày áp dụng nhiều Thiết bị tưới đa dạng chủng loại (vòi phun mưa, phun sương, vòi nhỏ giọt bù áp, vịi khơng bù áp, dây tưới nhỏ giọt ) có thơng số khác phục vụ cho loại khác chế tạo từ nhiều nước Israel, Hàn Quốc, Đài Loan, Trung Quốc , thuận tiện cho người sử dụng lựa chọn phù hợp với nhu cầu sử dụng Việc tính tốn để lựa chọn thiết bị hệ thống tưới đáp ứng nhu cầu tưới theo nông học trồng phù hợp điều kiện kinh tế, kỹ thuật cho hiệu cao việc cần thiết cho việc phát triển diện rộng hệ thống tưới Hệ thống tưới phun đáp ứng độ ẩm gốc, độ ẩm khơng khí cho trồng phát triển tốt, hệ thống tiết kiệm nước tạo kiện cho trồng hấp thu dinh dưỡng không gây rửa trôi, thối hóa đất, khơng gây nhiễm mơi trường Hệ thống tưới nước tự động kết hợp với bón phân, phun thuốc hóa học Hơn nữa, với việc thiết kế hệ thống tưới tự động giúp cho người tưới cây, tốn chi phí nhân cơng tưới nước giám sát thời gian tưới Với hệ thống này, việc tưới tự động tùy theo nhiệt độ thời tiết nắng hay mưa, độ ẩm cao hay thấp, mùa năm… Tất Khóa luận tốt nghiệp Lương Đình Tùng điều kiện đưa vào hệ thống tính tốn đưa thời gian xác để bơm nước Người lao động không cần phải quan tâm đến việc tưới cây, sinh trưởng phát triển tốt nhờ việc tưới phù hợp xác 1.2 Lý chọn đề tài Hệ thống tưới tự động (tưới nhỏ giọt, phun sương …) hệ thống thiết bị tưới tốt đáp ứng theo yêu cầu sinh trưởng trồng ứng dụng rộng nước phát triển Hệ thống tưới nước tự động hình thức tưới nước hợp lý, tiết kiệm sức lao động chi phí nhân cơng Vốn phổ biến từ nhiều nước giới Tuy nhiên Việt Nam vài ba năm trở lại việc vận dụng hệ thống trở thành xu hướng Hệ thống tưới nước tự động trở nên phổ biến với người nông dân nông thơn với q trình đại hóa nơng nghiệp nông thôn người dân mạnh dạn đưa vào sử dụng chi phí đầu tư cao Mặt khác khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ làm thay đổi sống người, làm cho sống người ngày trở nên tiện nghi đại Kỹ thuật điện tử phát triển người tạo thiết bị máy móc đại thay cho người công việc nặng nhọc địi hỏi xác cao Kỹ thuật điện tử phát triển nhanh chóng ứng dụng vào nhiều lĩnh vực: công nghiệp, giao thông vận tải, hàng không vũ trụ Các thiết bị điều khiển tự động giữ vai trò quan trọng góp phần lớn cho tiến khơng ngừng lĩnh vực Ngành nông nghiệp nước ta cịn phụ thuộc nhiều vào khí hậu tự nhiên, với phương pháp sản xuất canh tác truyền thống không mang lại suất cao Khi kinh tế xã hội phát triển nhu cầu người nâng cao, đòi hỏi chất lượng nâng cao Do cần đến thiết bị kỹ thuật tiên tiến có khả đo đạc điều khiển thông số môi trường :nhiệt độ, độ ẩm khơng khí, chất dinh dưỡng cung cấp phù hợp với giai đoạn phát triển trồng Xuất phát từ vấn đề thực tiễn chúng em nghiên cứu tiến hành thiết kế : “hệ thống tưới tự động theo độ ẩm đất nhiệt độ, độ ẩm môi trường môi trường ’’ Khóa luận tốt nghiệp Lương Đình Tùng 1.3 Mục đích nghiên cứu Vận dụng kiến thức học để nghiên cứu thiết kế chế tạo mơ hình hệ thống tưới tự động, từ đưa vào ứng dụng thực tiễn Giúp cho việc tưới tiêu trồng nước ta có phương án đạt hiệu cao 1.4 Kết cấu - Tổng quan đề tài - Giới thiệu linh kiện sử dụng mạch điều khiển - Thiết kế hệ thống tưới tự động - Kết định hướng phát triển 1.5 Phương pháp nghiên cứu Để thực nội dung đề tài nghiên cứu, em tiến hành phương pháp nghiên cứu sau: • Các kết nghiên cứu kế thừa - Kế thừa cơng trình nghiên cứu hệ trước sở lý thuyết phần mềm lập trình mơ - Kế thừa nghiên cứu có thực tiễn • Định hướng nghiên cứu - Nghiên cứu phần mềm lập trình mơ máy tính - Tìm phương pháp lập trình đơn giản, dễ sử dụng, hiệu • Kiểm chứng - Chạy thử mơ hình nhiều lần, kiểm tra phát lỗi từ hồn thiện hệ thống ... hóa học Hơn nữa, với việc thiết kế hệ thống tưới tự động giúp cho người tưới cây, tốn chi phí nhân cơng tưới nước giám sát thời gian tưới Với hệ thống này, việc tưới tự động tùy theo nhiệt độ thời... thống tưới tự động (tưới nhỏ giọt, phun sương …) hệ thống thiết bị tưới tốt đáp ứng theo yêu cầu sinh trưởng trồng ứng dụng rộng nước phát triển Hệ thống tưới nước tự động hình thức tưới nước... chọn thiết bị hệ thống tưới đáp ứng nhu cầu tưới theo nông học trồng phù hợp điều kiện kinh tế, kỹ thuật cho hiệu cao việc cần thiết cho việc phát triển diện rộng hệ thống tưới Hệ thống tưới