Thiết kế mái che di động thông minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁI CHE DI ĐỘNG THÔNG MINH Ngành Kỹ thuật điện tử truyền thông Giảng viên hướng dẫn ThS Bùi Hữu Hiên Sinh viên thực hiện MSSV Lớp Phạm Trung Tính 1711010036 17DDTA1 Nguyễn Hữu Thạch 1711020225 17DDTA1 TP Hồ Chí Minh, 2021 v LỜI CẢM ƠN Trong thời gian hoàn thành xong đề tài, nhóm thực hiện đề tài đã được sự giúp đỡ của quí bậc thầy cô và bạn bè nên đề tài đã được hoàn thành đúng thời gian Nhóm thực hiện xin c.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁI CHE DI ĐỘNG THÔNG MINH Ngành: Kỹ thuật điện tử truyền thông Giảng viên hướng dẫn: ThS Bùi Hữu Hiên Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Phạm Trung Tính 1711010036 17DDTA1 Nguyễn Hữu Thạch 1711020225 17DDTA1 TP Hồ Chí Minh, 2021 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian hồn thành xong đề tài, nhóm thực đề tài giúp đỡ q bậc thầy bạn bè nên đề tài hoàn thành thời gian Nhóm thực xin chân thành cảm ơn đến: Thầy Bùi Hữu Hiên, giảng viên trường Đại Học Cơng Nghệ TP.HCM, hết lịng quan tâm, giúp đỡ tận tình tạo điều kiện để nhóm thực đề tài hồn thành đồ án Nhóm thực đề tài xin chân thành gửi lời cảm ơn đến q thầy Viện Kỹ Thuật Hutech cung cấp cho nhóm kiến thức nền, chun mơn làm sở để nhóm hồn thành đề tài Nhóm thực đề tài xin chân thành cảm ơn đến bạn sinh viên bậc anh chị giúp đỡ nhóm nhiều mặt: ý kiến, tài liệu…., để nhóm hồn thành cơng việc thời gian Sinh viên thực Phạm Trung Tính Nguyễn Hữu Thạch v Mục lục DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT, TỪ TIẾNG ANH viii ANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH x Tính cấp thiết đề tài……………………………………………………………….1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Kết đạt Kết cấu đồ án CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính ứng dụng đề tài……………………………………………….…………….4 1.2 Nhiệm vụ thực hiên ………………………………………………………… ….4 1.3 Phạm vi đề tài………………………….…………………………………………4 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Linh kiện CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 21 3.1 Board mạch điều khiển PIC 16F877A 21 3.2 Phần mềm lập trình viết code 23 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG 33 4.1.Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động 33 4.2 Lưu đồ giải thuật hệ thống 39 vi CHƯƠNG : THI CÔNG 44 5.1 Thi công phần cứng………………………………………………….………….42 5.2 Thi công phần mềm ……………………………………………… ………… 43 5.3 Kết thực nghiệm……………………………………………………… ….44 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 48 6.1 Kết luận………………………………………………………………………….45 6.2 Hướng phát triển đề tài……………………………………………… ……….45 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………… …………………………45 PHỤ LỤC……………………………………………………………………… ………46 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT, TỪ TIẾNG ANH Từ viết tắt, từ tiếng anh Giải thích nghĩa động DC L298 Động sử dụng dòng điện chiều tên L298 Support profiles: Bluetooth serial Cấu hình hỗ trợ : Cổng nối tiếp port (master and slave) Bluetooth(chính phụ) Bluetooth protocol Giao thức bluetooth Frequency Tần số Rate: Asynchronous Tỉ lệ không đồng Synchronous Đồng UART Tên đầy đủ (Universal Asynchronous Receiver / Transmitter) Chức để truyền liệu nối tiếp Security features Các tính bảo mật M Mưa N Nắng viii DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng Giải thích Các chân cổng giao tiếp module cảm biến hồng ngoại Bảng 2.1 Bảng 2.2 Các chân cổng giao tiếp module cảm biến độ ẩm đất Bảng 2.3 Mô tả chân giao tiếp hình text LCD1602 xanh Bảng 5.1 Kết thực nghiệm mơ hình ix Tên hình DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH Giải thích Hình 2.1 Module HC-05 Hình 2.2 Mạch điều khiển động L298 Hình 2.3 Module thu phát hồng ngoại MHIR01 Hình 2.4 Module quang trở CDS-NVZ1 Hình 2.5 Động bơm DC P385 Hình 2.6 Động giảm tốc V1 Hình 2.7 Module cảm biến độ ẩm đất Hình 2.8 Cảm biến mưa Hình 2.9 Màn hình text LCD xanh Hình 2.10 Con PIC 16F877A Hình 3.1 Vị trí chân PIC16F877A Hình 3.2 Chức PIC 16F877A Hình 3.3 Giao diện, cấu trúc phần mềm CCS Hình 3.4 Giao diện phần mềm Proteus Hình 3.5 Thiết kế mạch nguyên lý phần mềm Peoteus Hình 3.6 Hình ảnh 3D mạch phần mềm Protrus Hình 3.7 Giao diện hóa đơn vật liệu Proteus Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý mạch Hình 4.2 Khối vi điều khiển Hình 4.3 Khối nút nhấn Hình 4.4 Khối cảm biến x Hình 4.5 Khối Bluetooth Hình 4.6 Khối điều khiển động Hình 4.7 Khối Relay Hình 4.8 Khối loa Hình 5.1 Mơ hình hồn chỉnh mạch Hình 5.2 Hình 5.3 Sơ đồ mạch in bố trí linh kiện Mạch chạy mơ xi LỜI NĨI ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Nền nông nghiệp nước ta nơng 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 u cầu Có thể nói nơng học ngồi kĩ thuật trồng trọt, chăm sóc hệ thống mái che, nhà chứa mơ hình kỹ thuật quan trọng trồng trọt, để đảm bảo sinh trưởng phát triển bình thường, trồng khơng sinh sâu bệnh, hạn chế thuốc trừ sâu cho sản phẩm an toàn, đạt suất, hiệu cao 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 mái che thơng minh với nhiều chức nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đưa vào thực tiễn ngày áp dụng nhiều Việc tính tốn để lựa chọn thiết bị hệ thống mái che đáp ứng nhiều nhu cầu phù hợp điều kiện kinh tế, kỹ thuật cho hiệu cao việc cần thiết cho việc phát triển diện rộng hệ thống mái che Hệ thống đáp ứng độ ẩm gốc, cho rau sạch, hoa phát triển tốt, hệ thống tiết kiệm nước tạo điều kiện cho hấp thu dinh dưỡng không gây rửa trơi, thối hóa đất, khơng gây nhiễm mơi trường Hệ thống mái che thơng minh che mưa tự động đảm bảo không gây trốc gốc rễ, bị dập hoa mưa to, tự động mở để hứng ánh sáng phát triển tốt Hơn nữa, với việc thiết kế hệ thống mái che thông minh giúp cho người tiết kiệm sức lao động tối đa, giám sát hay trơng coi thường xun hệ thống có thiết bị báo động, báo trộm an toàn Với hệ thống này, điều khiển thiết bị máy bơm phun tưới, đèn, mái che…, thông qua phần mềm điện thoại thông minh kết nối thơng qua blutouth Tất điều kiện đưa vào hệ thống tính tốn đưa điều kiện xác để đóng, mở máy che, phun tưới cách hiệu Người lao động không cần phải quan tâm đến việc nắng hay mưa, tình trạng trộm cắp hay sức lao động Lý chọn đề tài Ngày nay, với ứng dụng khoa học tiên tiến, giới ngày đại văn minh Sự phát triển ngành kỹ thuật điện tử tạo hàng loạt thiết bị với xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ đóng vai trị vơ quan trọng sống người, chìa khóa vào cơng nghệ đại Máy móc dần thay sức lao động người, tự động hóa, điều khiển đóng vai trị vô quan trọng công nghiệp, nông nghiệp quản lý Điện tử trở thành ngành khoa học đa nhiệm vụ Một ứng dụng quan trọng công nghệ Điện tử kỹ thuật điều khiển từ xa, chế độ tự động Nó góp phần lớn việc điều khiển thiết bị phục vụ cho nhu cầu sản xuất nhà vườn Tại nhà vườn lớn hay nhỏ, thiết bị công nghệ ứng dụng công nghệ bật cho sản xuất Nhờ thiết bị mà người bớt tổn hao sức lao động nâng cao chất lượng sống hơn.Chính mà nhóm chúng em chọn đề tài “ thiết kế mái che di động thông minh” phục vụ cho nhà vườn thời buổi cơng nghệ 4.0 Mục đích nghiên cứu Vận dụng kiến thức học để nghiên cứu thiết kế chế tạo mơ hình hệ thống mái che thơng minh, từ đưa vào ứng dụng thực tiễn Giúp cho việc trồng hoa hay rau nước ta có phương án đạt hiệu cao Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu phương pháp đóng mở mái che, tham khảo mơ hình, đề tài có sẵn thị trường - Làm quen với linh kiện điện - điện tử ngồi thực tế - Thiết kế mơ hình mái che tự động - Lập trình điều khiển với PIC16F877A Phương pháp nghiên cứu - Tham khảo mái che thực tế - Thiết kế hệ thống - Thiết kế mạch điện tử 5.3 Kết thực nghiệm Bảng 5.1 kết thực nghiệm mơ hình qua 12 ngày 16/08/2021 Kết thực nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động tốt suốt 12 Các khối cảm biến cảm biến mưa, cảm biến độ ẩm cho độ xác cao, mái che tự động kéo trời mưa mưa vừa hết Khi trời nắng, lúc cảm biến mưa khơ mái che tự động thu vào Cảm biến độ ẩm xuất số liệu hình LCD xác máy bơm hoạt động linh hoạt theo độ ẩm xuống 50%, đến độ ẩm đạt mức 90% máy bơm tự động dừng 47 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận Những kết đạt được: Sau hoàn thành đồ án em rút kết sau: » Đã nghiên cứu, tìm hiểu hệ thống tự động, số hệ thống mai che, nhà vườn thông minh nước » Phương pháp thiết kê hệ thống mái che tự động » Hiểu số linh kiện điện tử » Cách tính tốn thiết kế mạch điện tử » Biết lập trình cho board mạch PIC16F877A Ngoài chúng em hoàn thiện thiết kế, thi cơng mơ hình mái che thơng minh với nhiều tính hồn thiết kê, thi cơng mơ hình hoạt động tốt ổn định có độ thẩm mỹ cao 6.2 Hướng phát triển đề tài Do thời gian, điều kiện nghiên cứu, chế tạo có giới hạn nên đồ án hoàn thành chưa thật đáp ứng kỳ vọng tác giả, kiến nghị sau đề xuất nghiên cứu sau hoàn chỉnh hơn: ● Hệ thống cần them phận nhận biết nhiệt độ đất để điều chỉnh độ ẩm đấ cho phù hợp với điều kiện phun tưới nước ● Hệ thống cần có them phận nhận biết nhiệt dộ môi trường hệ thống quạt để làm mát nhiệt độ mức cao ● Hệ thống điều khiển qua internet có khả linh hoạt như: thay đổi số thông số điều kiện môi trường ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, … Mà không cần trực tiếp điều chỉnh từ thiết bị Có thể điều khiển điện khoảng cách xa 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Shop linh kiện điện tử https://nshopvn.com/ ✉ info@nshopvn.com Quận 9: 093 27 23 186 [2] Diễn đàn microchip việt nam: http://microchipvn.forumvi.com/t1-topic [3] Phạm Quốc Hương Giáo trình Vi Điều Khiển - Đại hoc HUTECH [4] Phan Đình Duy-Lê Văn La-Cao Văn Hưng Tài liệu hướng dẫn thực hành điện – điện tử Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh 49 PHỤ LỤC  Code chương trình điều khiển linh kiện: #define nnqt pin_a2 #define nnmb pin_a3 #define den pin_c4 #define loa pin_c5 #define hn pin_b5 #define mb pin_a4 #define LCD_ENABLE_PIN PIN_B2 //// #define LCD_RS_PIN PIN_B4 //// #define LCD_RW_PIN PIN_B3 //// #define LCD_DATA4 PIN_D7 //// #define LCD_DATA5 PIN_D6 //// #define LCD_DATA6 PIN_D5 //// #define LCD_DATA7 PIN_D4 //// #include signed int32 PWM_DUTY; unsigned int8 tt,nhandl,s; int1 ttc,enden,tt_den,tt_mb; UNSIGNED INT32 KQ,da,i; #int_rda // su dung ngat uart void nhan() { IF(KBHIT()) // ktra co du lieu gui toi khong { nhandl = GETCH(); // neu co thi doc gia tri, thuc te thi bo gia tri -0x30 50 if(nhandl==1) { ttc=~ttc; } else if(nhandl==2) { s=1; } else if(nhandl==3) { s=2; } else if(nhandl==4) { tt_den=~tt_den; } else if(nhandl==5) { tt_mb=~tt_mb; } else if(nhandl==6) { s=3; } 51 } } void kiem_tra_chay() { if((s==1)||(input(nnv)==0)) { if(input(ctvao)==0) // co cham cong tac { output_low(pin_c1); output_low(pin_c2); SETUP_CCP2(CCP_OFF); SETUP_CCP1(CCP_OFF); } else // chua cham { output_low(pin_c2); SETUP_CCP1(CCP_OFF); SETUP_CCP2(CCP_PWM); PWM_DUTY=500; // set toc quay SET_PWM2_DUTY(PWM_DUTY); } } else if((s==2)||(input(nnr)==0)) { if(input(ctra)==0) { 52 output_low(pin_c1); output_low(pin_c2); SETUP_CCP2(CCP_OFF); SETUP_CCP1(CCP_OFF); } else { output_low(pin_c1); SETUP_CCP2(CCP_OFF); SETUP_CCP1(CCP_PWM); PWM_DUTY=500; SET_PWM1_DUTY(PWM_DUTY); } } else { output_low(pin_c1); output_low(pin_c2); SETUP_CCP2(CCP_OFF); SETUP_CCP1(CCP_OFF); } } // void doc_adc() { KQ=0; // doc trung binh 100 lan FOR(I=0;I