Thiết kế và thi công hệ thống quản lý nhà yến

MỤC LỤC Chương TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .1 1.4 GIỚI HẠN 1.5 BỐ CỤC Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA LOÀI CHIM YẾN 2.1.1 Đặc điểm hình thái 2.1.2 Đặc điểm phân bố 2.1.3 Nơi làm tổ .3 2.1.4 Vùng kiếm ăn 2.1.5 Đặc điểm sinh sản 2.1.5.1 Chu kỳ sinh sản chim yến .4 2.1.5.2 Mùa sinh sản 2.1.5.3 Số lần làm tổ đẻ trứng năm 2.2 CÁC YẾU TỒ ẢNH HƯỞNG TỚI SẢN LƯỢNG VÀ CHẤT LƯỢNG TỔ YẾN 2.2.1 Địa xây dựng nhà 2.2.2 Yêu cầu xây dựng nhà nuôi chim yến 2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng tổ yến 2.2.3.1 Nguồn thức ăn .6 2.2.3.2 Nơi làm tổ 2.2.3.3 Môi trường 2.3 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN CỨNG .8 2.3.1 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 2.3.1.1 Tổng quan 2.3.1.2 Thông số kĩ thuật 2.3.2 Cảm biến ánh sáng BH1750 FVI 2.3.2.1 Tổng quan 2.3.2.2 Thông số kỹ thuật 2.3.3 Cảm biến hồng ngoại PIR (HC-SR501) .10 2.3.3.1 Tổng quan 10 2.3.3.2 Thông số kỹ thuật 10 2.3.4 Camera IP Ezviz C6N 11 2.3.4.1 Tổng quan 11 2.3.4.2 Thông số kỹ thuật 11 2.3.5 Module Doit ESP32 Devkit V1 11 2.3.5.1 Tổng quan 11 2.3.5.2 Thông số kỹ thuật 12 2.3.6 Module thời gian thực DS1307 13 2.3.6.1 Tổng quan 13 2.3.6.2 Thông số kỹ thuật 14 2.3.7 LCD 20  15 2.3.7.1 Tổng quan 15 2.3.7.2 Thông số kỹ thuật 15 2.3.8 Mạch chuyển đổi I2C cho LCD 17 2.3.8.1 Tổng quan 17 2.3.8.2 Thông số kỹ thuật 17 2.3.9 Module Relay 5VDC 17 2.3.9.1 Tổng quan 17 2.3.9.2 Thông số kỹ thuật 18 2.3.10 Các thiết bị ngoại vi 19 2.3.10.1 Quạt tản nhiệt 19 2.3.10.2 Mạch phát âm gọi chim 19 2.3.10.3 Mạch phun sương siêu âm .20 2.3.10.4 Đèn sưởi Halogen 20 2.4 CHUẨN GIAO TIẾP I2C 21 Chương TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 22 3.1 YÊU CẦU THIẾT KẾ 22 3.2 SƠ ĐỒ KHỐI VÀ CHỨC NĂNG 23 3.3 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ MẠCH .24 3.3.1 Khối xử lý trung tâm 24 3.3.2 Khối cảm biến .24 3.3.2.1 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm 24 3.3.2.2 Cảm biến ánh sáng 25 3.3.2.3 Cảm biến hồng ngoại HC SR-501 .27 3.3.3 Khối camera 27 3.3.4 Khối thời gian thực .28 3.3.5 Khối hiển thị 29 3.3.6 Khối điều khiển thiết bị ngoại vi 30 3.3.7 Khối nguồn 32 3.4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TOÀN MẠCH 32 Chương THI CÔNG HỆ THỐNG 34 4.1 THI CÔNG MẠCH 34 4.1.1 Thiết kế mạch in 34 4.1.2 Thi công bo mạch 36 4.1.3 Lắp ráp linh kiện kiểm tra 36 4.2 THI CƠNG MƠ HÌNH 37 4.3 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 38 4.4 PHẦN MỀM THỰC HIỆN .43 4.4.1 Phần mềm Arduino IDE .43 4.4.2 Phần mềm Blynk 46 Chương KẾT QUẢ, NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ 55 5.1 KẾT QUẢ THỰC HIỆN 55 5.2 KẾT QUẢ ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CHẠY CHẾ ĐỘ BẰNG TAY 55 5.2.1 Hệ thống làm mát 55 5.2.2 Hệ thống sưởi .55 5.2.3 Hệ thống phun sương 56 5.2.4 Hệ thống điều khiển chiếu sáng 56 5.2.5 Hệ thống loa 56 5.3 KẾT QUẢ ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CHẠY CHẾ ĐỘ TỰ ĐỘNG 56 5.4 MƠ HÌNH HỆ THỐNG 57 5.4.1 Giao diện điều khiển thông qua nút nhấn LCD .57 5.4.2 Giao diện điều khiển thông qua ứng dụng điện thoại 58 5.4.3 Mô hình hồn thiện .59 5.5 ƯU ĐIỂM, NHƯỢC ĐIỂM 60 5.5.1 Ưu điểm 60 5.5.2 Nhược điểm 60 Chương KẾT LUẬN, HƯỚNG PHÁT TRIỂN 61 6.1 KẾT LUẬN .61 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 61 DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG Hình 1: Tổ chim yến Hình 2: Chu kỳ vòng đời chim yến .5 Hình 3: Cảm biến DHT11 Hình 4: Cảm yến ánh sáng BH1750 Hình 5: Sơ đồ chân BH1750 FVI Hình 6: Cảm biến hồng ngoại 10 Hình 7: Camera Ezviz C6N .11 Hình 8: Module Doit ESP32 Devkit V1 12 Hình 9: Sơ đồ chân module ESP32 Devkit V1 12 Hình 10: Module DS1307 RTC 14 Hình 11: Các chân kết nối DSB1307 14 Hình 12: LCD 20  15 Hình 13: Sơ đồ chân LCD 20  15 Hình 14: Mạch chuyển đổi I2C 17 Hình 15: Sơ đồ chân mạch chuyển đổi I2C .17 Hình 16: Module relay 5VDC 18 Hình 17: Quạt tản nhiệt 12V .19 Hình 18: Mạch phun sương .20 Hình 19: Đèn halogen 12V 20 Hình 20: Giao tiếp I2C .21 Hình 1: Sơ đồ khối hệ thống 23 Hình 2: Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến nhiệt độ, độ ẩm 25 Hình 3: Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến ánh sáng .26 Hình 4: Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến hồng ngoại 27 Hình 5: Sơ đồ nguyên lý khối camera .28 Hình 6: Sơ đồ nguyên lý khối thời gian thực 29 Hình 7: Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị .30 Hình 8: Sơ đồ nguyên lý khối Điều khiển thiết bị ngoại vi .31 Hình 9: Sơ đồ ngun lý tồn hệ thống .33 Hình 1: Sơ đồ bố trí linh kiện mặt 35 Hình 2: Sơ đồ mạch in mặt .35 Hình 3: Mạch PCB dùng để in lên board đồng 36 Hình 4: Giấy Foam 37 Hình 5: Mặt trước mơ hình 38 Hình 6: Mặt sau mơ hình 38 Hình 7: Lưu đồ giải thuật toàn hệ thống .40 Hình 8: Lưu đồ chế độ tự điều khiển tay 41 Hình 9: Lưu đồ chế độ tự điều khiển tự động 42 Hình 10: Giao diện download phần mềm lập trình vi điều khiển .44 Hình 11: Giao diện chương trình Arduino IDE 44 Hình 12: Icon chức Arduino IDE .45 Hình 13: Thêm thư viện cho Arduino IDE 45 Hình 14: Chọn board cần nạp 46 Hình 15: Biên dịch nạp chương trình 46 Hình 16: Nền tảng Blynk 47 Hình 17: Trang download ứng dụng Blynk App .48 Hình 18: Màn hình đăng ký tài khoản Blynk 48 Hình 19: Màn hình tạo project 49 Hình 20: Màn hình lựa chọn board phần cứng 50 Hình 21: Thông báo mã Auth Token gửi tới email .51 Hình 22: Trang Canvas trống 52 Hình 23: Widget Box .53 Hình 24: Các thông số cài đặt widget 54 Hình 1: Màn hình hiển thị trạng thái hệ thống 57 Hình 2: Nút nhấn điều khiển hệ thống .58 Hình 3: Giao diện điều khiển thiết bị ứng dụng điện thoại Lỗi! Thẻ đánh dấu khơng được xác định Hình 4: Vị trí lắp cảm biến 59 Hình 5: Mạch điều khiển bên mơ hình .60 Bảng 1: Thông số dòng điện, điện áp thành phần mạch .32 Bảng 1: Bảng liệt kê linh kiện 34 Bảng 1: Sự thay đổi nhiệt độ độ ẩm hệ thống làm mát hoạt động 55 Bảng 2: Sự thay đổi nhiệt độ độ ẩm hệ thống sưởi hoạt động .56 Bảng 3: Sự thay đổi nhiệt độ độ ẩm hệ thống phun sương hoạt động 56 Bảng 4: Trạng thái cáx thiết bị hoạt động chế độ tự động .56 Bảng 5: Kết chạy hệ thống chế độ tự động điều kiện nhiệt độ thấp, độ ẩm cao .57 Bảng 6: Kết chạy hệ thống chế độ tự động điều kiện nhiệt độ cao, độ ẩm thấp 57 TÓM TẮT Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật Việc áp dụng tiến vượt bậc công nghệ vào đời sống sản xuất xu hướng tương lai Cùng với nghành cơng nghiệp nơng nghiệp ngành kinh tế mũi nhọn Việt Nam, đặc biệt vùng nông thôn Tuy nhiên phát triển mang tính tự phát, thiếu liên kết theo kinh nghiệm truyền lại nên chất lượng suất nông nghiệp Việt Nam không đánh giá cao Đó vấn đề quan trọng mà nước ta cần phải giải Vì việc áp dụng công nghệ vào sản xuất điều thiết yếu xu đón đầu nhằm cải thiện chất lượng sản phẩm, nâng cao suất Qua trình khảo sát, đánh giá nhóm nhận thấy nghề ni chim yến nghề quan trọng có tiềm lớn, cho lợi nhuận kinh tế cao, phù hợp với khí hậu thổ nhưỡng nước ta, đặc biệt vùng Duyên hải Nam Trung Bộ Nam Tổ chim Yến Hàng từ lâu coi thực phẩm bổ dưỡng, tốt cho sức khỏe Yến sào từ xa xưa xếp vào loại cao lương mỹ vị dâng cho vua chúa Trong yến sào giàu axit amin nhiều khoáng chất bổ dưỡng Tuy nhiên q trình ni yến cịn thô sơ, dựa vào kinh nghiệm người nuôi trước truyền lại mà chưa có áp dụng nhiều cơng nghệ kỹ thuật Vì lí áp dụng kiến thức mơn học nhóm em xin thực đề tài: “Thiết kế thi công hệ thống quản lý nhà yến” sử dụng module Doit ESP32 Devkit V1 Dự án thay cho việc nuôi chim yến truyền thống mơ hình ni chim yến tự động Hệ thống giám sát điều kiện mơi trường mơ hình ni chim trì điều kiện lý tưởng đáp ứng điều kiện sinh trưởng tốt cho chim yến Bên cạnh người dùng dễ dàng nắm bắt thông tin thông qua điện thoại CHƯƠNG TỔNG QUAN Chương TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Yến sào ăn bổ dưỡng có giá thành khơng rẻ Từ xa xưa, yến sào dành cho bậc vua chúa quý tộc, ngày yến sào ăn nhiều người ưa chuộng Tổ yến chứa tới 40 - 55% hàm lượng protein chứa 18 loại axit amin, số có hàm lượng cao như: aspartic acid, proline có lợi cho sức khỏe, sắc đẹp tuổi thọ người sử dụng Chính giá trị dinh dưỡng yến sào mang lại mà giá trị ki-lô-gam tổ yến có giá trị cao Chất lượng sản phẩm yến sào Việt Nam có chất lượng cao nhiều khách hàng ưa chuộng tin dùng Vì thế, nghề ni chim yến nghề mang lại hiệu kinh tế cao nước ta, khai thác nuôi nhà yến theo kinh nghiệm truyền lại, thủ công chưa áp dụng công nghê kỹ thuật vào việc nuôi chim nên sản phẩm thương hiệu yến sào Việt Nam ta chưa phát huy hết giá trị yến sào mà ta có Bên cạnh việc xây dựng mơ hình nhà yến có khó khăn định Để trì môi trường nuôi yến tốt cần kết hợp yếu tố ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm thích hợp với điều kiện sống chim yến kết với với hệ thống camera quan sát tổ yến qua điện thoại Việc khiến nhiều người e ngại gặp thất bại việc xây dựng nhà nuôi chim yến Đây vấn đề mà nhóm chúng em quan tâm muốn xây dựng mơ hình nhà ni yến thông minh nhằm phát triển nghành nuôi yến Việt Nam ta phát triển bền vững tăng chất lượng yến sào mang lai giá trị kinh tế trở thành nghành kinh tế chủ lực nước ta Do đó, nhóm lựa chọn thực đề tài “Thiết kế thi công hệ thống quản lý nhà yến” Hệ thống dự kiến có chức thu thập, theo dõi nhận dạng thay đổi môi trường nhà yến để điều chỉnh hợp lý nhằm nâng cao sản lượng giúp người nuôi yến đỡ vất vả 1.2 MỤC TIÊU Thiết kế thi cơng mơ hình ni chim yến có chức năng: - Đo hiển thị lên hình LCD thơng số nhiêt độ độ ẩm, ánh sáng, thời gian thực - Bật tắt tay thiết bị ngoai vi: phun sương, quạt, máy sưởi, loa, đèn chiếu sáng ban đêm qua bảng điều khiển qua ứng dụng di động - Bật tắt tự động thiết bị ngoại vi theo thông số môi trường - Hệ thống camera quan sát tổ yến điện thoại Hệ thống an ninh chống trộm nhà yến cảm biến chuyển động 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - NỘI DUNG 1: Tìm hiểu điều kiện mơi trường sống lý tưởng chim yến khảo sát nhà nuôi chim yến thực tế - NỘI DUNG 2: Tìm hiểu kiến thức ESP32, loại cảm biến nhiệt độ độ ẩm, ánh sáng, chuyển động module thời gian thực BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH CHƯƠNG TỔNG QUAN - NỘI DUNG 3: Tìm hiểu giao thức truyền thơng cảm biến, giao tiếp ESP32 với sở liệu, camera với điện thoại - NỘI DUNG 4: Tiến hành vẽ sơ đồ khối, giải thích lựa chọn linh kiện khối - NỘI DUNG 5: Thiết kế sơ đồ nguyên lý cho mạch - NỘI DUNG 6: Viết chương trình điều khiển cho mạch - NỘI DUNG 7: Thiết kế thi công mạch in - NỘI DUNG 8: Thiết kế thi công mơ hình hồn chỉnh - NỘI DUNG 9: Viết báo cáo thực - NỘI DUNG 10: Bảo vệ luận văn 1.4 GIỚI HẠN - Các thiết bị ngoại vi điều khiển chiều từ khối xử lý thiết bị hư hỏng không gửi trạng thái thiết bị cảnh báo theo chiều ngược lại tới khối xử lý - Mạch hoạt động ổn định môi trường từ – 50 độ C, vượt ảnh hưởng đến kết đo từ cảm biến gây hư hỏng toàn mạch - Mơ hình với kích thước 35 dài x 25 rộng x 30 cao cm, mơ hình nhỏ 1.5 BỐ CỤC - Chương 1: Tổng quan - Chương trình bày đặt vấn đề, 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 công 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 nguyên lý tồn mạch, tính tốn thiết kế mạch - Chương 4: Thi cơng 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 - 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 hoàn 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 THI CƠNG HỆ THỐNG Hình 24: Các thơng số cài đặt widget Sau thiết kế giao diện điều khiển với widget xong, người dùng chuyển từ edit mode sang play mode để điều khiển tương tác với cách nhấn nút Play Khi muốn thay đổi thiết kế canvas setting widget, ta nhấn vào nút Stop Sau hồn thiện giao diện điều khiển, ta xuất project tập tin apk để dễ dàng chia sẻ sử dụng điện thọai khác BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 54 CHƯƠNG KẾT QUẢ, NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ Chương KẾT QUẢ, NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ 5.1 KẾT QUẢ THỰC HIỆN Trong trình nghiên cứu thực đồ án tốt nghiệp, nhóm hồn thành mơ hình hệ thống theo mục tiêu nội dung đề Cụ thể sau: - Hiểu biết thêm kỹ thuật nuôi chim yến nhà giá trị kinh tế mà tổ yến mang lại Ứng dụng hệ thống vi điều khiển cảm biến để giám sát trì thơng số mơi trường nhà yến - Hiểu cấu tạo, chức năng, chuẩn kết nối ESP32 để giao tiếp ESP32 với module, cảm biến như: cảm biến nhiệt độ - độ ẩm, cảm biến cường độ ánh sáng, cảm biến chuyển động, module relay, module thời gian thực, module giao tiếp I2C cho LCD - Nghiên cứu biết cách sử dụng loại cảm biến, nguyên lý hoạt động, thơng số kỹ thuật, tính cảm biến cách kết nối chúng với vi điều khiển - Có thể sử dụng thành thạo phần mềm lập trình Arduino IDE vẽ mạch phần mềm Proteus - Biết cách tạo giao diện điều khiển thiết bị thông qua ứng dụng di động Đề tài nguồn tài liệu có giá trị cho bạn sinh viên khóa tham khảo nghiên cứu đề tài có liên quan phát triển thêm đề tài từ tảng mà nhóm nghiên cứu 5.2 KẾT QUẢ ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CHẠY CHẾ ĐỘ BẰNG TAY 5.2.1 Hệ thống làm mát Thời gian (s) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 38 37 37 35.5 35 34 32 31 30 29 Nhiệt độ (C) Độ ẩm (%) 70 68 66 65 61 60 57 55 53 50 Bảng 1: Sự thay đổi nhiệt độ độ ẩm hệ thống làm mát hoạt động Nhận xét: hệ thống quạt làm việc độc lập, độ ẩm môi trường giảm dần Nhiệt độ giảm nhẹ theo thời gian Kết luận: hệ thống quạt sử sụng để làm giảm nhiệt độ giảm độ ẩm Trong mơ hình nhóm sử dụng hệ thống quạt để giảm độ ẩm môi trường Tuy nhiên quạt làm giảm nhiệt độ - độ ẩm môi trường nhà yến nhiệt ẩm mơi trường bên ngồi nhà yến cao bên 5.2.2 Hệ thống sưởi Thời gian (s) Nhiệt độ (C) Độ ẩm (%) 27 93 30 28 90 60 30 89 90 32 87 120 34 86 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 150 35 80 180 37 79 210 39 77 240 40 75 270 42 70 55 CHƯƠNG KẾT QUẢ, NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ Bảng 2: Sự thay đổi nhiệt độ độ ẩm hệ thống sưởi hoạt động Nhận xét: hệ thống máy sưởi làm việc, độ ẩm môi trường giảm dần Nhiệt độ tăng dần theo thời gian Kết luận: Hệ thống sưởi sử sụng để làm tăng nhiệt giảm độ ẩm Trong mơ hình nhóm sử dụng hệ thống máy sưởi để tăng nhiệt độ môi trường 5.2.3 Hệ thống phun sương Thời gian (s) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 40 39 38 37 35 33 31 30 29 27 Nhiệt độ (C) Độ ẩm (%) 50 52 53 54 55 60 69 75 80 86 Bảng 3: Sự thay đổi nhiệt độ độ ẩm hệ thống phun sương hoạt động Nhận xét: hệ thống phun sương làm việc, độ ẩm môi trường tăng dần Tuy nhiên nhiệt độ lại giảm xuống theo thời gian Kết luận: Hệ thống phun sương sử sụng để làm mát tăng ẩm Trong mơ hình nhóm sử dụng hệ thống phun sương để tăng độ ẩm môi trường làm mát 5.2.4 Hệ thống điều khiển chiếu sáng Hệ thống chiếu sáng điều khiển bật tắt nút nhấn bảng điều khiển ứng dụng điện thoại Hệ thống thiết kế để thu hút côn trùng thức ăn chim yến vào ban đêm xua đuổi cú chim cắt 5.2.5 Hệ thống loa Hệ thống loa thiết kế bật tắt tự động vào thời điểm định trước mà không cần điều khiển thông qua nút nhấn Âm gọi yến thay đổi dễ dàng cách nạp tập tin mp3 có nội dung vào thẻ nhớ microSD lắp vào mạch phát 5.3 KẾT QUẢ ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CHẠY CHẾ ĐỘ TỰ ĐỘNG Bảng trạng thái thiết bị hoạt động chế độ tự động Nhiệt độ Độ ẩm Quạt làm mát Đèn sưởi Phun sương Bình thường Bình thường Tắt Tắt Tắt Bình thường Thấp Tắt Tắt Bật Bình thường Cao Bật Bật Tắt Thấp Bình thường Tắt Bật Tắt Thấp Thấp Tắt Bật Bật Thấp Cao Bật Bật Tắt Cao Bình thường Bật Tắt Bật Cao Thấp Bật Tắt Bật Cao Cao Bật Tắt Tắt Bảng 4: Trạng thái cáx thiết bị hoạt động chế độ tự động BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 56 CHƯƠNG KẾT QUẢ, NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ Tiến hành kiểm tra, đánh giá hệ thống trình chạy tự động Khi chạy hệ thống mơi trường nhiệt độ thấp, độ ẩm cao Kết thu bảng sau: Thời gian (s) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 22 25 26 28 30 32 32 33 35 36 Nhiệt độ (C) Độ ẩm (%) 90 88 87 85 70 65 70 75 78 75 Bảng 5: Kết chạy hệ thống chế độ tự động điều kiện nhiệt độ thấp, độ ẩm cao Tiếp theo, thực kiểm tra đánh giá hệ thống chạy tự động nhiệt độ cao, độ ẩm thấp Kết thu bảng sau: Thời gian (s) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 40 40 39 37 35 32 30 30 30 30 Nhiệt độ (C) Độ ẩm (%) 66 65 70 75 78 80 81 80 80 79 Bảng 6: Kết chạy hệ thống chế độ tự động điều kiện nhiệt độ cao, độ ẩm thấp Nhận xét: Đối với chế độ tự động, hệ thống đáp ứng khoảng thời gian nhanh (khoảng phút) ổn định nhiệt độ (31 - 32) độ C, độ ẩm ổn định (81 – 82) % khoảng thời gian dài Khi có yếu tố tác động nhiệt độ độ ẩm bật tắt thiết bị để ổn định lại nhanh chóng Loa gọi chim bật tắt xác khoảng thời gian cài đặt sẵn Kết luận: Hệ thống chạy chế độ tự động hoàn toàn đáp ứng tốt yêu cầu đặt nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng gọi chim tự động 5.4 MƠ HÌNH HỆ THỐNG 5.4.1 Giao diện điều khiển thông qua nút nhấn LCD Hình 1: Màn hình hiển thị trạng thái hệ thống - Hàng thứ nhất: hiển thị phút giây ngày tháng năm - Hàng thứ hai: hiển thị giá trị nhiệt độ độ ẩm môi trường nhà yến - Hàng thứ ba: hiển thị cường độ ánh sáng bên trạng thái phát chuyển động cảm biến SR HC-105 - Hàng thứ tư: hiển thị chế độ hoạt động hệ thống (tay auto), trạng thái bật tắt thiết bị: quạt làm mát (Q), đèn sưởi (S), phun sương (PS), đèn chiếu sáng (D) loa (L) Nếu thiết bị bật, thiết bị tắt BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 57 CHƯƠNG KẾT QUẢ, NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ Hình 2: Nút nhấn điều khiển hệ thống Gồm nút: Mode, Quạt, Sưởi, Phun sương, Đèn để lựa chọn chế độ hệ thống thực tắt mở thiết bị 5.4.2 Giao diện điều khiển thơng qua ứng dụng điện thoại Hình 3: Giao diện điều khiển thiết bị ứng dụng điện thoại BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 58 CHƯƠNG KẾT QUẢ, NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ 5.4.3 Mơ hình hồn thiện Hình 4: Vị trí lắp cảm biến BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH 59 CHƯƠNG KẾT QUẢ, NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ Hình 5: Mạch điều khiển bên mơ hình 5.5 ƯU ĐIỂM, NHƯỢC ĐIỂM 5.5.1 Ưu điểm - Hệ thống hoạt động thiết kế, trì yếu tố nhiệt độ độ ẩm theo u cầu - Mơ hình mơ tương đối xác điều kiện mơi trường bên nhà yến - Trạng thái thiết bị đồng xác bảng điều khiển Blynk App - Ứng dụng điện thoại thể rõ ràng trực quan thơng tin hệ thống Có biểu đồ thể thay đổi nhiệt độ độ ẩm theo thời gian 5.5.2 Nhược điểm - Tên WiFi, mật kết nối Wifi thời gian hẹn bật tắt loa thay đổi chương trình vi điều khiển - Tốc độ đáp ứng nút nhấn chưa cao vi điều khiển phải thực thi chương trình kiểm tra trạng thái nút nhấn BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 60 Chương KẾT LUẬN, HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN Sau thời gian thực đề tài “Thiết kế thi cơng hệ thống quản lý nhà yến”, nhóm chúng em học hỏi nhiều kiến thức củng cố lại kiến thức cũ Đây hội để nhóm áp dụng kỹ học để thực nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thi cơng hệ thống hồn chỉnh, có giá trị thực tiễn Qua đồ án mà nhóm thực hiện, chúng em mong muốn ứng dụng kiến thức vào lĩnh vực ni chim yến lấy tổ, tạo sản phẩm có giá trị dinh dưỡng kinh tế cao, tăng suất mang lại nhiều lợi nhuận cho người ni Về nhóm hoàn thành đề tài đạt mục tiêu ban đầu đề Trong q trình thực hiện, nhóm có số kết sau: - Thiết kế thi cơng mơ hình nhà ni yến với chức theo dõi thông số môi trường gồm nhiệt độ, độ ẩm cường độ ánh sáng - Xây dựng hệ thống chống trộm có chức phát chuyển động gửi thông báo điện thoại - Xây dựng hai chế độ điều khiển hệ thống gồm chế độ điều khiển tự động dựa vào thông số môi trường chế độ điều khiển tay thông qua nút nhấn ứng dụng điện thoại - Thiết kế giao diện điện thoại đề điều khiển, giám sát trạng thái hệ thống từ xa stream video từ camera bên nhà yến - Tồn hệ thống chạy thời gian dài, tương đối ổn định, đạt kết tốt - Khả đáp ứng phần cứng với ứng dụng di động tương đối ổn định xác 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN Từ đề tài mà nhóm em hồn thành, phát triển mở rộng khả hoạt động mơ sau: - Phát triển hệ thống cho nhà yến quy mô lớn, điều khiển thêm nhiều thiết bị quản lý thiết bị theo tầng, phòng - Thiết kế thêm website để hiển thị, cập nhật trạng thái hệ thống từ nhiều thiết bị - Xây dựng hệ thống lưu trữ hình ảnh để xem lại video cần thiết - Thiết kế thêm chức thông báo lỗi hệ thống xảy cố - Sử dụng kết hợp với nguồn điện từ pin mặt trời để trì hoạt động hệ thống điện tiết kiệm chi phí lượng BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Khoa Diệu Thu, “Chim yến kỹ thuật nuôi lấy tổ”, NXB Khoa học Tự nhiên cà Công nghệ, 2007 [2] Lê Võ Định Tường, “Nghề nuôi chim yến”, NXB Nông nghiệp, 2012 [3] Đỗ Văn Hoan, “Thực trạng quản lý tình hình phát triển ni chim yến Việt Nam”, Bản tin chuyên đề nông nghiệp PTNT số 03 - 2018 [4] Nguyễn Đình Phú, Nguyễn Trường Duy, “Giáo Trình: Kỹ Thuật Số”, NXB ĐH Quốc Gia TP.HCM, 2013 [5] Nguyễn Đình Phú, “Vi điều khiển PIC”, Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật, 2016 [6] http://hotro.banlinhkien.vn/t/gioi-thieu-cam-bien-nhiet-do-do-am-dht11-va-codegiao-tiep/59 [7] https://icdayroi.com/cam-bien-cuong-do-anh-sang-gy-30-bh1750fvi [8] https://arduinokit.vn/bao-dong-chong-trom-bang-cam-bien-pir-hc-sr501 [9] https://nshopvn.com/product/module-thoi-gian-thuc-rtc-ds1307 [10] https://www.semiconvn.com/home/hoc-thiet-ke-vi-mach/bai-hc-vi-mch/12458giao-tip-i2c BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 62 PHỤ LỤC Chương trình điều khiển hệ thống #define BLYNK_PRINT Serial #include #include #include #include #include #include char auth[] = "IfV5idJAgwQF4Vad_aJI_JleV_n2_yy0"; // Nhập AuthToken char ssid[] = "demo_datn"; // Nhập tên WiFi char pass[] = "vnhcmute"; // Nhập password WiFi BH1750 lightMeter; //cảm biến độ sáng const int DHTPIN = 15; //Đọc liệu từ DHT11 chân const int DHTTYPE = DHT11; //Khai báo loại cảm biến, DHT22 DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); const int SR501 = 4; //khai báo chân cảm biến chuyển const int Mode = 5; //nút nhấn chọn chế độ const int btn1 = 18; //quạt const int btn2 = 19; //sưởi const int btn3 = 33; //phun sương const int btn4 = 32; //đèn const byte DS1307 = 0x68; /* Địa DS1307 */ const byte NumberOfFields = 7; /* Số byte liệu int second, minute, hour, day, wday, month, year; /* gian */ 15 mạch Arduino có loại DHT11 động đọc từ DS1307 */ khai báo biến thời LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,20,4); byte degree[8] = { //dấu độ 0B01110, 0B01010, 0B01110, 0B00000, 0B00000, 0B00000, 0B00000, 0B00000 }; #define #define #define #define #define #define #define quat 12 //đặt chân điều khiển relay suoi 14 psuong 27 den 26 loa 25 ON HIGH OFF LOW int en=0; boolean Status=1; boolean stbtn1 = 1,stbtn2 = 1,stbtn3 = 1,stbtn4 = 1; // Đọc trạng thái nút quạt boolean tt_q =0, tt_s=0, tt_ps=0, tt_den=0, tt_loa=0; int t_duoi = 26; int t_tren = 31; int h_duoi = 60; BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 63 int h_tren = 80; float t,h,lux; int Value; void setup() { //Serial.begin(9600); lcd.init(); // Khởi động lcd lcd.backlight(); //bật đèn lcd.clear(); dht.begin(); lightMeter.begin(); Wire.begin(); pinMode(Mode, INPUT); pinMode(btn1, INPUT); pinMode(btn2, INPUT); pinMode(btn3, INPUT); pinMode(btn4, INPUT); pinMode(quat, OUTPUT); pinMode(suoi, OUTPUT); pinMode(psuong, OUTPUT); pinMode(loa, OUTPUT); pinMode(den, OUTPUT); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("DO AN TOT NGHIEP"); lcd.setCursor(0,2); lcd.print("KHANH THUONG"); Blynk.begin(auth, ssid, pass); delay(1000); lcd.clear(); //setTime(11, 26, 10, 4, 6, 1, 21); //cài thời gian cho ds1307 lcd.setCursor(0,1); lcd.print("DHT11:"); lcd.setCursor(0,2); lcd.print("Light:"); lcd.setCursor(13,2); lcd.print("SR:"); lcd.createChar(1, degree); } void loop() { Blynk.run(); h = dht.readHumidity(); //Đọc độ ẩm t = dht.readTemperature(); //Đọc nhiệt độ lux = lightMeter.readLightLevel(); //Đọc cường độ sáng Value = digitalRead(SR501); //cảm biến chuyển động thân nhiệt readDS1307(); //đọc liệu từ ds1307 digitalClockDisplay(); if(Value == 1){ Blynk.notify("Co chuyen dong"); }else{} if(hour == 13 && minute == 19){ digitalWrite(loa, ON); tt_loa=1; } else { digitalWrite(loa, OFF); tt_loa=0; } boolean btmode = digitalRead(Mode); //Đọc trạng thái nút mode if (btmode != Status) { // Nếu mà button bị nhấn Status = btmode; if(btmode == LOW){en = !en;} BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 64 } WidgetLED led0(V0); if(en == 0){ lcd.setCursor(0,3); lcd.print("auto:"); lcd.print("Q" + String(tt_q)); lcd.print(" S" + String(tt_s)); lcd.print(" PS" + String(tt_ps)); lcd.print(" D" + String(tt_den)); lcd.print(" L" + String(tt_loa)); Sosanh(); led0.off(); } else { lcd.setCursor(0,3); lcd.print("tay: "); lcd.print("Q" + String(tt_q)); lcd.print(" S" + String(tt_s)); lcd.print(" PS" + String(tt_ps)); lcd.print(" D" + String(tt_den)); lcd.print(" L" + String(tt_loa)); tuychinh(); led0.on(); } if(tt_q==1){ digitalWrite(quat, ON); }else digitalWrite(quat, OFF); if(tt_s==1){ digitalWrite(suoi, ON); }else digitalWrite(suoi, OFF); if(tt_ps==1){ digitalWrite(psuong, ON); }else digitalWrite(psuong, OFF); if(tt_den==1){ digitalWrite(den, ON); }else digitalWrite(den, OFF); hienthi(); hoitiep(); delay(100); } void hienthi() { Blynk.virtualWrite(V7, t); Blynk.virtualWrite(V8, h); Blynk.virtualWrite(V9, lux); lcd.setCursor(7,1); lcd.print(t,1); lcd.write(1); lcd.print("C"); lcd.setCursor(15,1); lcd.print(h,0); lcd.print("% "); lcd.setCursor(6,2); lcd.print(" "); lcd.setCursor(6,2); lcd.print(lux,0); lcd.setCursor(16,2); lcd.print(Value); } void Sosanh() { if (t >= t_duoi && t = h_duoi && h = h_duoi && h h_tren) { //ON quạt, ON suoi, OFF phunsuong tt_q = 1; tt_s = 1; tt_ps = 0; } if (t >= t_duoi && t = t_duoi && t { //ON quạt, ON suoi, OFF phunsuong tt_q = 1; tt_s = 1; tt_ps = 0; } if (t > t_tren && h < h_duoi) { //ON quạt, OFF suoi, ON phunsuong tt_q = 1; tt_s = 0; tt_ps = 1; } if (t > t_tren && h >= h_duoi && h t_tren && h > h_tren) { //ON quạt, OFF suoi, OFF phunsuong tt_q = 1; tt_s = 0; tt_ps = 0; h_tren) h_duoi) h_tren) h_tren) BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 66 } if(lux < 5){ tt_den = 1; }else tt_den = 0; } void tuychinh() { boolean btbtn1 = digitalRead(btn1); //Đọc trạng boolean btbtn2 = digitalRead(btn2); //Đọc trạng boolean btbtn3 = digitalRead(btn3); //Đọc trạng boolean btbtn4 = digitalRead(btn4); //Đọc trạng if (btbtn1 != stbtn1) { //Nếu mà button bị nhấn stbtn1 = btbtn1; if(btbtn1 == LOW){ tt_q = !tt_q;} } if (btbtn2 != stbtn2) { //Nếu mà button bị nhấn stbtn2 = btbtn2; if(btbtn2 == LOW){ tt_s = !tt_s;} } if (btbtn3 != stbtn3) { //Nếu mà button bị nhấn stbtn3 = btbtn3; if(btbtn3 == LOW){ tt_ps = !tt_ps;} } if (btbtn4 != stbtn4) { //Nếu mà button bị nhấn stbtn4 = btbtn4; if(btbtn4 == LOW){ tt_den = !tt_den;} } } void hoitiep(){ WidgetLED led1(V1); WidgetLED led2(V2); WidgetLED led3(V3); WidgetLED led4(V4); WidgetLED led5(V5); if(tt_q == 1) { led1.on(); } else led1.off(); if(tt_s == 1) { led2.on(); } else led2.off(); if(tt_ps == 1) { led3.on(); } else led3.off(); if(tt_den == 1) { led4.on(); } else led4.off(); if(tt_loa == 1) { led5.on(); } else led5.off(); delay(200); } void readDS1307() { Wire.beginTransmission(DS1307); Wire.write((byte)0x00); Wire.endTransmission(); Wire.requestFrom(DS1307, NumberOfFields); BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH thái thái thái thái nút nút nút nút quạt sưởi phun sương đèn 67 second = bcd2dec(Wire.read() minute = bcd2dec(Wire.read() hour = bcd2dec(Wire.read() wday = bcd2dec(Wire.read() day = bcd2dec(Wire.read() month = bcd2dec(Wire.read() year = bcd2dec(Wire.read() year += 2000; & 0x7f); ); & 0x3f); //chế độ 24h ); ); ); ); } /* Chuyển từ format BCD (Binary-Coded Decimal) sang Decimal */ int bcd2dec(byte num) { return ((num/16 * 10) + (num % 16)); } /* Chuyển từ Decimal sang BCD */ int dec2bcd(byte num) { return ((num/10 * 16) + (num % 10)); } void digitalClockDisplay(){ // digital clock display of the time lcd.setCursor(0,0); lcd.print(hour); printDigits(minute); printDigits(second); lcd.print(" "); lcd.print(day); lcd.print(" "); lcd.print(month); lcd.print(" "); lcd.print(year); } void printDigits(int digits) { // thành phần thời gian ngăn cách dấu : lcd.print(":"); if(digits < 10){ lcd.print('0'); } lcd.print(digits); } /* cài đặt thời gian cho DS1307 */ void setTime(byte hr, byte min, byte sec, byte wd, byte d, byte mth, byte yr) { Wire.beginTransmission(DS1307); Wire.write(byte(0x00)); // đặt lại pointer Wire.write(dec2bcd(sec)); Wire.write(dec2bcd(min)); Wire.write(dec2bcd(hr)); Wire.write(dec2bcd(wd)); // day of week: Sunday = 1, Saturday = Wire.write(dec2bcd(d)); Wire.write(dec2bcd(mth)); Wire.write(dec2bcd(yr)); Wire.endTransmission(); } BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 68 ... TỐN VÀ THI? ??T KẾ Hình 9: Sơ đồ ngun lý tồn hệ thống BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 33 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG Chương THI CÔNG HỆ THỐNG 4.1 THI CÔNG MẠCH 4.1.1 Thi? ??t kế mạch in Mạch in PCB thi? ??t. .. VÀ THI? ??T KẾ Chương TÍNH TỐN VÀ THI? ??T KẾ 3.1 YÊU CẦU THI? ??T KẾ Nhóm thực thi? ??t kế hệ thống quản lý nhà yến bao gồm chức sau: - Thi? ??t bị đo thời gian thực - Thi? ??t bị hệ thống chống trộm với khoảng... tài ? ?Thi? ??t kế thi công hệ thống quản lý nhà yến? ?? Hệ thống dự kiến có chức thu thập, theo dõi nhận dạng thay đổi môi trường nhà yến để điều chỉnh hợp lý nhằm nâng cao sản lượng giúp người nuôi yến