BÁO CÁO MÔN HỌC TÊN ĐỀ TÀI Điều khiển máy bơm tự động bằng cảm biến độ ẩm đất

Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BÁO CÁO MÔN HỌC TÊN ĐỀ TÀI: “Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất” GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN HỮU CHÂU MINH SINH VIÊN: NGUYỄN TRƯỜNG ĐĂNG MÃ SỐ SV: 1853020007 LỚP: 18ĐHĐT01 Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BÁO CÁO MÔN HỌC TÊN ĐỀ TÀI: “Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất” Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất HỌ C VIỆ& N HÀ) NG KHỌ& NG VIỆ& T NÀM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ NHIỆM VỤ BÁO CÁO MÔN HỌC HỌ VÀ TÊN: Nguyễn Trường Đăng MSSV: 1853020007 LỚP: 18ĐHĐT01 NGÀNH: Công Nghệ Kĩ Thuật Điện Tử - Viễn Thông Tên đề tài tiểu luận tốt nghiệp: Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất Nhiệm vụ tiểu luận tốt nghiệp: Thực yêu cầu cần thiết trình thực làm đề tài.Bên cạnh hồn thành báo cáo để tài tiểu luận mà lựa chọn Ngày giao đề tài tiểu luận tốt nghiệp: 15/04/2022 Ngày nộp báo cáo tiểu luận tốt nghiệp: 1/06/2022 Họ tên giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Hữu Châu Minh Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 GIÀ NG VIỆ& N HƯỚ1 NG DÀ3 N (Ký6 va9 ghi rõ" hõ te% n) Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… …………… Pha* n đa6 nh gia6 : ● Ý1 thứ6 c thứ c hie% n: ● Nõ% i dụ ng thứ c hie% n: ● Hì9nh thứ6 c trì9nh ba9 ý: ● Tõ4 ng hợ p ke8 t qụa: : Đie4 m ba= ng sõ8 : Đie4 m ba= ng chứ" : Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 GIÀ1 Ọ VIỆ& N HƯỚ1 NG DÀ3 N (Ký6 va9 ghi rõ" hõ te% n) Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất LỜI CẢM ƠN Trõng qụa6 trì9nh hõ c ta.% p va9 la9 m đe* ta9 i ta i trứợ9 ng Hõ c vie% n Ha9 ng Khõ% ng Vie% t Nam vợ6 i sứ giụ6 p đợ" cụ: a qụý6 tha* ý cõ% va9 gia: ng vie% n hứợ6 ng da@ n ve* nhie* ụ phì6a, nha8 t la9 trõng thợ9 i gian thứ c hie% n ba6 õ ca6 õ đõ* a6 n mõ% n hõ c, ne% n ba6 õ ca6 õ đa" đứợ c hõa9 n tha9 nh đụ6 ng thợ9 i gian qụý đi.nh tõ% i xin cha% n tha9 nh ca6 m ợn đe8 n: Đa.C c bie% t, TS Ngụýe@ n Hứ" ụ Cha% n Tha9 nh – gia: ng vie% n hứợ6 ng da@ n, đa" nhie% t tì9nh giụ6 p đợ" , chõ em nhứ" ng lợ9 i da ý qụý6 ba6 ụ giụ6 p tõ% i thứ c hie% n Tie4 ụ lụa.% n tõ8 t nghie% p Tụý nhie% n thợ9 i gian la9 m ba6 õ ca6 õ cõ6 n ne% n ba9 i ba6 õ ca6 õ cụ: a em khõ% ng the4 khõ% ng maG c pha: i nhứ" ng sai sõ6 t, tõ% i ra8 t mõng nha.% n đứợ c sứ gõ6 p ý6 cụ: a ca6 c tha* ý cõ% Ệm xin cha% n tha9 nh ca6 m ợn! Sinh vie% n thứ c hie% n Nguyễn Trường Đăng Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất MỤC LỤC Contents LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM LIÊN QUAN CỦA PROJECT Arduino UNO R3 Cảm biến độ ẩm đất Kết nối cảm biến độ ẩm vào Arduino PWM CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG Mô LabVIEW Block Diagram Front Panel CHƯƠNG 3: Mô – Vận hành I Sơ đồ khối II Lưu đồ thuật toán III Nguyên lý hoạt động Bộ vi xử lý gửi tín hiệu bơm để bơm nước vào IV Thi công mạch Mô LabVIEW Kiểm tra I Kết luận CHƯƠNG 4: TỔNG KẾT Kêt project Ưu điểm Nhược điểm II Kiến nghị Hướng phát triển đề tài TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo từ Internet 2 6 8 8 11 11 11 12 12 12 12 14 15 15 15 15 15 15 15 16 16 Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất LỜI NÓI ĐẦU Vie% t Nam la9 mõ% t nứợ6 c tre% n cõn đứợ9 ng hie% n đa i hõ6 a, cõ% ng nghie% p hõ6 a Va9 lì"nh vứ c đa* ụ mợ: đứợ9 ng chì6nh la9 lì"nh vứ c kì" thụa.% t nõ6 i chụng va9 ngha9 nh đie% n tứ nõ6 i rie% ng Trõng giai đõa n pha6 t trie4 n hie% n na9 ý thì9 cõ% ng nghe% đie* ụ khie4 n tứ đõ% ng la9 mõ% t trõng nhứ" ng ýe8 ụ tõ8 ha9 ng đa* ụ va9 đứợ c qụan ta% m va9 pha6 t trie4 n bợ: i ca6 c cõ% ng tý va ca6 nha% n Đie* ụ khie4 n tứ9 xa cõ6 the4 giụ6 p ýe% n ta% m õ4 n đi.nh, taC ng naC ng sụa8 t va9 cha8 t lứợ ng la9 m vie% c La9 m chõ cụõ% c sõ8 ng ha= ng nga9 ý cụ: a chụ6 ng ta trợ: ne% n tie% n nghi va9 an tõa9 n hợn Vì9 the8 , tõ% i chõ n đe* ta9 i “Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất” vì9 nõ6 ứ6 ng dụ ng đợn gia: n nhứng mang la i hie4 ụ qụa: caõ chõ vie% c đie* ụ khie4 n thie8 t bi tứ đõ% ng Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM LIÊN QUAN CỦA PROJECT Arduino UNO R3 ​ Thông số kỹ thuật Thông số kỹ thuật Arduino Uno R3 tiêu chuẩn, biến thể gần có thông số tương đương Arduino Uno xây dựng với phần nhân vi điều khiển ATmega328P, sử dụng thạch anh có chu kì dao động 16 MHz Với vi điều khiển này, tổng cộng có 14 pin (ngõ) / vào đánh số từ tới 13 (trong có pin PWM, đánh dấu ~ trước mã số pin) Song song đó, có thêm pin nhận tín hiệu analog đánh kí hiệu từ A0 A5, pin sử dụng pin / vào bình thường (như pin - 13) Ở pin đề cập, pin 13 pin đặc biệt nối trực tiếp với LED trạng thái board Trên board có nút reset, ngõ kết nối với máy tính qua cổng USB ngõ cấp nguồn sử dụng jack 2.1mm lấy lượng trực tiếp từ AC-DC adapter hay thông qua ắc-quy nguồn Khi làm việc với Arduino board, số thuật ngữ sau cần lưu ý: ​Flash Memory: nhớ ghi được, liệu không bị tắt điện Về vai trị, hình dung nhớ ổ cứng để chứa liệu board Chương trình viết cho Arduino lưu Kích thước vùng nhớ dựa vào vi điều khiển sử dụng, ví dụ ATmega8 có 8KB flash memory Loại nhớ chịu khoảng 10.000 lần ghi / xoá ​RAM: tương tự RAM máy tính, liệu ngắt điện, bù lại tốc độ đọc ghi xố nhanh Kích thước nhỏ Flash Memory nhiều lần ​EEPROM: dạng nhớ tương tự Flash Memory có chu kì ghi / xố cao - khoảng 100.000 lần có kích thước nhỏ Để đọc / ghi liệu dùng thư viện EEPROM Arduino Ngồi ra, Arduino board cung cấp cho pin khác pin cấp nguồn 3.3V, pin cấp nguồn 5V, pin GND, Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất Vi điều khiển ATmega328P Điện áp hoạt động 5V Điện áp vào khuyên dùng 7-12V Điện áp vào giới hạn 6-20V Digital I/O pin 14 (trong pin có khả băm xung) PWM Digital I/O Pins Analog Input Pins 6 Cường độ dòng điện I/O pin 20 mA Cường độ dòng điện 3.3V pin 50 mA Flash Memory SRAM EEPROM Tốc độ Chiều dài Chiều rộng 32 KB (ATmega328P) 0.5 KB sử dụng bootloader KB (ATmega328P) KB (ATmega328P) 16 MHz 68.6 mm 53.4 mm Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất Trọng lượng 25 g Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất Hình 2: Sơ đồ chân Kết nối cảm biến độ ẩm vào Arduino Hình 3: Cách kêt nối PWM ​Dual Mos (AOD4184A) hoạt động song song, trở kháng ngõ vào thấp, cơng suất lớn (có thể lên đến 15A / 400W), thích hợp cho việc sử dụng hầu hết thiết bị ​Điện áp rộng, hỗ trợ tốt PWM, dễ dàng điều khiển thiết bị công suất lớn Thõ% ng sõ8 ký" thụa.% t: Điện áp hoạt động: DC ~ 36V ​Tín hiệu điều khiển: digital (DC 3.3V-20V), lấy từ ngõ IO Vi ​ Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất Điều Khiển, PLC tín hiệu PWM (hỗ trợ tốt tần số ~ 20KHz) ​Khả ngõ ra: DC 5V ~ 36V / 15A / 400W, điều kiện tản nhiệt tốt lên đến 30A Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất ​Ứng dụng: ngõ điều khiển đóng/mở thiết bị cơng suất DC motor, đèn, LED, máy bơm, van điện từ (solenoid valve) hay dùng PWM để điều khiển tốc độ động cơ, độ sáng đèn (dimmer) Hình : Sơ đồ chân Module PWM Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG Mơ LabVIEW Block Diagram Hình 5: Block Diagram Front Panel Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất Hình 6: Front Panel Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất Trạng thái bơm : đèn tắt bơm ngừng , đe9 n se" sa6 ng bợm hõa t đõ% ng Hình 7: Trạng thái bơm - Độ ẩm:Hiển thị giá trị độ ẩm đo Hình 8: Hiển thị giá trị cảm biến đo đc Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất - Tốc độ bơm : Hiển thị giá trị tốc độ bơm Hình : Tốc độ bơm Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất CHƯƠNG 3: Mô – Vận hành I Sơ đồ khối II Lưu đồ thuật toán H ì n h : S đ k h ố i Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất Hình 10: Lưu đồ thuật toán Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất III Nguyên lý hoạt động Cảm biến đo độ ẩm đất từ xác định giá trị độ ẩm , sau gửi thông tin vi xử lý Bộ vi xử lý tính tốn phần trăm độ ẩm nhận cảm biến , sau so sanh kêt xem thử giá trị độ ẩm thuộc trường hợp để điều chỉnh máy bơm Bộ vi xử lý gửi tín hiệu bơm để bơm nước vào IV Thi cơng mạch Mơ LabVIEW Hình 11: Block Diagram Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất Hình 12: Front Panel Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất Kiểm tra Độ ẩm Kết Khoảng 10% Động bơm tốc độ, Khoảng 50% PWM=250, đèn bơm Động chạy tốc độ Khoảng 80% Cắm cảm biến hết mức vào PWM=180, đèn bơm Động chạy tốc độ PWM= 110, đèn bơm báo sáng Động ngừng bơm , đèn tắt Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất CHƯƠNG 4: TỔNG KẾT I Kết luận Kêt project: Ma ch hõa t đõ% ng õ4 n đi.nh Ưu điểm: - Ma ch đợn gia: n, gia tha9 nh re - De@ thi cõ% ng va9 sứ: a chứ" a - Cõ6 ca6 c tõ8 c đõ% bợm kha6 c nhaụ Nhược điểm: - Ca: m bie8 n đõ% i lụ6 c hõa t đõ% ng khõ% ng đụng - Ma ch va@ n cõ9 n kha đợn gia: n ca* n pha: i tõ8 i ứụ the% m II Kiến nghị Hướng phát triển đề tài: - Pha6 t trie4 n he% thõ8 ng ca: nh ba6 õ đõ% a4 m qụa khõ% hõa.C c qụa6 a4 m - Pha6 t trie4 n the% m ve* server clõụd dứ" lie% ụ Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo từ Internet: Mô điều khiển động arduino labview – YouTube/ https://www.youtube.com/watch? v=pFdVbkRVzwc&t=186s HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM TÊN ĐỀ TÀI: HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM TÊN ĐỀ TÀI: NHIỆM VỤ BÁO CÁO MÔN HỌC Tên đề tài tiểu luận tốt nghiệp: Nhiệm vụ tiểu luận tốt nghiệp: Ngày nộp báo cáo tiểu luận tốt nghiệp: 1/06/2022 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM LIÊN QUAN CỦA PROJECT Arduino UNO R3 Lưu ý Cảm biến độ ẩm đất Kết nối : Sơ đồ chân : Kết nối cảm biến độ ẩm vào Arduino PWM CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG Mô LabVIEW CHƯƠNG 3: Mô – Vận hành Sơ đồ khối Lưu đồ thuật toán Nguyên lý hoạt động Thi công mạch Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất Mô LabVIEW Kiểm tra CHƯƠNG 4: TỔNG KẾT Kết luận Kêt project: Ưu điểm: Nhược điểm: Kiến nghị Hướng phát triển đề tài: TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo từ Internet: