Thiết kế, mô phỏng hệ thống tưới cây tự động dùng vi điều khiển pic16f887

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG KHOA: KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ - NGUYỄN ANH MINH THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F887 ĐỒÁN1 Ngành: CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ Phú Thọ, 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG KHOA: KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ - NGUYỄN ANH MINH THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F887 ĐỒÁN1 Ngành: CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ NGƯỜI HƯỚNG DẪN: ThS Nguyễn Văn Quyết Phú Thọ, 2023 MỤC LỤC PHẦN I: PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.2.1 Đối tượng nghiên cứu 1.2.2 Phạm vi nghiên cứu PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Khái niệm hệ thống tự động 1.1.2 Vai trò tự động hóa q trình sản xuất 1.1.3 Ứng dụng tự động hóa tưới tiêu cho trồng 1.1.4 Các nghiên cứu nước 1.1.5 Các nghiên cứu nước 1.1.6 Các vấn đề cần nghiên cứu bổ sung 1.2 Yêu cầu toán thiết kế 1.2.1 Mô tả hoạt động hệ thống 1.2.2 Nguyên lí hoạt động 1.3 Thiết kế sơ đồ khối 1.4 Lựa chọn thiết bị 1.4.1 Vi điều khiển PIC16F887 a Chức chân port A 11 b Chức chân port B 12 c Chức chân port C 13 d Chức chân port D 14 e Chức chân port E 15 f Chức chân phân chia theo nhóm chức .16 1.4.2 Relay 5VDC 18 1.4.3 Cảm biến độ ẩm đất 20 1.4.4 Màn LCD hiển thị 21 CHƯƠNG 2: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 2.1 Giới thiệu phần mềm dùng mô 22 2.1.1 Lịch sử hình thành, phát triển phạm vi ứng dụng phần mềm Proteus 22 2.1.2 Các chức phần mềm Proteus 24 a Các ưu điểm 24 b Khả ứng dụng 25 c Nhược điểm: 25 2.2 Kết vẽ mô 26 2.2.1 Chương trình nạp cho vi điều khiển 26 2.2.2 Kết mô 34 a Hệ thống tự động hoạt động 34 b Hệ thống tự động dừng 35 PHẦN III: KẾT LUẬN DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Hình ảnh hệ thống tưới tự động dùng cho trồng Hình Sơ đồ khối hệ thống tưới tự động dùng PIC 16F887 Hình Cấu trúc bên vi điều khiển Hình Hình ảnh thực tế PIC16F887 10 Hình Sơ đồ chân vi điều khiển pic16F887 10 Hình Relay VDC 18 Hình Sơ đồ chân Relay VDC 19 Hình Cảm biến độ ẩm đất 20 Hình Màn hình LCD 16x2 21 Hình 10 Hình dạng phần mềm protues 23 Hình 11 Động bơm hoạt động, đèn báo sáng độ ẩm mức độ cài đặt 64% 34 Hình 12 Động bơm khơng hoạt động, đèn không báo sáng độ ẩm mức cài đặt 64% 35 PHẦN I: PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Trong xã hội đại, phát triển ngành ngành điện tử yêu cầu thiếu để thúc đẩy kinh tế phát triển góp phần nâng cao đời sống xã hội Ngày nay, giới, điện tử không ngừng phát triển với tốc độ cao thâm nhập ngày sâu vào tất lĩnh vực đời sống xã hội Cùng với phát triển vũ bão đó, ngành điện tử Việt Nam nỗ lực đường tìm chỗ đứng cho Từ công nghệ chế tạo loại vi mạch lập trình phát triển đem đến kĩ thuật điều khiển đại có nhiều ưu điểm so với việc lắp ráp linh kiện rời như: kích thước nhỏ, giá thành hạ, làm việc tin cậy, công suất tiêu thụ nhỏ Ngày nay, lĩnh vực điều khiển ứng dụng nhiều thiết bị, sản phẩm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày làm cho đời sống ngày đại tiện nghi hơn… Với mục tiêu nêu xuất phát từ yêu cầu thực tế, trọng tâm đề tài sâu nghiên cứu “Thiết kế hệ thống tưới tự động ” Với mong muốn đưa hệ thống vào úng dụng sống hàng ngày 1.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.2.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đồ án mơn học nói riêng mơn học chun nghành Điện tử nói chung sinh viên theo học, tìm hiểu nghiên cứu lĩnh vực Điện tử, đồng thời tất người u thích chun nghành Điện tử, môn học làm tảng, trang bị kiến thức cho người học để tự tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu học tập cho môn học tiếp theo, đồng thời củng cố kiến thức môn học học thời gian theo học trường 1.2.2 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu: Thiết kế mô hệ thống tưới tự động dùng PIC16F887 PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG DÙNG PIC 16F887 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Khái niệm hệ thống tự động Hệ thống điều khiển tự động hệ thống bao gồm phần tử tự động nhằm điều khiển trình xảy thiên nhiên, sống mà khơng có tham gia trực tiếp người Hệ thống điều khiển tự động: tập hợp thành phần vật lý có mối liên quan tác động qua lại lẫn để huy, tự hiệu chỉnh điều khiển hệ thống khác Hệ thống điều khiển tự động xuất ngày phổ biến - Hệ thống điều hồ khơng khí - Hệ thống điều chỉnh độ ẩm - Hệ thống tự động báo cháy v.v Trong môi trường sản xuất: - Các máy tự động - Các đường dây sản xuất, lắp ráp tự động - Các máy điều khiển theo chương trình, Máy tính, Robot v.v 1.1.2 Vai trị tự động hóa q trình sản xuất Lịch sử hồn thiện công cụ, phương tiện sản xuất phát triển sở giới hóa điện khí hóa Khi có đột phá lĩnh vực cơng nghệ vật liệu điện tử tin học cơng nghệ tự động có hội phát triển mạnh mẽ, đem lại mn vàn lợi ích thiết thực cho xã hội Đó mấu chốt suất, chất lượng, giá thành Trong thực tiễn áp dụng tự động hóa vào sản xuất mang lại hiệu không nhỏ cho phép giảm giá thành nâng cao suất lao động, cải thiện điều kiện sản xuất, đáp ứng cường độ cao sản xuất đại, thực chun mơn hóa hốn đổi sản xuất Từ tăng khả cạnh tranh, đáp ứng yêu cầu sản xuất Trong tương lai gần tự động hóa đóng vai trị vơ quan trọng khơng thể thiếu, khơng ứng dụng sản xuất mà cịn ứng dụng phục vụ đời sống người Trong sản xuất thay người cơng việc bắp nặng nhọc, công việc nguy hiểm, độc hại,công việc tinh vi đại, đời sống người công nghệ ứng dụng phục vụ nhu cầu sống Nó phương tiện khơng thể thiếu đời sống 1.1.3 Ứng dụng tự động hóa tưới tiêu cho trồng Cơng trường thực vật địa sản xuất nông nghiệp đại hóa Tồn q trình điều khiển tự động để giảm bớt sức người, nâng cao sản lượng… Mặc dù tự động hóa ứng dụng từ lâu cho việc tưới tiêu, song phát triển số nước phát triển, nước chậm phát triển nông nghiệp chiếm tỉ lệ lớn việc ứng dụng tự động hóa cho việc tưới cịn chậm Hiện nay, trợ giúp nước nước phát triển đưa dần tự động hóa vào đời sống sản xuất, đặc biệt nước đơng nam có Việt Nam Hình Hình ảnh hệ thống tưới tự động dùng cho trồng 1.1.4 Các nghiên cứu nước ngồi Ở nước ngồi có nhiều nghiên cứu ứng dụng hệ thống tưới tự động: Đầu năm 80, Liên Xô ( cũ ) chế tạo loại máy tự động ứng dụng nơng nghiệp Khi làm việc loại máy quan sát độ ẩm thổ nhưỡng, nhiệt độ khơng khí, sức gió… Nó xác định phương pháp tưới tiến hành tưới cho trồng, nhờ loại máy làm mưa nhân tạo khác Hãng robot Droplet giới thiệu robot tưới tích hợp cơng nghệ tự động nhất, điện tốn đám mây số dịch vụ kết nối khác cho phép Droplet có khả tự động ngắm hướng vịi phun, lượng nước tần suất tưới để tự động tưới nước cho theo lịch trình tự tính tốn dựa phân tích liệu đầu vào Chỉ cần vài thao tác lập trình, cung cấp cho hệ thống nguồn nước đầu vào dẫn đầu tưới đến vị trí cần tưới hồn tất việc lắp đặt hệ thống tưới tự động theo công nghệ tưới tiên tiến