Ứng dụng vi điều khiển lopy và cảm biến lego M55TACK vào thiết kế và thi công mô hình nhà kính trồng hoa lan

TÓM TẮT Vi xử lý ngày phát triển sử dụng hầu hết hệ thống điều khiển công nghiệp thiết bị điện tử dân dụng Các nhà sản xuất điện tử cho đời dòng vi điều khiển với tính vượt bậc đáp ứng nhu cầu phát triển ngày cao khoa học kỹ thuật Và nhằm để nâng cao khả tự động thay cho người thúc đẩy lĩnh vực vi xử lý ngày phát triển khơng ngừng, thích nghi với u cầu điều khiển Mục đích muốn tiếp cận với cơng nghệ phát triển, nghiên cứu dòng vi điều khiển dòng cảm biến Đề tài: “Ứng dụng vi điều khiển LoPy cảm biến Lego M5STACK vào thiết kế thi cơng mơ hình nhà kính trồng hoa Lan” giải vấn đề Kết đạt được: - Thiết kế thi cơng mơ hình trồng hoa Lan: - Đo nhiệt độ, độ ẩm khơng khí, độ ẩm đất ánh sáng - Điều khiển giọng nói - Điều khiển với chế độ tự động chế độ điều khiển ứng dụng điện thoại App Android - Điều khiển, giám sát hẹn bật tắt thiết bị thông qua App Android - Giám sát Camera Với kết đạt được, nhóm hi vọng làm sở nghiên cứu, phát triển dòng vi điều khiển mở rộng phát triển đề tài liên quan iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC iv DANH MỤC HÌNH ẢNH ix DANH MỤC BẢNG xii CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.4 BỐ CỤC CỦA ĐỒ ÁN CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT MƠ HÌNH TRỒNG HOA LAN 2.1.1 Cách trồng lan a Điều kiện nhiệt độ trồng lan b Điều kiện ánh sáng trồng lan c Độ ẩm cần thiết trồng lan d Độ thơng gió 2.1.2 Cách chăm sóc lan a Điều kiện ánh sáng chăm sóc lan b Điều kiện nhiệt độ độ ẩm chăm sóc lan c Chế độ nước tưới chăm sóc lan 2.2 GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN LOPY 2.2.1 Nền tảng IoT đa giao thức LoPy a Thông số LoPy iv b Sơ đồ chân LoPy 10 c Sơ đồ khối Lopy 14 2.2.2 Mạch mở rộng PYCOM 16 a Các đặc điểm mạch mở rộng 3.0 17 b Mạch sạc 17 c Sơ đồ chân 18 2.3 CÁC CHUẨN GIAO TIẾP 18 2.3.1 Chuẩn giao tiếp GROVE 18 a Khái niệm Grove 18 b Đặc điểm: 18 c Các loại Grove 18 d Ứng dụng cảm biến Grove đời sống 20 2.3.2 Truyền liệu chuẩn I2C 21 a Giới thiệu 21 b Đặc điểm 21 2.3.3 2.4 Mạng truyền thông không dây WiFi 22 LCD RGB 23 2.4.1 Giới thiệu 23 2.4.2 Các thông số kỹ thuật 24 2.5 CẢM BIẾN ÁNH SÁNG – LIGHT SENSOR CLASS 24 2.5.1 Giới thiệu 24 2.5.2 Nguyên lý hoạt động 24 2.5.3 Thông số kỹ thuật 24 2.5.4 Sơ đồ nguyên lý 24 2.6 CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM – ENV SENSOR CLASS 25 2.6.1 Giới thiệu 25 2.6.2 Thông số kỹ thuật 25 v 2.6.3 2.7 Sơ đồ nguyên lý 26 CẢM BIẾN ĐỘ ẨM ĐẤT – EARTH SENSOR CLASS 26 2.7.1 Giới thiệu 26 2.7.2 Nguyên lý hoạt động 26 2.7.3 Thông số kỹ thuật 26 2.7.4 Sơ đồ nguyên lý 27 2.8 CÁC THIẾT BỊ CÔNG SUẤT 27 2.8.1 Relay 27 2.8.2 Đèn 30 2.8.3 Động phun sương 30 2.8.4 Quạt tản nhiệt 31 2.9 MẠCH THU PHÁT Wifi ESP32-CAM 31 2.10 PHẦN MỀM LẬP TRÌNH CHO VI ĐIỀU KHIỂN LOPY 34 2.10.1 Giới thiệu Arduino IDE 34 2.10.2 Giao diện 34 2.10.3 Vùng lệnh 35 2.10.4 Vùng viết chương trình 35 2.10.5 Vùng thông báo (debug) 36 2.10.6 Hướng dẫn cách thêm thư viện thí nghiệm vào IDE 38 2.11 GIỚI THIỆU APP INVENTOR 40 2.12 TỔNG QUAN HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID 41 2.13 TỔNG QUAN VỀ DATABASE 42 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH TRỒNG HOA LAN 43 3.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG 43 vi 3.1.1 Sơ đồ khối: 43 3.1.2 Giải thích chức khối: 43 3.2 THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN MẠCH 44 3.2.1 Thiết kế khối công suất 44 3.2.2 Thiết kế khối cảm biến 45 3.2.3 Thiết kế khối hiển thị 46 3.2.4 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 47 3.2.5 Điện áp dòng điện linh kiện 47 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG 50 4.1 THI CÔNG MẠCH 50 4.1.1 Lắp ráp kiểm tra 51 4.1.2 Thi công mô hình 51 4.2 GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 52 4.2.1 Lưu đồ giải thuật vi điều khiển LoPy 53 4.2.2 Lưu đồ giải thuật chế độ tự động 54 4.2.3 Lưu đồ giải thuật chế độ điều khiển 55 4.2.4 Lưu đồ giải thuật hiển thị LCD 55 4.2.5 Lưu đồ giải thuật truyền liệu lên firebase 56 4.2.6 Lưu đồ giải thuật code điều khiển App 57 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 60 5.1 KẾT QUẢ 60 5.1.1 Kết nghiên cứu 60 5.1.2 Kết thi cơng mơ hình trồng hoa Lan 60 a Bộ điều khiển hệ thống 60 b Điều khiển giám sát mô hình từ xa điện thoại 61 vii c Cài đặt thời gian bật tắt thiết bị 64 5.2 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ 65 5.2.1 Nhận xét 65 a Ưu điểm 65 b Nhược điểm 65 5.2.2 Đánh giá 65 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 68 6.1 KẾT LUẬN 68 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 viii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Vi điều khiển LoPy Hình 2.2 Sơ đồ chân vi điều khiển LoPy 10 Hình 2.3 Sơ đồ chi tiết chân vi điều khiển LoPy 11 Hình 2.4 Sơ đồ khối vi điều khiển LoPy 14 Hình 2.5 Vi điều khiển ESP32-PICO-KIT 15 Hình 2.6 Mạch mở rộng Pycom 17 Hình 2.7 Hình chi tiết chân mạch mở rộng Pycom 18 Hình 2.8 Cảm biến mơi trường 19 Hình 2.9 Cảm biến chuyển động 19 Hình 2.10 Cảm biến không dây 19 Hình 2.11 Các loại cảm biến giao diện người dùng 20 Hình 2.12 Cảm biến vật lý 20 Hình 2.13 Một số ứng dụng cảm biến Grove 21 Hình 2.14 Mơ hình truyền liệu chuẩn I2C 21 Hình 2.15 Mạng WiFi 23 Hình 2.16 LCD RGB 23 Hình 2.17 Cảm biến ánh sáng M5STACK 24 Hình 2.18 Sơ đồ nguyên lý cảm biến ánh sáng M5STACK 25 Hình 2.19 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm ENV M5STACK 25 Hình 2.20 Sơ đồ nguyên lý cảm biến ENV M5STACK 26 Hình 2.21 Sơ đồ nguyên lý cảm biến độ ẩm đất – EARTH M5STACK 27 Hình 2.22 Module Relay Grove 28 Hình 2.23 Sơ đồ nguyên lý module Relay Grove 28 Hình 2.24 Đèn LED trồng 30 Hình 2.25 Bơm 12 VDC 31 Hình 2.26 Quạt 12V 31 Hình 2.27 ESP32-CAM 32 Hình 2.28 Sơ đồ nguyên lý ESP32-CAM 33 Hình 2.29 Sơ đồ chân ESP32-CAM 33 Hình 2.30 Phần mềm Arduino 34 ix Hình 2.31 Giao diện phần mềm Arduino 34 Hình 2.32 Biểu tượng chức nhanh IDE 35 Hình 2.33 Giao diện lập trình Arduino 36 Hình 2.34 Vùng thông báo phần mềm IDE 36 Hình 2.35 Chọn COM nạp code 37 Hình 2.36 Giao diện Examples menu 37 Hình 2.37 Board Arduino sử dụng 38 Hình 2.38 Giao diện phần mềm IDE 38 Hình 2.39 Chọn Preferences 39 Hình 2.40 Cài đặt thư viện 39 Hình 2.41 Cài đặt thư viện ESP32 40 Hình 2.42 Chọn thư viện ESP32 Pico Kit 40 Hình 2.43 Giao diện phần mềm Inventor 41 Hình 2.44 Logo hệ điều hành Android 41 Hình 2.45 Biểu tượng Database 42 Hình 2.46 Cây Json Realtime Database 43 Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống 43 Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý khối công suất 45 Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến 46 Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị 46 Hình 3.5 Sơ đồ ngun lý tồn mạch 47 Hình 3.6 Adapter 5VDC-1A 48 Hình 3.7 Adapter 12VDC-5A 48 Hình 4.1 Lớp PCB tồn mạch 51 Hình 4.2 Hình ảnh thực tế board mạch 51 Hình 4.3 Mặt trước mơ hình 52 Hình 4.4 Mặt sau mơ hình 52 Hình 4.5 Bên mơ hình 52 Hình 4.6 Mặt mơ hình 52 x Hình 4.7 Mặt bên mơ hình 52 Hình 4.8 Lưu đồ chương trình code vi điều khiển LoPy 53 Hình 4.9 Lưu đồ chế độ tự động 54 Hình 4.10 Lưu đồ chế độ điều khiển 55 Hình 4.11 Lưu đồ hiển thị LCD 56 Hình 4.12 Lưu đồ truyền liệu lên Firebase 57 Hình 4.13 Lưu đồ điều khiển app 58 Hình 5.1 Giao diện đăng nhập điện thoại 61 Hình 5.2 Cảnh báo sai mật App Android 61 Hình 5.3 Giao diện menu 62 Hình 5.4 Giao diện menu 62 Hình 5.5 Giao diện ứng dụng 62 Hình 5.6 Giao diện đổi mật 63 Hình 5.7 Thông báo sai mật 63 Hình 5.8 Giao diện trang chủ 63 Hình 5.9 Giao diện cài đặt thời gian 64 Hình 5.10 Kết sở liệu 66 xi DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Bộ nhớ RAM vi điều khiển LoPy Bảng 2.2 Bộ nhớ RAM vi điều khiển LoPy 10 Bảng 2.3 Bảng chi tiết chân vi điều khiển LoPy 11 Bảng 2.4 Bảng so sánh số loại vi điều khiển ESP32 14 Bảng 2.5 Bảng chi tiết chân vi điều khiển ESP32-PICO-KIT 15 Bảng 2.6 Thông số kỹ thuật ESP32-CAM 32 Bảng 2.7 Bảng chi tiết chân PINOUT ESP32-CAM 33 Bảng 3.1 Bảng kết nối khối công suất với vi điều khiển 45 Bảng 3.2 Bảng kết nối khối cảm biến với vi điều khiển 45 Bảng 3.3 Bảng kết nối khối hiển thị với vi điều khiển 46 Bảng 4.1 Bảng liệt kệ linh kiện sử dụng 50 Bảng 5.1 Kết chạy App điều khiển Wifi 66 Bảng 5.2 Kết thực tế 66 xii CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG giá trị cài đặt trước Nhiệt độ độ ẩm đất cảm biến đo so sánh với giá trị nhiệt độ độ ẩm đất cài đặt trước nhỏ nhiệt độ cài đặt lớn độ ẩm đất cài đặt trước thì tắt chế độ phun sương, ngược lại bật chế độ phun sương Ngồi ra, chương trình tắt quạt độ ẩm khơng khí thấp, quạt bật độ ẩm khơng khí lớn giá trị cài đặt 4.2.3 Lưu đồ giải thuật chế độ điều khiển Bắt đầu den = 1 sai phunsuong = sai quat = Bật đèn den = sai sai Bật phun sương Bật quạt phunsuong = quat = sai đúng Tắt đèn Tắt phun sương Tắt quạt Kết thúc Hình 4.10 Lưu đồ chế độ điều khiển Chế độ điều khiển hoạt động sau: Chương trình kiểm tra nút nhấn App điều khiển thông qua Firebase chuyển sang chế độ điều khiển Nếu có tín hiệu điều khiển từ nút nhấn, liệu Firebase cập nhật, chương trình điều khiển lấy liệu để xử lý tín hiệu 4.2.4 Lưu đờ giải thuật hiển thị LCD BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 55 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG Bắt đầu Hàng 1: Hiển thị giá trị ánh sáng độ ẩm đất Hàng 2: Hiển thị giá trị nhiệt độ độ ẩm không khí Đọc tín hiệu từ chân nối đến relay relay đóng Hiển thị màu LCD đỏ sai relay đóng sai relay đóng đúng Hiển thị màu LCD vàng Hiển thị màu LCD xanh sai Hiển thị màu LCD xanh dương Kết thúc Hình 4.11 Lưu đồ hiển thị LCD Hiển thị giá trị mà cảm biến đo lên hình LCD Đồng thời, LCD thay đổi màu tùy vào tín hiệu đóng mở Relay 4.2.5 Lưu đồ giải thuật truyền liệu lên firebase BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 56 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG Bắt đầu Gửi giá trị cảm biến lên firebase Đèn mở sai Gửi kí tự cho den firebase Phun sương mở Gửi kí tự cho den firebase sai Gửi kí tự cho phunsuong firebase Quạt mở Gửi kí tự cho phunsuong firebase sai Gửi kí tự cho quat firebase Gửi kí tự cho quat firebase Kết thúc Hình 4.12 Lưu đồ truyền liệu lên Firebase Vi điều khiển gửi tín lên firebase tùy thuộc vào đóng mở relay 4.2.6 Lưu đờ giải thuật code điều khiển App BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 57 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.13 Lưu đồ điều khiển app BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 58 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG Sau khởi động App Android vào trang chủ hình để điều khiển hệ thống Nếu nhấn nút “TỰ ĐỘNG” gửi chuỗi ký tự “auto” lên Firebase Từ Firebase gửi đến vi điều khiển để thực lệnh tự động Khi đó, vi điều khiển điều khiển hệ thống công suất thông qua thông số mà cảm biến đo Nếu nhấn nút “ĐIỀU KHIỂN” gửi chuỗi ký tự “manual” lên Firebase Từ Firebase gửi đến vi điều khiển để thực lện điều khiển, với nút nhấn: tự động, bật đèn, tắt đèn, bật phun sương, tắt phun sương xóa Khi nhấn nút “ĐIỀU KHIỂN BẰNG GIỌNG NĨI”, hệ thống ghi âm chuỗi lệnh sau gửi lên Firebase để điều khiển thiết bị tương tự nút “ CÀI ĐẶT THỜI GIAN” “GIÁM SÁT CAMERA” 4.3 VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC Bước 1: Cấp nguồn cho hệ thống, hệ thống sử dụng nguồn 220V AC Adapter 5VDC - 1A cấp nguồn cho mạch điều khiển Adapter 12VDC - 5A cấp nguồn cho quạt phun sương Nguồn 220VAC cấp nguồn cho đèn Bước 2: Mở kết nối WiFi Sau khoảng thời gian LoPy kết nối WiFi Cài đặt App điện thoại tên “IoT” kết nối WiFi Hệ thống tự động khởi tạo giá trị nhiệt độ, độ ẩm khơng khí, độ ẩm đất ánh sáng hiển thị kết LCD RGB App Android liên tục Bước 3: Điều khiển thiết bị thông qua App “IoT” Ở trang chủ App, chọn chế độ điều khiển tự động chế độ điều khiển Điều khiển quạt, đèn phun sương Ngồi ra, điều khiển thiết bị thơng qua giọng nói cài đặt thời gian giám sát trực tiếp camera BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 59 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 5.1 KẾT QUẢ 5.1.1 Kết nghiên cứu Sau hồn thành đồ án, nhóm nghiên cứu tích lũy thêm nhiều kinh nghiệm, kiến thức như: Về vi điều khiển: biết cách lập trình cách nạp code cho vi điều khiển LoPy Biết cách sử dụng ESP32-CAM Biết cách giao tiếp vi điều khiển LoPy với số loại cảm biến Grove hãng M5STACK, hình LCD RGB, giao tiếp LoPy sở liệu Firebase Hiểu rõ chuẩn giao tiếp I2C, Grove Về công cụ, phần mềm: Biết cách sử dụng công cụ lập trình ứng dụng điện thoại MIT App Inventor, trau dồi kỹ thiết kế PCB phần mềm Protues Biết sử dụng phần mềm AutoCAD 2D để thiết kết khung trước khung sau mơ hình Về App Android: Biết cách sử dụng phần mềm thiết kế MIT Inventor để lập trình tạo ứng dụng diện thoại Biết cách ứng dụng hàm phần mềm để tạo giao diện điều khiển giam sát liệu đồng liệu firebase ứng dụng để giám sát điều khiển từ xa Về hình hiển thị: Hiểu rõ tính ứng dụng hình LCD RGB thay đổi màu tùy ý Biết cách hiển thị thơng số cảm biến hình 5.1.2 Kết thi cơng mơ hình trờng hoa Lan Sau hồn thành thi cơng hệ thống với trình chạy thử nghiệm, kiểm tra xử lý lỗi kết hồn thiện sản phẩm a Bộ điều khiển hệ thống Cấp nguồn cho hệ thống, chờ đợi để hệ thống khởi động hoạt động bình thường kết nối wifi Nếu xuất lỗi ngồi dự đốn, ta phải reset ngắt nguồn hệ thống Hiển thị LCD: - Góc trái hàng thứ 1: Hiển thị thơng số ánh sáng mà cảm biến đo - Góc phải hàng thứ 1: Hiển thị thông số độ ẩm đất mà cảm biến đo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 60 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ - Góc trái hàng thứ Hiển thị thông số nhiệt độ mà cảm biến đo - Góc phải hàng thứ Hiển thị thơng số độ ẩm khơng khí mà cảm biến đo b Điều khiển giám sát mơ hình từ xa điện thoại Để đăng nhập vào giao diện điều khiển giám sát liệu bắt buộc ta phải nhập mật Mật mặc định ban đầu “12345” , thay đổi mật tùy người dùng mục cài đặt Để điều khiển thiết bị giám sát liệu từ ứng dụng điện thoại, yêu cầu điện thoại phải kết nối internet Hình 5.1 Giao diện đăng nhập điện thoại Hình 5.2 Cảnh báo sai mật App Android BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 61 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ Sau đăng nhập thành cơng, hình chuyển sang giao diện menu Các tùy chọn tương ứng với chức điều khiển Hình 5.3 Giao diện menu Hình 5.4 Giao diện menu Hình 5.5 Giao diện ứng dụng BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 62 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ Hình 5.6 Giao diện đổi mật Hình 5.7 Thơng báo sai mật Tùy vào mục đích người dùng sử dụng App để điều khiển hệ thống Trong trang thông tin hướng dẫn cách sử dụng App “IoT” cài đặt mật Khi nhấn nút Thoát giao diện menu xuất thông báo để lựa chọn ứng dụng hay khơng Trong giao diện đổi mật khẩu, yêu cầu nhập mật lặp lại mật phải trùng khớp, không giống xuất thơng báo Hình 5.8 Giao diện trang chủ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 63 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ Trong chế độ “ TỰ ĐỘNG” hệ thống cập nhật giá trị cảm biến so sánh với giá trị cài đặt trước điều khiển thiết bị tự động, đặc biệt chế độ tự động không cài đặt thời gian bật tắt thiết bị nhấn nút bật, tắt chế độ điều khiển Giao diện trang chủ điều khiển thiết bị, giám sát nhiệt độ, độ ẩm khơng khí, độ ẩm đất ánh sáng điều khiển trung tâm Khi chế độ “ ĐIỀU KHIỂN” , nhấn “BẬT” “ ĐÈN”, icon đèn chuyển từ màu xám sang màu vàng đồng thời gửi tín hiệu “1” qua Firebase để điều khiển hệ thống, lúc đèn mơ hình bật Cần đợi khoảng thời gian để tín hiệu từ điện thoại gửi qua Firebase sau gửi đến điều khiển trung tâm để xử lý thực liệu Tín hiệu bị trễ ảnh hưởng tốc độ mạng, tốc độ truyền nhận liệu chuẩn truyền thông, tốc độ xử lý vi điều khiển,… Thời gian trễ trung bình đo 5s Ngược lại, nhấn “ TẮT” “ĐÈN”, icon trở màu xám gửi tín hiệu “0” qua Firebase tắt đèn Tương tự cho quạt phun sương c Cài đặt thời gian bật tắt thiết bị Để cài đặt thời gian hệ thống phải chế độ điều khiển Trong đề tài này, thời gian thực đơn vị giây Do hệ thống mạng giao thức truyền, nên hệ thống bị trễ 3s, bật tắt thiết bị bị trễ 3s nên yêu cầu cài đặt thời gian lớn 3s để bảo đảm an toàn hệ thống Các thiết bị đèn, quạt, phun sương cài đặt tùy theo yêu cầu người dùng Hình 5.9 Giao diện cài đặt thời gian BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 64 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ d Điều khiển thiết bị giám sát liệu khơng có internet Vì số lý như: modem wifi điện, modem wifi kết nối internet điều khiển trung tâm kết nối wifi Lúc hệ thống chuyển sang chế độ tự động Hệ thống hoạt động bình thường Ứng dụng điều khiển giám sát thiết bị từ xa trênđiện thoại hoạt động hệ thống kết nối lại với internet Khi hệ thống khơng có kết nối internet tốc độ đáp ứng hệ thống nhanh khơng cịn ảnh hưởng tốc độ mạng 5.2 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ 5.2.1 Nhận xét Nhìn chung, hệ thống hoạt động ổn định, đáp ứng mong muốn thao tác người dùng Bên cạnh hệ thống mở rộng thêm chức cài đặt thời gian, điều khiển thiết bị giọng nói giám sát trực tiếp camera Dưới số ưu điểm khuyết điểm hệ thống mà nhóm tổng hợp q trình nghiên cứu, thi công đề tài: a Ưu điểm - Mơ hình đơn giản dễ sử dụng với hoa Lan tương tự - Giao diện ứng dụng điện thoại đơn giản, dễ thao tác với đầy đủ chức cần thiết cho người dùng tùy chọn - Các điều khiển đồng trạng thái với động với ứng dụng điện thoại - Có thể điều khiển giám sát liệu hệ thống đâu điện thoại có kết nối internet (với yêu cầu điều khiển cung cấp nguồn điện) b Nhược điểm - Hệ thống chưa đáp ứng thao tác người dùng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: tốc độ internet, tốc độ truyền nhận liệu chuẩn truyền thông, tốc độ xử lý vi điều khiển,… - Khi hệ thống khơng có internet hoạt động chế độ tự động 5.2.2 Đánh giá Giao diện ứng dụng có liệu từ điện thoại gửi lên Database Web hiển thị BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 65 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ Hình 5.10 Kết sở liệu Khi chạy hệ thống thông số môi trường hiển thị Firebase cập nhật liên tục qua WiFi Bảng 5.1 Kết chạy App điều khiển Wifi Số lần Nội dung Thời gian trễ( giây) Kết 30 Điều khiển nút nhấn App 1-2s ĐẠT 30 Điều khiển giọng nói 2-5s ĐẠT 30 Hiển thị thơng số môi trường 2-4s ĐẠT 30 Hiển thị trạng thái thiết bị 2-4s ĐẠT Sau cấp nguồn cho phép bắt đầu hệ thống hoạt động, thiết bị bắt đầu hoạt động.Các thiết bị hoạt động theo thời gian cài đặt theo cảm biến có tín hiệu Bảng 5.2 Kết thực tế Thời gian trễ Kết Màn hình LCD hiển thị 3-7s ĐẠT Đèn, bơm, phun sương, mái che hoạt động có 5-10s Số lần 30 30 Nội dung lệnh điều khiển BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ĐẠT 66 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu thực nhóm hồn thành đề tài “Ứng dụng vi điều khiển LoPy cảm biến Lego M5STACK vào thiết kế thi cơng mơ hình nhà kính trồng hoa Lan” Đề tài giải hoàn thành mục tiêu đặt ban đầu như: - Tìm hiểu tổng quan: cấu tạo phần cứng, chức chân dòng vi điều khiển LoPy - Nghiên cứu mã nguồn mở cảm biến M5STACK chuẩn Grove - Thiết kế thi cơng mơ hình trồng tự động điều khiển tùy thuộc vào thông số mơi trường - Thiết kế App điều khiển từ xa, đặc biệt điều khiển giọng nói (ngơn ngữ tiếng Việt) - Mơ hình hệ thống dễ sử dụng, tiện lợi, đáp ứng nhu cầu cần thiết sử dụng thiết bị người dùng - Lưu liệu vào database nên dễ dàng theo dõi xóa liệu - Hệ thống giám sát điều khiển đâu ứng dụng điện thoại với yêu cầu điện thoại điều khiển trung tâm phải có kết nối Internet Tuy nhiên, hệ thống hoạt động mức tương đối ổn định tốc độ đáp ứng chưa cao ảnh hưởng nhiều yếu như: tốc độ mạng, tốc độ truyền nhận liệu chuẩn truyền thơng,… 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN Để ứng dụng vào thực tế, hệ thống bắt buộc phải tối ưu mặt, đề cao an tồn tiện ích cho người dùng Dưới số hướng phát triển để sản phẩm tối ưu hơn: - Tối ưu chương trình, sử dụng vi điều khiển có tốc độ xử lý nhanh nhằm tối ưu tốc độ đáp ứng hệ thống - Kết hợp với số module cảm biến đo độ dinh dưỡng - Kết hợp với khóa vân tay để tăng tính bảo mật hệ thống - Có phát tín hiệu hệ thống gặp cố cháy nổ, điện BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 68 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN - Thiết kế nguồn điện dự phịng điện Có thể sử dụng nguồn lượng lượng gió, lượng mặt trời để thay - Thiết kế hệ thống phát trồng bị sâu bệnh Có chế độ chăm sóc riêng cho loại BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách kham thảo [1] Nguyễn Quang Thạnh, Phan Thanh Triều, “Thi cơng mơ hình hệ thống trồng hoa Lan”, Đồ án tốt nghiệp, trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, 2019 [2] Huỳnh Xuân Dũng, Trần Nhật Minh, “Hệ thống IoT điều khiển giám sát nhà”, Đồ án tốt nghiệp, trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, 2018 [3] Nguyễn Trường Duy, Võ Đức Dũng, Nguyễn Thanh Hải, “Giáo trình Kỹ thuật số”, Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, Nhà xuất ĐH Quốc Gia, Tp.HCM, 2018 [4] Trần Thu Hà, “Giáo trình Điện tử bản”, trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, 2013 [5] Nguyễn Đình Phú, “Giáo Trình Vi Xử Lý ” , Xuất ĐH Quốc Gia Tp.HCM, 2016 [6] Trần Xn Thức, Trần Văn Trí, “Thiết kế thi cơng hệ thống giám sát số môi trường hiển thị thông tin Wed ”, Đồ án tốt nghiệp, trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, 2019 [7] Trần Xuân Thức, Trần Văn Trí, “Thiết kế thi cơng thí nghiệm vi xử lý giao tiếp Intel Galileo”, Đồ án tốt nghiệp, trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, 2018 [8] Đào Xuân Sang, “ Nghiên cứu , tìm hiểu thi công tủ trồng rau cho hộ”, Đồ án tốt nghiệp, trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, 2019 Trang Web tham khảo [9] https://m5stack.com [10] https://m5stack.com/collections/m5-unit [11] https://docs.pycom.io/gettingstarted/connection/lopy4 [12] https://esp32.vn 70 ... tài có tên là: ? ?Ứng dụng vi điều khiển LoPy cảm biến Lego M5STACK vào thi? ??t kế thi cơng mơ hình nhà kính trồng hoa Lan? ?? Với vi điều khiển LoPy cảm biến Lego M5STACK mẻ chưa phổ biến rộng rãi cộng... đơn giản trực quan BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 43 CHƯƠNG 3: THI? ??T KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH TRỒNG HOA LAN CHƯƠNG 3: THI? ??T KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH TRỒNG HOA LAN 3.1 THI? ??T KẾ SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG... giá kết - NỘI DUNG 6: Vi? ??t luận văn báo cáo bảo đề tài tốt nghiệp 1.4 BỐ CỤC CỦA ĐỒ ÁN Đề tài: ? ?Ứng dụng vi điều khiển LoPy cảm biến Lego M5STACK vào thi? ??t kế thi cơng mơ hình nhà kính trồng hoa