Nghiên cứu thiết kế và thi công máy lọc nước nhiễm mặn sang nước ngọt

MỤC LỤC Chương TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.4 GIỚI HẠN 1.5 BỐ CỤC Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP LỌC NƯỚC MẶN HIỆU QUẢ 2.1.1 Khái niệm nước nhiễm mặn 2.1.2 Các phương pháp xử lý mặn hiệu 2.2 GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ LỌC RO 2.2.1 Khái niệm 2.2.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 2.3 GOOGLE FIREBASE 11 2.4 CHUẨN GIAO TIẾP I2C 12 Chương TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 13 3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 13 3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 13 3.2.1 Máy lọc 13 a Chọn màng tiền xử lý 14 b Tính tốn chọn lõi lọc RO 15 c Tính tốn chọn máy bơm 16 d Tính tốn điện tiêu thụ 18 e Chọn van điện từ 19 f Chọn áp kế 19 g Chọn bình chứa nước 20 h Thiết kế tổng thể 21 3.2.2 Thiết kế mạch giám sát điều khiển 22 a Thiết kế khối xử lý trung tâm 23 b Thiết kế khối cảm biến 24 c Thiết kế khối điều khiển hiển thị 30 d Thiết kế khối động lực 34 e Thiết kế khối nguồn 36 3.2.3 Xây dựng ứng dụng điện thoại 41 Chương THI CÔNG HỆ THỐNG 42 4.1 GIỚI THIỆU 42 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 42 4.2.1 Thi công máy lọc 42 4.2.2 Thi công mạch 43 4.2.3 Xây dựng ứng dụng điện thoại 47 4.3 VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC 52 4.3.1 Tài liệu hướng dẫn sử dụng điều khiển trực tiếp 52 4.3.2 Tài liệu hướng dẫn sử dụng điều khiển qua ứng dụng 53 Chương KẾT QUẢ, NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ 54 5.1 KẾT QUẢ 54 5.2 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ 60 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 61 6.1 KẾT LUẬN 61 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG Hình Phương pháp chưng cất Hình 2 Phương pháp trao đổi ion Hình Sơ đồ tổng quát phương pháp lọc RO Hình Lọc nước qua màng RO Hình Nguyên lý hoạt động lõi RO Hình Dàn màng lọc RO 10 Hình Các thành phần khác hệ thống 10 Hình Tổng quan Google Firebase 11 Hình Xác thực người dùng 11 Hình 10 Giao tiếp I2C 12 Hình Sơ đồ hệ thống lọc nước 14 Hình Bộ màng tiền lọc 15 Hình 3 Lõi RO TW30-1812-50HR 16 Hình Bơm cao áp TF-8379 17 Hình Tác động độ mặn lưu lượng thấm 18 Hình Van điện từ 19 Hình Áp kế 20 Hình Ảnh tham khảo ống PVC D110 20 Hình Tổng quan thiết kế 21 Hình 10 Mặt bên máy 21 Hình 11 Sơ đồ khối hệ thống mạch điều khiển 22 Hình 12 Module ESP32 23 Hình 13 Sơ đồ kết nối ESP32 24 Hình 14 Cảm biến TDS 25 Hình 15 Module đọc giá trị TDS 25 Hình 16 Kết nối module TDS 25 Hình 17 Cảm biến ToF laser 27 Hình 18 Nguyên lý đo khoảng cách 28 Hình 19 Kết nối cảm biến ToF laser 28 Hình 20 Bình chứa 28 Hình 21 Tính tốn bình chứa 29 Hình 22 Nút nhấn không giữ trạng thái 31 Hình 23 Kết nối nút nhấn 31 Hình 24 Còi buzzer 31 Hình 25 Kết nối buzzer 32 Hình 26 Màn hình LCD 32 Hình 27 Module I2C 33 Hình 28 Kết nối I2C 33 Hình 29 Led RGB 34 Hình 30 Kết nối led RGB 34 Hình 31 Hình ảnh relay thực tế 35 Hình 32 Kết nối bơm 35 Hình 33 Kết nối van điện từ 35 Hình 34 Nguồn tổ ong 24V/3A 37 Hình 35 Module LM2596 38 Hình 36 Sơ đồ nguyên lý module LM2596 38 Hình 37 Kết nối nguồn 38 Hình 38 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 40 Hình 39 Thiết kế giao diện ứng dụng 41 Hình Sơ đồ mạch in 43 Hình Lưu đồ thuật toán Core ESP32 45 Hình Lưu đồ thuật tốn Core ESP32 46 Hình 4 Arduino IDE 47 Hình Tạo project 48 Hình Đặt tên project 48 Hình Giao diện Firebase 49 Hình Giao diện Firebase Cloud 49 Hình Lưu đồ giải thuật ứng dụng Android 50 Hình 10 Giao diện Visual Studio 51 Hình 11 Lập trình giao diện ứng dụng 51 Hình 12 Thanh cơng cụ nạp chương trình 52 Hình 13 Giao diện ứng dụng điện thoại 52 Hình Máy hoàn chỉnh 54 Hình Các phận bên máy 54 Hình Sự thay đổi số TDS nước cấp nước lọc theo thời gian 55 Hình Tác động áp suất bơm độ mặn nước cấp tới lưu lượng thấm 56 Hình 5 Sai số lưu lượng thấm thực tế lý thuyết 56 Hình Tương quan thể tích nước lọc nước ngõ vào 57 Hình Hiển thị LCD lúc máy lọc 58 Hình LCD hiển thị lúc máy dừng 58 Hình LCD hiển thị lúc máy đầy nước 58 Hình 10 Giao diện ứng dụng lúc máy lọc 59 Hình 11 Giao diện ứng dụng lúc máy dừng 59 Hình 12 Giao diện ứng dụng lúc máy đầy nước 60 Bảng Phân loại nguồn nước theo độ mặn Bảng 2 Hàm lượng chất vơ hịa tan nước biển sơng Bảng Thông số linh kiện 36 Bảng Danh sách linh kiện máy 42 Bảng Danh sách linh kiện mạch 44 CHƯƠNG TỔNG QUAN Chương TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, tình hình biến đổi khí hậu tồn cầu diễn phức tạp, nhiều nơi giới có nước ta thiếu nước trầm trọng Tình trạng hạn hán Việt Nam kéo dài dẫn đến xâm nhập mặn vào nguồn nước vùng đồng bằng, đặc biệt khu vực tỉnh Tây Nam Bộ Đồng sông Cửu Long Một số báo cáo tháng 03/2020 cho thấy nhiều sông thuộc địa bàn tỉnh Bến Tre nhiễm mặn lên đến - 10 ppt Nguồn nước từ nhà máy cấp cho hàng ngàn hộ dân chạm mức ppt [1], gấp lần so với mức quy định 0,25 ppt quy chuẩn chất lượng nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT Nước ngày trở nên thiếu thốn cho hoạt động sản xuất sinh hoạt cho người dân vùng ảnh hưởng Từ cho thấy hệ thống lọc nước nói chung nước mặn nói riêng đóng vai trò quan trọng sống ngày Tuy nhiên, máy lọc nước mặn thành nước thị trường giá ngưỡng cao, khó tiếp cận đến hầu hết người Nắm bắt nhu cầu đó, nhiều loại máy lọc nước đa dạng kích thước, chủng loại, giá cả, công nghệ biến nước nhiễm mặn thành nước đời nhằm phục vụ nhu cầu sản xuất đời sống người Với phát triển cơng nghệ nay, ta tích hợp khả điều khiển theo dõi chất lượng nguồn nước sau lọc từ xa thông qua thiết bị có kết nối khơng dây, qua giúp cho việc đánh giá sử dụng cách thuận tiện an tồn Nhận định tình hình thực tế trên, với kiến thức trang bị, nhóm kiến nghị thực đề tài “Nghiên cứu thiết kế thi công hệ thống lọc nước nhiễm mặn thành nước ngọt” Hệ thống giúp lọc nước bị nhiễm mặn sang nước điều khiển, giám sát máy lọc từ xa 1.2 MỤC TIÊU - Thiết kế thi công máy lọc nước nhiễm mặn thành nước có độ mặn nằm quy chuẩn QCVN 01:2009/BYT (nồng độ Clorua nhỏ 0,25 ppt) - Công suất nhỏ phục vụ cho sinh hoạt cần thiết, ăn uống gia đình - Tính điều khiển giám sát hệ thống điều khiển từ xa qua điện thoại Android BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - NỘI DUNG 1: Chọn phương pháp lọc nước phù hợp với điều kiện đề - NỘI DUNG 2: Thiết kế lắp ráp chi tiết khí hệ thống lọc theo phương pháp chọn - NỘI DUNG 3: Thiết kế thi công hệ thống điều khiển - NỘI DUNG 4: Xây dựng ứng dụng Android giao tiếp với hệ thống thông qua Wifi liệu di động - NỘI DUNG 5: Chọn phương thức lưu trữ truy xuất liệu - NỘI DUNG 6: Thi công mô hình tồn hệ thống - NỘI DUNG 7: Chạy thử nghiệm hiệu chỉnh hệ thống - NỘI DUNG 8: Viết báo cáo thực - NỘI DUNG 9: Bảo vệ luận văn 1.4 GIỚI HẠN Đề tài thiết kế hệ thống lọc nước nhiễm mặn thành nước có giới hạn bao gồm: - Thiết kế sử dụng hộ gia đình, cơng suất nhỏ, lọc 10 L/ h - Lọc nguồn nước có độ mặn từ - ppt - Ứng dụng điện thoại chạy hệ điều hành Android - Giao tiếp với hệ thống thông qua Wifi liệu di động 1.5 - BỐ CỤC Chương 1: Tổng quan Chương trình bày đặt vấn đề dẫn nhập lý chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, giới hạn thông số bố cục đồ án - Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương trình bày lý thuyết có liên quan đến vấn đề mà đề tài dùng để thiết kế thi cơng cho đề tài - Chương 3: Tính tốn Thiết kế Chương giới thiệu tổng quan yêu cầu đề tài mà thiết kế tính tốn, thiết kế gồm phần như: Thiết kế sơ đồ khối hệ thống, sơ đồ ngun lý tồn mạch, tính tốn thiết kế mạch BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH CHƯƠNG TỔNG QUAN - Chương 4: Thi công hệ thống Chương trình bày trình vẽ mạch in lắp ráp thiết bị, đo kiểm tra mạch, lắp ráp mơ hình Thiết kế lưu đồ giải thuật cho chương trình viết chương trình cho hệ thống Hướng dẫn quy trình sử dụng hệ thống - Chương 5: Kết quả, Nhận xét, Đánh giá Trình bày kết đạt mục tiêu đề sau trình nghiên cứu thi cơng Từ đánh giá q trình hồn thành phần trăm - Chương 6: Kết luận Hướng phát triển Chương trình bày kết mà đồ án đạt được, hạn chế, từ rút kết luận hướng phát triển để giải vấn đề tồn để đồ án hồn thiện BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP LỌC NƯỚC MẶN HIỆU QUẢ 2.1.1 Khái niệm nước nhiễm mặn Nước nhiễm mặn nước chứa hàm lượng đáng kể muối hòa tan vượt giới hạn nước Độ mặn tổng nồng độ ion hòa tan nước, đơn vị tính ppm (mg/L), ppt (g/L, ⁰/₀₀) hay % Ở Việt Nam, tiêu chuẩn nước ăn uống độ mặn không vượt 0,25 ppt, tức không tồn 0,25 g chất rắn hòa tan lít nước Độ mặn nước thay đổi theo đặc thù năm, phụ thuộc vào lượng nước sông thượng nguồn đổ về, yếu tố khí tượng thủy văn toàn vùng theo thời gian tổng hàm lượng muối tan nước Bảng Phân loại nguồn nước theo độ mặn Nguồn nước Độ mặn (⁰/₀₀) Nước < 0,5 Nước lợ 0,5 - 30 Nước mặn 30 - 50 Nước muối > 50 Bảng bên thể thành phần hàm lượng trung bình chúng nước biển nước sơng toàn giới [2] Bảng 2 Hàm lượng chất vơ hịa tan nước biển sông Ion Biển (mg/L) Sông (mg/L) Bicarbonate (HCO3-) 142 58,0 Calcium (Ca2+) 400 15,0 Silicate (SiO2) 6,4 13,1 Sulfate (SO42-) 2.700 11,2 Chloride (Cl-) 19.000 7,8 Sodium (Na+) 10.500 6,3 Magnesium (Mg2+) 1.350 4,1 380 2,3 Potassium (K+) BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT Dựa vào Bảng 2.2 thấy nước sơng có độ mặn khoảng 120 mg/l (0,12⁰/₀₀), thấp so với nước biển khoảng 34.500 mg/l (34,5⁰/₀₀) Trong đó, Na+ Cl- chiếm khoảng 0,1% nước sông, chiếm 85% nước biển Sự gia tăng đáng kể nồng độ Na+ Cl- ngun nhân gây tình trạng nhiễm mặn nguồn nước miền Tây Nam Bộ 2.1.2 Các phương pháp xử lý mặn hiệu Phương pháp chưng cất nhiệt Là phương pháp thủ công lâu đời nhất, sử dụng nhiệt để đun nóng nước mặn hóa sau làm lạnh để nước nước ngưng tụ thành nước tinh khiết Ưu điểm: thích hợp với độ mặn khác Nhược điểm: Tốn nhiều điện năng, thời gian chưng cất lâu, qua nhiều công đoạn để lọc chất độc hại dễ bay Hình Phương pháp chưng cất Phương pháp trao đổi ion Là phương pháp lọc nước qua bể có chứa hạt nhựa ion hoạt tính Các cation (-) muối hịa tan có nước trao đổi với ion H+ hạt cationit biến thành axit tương ứng RH + NaCl 2RH + Na2SO4 RNa + HCl 2RNa + H2SO4 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH CHƯƠNG THI CƠNG HỆ THỐNG Hình Tạo project Hình Đặt tên project Sau đặt tên tạo thành cơng project Firebase BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 48 CHƯƠNG THI CƠNG HỆ THỐNG Hình Giao diện Firebase Tiếp theo tạo Database cấu trúc nhánh sau: Hình Giao diện Firebase Cloud BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 49 CHƯƠNG THI CƠNG HỆ THỐNG Lập trình ứng dụng điện thoại Lập trình ứng dụng cho điện thoại hệ điều hành Android Visual Studio IDE ngôn ngữ C# dựa tảng cross-platform Microsoft Xamarin Xamarin cơng cụ lập trình web app lập trình ứng dụng chạy hệ điều hành iOS lẫn Android Lưu đồ giải thuật ứng dụng Android xây dựng để từ sử dụng cơng cụ để tạo nên ứng dụng Android điều khiển, giao tiếp với vi xử lý trung tâm cùa mạch Hình Lưu đồ giải thuật ứng dụng Android BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 50 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG Mở ứng dụng Visual Studio để lập trình ứng dụng theo thiết kế Hình 10 Giao diện Visual Studio Sau lập trình, giao diện mặc định ứng dụng điện thoại Hình 11 Lập trình giao diện ứng dụng Sau hoàn thành giả lập điện thoại ảo Kết nối điện thoại cần cài đặt với máy tính Sau nạp chương trình vào điện thoại Android cơng cụ hình BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 51 CHƯƠNG THI CƠNG HỆ THỐNG Hình 12 Thanh cơng cụ nạp chương trình Sau nạp thành công ứng dụng xuống điện thoại Mở ứng dụng cài đặt giao diện hình Hình 13 Giao diện ứng dụng điện thoại Giao diện ứng dụng điện thoại thể số, chất lượng nước sau lọc trạng thái hoạt động máy lọc VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC 4.3 4.3.1 Tài liệu hướng dẫn sử dụng điều khiển trực tiếp Bước 1: Cấp nguồn cho hệ thống, hệ thống sử dụng nguồn 220VAC /3A, cấp nguồn mở cơng tắc nguồn đèn báo hiệu có điện sáng lên Bước 2: Bấm nút để thay đổi trạng thái lọc dừng bình chứa chưa đầy nước Bước 3: Quan sát thông số nước LCD trạng thái hoạt máy LED Bước 4: Mở van lấy nước lọc để sử dụng BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 52 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG 4.3.2 Tài liệu hướng dẫn sử dụng điều khiển qua ứng dụng Bước 1: Truy cập access point ESP32 để cấu hình Wifi cho ESP32 Bước 2: Mở ứng dụng Desalination Monitor cài đặt điện thoại Bước 3: Kiểm tra trạng thái online điện thoại máy lọc Bước 4: Nếu điện thoại online mà máy lọc offline giám sát thơng số cũ trước máy lọc offline Nếu hai online giám sát thời gian thực thơng số Đồng thời, điều khiển máy lọc từ xa cách bấm nút LỌC/ DỪNG BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 53 CHƯƠNG KẾT QUẢ, NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ Chương KẾT QUẢ, NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ 5.1 KẾT QUẢ Sau thi cơng hồn thiện đề tài, nhóm đạt kết sau: Máy lọc: Khung máy chắn, vỏ máy làm từ mica bền đẹp Mặt bên máy có thiết kế cánh cửa để tiện cho việc thay lõi lọc chỉnh sửa mạch bên Bình chứa tốt, khơng bị rị rỉ Van mở nước hoạt động tốt nhiên lực chảy không mạnh Hình Máy hồn chỉnh Hình Các phận bên máy Sau chạy kiểm thử suốt nhiều liên tục, nhóm tác giả thống kê số liệu cho biểu đồ bên dưới: BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 54 CHƯƠNG KẾT QUẢ, NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ Kết đo Ta tiến hành đặt tên cho đại lượng để dễ dàng biểu thị: Fl: Lưu lượng thấm lý thuyết Ft: Lưu lượng thấm thực tế Vs: Thể tích nước tinh khiết Vp: Thể tích nước ngõ vào Vt: Thể tích nước thải Vp ln trì mức L 1990 Chỉ số TDS (ppm) 2000 Nước cấp 1390 1500 Nước lọc 1310 1150 1000 726 565 500 260 16 26 15 26 30 32 45 26 60 23 75 90 Thời gian (phút) Hình Sự thay đổi số TDS nước cấp nước lọc theo thời gian Đánh giá: Máy đáp ứng khả lọc nước nhiễm mặn từ - 2⁰/₀₀ đề ra, nước sau lọc đạt quy chuẩn nước ăn uống QCVN 01:2009 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 55 4500 Chỉ số TDS (ppm) 4000 15.6 15.5 15.3 16.6 3500 11.4 11.6 3000 2500 2000 8.3 9.8 8.4 1500 1000 1150 13.6 13 13.2 12 2010 9.2 1390 1310 726 565 500 260 55 75 77.5 92 95 97 18 16 14 12 10 Lưu lượng thấm (L/h) CHƯƠNG KẾT QUẢ, NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ 105 Áp suất bơm trung bình (psi) Fₜ TDS Fₗ Hình Tác động áp suất bơm độ mặn nước cấp tới lưu lượng thấm Đánh giá: Máy bơm đạt 105/125 psi áp suất định mức Lưu lượng thấm tỷ lệ thuận với áp suất bơm tỷ lệ nghịch với độ mặn nước cấp Đảm bảo công suất 10 L/h yêu cầu độ mặn nước cấp 2,01 ppt áp suất bơm 100 psi Với lưu lượng thấm 13,2 L/h áp suất bơm 105 psi số TDS 2010 ppm (độ mặn 2,01⁰/₀₀), tiếng để lọc 40L nước tinh khiết, đạt yêu cầu thời gian đề Tuy nhiên, đạt 20,7 L/h tính tốn trước hết máy bơm khơng đạt mức 125 psi thông số sản xuất Sử dụng số liệu TDS áp suất bơm hình 5.4, quan sát biểu đồ bên dưới: Fₜ/Fₗ 4500 0.86 3500 0.89 0.79 0.83 3000 0.77 0.8 2500 2010 2000 1500 1000 1150 1390 Tỉ lệ Chỉ số TDS (ppm) 4000 1.01 1310 726 565 500 260 0 55 75 77.5 92 95 97 105 Áp suất bơm trung bình (psi) Hình 5 Sai số lưu lượng thấm thực tế lý thuyết BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 56 CHƯƠNG KẾT QUẢ, NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ Đánh giá: Có sai lệch lưu lượng thấm lý thuyết thực tế, tỉ lệ trung bình 0,85 Có nhiều ngun nhân dẫn đến khác biệt Đầu tiên kể đến hệ số thấm K thực bị ảnh hưởng đặc tính lõi lọc diện tích tiếp xúc, nhiệt độ nước, thất thoát áp suất số thấm màng Nhóm tác giả dựa viết chun gia đơn giản hóa cơng thức tính tốn dẫn đến sai số lớn lưu lượng thấm lý thuyết thực tế Tiếp đến sai số dụng cụ đo, nhóm tác giả sử dụng cơng cụ áp kế có giới hạn đo l50 psi, độ chia nhỏ psi, trình đo áp suất không ổn định, phải ước lượng chủ quan nên dẫn đến sai số áp suất bơm Tiếp theo biểu đồ thể hiệu suất lọc máy: 4000 0.36 0.33 0.28 0.35 0.36 0.4 0.31 2010 2000 1150 1000 0.37 1390 0.2 1310 726 Tỉ lệ 3000 Chỉ số TDS (ppm) Vₛ/Vₚ TDS 565 260 0 55 75 77.5 92 95 97 105 Áp suất bơm trung bình (psi) Hình Tương quan thể tích nước lọc nước ngõ vào Đánh giá: Hệ số hồi phục trung bình khoảng 33%, tức L nước nhiễm mặn ngõ vào hồi phục gần L nước tinh khiết L lại nước thải Như vậy, để lọc 40 L nước tinh khiết yêu cầu, cần khoảng 121 L nước nhiễm mặn ngõ vào Để cải thiện hệ số tránh lãng phí nước, áp dụng biện pháp lọc nhiều giai đoạn, ngõ lõi RO thứ ngõ vào lõi RO thứ Lưu ý, thể tích nước ngõ vào tầng bị giảm 33% so với thể tích nước ngõ vào tầng trước hay độ mặn tăng thêm 1−0,33 = 1,5 lần, ví dụ đề tài từ 2⁰/₀₀ lên 3⁰/₀₀ Như vậy, cần thiết phải tính tốn lại để chọn máy bơm lõi lọc áp suất thẩm thấu tăng lên theo cơng thức Ps(i+1) = 1,5 Ps(i) BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 57 CHƯƠNG KẾT QUẢ, NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ Mạch điều khiển: Kết đo đạc từ cảm biến trạng thái máy mạch xử lý hiển thị lên LCD led RGB - Lúc máy lọc: LCD hiển thị số đo đạc theo giao diện hình Trạng thái (STT) RUN, led RGB màu xanh Hình Hiển thị LCD lúc máy lọc - Lúc máy ngưng lọc: LCD hiển thị số đo đạc Trạng thái STT STOP, led RGB màu đỏ Hình LCD hiển thị lúc máy dừng - Lúc máy đầy nước: LCD hiển thị số đo đạc Bơm van bị ngắt, nút nhấn máy điện thoại bị vô hiệu hóa Trạng thái STT chuyển thành FULL, led RGB màu xanh dương Hình LCD hiển thị lúc máy đầy nước Ứng dụng Android Ứng dụng Android hoạt động tốt ổn định với điện thoại dùng hệ điều hành 4.4 Kit Kat trở sau Có thể dùng nhiều dịng điện thoại khác khơng bị ngồi sử dụng Màu sắc nét chữ giao diện ứng dụng có chút khác biệt hệ Android khác không ảnh hưởng đến chức ứng dụng BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 58 CHƯƠNG KẾT QUẢ, NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ - Lúc máy lọc: Trạng thái máy hiển thị LỌC, nút nhấn hiển thị DỪNG để báo trạng thái nhấn nút Hình 10 Giao diện ứng dụng lúc máy lọc - Lúc máy ngưng lọc: Trạng thái máy hiển thị DỪNG, nút nhấn hiển thị LỌC Hình 11 Giao diện ứng dụng lúc máy dừng - Lúc máy đầy nước: Trạng thái máy hiển thị ĐẦY, nút nhấn hiển thị LỌC khơng thể điều khiển máy nút nhấn bị vơ hiệu hóa Khi nước bình vơi xuống khỏi ngưỡng đầy trạng thái trở DỪNG, người dùng tiếp tục ấn nút lọc điều khiển máy bình thường BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 59 CHƯƠNG KẾT QUẢ, NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ Hình 12 Giao diện ứng dụng lúc máy đầy nước Sau hồn thành đề tài, thành viên nhóm tích lũy thêm kiến thức, hiểu biết về: - Nguyên nhân dẫn đến nước nhiễm mặn, thông số đánh giá chất lượng nước - Công nghệ thẩm thấu ngược RO đặc tính màng lọc nước khác - Module ESP32 ứng dụng - Lập trình ứng dụng di động sử dụng ngôn ngữ C# tảng Xamarin 5.2 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ - Hệ thống hoạt động lọc nước thời gian dài, ổn định Hệ thống lọc cho nguồn nước đạt tiêu chuẩn nước cấp - Màn hình LCD hiển thị xác giá trị trạng thái máy thay đổi điều khiển Led trạng thái hiển thị trạng thái máy - Độ xác ổn định cảm biến chưa cao Nút nhấn điều khiển đôi lúc bị dội - Giao diện ứng dụng Android dễ sử dụng Thời gian đáp ứng máy điều khiển qua Wifi nhanh BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 60 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN KẾT LUẬN 6.1 Sau trình nghiên cứu, thiết kế thi công đề tài “Nghiên cứu thiết kế thi công máy lọc nước nhiễm mặn sang nước ngọt” nhóm đề tài hồn thành nội dung sau: - Mơ hình hoạt động được, lọc nước nhiễm mặn ppt Máy làm việc liên tục ổn định thời gian dài - Các lọc thực chức - Điều khiển lọc nước tốt nút nhấn máy nút nhấn ứng dụng điện thoại - Relay đóng cắt máy bơm tốt Máy bơm chạy êm, không gây tiếng ồn lớn - Van điện từ hoạt động tốt - Vỏ máy đẹp, nhỏ gọn với nhu cầu hộ gia đình Khung máy chắn, chịu lực tốt Bình chứa nước khớp nối ống không bị rỉ nước - Giao diện ứng dụng điện thoại dễ sử dụng, hỗ trợ Tiếng Việt - Điều khiển giám sát từ xa tiện lợi, hệ thống đáp ứng gần tức thời 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN Với thiết kế trau chuốt hồn thiện đưa sản xuất đại trà để phục vụ nhu cầu người dân chịu ảnh hưởng nguồn nước bị nhiễm mặn Nghiên cứu cải tiến phương pháp lọc nước có độ mặn cao hơn, phù hợp với nhiều nguồn nước đầu vào khác Theo dõi kiểm tra nhiều số nước để đảm bảo chất lượng nước đầu tốt Xây dựng ứng dụng di động có nhiều chức hơn, bảo mật tốt cho người dùng BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Điêu đứng xâm nhập mặn, Tổng cục khí tượng thủy văn- Bộ tài nguyên môi trường,03-02-2020, [2] Claude E Boyd, Water Quality, 98 - 104, Springer Publisher, Third edition, 2020 [3] Uri Lachish, Optimizing the Efficiency of Reverse Osmosis Seawater Desalination, May 2002 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 62 ... ? ?Nghiên cứu thi? ??t kế thi công hệ thống lọc nước nhiễm mặn thành nước ngọt? ?? Hệ thống giúp lọc nước bị nhiễm mặn sang nước điều khiển, giám sát máy lọc từ xa 1.2 MỤC TIÊU - Thi? ??t kế thi công máy. .. tài ? ?Nghiên cứu thi? ??t kế thi công hệ thống lọc nước nhiễm mặn sang nước ngọt? ?? với yêu cầu cụ thể là: - Máy lọc: Yêu cầu kích thước nhỏ gọn phù hợp với khơng gian gia đình, điều khiển máy lọc hay... thi? ??t bị BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 35 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THI? ??T KẾ e Thi? ??t kế khối nguồn Yêu cầu khối nguồn cung cấp điện cho thi? ??t bị máy lọc linh kiện mạch Dựa vào thông số thi? ??t kế