(TIỂU LUẬN) báo cáo bài tập lớn đề tài cảm BIẾN độ ẩm và ỨNG DỤNG

WELCOME TO OUR PROJECT BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN ĐỀ TÀI: CẢM BIẾN ĐỘ ẨM VÀ ỨNG DỤNG • • • Nhóm 8: Mạc Đức Duy – 20198404 Vũ Đình Hiệp - 20198405 GV hướng dẫn: T.s Phạm Đức An Ý tưởng Nguyên lý làm việc Quá trình thực Mục lục: 4.Sơ đồ lắp đặt, toàn 5.Giao diện Xử lý số liệu Kết luận Ý tưởng :Xuất phát từ nhu cầu chăm sóc cối khu vườn Đồng thời với phát triển tự động hóa, Con người ngày giải phóng sức lao động nhiều Nhóm thực ý tưởng máy bơm nước tự động giúp người trồng trọt chăm sóc khu vườn Nguyên lý làm việc máy : Hệ thống làm việc dựa vào tín hiệu thu từ cảm biến độ ẩm đất Tín hiệu cảm biến xử lý truyền adruino Tín hiệu đầu tiếp tục hiển thị LCD thiết bị chấp hành Ở chế độ làm việc tự động Máy bơm hệ thống không hoạt động giá trị hiển thị lớn giá trị cận cài đặt sẵn Khi giá trị trả xuống q mức role đóng nguồn cho máy bơm hoạt động Cho đến giá trị trả đạt đến giá trị cận cài đặt sẵn dừng Lúc độ ẩm đất trì khoảng giá trị độ ẩm cho trước CHI TIẾT LINH KIỆN, SƠ ĐỒ VÀ QUÁ TRÌNH THỰC TẾ Nội dung Arduino tảng mã nguồn mở sử dụng để xây dựng dự án điện tử Arduino bao gồm bảng mạch lập trình (thường gọi vi điều khiển) phần mềm IDE (Môi trường phát triển tích hợp) chạy máy tính, sử dụng để viết tải mã máy tính lên bo mạch Mạch Arduino Uno • Nguồn (USB / Đầu cắm nguồn cái) • (1) Cổng USB • (2) Đầu cắm nguồn Chân (5V, 3.3V, GND, Analog, Kỹ thuật số, PWM, AREF) (3) Chân GND (4) & (5) chân cấp nguồn 5V 3.3V (6) Analog chân tiếp nhận thông tin đầu vào (7) Digital chân digital (8) PWM hoạt động chân difital ngồi cịn hoạt động chế độ xung (9) AREF tham chiếu analog Khác (10) Nút Reset (11) Nút báo nguồn (12) Đèn LED RX TX (13) Mạch tích hợp IC (14) Điều chỉnh điện áp Cảm biến độ ẩm IC LM393 dùng để đo độ ẩm đất xung khu vực cần theo dõi Cảm biến dùng công nghệ giúp cho bề mặt bảo vệ trước q trình oxi hóa khử, đồng thời giá thành tiết kiệm so với công nghệ hàn HASL trước Thông số kĩ thuật: Nguồn cấp: 3.3v 5v Tín hiệu điện áp đầu ra: ~ 4.2v Hiện tại: 35mA Đầu tương tự (Dây màu xanh lam) GND (Dây đen) Nguồn (dây đỏ) Kích thước: 1.6x3cm Bề mặt cảm biến: Mạ bạc Sai số 0.5% Khoảng đo 213-380 : đất khô 380- 865: đất ẩm 865-1014 : úng nước Cảm biến độ ẩm điện dung sử dụng hai điện cực để theo dõi điện dung (nghĩa khả lưu trữ điện tích) dải kim loại mỏng đặt chúng Điện dung kim loại khác tăng giảm với tốc độ tỷ lệ thuận với thay đổi độ ẩm môi trường cảm biến Sự chênh lệch điện tích (điện áp) tạo tăng độ ẩm sau khuếch đại gửi đến máy tính nhúng để xử lý Các linh kiện khác Sơ đồ lắp đặt: SƠ ĐỒ KHỐI HOẠT ĐỘNG : CODE Giao diện máy • • • Biến trở giúp điều chỉnh tốc độ chạy máy bơm LCD dùng để hiển thị thông số độ ẩm mà cảm biến đo được, đồng thời giạ trị cài đặt người dùng mong muốn máy hoạt động Keyboard nhập giá trị mong muốn máy hoạt động, đồng thời công tắc nguồn sản phẩm Đề xuất giao diện điện tử •Nhóm em hướng tới phát triển hoàn thiện sản phẩm với giao diện giúp người dùng điều khiển máy hoạt động từ xa Code test giao diện demo Video q trình ĐÂY LÀ Q TRÌNH SAU KHI NHẬP NÚT MộtXácsốđịnhhìnhđộảnhẩmqđấttrình định chuẩn Cơng thức tính độ ẩm đất:  Một số tiêu chuẩn, phương pháp dùng nay: a) ASTM D2216 : Phương pháp xác định độ ẩm mẫu đất đá tủ sấy b) ASTM D4643 : Phương pháp xác định độ ẩm mẫu đất lị vi sóng c) ASTM D4944 : Phương pháp xác định nhanh độ ẩm mẫu đất trường phương pháp đo áp suất khí CaC d) ASTM D4959 : Phương pháp xác định độ ẩm mẫu đất đá phương pháp đốt trực tiếp e) K.H Head (2006) Manual of Soil Laboratory Testing, Volume 1: Soil Classification and Compaction Tests Whittles Publishing Tuy nhiên, hạn chế kinh phí điều kiện thí nghiệm, nhóm em đo hiệu chỉnh độ ẩm theo bước sau: Bước 1: Chọn mẫu đất khô, xốp; đem sấy khô lần Bước 2: Chia nhỏ mẫu đất thành nhiều phần Bước 3: Chuẩn bị lượng nước (Để đảm bảo sai số cách thấp chúng em dùng nước lọc navie) Bước 4: Xác định giá trị cần đo lý thuyết, sau đem cân khối lượng nước đất theo tỷ lệ tính tốn Bước 5: Đo đạc thực tế Bước 6: Ghi kết đo đạc tính tốn vào excel Giá trị analog cảm biến độ ẩm đất giá trị khác Loại mẫu Giá trị hiển thị LCD Đất khô Đất ẩm Ngập nước Từ số liệu, ta tính tốn với độ chia nhỏ cảm biến (1%) hiển thị LCD ứng với khoảng chạy =7.9x10 (A) ~ 0.8 (mA) liệu đầu vào Kết đo thực tế STT 40*C 10 11 19 30 41 48 59 70 81 89 100 Sai lệch trung bình: 0.51 (%) 120 100 Sai số xét chuẩn Trong đó: độ lệch trung bình phép đo W dải đo cảm biến Độ ẩm (%) Cơng thức tính sai số phép đo: 80 60 40 20 Lần Lần Kết luận Đánh giá Sản phẩm giải yêu cầu thầy thực tế đặt Các thành viên tích cực hoạt động; nhóm hồn thành mục tiêu đề ra: Sản phẩm chạy ổn định, sai số tương đối nhỏ (0.51%) Các thành viên hiểu toán, biết thành phần mạch điện tử, biết cách làm mạch in tay, có kỹ hàn, test mạch, phát lỗi bản; biết sơ qua mạch điện tử, chút lập trình, so với mục tiêu nhóm coi thành cơng Sản phẩm có giá thành rẻ, đơn giản, dễ sử dụng có độ bền cao Máy bơm hoạt động khỏe, tốc độ bơm tối đa 1.6l/phút phù hợp với khu vườn hộ gia đình thành phố, điện tích khoảng 15-20m2 Hướng phát triển Sản phẩm tích hợp thêm chế độ hiển thị thời gian thực, điều chỉnh thời gian bơm theo ý người dùng Ta hồn tồn thay nguồn vào động khu vườn lớn yêu cầu cần bơm nước nhiều Hoặc thay nguồn cấp cho động từ pin sang nguồn sạc điện thoại, acquy,… cho yêu cầu đầu giới hạn 24V Ví dụ sơ đồ thay nguồn: ...BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN ĐỀ TÀI: CẢM BIẾN ĐỘ ẨM VÀ ỨNG DỤNG • • • Nhóm 8: Mạc Đức Duy – 20198404 Vũ Đình Hiệp - 20198405 GV hướng... từ cảm biến độ ẩm đất Tín hiệu cảm biến xử lý truyền adruino Tín hiệu đầu tiếp tục hiển thị LCD thiết bị chấp hành Ở chế độ làm việc tự động Máy bơm hệ thống không hoạt động giá trị hiển thị lớn. .. tính tốn vào excel Giá trị analog cảm biến độ ẩm đất giá trị khác Loại mẫu Giá trị hiển thị LCD Đất khô Đất ẩm Ngập nước Từ số liệu, ta tính tốn với độ chia nhỏ cảm biến (1%) hiển thị LCD ứng với