ĐỒ án tốt NGHIỆP đề tài mô hình chăm sóc rau tự động bằng phương pháp thủy canh

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: Mơ hình chăm sóc rau tự động phương pháp thủy canh Sinh viên thực hiện: Mã sinh viên: Giảng viên hướng dẫn: Ngành : Chuyên ngành : Lớp : Khóa : TRẦN PHƯƠNG NAM 1781420026 ThS NGUYỄN NGỌC VĂN CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP VÀ DÂN DỤNG D12 DCN&DD 2017 - 2022 Hà Nội, tháng 10 năm 2021 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: Mơ hình chăm sóc rau tự động phương pháp thủy canh Sinh viên thực hiện: Mã sinh viên: Giảng viên hướng dẫn: Ngành : Chuyên ngành : Lớp : Khóa : TRẦN PHƯƠNG NAM 1781420026 ThS NGUYỄN NGỌC VĂN CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP VÀ DÂN DỤNG D12 DCN&DD 2017 - 2022 Hà Nội, tháng 10 năm 2021 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat LỜI CAM ĐOAN Tôi, Trần Phương Nam, cam đoan nội dung đồ án thực hướng dẫn ThS Nguyễn Ngọc Văn Các số liệu kết đồ án trung thực chưa công bố công trình khác Các tham khảo đồ án trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên cơng trình, thời gian nơi công bố Nếu không nêu trên, tơi hồn tồn chịu trách nhiệm đồ án Hà Nội, ngày 20 tháng 10 năm 2021 Người cam đoan (Ký ghi rõ họ tên) TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat LỜI CẢM ƠN Trong chặng đường gần năm học tập khoa Kỹ Thuật Điện Trường Đại Học Điện Lực, đến tận vừa hoàn thành xong đợt Đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: Ban giám hiệu, quý thầy cô Trường Đại học Điện Lực tạo điều kiện thuận lợi suốt trình học tập rèn luyện trường Quý Thầy/Cô khoa Kỹ Thuật Điện tận tình giảng dạy hết lịng truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm học quý báu Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy NGUYỄN NGỌC VĂN, giảng viên trực tiếp hướng dẫn suốt thời gian làm đồ án vừa qua Cảm ơn thầy hướng dẫn, giúp đỡ, bổ sung kiến thức chun mơn bổ ích để em hoàn thành đề tài Cuối cùng, chân thành cảm ơn đến bạn học tập, giúp đỡ ủng hộ em suốt thời gian vừa qua Vì kiến thức thân hạn chế nên q trình hồn thiện đồ án em khơng tránh khỏi sai sót, kính mong nhận ý kiến đóng góp từ q thầy Một lần em kính chúc q thầy cơng tác Trường Đại học Điện Lực lời chúc sức khỏe dồi – thành công – hạnh phúc! Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày20 tháng 10 năm 2021 Sinh viên thực Trần Phương Nam TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TT Nội dung Hình thức trình bày Đồ án thực đầy đủ nội dung đề tài Các kết tính tốn Thái độ làm việc Tổng thể Các ý kiến khác: Hà Nội, ngày tháng năm Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ĐÁNH GIÁ CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM TT Nội dung Hình thức trình bày đồ án Đồ án thực đầy đủ nội dung đề tài Các kết tính tốn Kỹ thuyết trình Trả lời câu hỏi Các ý kiến khác: Hà Nội, ngày tháng năm Uỷ viên hội đồng Thư ký hội đồng Chủ tịch hội đồng TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .1 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1- Khái niệm hệ thống thủy canh 1.2- Ưu nhược điểm phương pháp trồng rau thủy canh 1.2.1 Ưu điểm phương pháp trồng rau thủy canh 1.2.1 Nhược điểm phương pháp trồng rau thủy canh 1.3- Một số hệ thống trồng rau thủy canh 12 CHƯƠNG 2: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA RAU THỦY CANH VÀ CẤU TRÚC CỦA CÁC HỆ THỐNG THỦY CANH 17 2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến phát triển rau thủy canh 17 2.2 Phân tích lựa chọn cấu trúc hệ thống thủy canh 20 2.3 Chọn cấu trúc để xây dựng mơ hình 28 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THI CƠNG MƠ HÌNH 29 3.1 Lựa chọn điều khiển: 29 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat 3.2 Đặc điểm kỹ thuật điều khiển chọn 32 3.3 Lựa chọn thiết bị khác sử dụng mơ hình (cảm biến, bơm nước…) 36 3.3.1 Kit rf thu phát wifi esp8266 node mcu 36 3.3.2- Module LM 2596 38 3.3.3- Nguồn Adapter 12V-2A 39 3.3.4- LCD 16*2 40 3.3.5- Cảm biến nhiệt độ độ ẩm DHT11 41 3.3.6- Cảm biến đo độ ẩm đất 42 3.3.7- Cảm biến đo độ PH 43 3.3.8- LED chiếu sáng quang trở 44 3.4 Xây dựng mơ hình 46 3.4.1 Thiết kế phần khí 46 3.4.2 Thiết kế phần điện 49 3.4.3- Lập trình 52 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN 62 4.1 Kết luận 62 4.2 Phương hướng phát triển 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tên viết tắt LAN I/O IDE ESP SoC MCU DHT11 EEPROM PWM RAM SRAM CPU GPIO ADC LCD RFID I2C TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Mô mạch PCB 3D, đem lại hình ảnh ,mạch điện trung thực khơng gian chiều, hỗ trợ MCAD-ECAD, liên kết trực tiếp với mơ hình STEP, kiểm tra khoảng cách cách điện , cấu hình 2D 3D Hỗ trợ thiết kế PCB sang FFGA ngược lại Hình 3.17- Sơ đồ mạch nguyên lí mạch điều khiển 51 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Hình 3.18- Mạch 2D PCB Hình 3.19- Mạch 3D PCB 52 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat 3.4.3- Lập trình  Phần mềm Arduino IDE Hình 3.20 Phần mềm Arduino IDE Arduino IDE phần mềm sử dụụ̣ng rộng rãi phổ biến giúp ta lập trình cho dòng sản phẩm Arduino Arduino Uno, Arduino Mega, Nano, Lập trình Arduino IDE cách tiếp cận đơn giản cho người đam mê điện tử muốn tạo sản phẩm nhúng ấn tượng mà không cần nhiều kiến thức chuyên sâu điện tử Chương trình Arduino viết C C++.Arduino IDE kèm với thư viện phần mềm gọi “wiring” từ dự án lắp ráp ban đầu, cho hoạt động đầu vào/ đầu phổ biến trở nên dễ dàng nhiều Người sử dụụ̣ng cần định nghĩa hai hàm để thực chương trình điều hành theo chu kỳ Khi bật điện bảng mạch Arduino reset hay nạp chương trình mới, hàm setup () gọi đến Sau xử lý xong hàm setup (), Arduino nhảy đến hàm loop() lặp vô hạn hàm tắt điện board mạch Arduino Lập trình cho vi điều khiển Arduino Nano: #include 53 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat LiquidCrystal lcd(12,11,10,9,8,7); #include DHT dht(4,DHT11); #include SoftwareSerial at(2,3); //RX, TX #define BOM #define LED #define PH A0 #define HUMID_GND A1 #define LDR1 A2 #define LDR2 A3 int cnt_send=0; float calibration_value = 21.34 - 0.3; int phval = 0; unsigned long int avgval; int buffer_arr[10],temp; float ph_act=0; char buf[5]; String string1="D",string2="Wet"; void setup() { Serial.begin(9600); at.begin(9600); 54 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat dht.begin(); pinMode(BOM,OUTPUT);digitalWrite(BOM,1); pinMode(LED,OUTPUT);digitalWrite(LED,1); pinMode(HUMID_GND,INPUT); lcd.begin(16,2); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Loading ."); delay(1000);lcd.clear(); lcd.print(" Water Garden "); delay(1000);lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0);lcd.print("T:"); lcd.setCursor(0,1);lcd.print("0"); lcd.setCursor(3,0);lcd.print("H:"); lcd.setCursor(3,1);lcd.print("0"); lcd.setCursor(6,0);lcd.print("PH:"); lcd.setCursor(6,1);lcd.print("0.0"); lcd.setCursor(10,0);lcd.print("AS:"); lcd.setCursor(11,1);lcd.print(string1); lcd.setCursor(14,0);lcd.print("G:"); lcd.setCursor(13,1);lcd.print(string2); 55 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat delay(1000); } void loop() { //Transfer data String ss = "DT_pk_ts:" + String(readTempKhach()) + "," + String(readHumidKhach()) + ","+String(readPH())+","+string1+","+string2+"."; Serial.println(ss); at.println(ss); if(analogRead(LDR1)>950&&analogRead(LDR2)>950){ // night digitalWrite(LED,0); string1="N"; } else { // day digitalWrite(LED,1); string1="D"; } if(digitalRead(HUMID_GND)==0){ digitalWrite(BOM,1); string2="Wet"; } else { digitalWrite(BOM,0); string2="Dry"; 56 //có nước TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat } lcd.setCursor(0,0);lcd.print("T:"); lcd.setCursor(0,1);lcd.print(readTempKhach()); lcd.setCursor(3,0);lcd.print("H:"); lcd.setCursor(3,1);lcd.print(readHumidKhach()); lcd.setCursor(6,0);lcd.print("PH:"); lcd.setCursor(6,1);lcd.print(readPH()); lcd.setCursor(10,0);lcd.print("AS:"); lcd.setCursor(11,1);lcd.print(string1); lcd.setCursor(14,0);lcd.print("G:"); lcd.setCursor(13,1);lcd.print(string2); } float readPH(){ for(int i=0;i