Báo cáo đồ án môn học đề tài hệ thống vườn rau tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO ĐỒ ÁN Môn học: Đề tài: HỆ THỐNG VƯỜN RAU TỰ ĐỘNG GVHD: ThS Nguyễn Duy Thảo HVTH: Nguyễn Tấn Tính MSSV: 19161301 Tp Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 01 năm 2023 Lời cảm ơn Trên thực tế thành cơng mà khơng gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp Chính em cảm thấy biết ơn suốt thời gian học tập em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ q Thầy Cơ, gia đình bạn bè Em xin chân thành cảm ơn thầy Ths Nguyễn Duy Thảo tận tâm hướng dẫn em hoàn thành đồ án mơn học Nếu khơng có lời hướng dẫn, dạy bảo thầy em nghĩ đồ án mơn học em khó hoàn thiện Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy Sau cùng, em xin kính chúc thầy ln dồi sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh cao đẹp truyền đạt kiến thức cho hệ mai sau Trân trọng Nhận xét LỜI CAM ĐOAN Đề tài tự thực dựa vào số tài liệu không chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Nếu có chép tơi hồn tồn chịu trách nhiệm MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN Chương 1: GIỚI THIỆU YÊU CẦU – GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.2 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI Chương 2: THIẾT KẾ (HOẶC KHẢO SÁT SƠ ĐỒ KHỐI) 2.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI (HOẶC KHẢO SÁT SƠ ĐỒ KHỐI) 2.1.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 2.1.2 LƯU ĐỒ VÀ CHƯƠNG TRÌNH (NẾU DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN VÀ PHẢI VIẾT THEO ĐÚNG CHUẨN) 10 Chương 3: THI CÔNG MẠCH .13 3.1 VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 13 3.2 MÔ HÌNH THỰC TẾ 14 3.3 GIA CÔNG MẠCH VÀ LẮP RÁP KIỂM TRA MẠCH .14 Chương 4: KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KẾT LUẬN 15 4.1 KẾT QUẢ THỰC HIỆN 15 4.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 15 TÀI LỆU THAM KHẢO .17 PHỤ LỤC 18 P1 DATASHEET 18 Đồ án môn học – HỆ THỐNG VƯỜN RAU TỰ ĐỘNG Chương 1: GIỚI THIỆU YÊU CẦU – GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Ngày nay, nhu cầu thực phẩm người ngày lớn, việc ứng dụng công nghệ tự động vào sản xuất nông nghiệp cụ thể trồng trọt cần thiết để nâng cao suất làm việc sản lượng thu hoạch; xu hướng phát triển công nghiệp xã hội đại Hiện nay, nhu cầu sử dụng hệ thống tự động lớn không phổ biến nông trại lớn hàng nghìn hay mơ hình trồng rau nhà kính mà cịn xuất rộng rãi mơ hình vườn rau gia đình thành thị, hay xuất năm gần mơ trang trại tự động cơng nghệ cao trồng rau thuỷ canh kết hợp ánh sáng nhân tạo đánh giá cao Từ ta thấy vai trị của công nghệ tự động ngày trở nên quan trọng đời sống Tuy nhiên khơng hồn hảo, chúng nhiều hạn chế giới hạn cần cải thiện phát triển Cùng với bùng nổ thơng tin đời nhiều Module LCD, Module thời gian thực, bo điều khiển Arduino, Raspberry giúp cho việc thiết kế hệ thống tự động hướng tới thông minh ứng dụng sống ngày trở nên dễ dàng Từ khảo sát trên, với kiến thức trang bị, nhóm làm đề tài kiến nghị thực việc thiết kết thi công hệ thống tự động điều khiển vào vườn rau Đồ án xin phép trình bày bước xây dựng hệ thống tưới cho vườn rau 1.2 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI Hệ thống cập nhật hiển thị độ ẩm đất Dựa vào thông số độ ẩm đất để điều khiển máy bơm làm trì độ ẩm đất khoảng cài đặt Nguyễn Tấn Tính Đồ án mơn học – HỆ THỐNG VƯỜN RAU TỰ ĐỘNG Chương 2: THIẾT KẾ (HOẶC KHẢO SÁT SƠ ĐỒ KHỐI) 2.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI (HOẶC KHẢO SÁT SƠ ĐỒ KHỐI) Theo yêu cầu đề tài nhóm tiến hành thiết kế sơ đồ khối mạch đếm sản phẩm hình 2-1: Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống bơm tự động Chức khối:  Khối nguồn: có chức cấp nguồn cho toàn hệ thống để hoạt động  Khối cảm biến: có chức cập nhật độ ẩm đất đưa đến khối xử lý trung tâm Nguyễn Tấn Tính Recommandé pour toi Suite du document ci-dessous Chapter Management Fourteenth Edition Managing the External Environment and the Organization’s Culture… international Business Management 33 Ajzen The theory of planned behavior OB and Human decision process Institute of Geography, Vietnamese Academy of Science and Technology 10 100% (1) 100% (3) Chapter 19 - Lecture notes Institute of Geography, Vietnamese Academy of Science and Technology 100% (1) Lab - Wireshark Intro v7 Introduction to Computer Science 100% (2) Đồ án môn học – HỆ THỐNG VƯỜN RAU TỰ ĐỘNG  Khối động cơ: có chức nhận tín hiệu điều khiển từ khối điều khiển trung tâm để tắt mở máy bơm  Khối hiển thị: có chức hiển thị thơng số độ ẩm đất liên tục từ cảm biến  Khối điều khiển trung tâm: có chức nhận thơng tin từ khối cảm biến để 2.1.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ a KHỐI HIỂN THỊ: Khối hiển sử dụng hình LCD, cấu tạo nên tế bào (các điểm ảnh) chứa tinh thể lỏng với khả thay đổi tính phân cực ánh sáng thay đổIc cường độ ánh sáng truyền qua kết hợp với loại kính lọc phân cực Hình: lcd có kết nối i2c Màn hình LCD 16X2 kèm I2C xanh dương chữ trắng sử dụng driver HD44780 có khả hiển thị dòng với dòng 20 ký tự Màu xanh dương chữ bên màu trắng hiển thị rõ nét Nguyễn Tấn Tính Đồ án môn học – HỆ THỐNG VƯỜN RAU TỰ ĐỘNG Module I2C dùng để giao tiếp arduino LCD, giúp tiết kiệm chân kết nối, từ 16 chân chân kết nối Hình 2-1 Sơ đồ kết nối lcd với module I2C b KHỐI NGUỒN: - Khối bao gồm nguồn cung cấp cho toàn hệ thống - Sử dụng nguồn điện chiều - Sử dụng nguồn phù hợp với Arduino, - Đủ dòng đủ áp để arduino cung cấp cho thiết bị ngoại vi khác c - Sử dụng hiệu tiết kiệm lượng - Thiết kế đơn gian, không phức tạp KHỐI CẢM BIẾN: Khi module cảm biến độ ẩm phát hiện, có thay đổi điện áp đầu vào ic LM393 Ic nhận biết có thay đổi đưa tín hiệu 0V để báo hiệu thay đổi tính tốn để đọc độ ẩm đất Nguyễn Tấn Tính Đồ án mơn học – HỆ THỐNG VƯỜN RAU TỰ ĐỘNG Hình: Cảm biến độ ẩm đất  Điện áp làm việc 3.3V ~ 5V  Khi độ ẩm đất vượt giá trị thiết lập, ngõ module D0 mức giá trị 0V  Ngõ D0 kết nối trực tiếp với vi điều khiển (Arduino, PIC, AVR, STM), để phát cao thấp, để phát độ ẩm đất  Đầu Analog AO kết nối với chuyển đổi ADC nhận giá trị xác độ ẩm đất d KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM: e SƠ ĐỒ NGUN LÝ CHO TỒN MẠCH Nguyễn Tấn Tính Đồ án môn học – HỆ THỐNG VƯỜN RAU TỰ ĐỘNG 2.1.2 LƯU ĐỒ VÀ CHƯƠNG TRÌNH (NẾU DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN VÀ PHẢI VIẾT THEO ĐÚNG CHUẨN) Nguyễn Tấn Tính Đồ án mơn học – HỆ THỐNG VƯỜN RAU TỰ ĐỘNG a CHƯƠNG TRÌNH Nguyễn Tấn Tính 10 Đồ án môn học – HỆ THỐNG VƯỜN RAU TỰ ĐỘNG b GIẢI THÍCH CÁC LỆNH SỬ DỤNG TRONG CHƯƠNG TRÌNH Nguyễn Tấn Tính 11 Đồ án mơn học – HỆ THỐNG VƯỜN RAU TỰ ĐỘNG Chương 3: THI CÔNG MẠCH 3.1 VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ Giới thiệu phần mềm vẽ, cách vẽ, cách kiểm tra lỗi, … Lập danh sách linh kiện: Nguyễn Tấn Tính 12 Đồ án môn học – HỆ THỐNG VƯỜN RAU TỰ ĐỘNG 3.2 MƠ HÌNH THỰC TẾ 3.3 GIA CÔNG MẠCH VÀ LẮP RÁP KIỂM TRA MẠCH Danh sách linh kiện cho mạch, lắp ráp, kiểm tra Các lỗi xảy ra, cách hiệu chỉnh, thông cần đo, kiểm tra q trình thi cơng Phương trình sử dụng để tính tốn điện áp Led sau: (3.1) Nguyễn Tấn Tính 13 Đồ án mơn học – HỆ THỐNG VƯỜN RAU TỰ ĐỘNG Chương 4: KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KẾT LUẬN 4.1 KẾT QUẢ THỰC HIỆN Sau thực để tài cá nhân hoành thành nội dung sau: Về kỹ năng:  Có thêm kinh nghiệm việc lâp kế hoạch thiết kế thi cơng hồn thiện  Sản phẩm  Có hội vận dụng rèn luyện kiến thức học để tạo  Những sản phẩm cơng nghệ có ích cho sống  Phát triển thêm kỹ giải vấn đề Về kiến thức:  Có thêm kiến thức, hiểu biết vi điều khiển Arduino  Biết cách giao tiếp Arduino với thiết bị ngoại vi đặc biệt cảm biến động  Mở rộng kiến thức lập trình phần mềm Ảduino IDE Về sản phẩm:  Sản phẩm hoạt động theo yêu cầu đặt nhiên chưa ổn định chưa hoạt động thật tốt Hạn chế chưa khắc phục:  Thiết kế chưa thẩm mỹ  Chưa tối ưu kỹ thuật lập trình  Động chưa ổn định đơi bơm nước yếu bình thường ảnh hưởng đến chức hệ thống 4.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN  Ứng dụng kết nối wifi với modun khác để xây dựng khu vườn thông minh  Mở rộng thêm modun cảm biến tích hợp vào hệ thống Nguyễn Tấn Tính 14 Đồ án mơn học – HỆ THỐNG VƯỜN RAU TỰ ĐỘNG  Xây dựng web, database để kiểm soát liệu điều khiển từ xa Nguyễn Tấn Tính 15 Đồ án mơn học – HỆ THỐNG VƯỜN RAU TỰ ĐỘNG TÀI LỆU THAM KHẢO [1] Tên tác giả, “tên tài liệu”, tên nhà xuất bản, năm [2] Nguyen Dinh Phu, Nguyen Truong Duy, “Giáo Trình: Kỹ Thuật Số”, Xuất ĐH Quốc Gia, Tp.HCM, 2013 Nguyễn Tấn Tính 16 Đồ án môn học – HỆ THỐNG VƯỜN RAU TỰ ĐỘNG PHỤ LỤC P1 DATASHEET Kèm theo datasheet IC hay tài liệu phổ biến khác Nguyễn Tấn Tính 17