BÁO cáo NHẬP môn điện tử VIỄN THÔNG đề tài hệ THỐNG tưới nước tự ĐỘNG

1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO NHẬP MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Nhóm thực hiện 03 Giảng viên hướng dẫn Thầy Nguyễn Đức Minh Thành viên nhóm Dương Trần Anh Dũng 20210222 Đ[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BÁO CÁO NHẬP MÔN ĐIỆN TỬ - VIỄN THƠNG -Nhóm thực hiện: 03 -Giảng viên hướng dẫn: Thầy Nguyễn Đức Minh -Thành viên nhóm: Dương Trần Anh Dũng - 20210222 Đào Đức Hiệp – 20213911 Nguyễn Tiến Trường – 20214121 Trần Văn Thảo – 20214093 Đỗ Lương Huy – 20210432 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚC TỰ ĐỘNG LỜI MỞ ĐẦU Các ứng dụng từ vi điều khiển, vi xử lý ngày phát triển, dần thay thiết bị thô sơ, thiết bị điện tử có độ tự động cao, tiết kiệm cơng sức cho người Ở nước ta nông nghiệp ngành mũi nhọn kinh tế toàn quốc Vì việc ứng dụng tiến khoa học, kỹ thuật vào nơng nghiệp quan trọng có ý nghĩa to lớn với nơng dân nói riêng đời sống người nói chung Để tạo tảng tăng thêm hiểu biết ứng dụng thực tiễn thiết bị vi điều khiển, vi xử lý Chúng em lựa chọn đề tài “hệ thống tưới nước tự động” Một ứng dụng phổ biến nơng nghiệp Trong q trình thực đề tài này, dù cố gắng, có lẽ vốn kiến thức nguyên nhân chủ quan khác mà đề tài chắn không tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong đóng góp ý kiến, phê bình hướng dẫn thẳng thắn thầy Mục lục I Ý TƯỞNG Xác định vấn đề Chọn đề tài sản phẩm Điều tra thị trường Hướng giải II CHI TIÊU KỸ THUẬT Chỉ tiêu chức Chỉ tiêu phi chức Sơ đồ thuật toán III GIẢI PHÁP VÀ KẾ HOẠCH Sơ đồ khối Chi tiết khối 10 2.1 Khối nguồn .10 2.2 Khối thời gian thực 11 2.3 Khối vi điều khiển 12 2.4 Khối relay 14 2.5 Máy bơm 14 Viết code cho mạch 15 IV MẠCH SẢN PHẨM 16 V.THỰC NGHIỆM SẢN PHẨM 17 I Ý TƯỞNG Xác định vấn đề - Vấn đề gì? • Đơi quên ( đến ) tưới nước cho cối nhà dẫn đến tình trạng héo úa, thiếu nước • Cần hệ thống tưới nước giúp tiết kiệm thời gian công sức lao động việc chăm sóc trồng - Tại ta cần phải giải điều đó? • Bởi giúp chủ động cơng việc, có thời gian để làm việc khác • Đảm bảo lượng nước phù hợp cho loại • Tiết kiệm sức lao động để chăm sóc trồng - Khi ta sử dụng hệ thống đó? • Mỗi ta vắng nhà bận nhiều việc mà quên không tước (Đặc biệt thời điểm dịch bệnh nay) • Khi gặp trở ngại thời gian, tình trạng thể khơng thể tưới nước trực tiếp cho - Hệ thống sử dụng đâu? • Chúng ta lặp đặt hệ thống ngơi nhà thuận tiện ban cơng, vườn,… - Ai dùng hệ thống? • Những người nhân viên văn phịng có sở thích đặc biệt với cảnh • Những người u thích cảnh khơng có thời gian chăm sóc Chọn đề tài sản phẩm ➢ Do thời gian dịch bệnh gần nhiều người ưa thích cảnh khơng thể tự chăm sóc cho dẫn đến nhiều loại đắt đỏ, yêu quý họ bị héo úa chết ➢ Từ dẫn đến nhu cầu hệ thống tưới nước tự động đơn giản, giá phải trở thành nhu cầu nhiều người yêu thích cảnh ➢ Một hệ thống tưới đơn giản có giá khơng q đắt đỏ phù hợp với kinh tế người ➢ Là sinh viên ngành điện tử chúng em muốn tạo sản phẩm phù hợp để giúp đỡ người yêu thích cảnh chăm sóc cách tiện lợi dẫn đến ý tưởng “hệ thống tưới nước tự động theo hẹn giờ” ➢ Đề tài đáp ứng nhu cầu mơn học giúp chúng em có kiến thức ngành điện tử-viễn thông Điều tra thị trường - Đối tượng hướng đến: • Dân văn phịng người u thích cảnh có thời gian chăm sóc • Đặc biệt tình hình dịch bệnh có nhiều trường hợp đột xuất khơng thể chăm sóc trồng trực tiếp - Hệ thống tưới nước tự động ưa dùng phận người dân có xu hướng phát triển ổn định - Một số hệ thống tưới nước có thị trường: AZUD, RIVULIS, AMINAD, ARKA Hướng giải - Tạo sản phẩm tưới nước lịch trình cài đặt trước với thiết bị tưới nước linh hoạt - Ví dụ: Thời gian tưới nước thích hợp cho hoa lan vào khoảng 7:30AM vòi phun sương với tần suất 20-25 phút/lần Ta cài đặt cho hệ thống tưới nước vào lúc 7:30AM vòi phun sương đến 7:50AM hệ thống tự động ngắt II CHI TIÊU KỸ THUẬT Chỉ tiêu chức →Cây tưới đến thời gian hẹn: - Đầu vào: tín hiệu điện nhận từ hẹn - Đầu ra: Hoạt động tưới nước thực Chỉ tiêu phi chức Giá thành: 350.000 đồng Thời gian hoàn thành sản phẩm: tuần Thời gian bảo hành: tháng Nguồn điện: cáp USB nguồn adapter Kích cỡ: 25cm x 30cm Khối lượng: 200g Hoạt động tốt môi trường khô Bảo quản: độ ẩm 0-80%, 60 độ C Sơ đồ thuật tốn Mạch chạy Ngồi thời gian hẹn Khối thời gian thực Thời gian mở thời gian đóng Khối vi điều khiển Khối relay mở Máy bơm Bơm Không bơm III GIẢI PHÁP VÀ KẾ HOẠCH Sơ đồ khối KHỐI THỜI GIAN THỰC KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN KHỐI RELAY MÁY BƠM KHỐI NGUỒN ➢ Nguyên lý hoạt động: - Khối nguồn cung cấp điện cho khối lại hoạt động - Khối thời gian thực định thời gian để hẹn theo thời gian thực - Khối vi điều khiển nhận tín hiệu trả từ khối thời gian thực để điều khiển khối relay - Khối relay nhận tín hiệu từ khối vi điều khiển để đóng/mở nguồn → bật/tắt máy bơm Chi tiết khối 2.1 Khối nguồn −Mỗi mạch Arduino có cổng kết nối với nguồn điện Cụ thể mạch Arduino UNO lấy nguồn từ dây cáp USB từ máy tính, số nguồn DC khác có Jack DC Ở chúng tơi lựa chọn sử dụng cáp USB điện áp 5V giá thành rẻ (đi kèm mua Arduino) Chân kết nối USB chân để tải code lên bo mạch Arduino Lưu ý: Tuyệt đối không sử dụng nguồn lớn 20V với nguồn điện áp phá hủy mạch Arduino Điện áp nhà sản xuất đề nghị cho hầu hết bo mạch Arduino từ – 12V 10 −Ngoài sử dụng thêm nguồn adapter 5V -2A cho thiết bị bơm để không ảnh hưởng đến mạch điều khiển làm gián đoạn trình bơm xung nhiễu khởi động motor 2.2 Khối thời gian thực DS1307(30.000đ) DS3231(50.000đ) Chúng lựa chọn Module thời gian thực DS3231 thay DS1307: - DS3231 xác số hai loại, khơng bị ảnh hưởng thay đổi nhiệt độ trước Do đó, khơng dao động q nhiều tùy thuộc vào nhiệt độ, giữ thời gian xác Đơi khi, với chênh lệch nhiệt độ đáng ý, DS1307 bị trễ phút ngày Một số ứng dụng chấp nhận - DS3231 khơng phải khơng bị ảnh hưởng biến thể, mà có hệ thống đo bù nhiệt độ tích hợp để đảm bảo độ xác 2ppm, tương đương với thời gian 11 trễ khoảng 172ms ngày, tức nhiều giây tuần Và thực tế, chúng thường thay đổi giây tháng - Đối với đường giao tiếp với RTC DS3131 để lấy giá trị ngày mà nhận được, thực I2C bus Và nguồn điện, bạn sử dụng 2.3 đến 5.5v cho DS3231, thấp chút so với 4.5 đến 5.5v cho DS1307, tiết kiệm lượng kéo dài thời lượng pin ➢ Nguyên lý hoạt động DS3231: Khi cho điện áp qua khối nguồn cho vi điều khiển, chương trình vi điều khiển làm việc, đồng thời tạo xung dao động tạo xung nhịp với tần số 16MHz cho vi điều khiển hoạt động Chế độ ghi nhận liệu IC thời gian thực đƣa tới vi điều khiển, điều kiện START STOP đƣợc nhận dạng bắt đầu kết thúc truyền chuỗi, lúc ghi IC thời gian thực nhận giá trị thời gian thực (giờ, phút, giây, thứ, ngày, tháng, năm) gửi đến vi điều khiển 2.3 Khối vi điều khiển Arduino UNO R3 (140.000đ) Arduino Mega2560 R3 (360.000đ) 12 − Chúng lựa chọn sử dụng Arduino UNO R3 tính phù hợp với người bắt đầu dự án vừa nhỏ, giá thành lại rẻ – đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng dự án Điện áp hoạt động DC 5V qua cổng USB Nguồn DC 69V ngồi ( Khuyến cáo dùng có giao tiếp với module bên ngoài) Vi điều khiển Atmega328P Chân I/O Analog chân Chân I/O Digital 14 chân Dòng điện chân I/O 20 mA Bộ nhớ Flash 32 KB (ATmega328P) 0,5 KB sử dụng nạp khởi động SRAM KB (ATmega328P) EEPROM KB (ATmega328P) Tần số 16 MHz Chíp nạp Atmega CH340G Giao tiếp UART Giao tiếp SPI Giao tiếp I2C Ngắt chân Cổng nạp USB type B Kích thước 68.6 * 53.4 mm Trọng lượng 25g 13 2.4 Khối relay Module relay kênh 5VDC với Opto cách ly high/low (25.000đ) − Thông số kỹ thuật: • Điện áp sử dụng: có ba loại 5/12/24VDC • Dịng tiêu thụ: khoảng 200mA /1Relay • Tín hiệu kích: Tùy chọn mức cao High (5VDC) thấp Low (0VDC) qua Jumper • Tiếp điểm đóng ngắt Relay mạch: Max 250VAC-10A 30VDC-10A (Để an toàn nên dùng cho tải có cơng suất