(TIỂU LUẬN) báo cáo môn học tên đề tài điều khiển máy bơm tự động bằng cảm biến độ ẩm đất

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BÁO CÁO MÔN HỌC TÊN ĐỀ TÀI: “Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất” GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN HỮU CHÂU MINH SINH VIÊN: NGUYỄN TRƯỜNG ĐĂNG MÃ SỐ SV: 1853020007 LỚP: 18ĐHĐT01 Thành phố Hồ Chí Minh – 06/2022 BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BÁO CÁO MÔN HỌC TÊN ĐỀ TÀI: “Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất” Thành phố Hồ Chí Minh – 06/2022 NHIỆM VỤ BÁO CÁO MƠN HỌC HỌ VÀ TÊN: Nguyễn Trường Đăng MSSV: 1853020007 LỚP: 18ĐHĐT01 NGÀNH: Công Nghệ Kĩ Thuật Điện Tử - Viễn Thông Tên đề tài tiểu luận tốt nghiệp: Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất Nhiệm vụ tiểu luận tốt nghiệp: Thực yêu cầu cần thiết trình thực làm đề tài.Bên cạnh hồn thành báo cáo để tài tiểu luận mà lựa chọn Ngày giao đề tài tiểu luận tốt nghiệp: 15/04/2022 Ngày nộp báo cáo tiểu luận tốt nghiệp: 1/06/2022 Họ tên giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Hữu Châu Minh Tp Hồ ChíGI NGMinh,VIÊngàyNH NGtháng D Nnăm2022 (Kývàghi rõ"h tê%n) NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG D …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Phầ*n đá nh giá : ● Ý thứ c thự c hiệ% n: ● Nộ % i d ụ ng thự c hiệ % n: ● ● Hì nh thứ c trì nh bà y: Tổ4ng hợ p kế8t quả: Điể4m bằ=ng số8: Tp Hồ GIÁ OChíMinh,VIÊNngàyHƯỚ NGthángDẪ Nnăm 2022 (Ký ghi rõ"họ tê%n) LỜI CẢM ƠN Trong trì nh họ c tậ% pvà m đề*tà i tạ i trườ ng Họ c việ% n Hà ng Khô%ng Việ% t Nam vớ i giú p đỡ"củ:a quý thầ*y cô%và giả:ng viê%n hướ ng dẫ@n về*nhiề*u phí a, nhấ8t l thờ i gian thự c hiệ% n bá o cá o đồ*á n mô%n họ c, nê%n bá o cá o đã"đượ c hoà n nh đú ng thờ i gian quy đị nh tô%i xin châ%n nh cá m ơn đế8n: ĐặC c biệ% t, TS Nguyễ@n Hữ"u Châ%n Thà nh – giả:ng viê%n hướ ng dẫ@n, đã"nhiệ% t tì nh giú p đỡ", cho em nhữ"ng lờ i y quý bá u giú p tô%i thự c hiệ% n Tiể4u luậ% n tố8t nghiệ% p Tuy nhiê%n thờ i gian m bá o cá o có hạ n nê%n bà i bá o cá o củ:a em khô%ng thể4khô%ng mắGc phả:i nhữ"ng sai só t, tơ%i rấ8t mong nhậ% n đượ c gó p ý củ:a cá c thầ*y cơ% Em xin châ%n nh cá m ơn! Nguyễn Trường Đăng MỤC LỤC Contents LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM LIÊN QUAN CỦA PROJECT Arduino UNO R3 2 Cảm biến độ ẩm đất Kết nối cảm biến độ ẩm vào Arduino PWM .6 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG Mô LabVIEW Block Diagram Front Panel CHƯƠNG 3: Mô – Vận hành .11 I Sơ đồ khối 11 II Lưu đồ thuật toán 11 III Nguyên lý hoạt động 12 Bộ vi xử lý gửi tín hiệu bơm để bơm nước vào 12 IV Thi công mạch 12 Mô LabVIEW 12 Kiểm tra .14 I Kết luận 15 CHƯƠNG 4: TỔNG KẾT 15 Kêt project: 15 Ưu điểm: 15 Nhược điểm: 15 II Kiến nghị .15 Hướng phát triển đề tài: .15 TÀI LIỆU THAM KHẢO 16 Tài liệu tham khảo từ Internet: 16 LỜI NÓI ĐẦU Việ% t Nam mộ% t nướ c trê%n đườ ng hiệ% nđạ i hó a, cơ%ng nghiệ% p hó a Và lĩ"nh vự c đầ*u mở:đườ ng chí nh lĩ"nh vự c kĩ"thuậ% t i chung nghà nh điệ% n tử: i riê%ng Trong giai đoạ n phá t triể4n hiệ% n nà y cơ%ng nghệ% ề*u ể4n tự đ ộ % ng mộ% t nhữ"ng yế8u tố8hà ng đầ*u đượ c quan tâ%m phá t triể4n bở:i cá c cô%ng ty cá nhâ%n Điề*u khiể4n từ xa có thể4giú p yê%n tâ %m ổ4n đị nh, tăCng năCng suấ8t chấ8t lượ ng m việ% c Là m cho cuộ% c số8ng hằ=ng ngà y củ:a ng ta trở:nê%n tiệ% n nghi an n h ơn Vì thế8, tơ%i chọ n đề*tà i “ ” ứ ng dụ ng đơnĐiềugiả:nkhiểnnhưngmáymangbơmlạ i hiể4utựđộngquả:caobằngchocảmviệ% cbiếnđiề*uđộkhiể4nẩm thiế8tđất bị tự độ% ng CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM LIÊN QUAN CỦA PROJECT Arduino UNO R3 Thông số kỹ thuật Thông số kỹ thuật Arduino Uno R3 tiêu chuẩn, biến thể gần có thơng số tương đương Arduino Uno xây dựng với phần nhân vi điều khiển ATmega328P, sử dụng thạch anh có chu kì dao động 16 MHz Với vi điều khiển này, tổng cộng có 14 pin (ngõ) / vào đánh số từ tới 13 (trong có pin PWM, đánh dấu ~ trước mã số pin) Song song đó, có thêm pin nhận tín hiệu analog đánh kí hiệu từ A0 A5, pin sử dụng pin / vào bình thường (như pin - 13) Ở pin đề cập, pin 13 pin đặc biệt nối trực tiếp với LED trạng thái board Trên board cịn có nút reset, ngõ kết nối với máy tính qua cổng USB ngõ cấp nguồn sử dụng jack 2.1mm lấy lượng trực tiếp từ AC-DC adapter hay thông qua ắc-quy nguồn Khi làm việc với Arduino board, số thuật ngữ sau cần lưu ý: Flash Memory: nhớ ghi được, liệu khơng bị tắt điện Về vai trị, hình dung nhớ ổ cứng để chứa liệu board Chương trình viết cho Arduino lưu Kích thước vùng nhớ dựa vào vi điều khiển sử dụng, ví dụ ATmega8 có 8KB flash memory Loại nhớ chịu khoảng 10.000 lần ghi / xố RAM: tương tự RAM máy tính, liệu ngắt điện, bù lại tốc độ đọc ghi xố nhanh Kích thước nhỏ Flash Memory nhiều lần EEPROM: dạng nhớ tương tự Flash Memory có chu kì ghi / xố cao - khoảng 100.000 lần có kích thước nhỏ Để đọc / ghi liệu dùng thư viện EEPROM Arduino Ngoài ra, Arduino board cung cấp cho pin khác pin cấp nguồn 3.3V, pin cấp nguồn 5V, pin GND, Lưu ý o o Nối trực tiếp dòng 5V vào GND Nối pin OUT vào GND Nối nguồn lớn 5V vào PIN I/O : Theo tài liệu nhà sản xuất, với vi điều khiển ATmega328P - 5V ngưỡng lớn mà vi điều khiển chịu Nếu pin bị cấp điện áp vượt 5V làm hỏng vi điều khiển o Tổng cường độ dòng điện I/O pin vượt ngưỡng: Dựa theo datasheet vi điều khiển ATmega328P, tổng cường độ dòng điện cấp cho I/O pin tối đa 200mA Vì vậy, trường hợp ép Arduino cấp nguồn cho 10 đèn LED (mỗi đèn thông thường cần 20mA) hay dùng trực tiếp chân I/O cấp nguồn cho động gây tổn hại đến vi điều khiển o Cảm biến độ ẩm đất Cả:m biế8n đo độ% ẩ4mHìnhđấ8thay1:Cảmcị nbiếnđượ cđộgọ iẩm đấtmá y đo độ% ẩ4m đấ8t Nó chủ:yế8u đượ c sử:dụ ng để4đo hà m lượ ng thể4tí ch nướ c củ:a đấ8t, theo dõ"i độ % ẩ4m củ:a đấ8t, tướ i tiê%u nô%ng nghiệ% p bả:o vệ% lâ%m nghi ệ % p 4 Phù hợ p vớ i nhiề*u ứ ng dụ ng: Đo nhiệ% t độ% đấ8t, đo độ% ẩ4m đấ8t Nhà kí nh Đo dữ"liệ% u độ% ẩ4m đấ8t, nhiệ% t độ% đấ8t giú p nhà nô%ng giá m sá t chấ8t lượ ng vườ n câ%y trồ*ng Tí ch hợ p cá c hệ% thố8ng tướ i thô%ng minh Cá c ứ ng dụ ng phù hợ p giá m sá t đo độ% ẩ4m đấ8t, nhi ệ% t độ% đấ8t cầ*n độ% chí nh xá c cao, ổ4n đị nh tiệ% n lợ i , trạ ng thá i đầ*u mứ c thấ8p (0V), đấ8t thiế8u nướ c đầ*uCảmrabiếnsẽ"là độmứ cẩm caođất (5V), độ% nhạ y cao ng ta có thể4điề*u chỉ:nh đượ c bằ=ng biế8n trở: Phầ*n đầ*u đo đượ c c ắGm o đ ấ8t để4phá t hiệ% n độ% ẩ4m củ:a đấ8t, độ% ầ*m củ:a đấ8t đạ t ngưỡ"ng thiế8t l ậ % p, đầ*u DO sẽ"chuyể4n trạ ng thá i từ mứ c thấ8p lê%n m ứ c cao Nh th ế8, cá c bạ n có thể4sử: dụ ng Analog hoặC c Digital c ủ:a Arduino đ ể4đ ọ c giá tr ị t c ả:m biế8n Cả:mKếtnốibiế8n: độ% ẩ4m đấ8t có châ%n : Vcc, GND, ngõ"ra D0 ( cho giá trị trả:về* mứ c logic 1) A0 (giú p b n có th ể4đ ọ c đ ượ c chí nh xá c độ% ẩ4m củ:a đấ8t ) Có th ể4dù ng châ%n nà y Ở đâ%y đọ c giá trị củ:a cả:2 châ%n ( để4 cá c bạ n hiể4u chí nh ) Cả:m biế8n độ% ẩ4m đấ8t Sơ đồ chân VCC GND D0(Đầ*u Digital ) A0( Đầ*u Analog) Hình 2: Sơ đồ chân Kết nối cảm biến độ ẩm vào Arduino Hình 3: Cách kêt nối PWM Dual Mos (AOD4184A) hoạt động song song, trở kháng ngõ vào thấp, công suất lớn (có thể lên đến 15A / 400W), thích hợp cho việc sử dụng hầu hết thiết bị Điện áp rộng, hỗ trợ tốt PWM, dễ dàng điều khiển thiết bị công suất lớnThô%ng số8kỹ"thuậ% t: Điện áp hoạt động: DC ~ 36V Tín hiệu điều khiển: digital (DC 3.3V-20V), lấy từ ngõ IO Vi Điều Khiển, PLC tín hiệu PWM (hỗ trợ tốt tần số ~ 20KHz) Khả ngõ ra: DC 5V ~ 36V / 15A / 400W, điều kiện tản nhiệt tốt lên đến 30A Ứng dụng: ngõ điều khiển đóng/mở thiết bị cơng suất DC motor, đèn, LED, máy bơm, van điện từ (solenoid valve) hay dùng PWM để điều khiển tốc độ động cơ, độ sáng đèn (dimmer) Hình : Sơ đồ chân Module PWM CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG Mơ LabVIEW Block Diagram Hình 5: Block Diagram Front Panel Hình 6: Front Panel - đè n sẽ"sá ng bơm hoạ t độ% ngTrạng thái bơm : đèn tắt bơm ngừng , - Độ ẩm:Hiển thị giá trị độ ẩm đo Hình7:Trạngtháibơm Hình 8: Hiển thị giá trị cảm biến đo đc - Tốc độ bơm : Hiển thị giá trị tốc độ bơm Hình : Tốc độ bơm 10 CHƯƠNG 3: Mô – Vận hành I Sơ đồ khối Hình 9: Sơ đồ khối Lưu đồ thuật tốn AI Hình 10: Lưu đồ thuật tốn 11 BI Nguyên lý hoạt động Cảm biến đo độ ẩm đất từ xác định giá trị độ ẩm , sau gửi thơng tin vi xử lý Bộ vi xử lý tính toán phần trăm độ ẩm nhận cảm biến , sau so sanh kêt xem thử giá trị độ ẩm thuộc trường hợp để điều chỉnh máy bơm Bộ vi xử lý gửi tín hiệu bơm để bơm nước vào IV Thi công mạch Mơ LabVIEW Hình 11: Block Diagram 12 Hình 12: Front Panel 13 Kiểm tra Độ ẩm Khoảng 10% Khoảng 50% Khoảng 80% Cắm cảm biến hết mức vào 14 CHƯƠNG 4: TỔNG KẾT I Kết luận Mạ ch1.Kêthoạ tquảđộ% ngproject:ổ4nđị nh -2 ƯuMạ chđiểm:đơn giả:n, gia nh rẻ: - Dễ@thi cơ%ng sử:a chữ"a - Có cá c tố8c độ% bơm c -3 NhượcCả:mbiế8nđiểm:đô%i lú c hoạ t độ% ng khô%ng đung - Mạ ch vẫ@n cò n kha đơn giả:n cầ*n phả:i tố8i ưu thê%m II Kiến nghị -HướngPhá t pháttriể4n triểnhệ% thố8ngcủa cả:nhđềtài:bá o độ% ẩ4m qua khô%hoặC c ẩ4m - Phá t triể4n thê%m về*server cloud dữ"liệ% u 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo từ Internet: Mô điều khiển động arduino labview – YouTube/ https://www.youtube.com/watch? v=pFdVbkRVzwc&t=186s 16 ... TẢI HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BÁO CÁO MÔN HỌC TÊN ĐỀ TÀI: ? ?Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất? ?? Thành phố Hồ Chí Minh – 06/2022 NHIỆM VỤ BÁO CÁO MÔN HỌC HỌ VÀ TÊN:... Thông Tên đề tài tiểu luận tốt nghiệp: Điều khiển máy bơm tự động cảm biến độ ẩm đất Nhiệm vụ tiểu luận tốt nghiệp: Thực yêu cầu cần thiết trình thực làm đề tài. Bên cạnh hồn thành báo cáo để tài. .. tồ n h ơn Vì thế8, tơ%i chọ n đề* tà i “ ” ứ ng dụ ng đơnĐiềugiả:nkhiểnnhưngmáymangbơmlạ i hiể4utựđộngquả:caobằngchocảmviệ% cbiếnđiề*uđộkhiể4nẩm thiế8tđất bị tự độ% ng CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM LIÊN