(Tiểu luận) đề tài thiết kế chế tạo mô hình hệ thống tưới rau thông minh

LÊ MINH VƯƠNG– PHẠM NGÔ TUẤN VŨ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG TƯỚI RAU THƠNG MINH ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG TƯỚI RAU THÔNG MINH Người hướng dẫn : Th.S Phạm Duy Dưởng Sinh viên thực : Lê Minh Vương : Phạm Ngô Tuấn Vũ Mã sinh viên : 1811505520263 : 1811505520164 Lớp : 18TDH2 : 18TDH1 2022 Đà Nẵng, 6/2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG TƯỚI RAU THƠNG MINH Người hướng dẫn : Th.S Phạm Duy Dưởng Sinh viên thực : Lê Minh Vương : Phạm Ngô Tuấn Vũ : 1811505520263 Mã sinh viên : 1811505520164 : 18TDH2 Lớp : 18TDH1 Đà Nẵng, 6/2022 NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế chế tạo mơ hình hệ thống tưới rau thông minh Sinh viên thực hiện: Lê Minh Vương : Phạm Ngô Tuấn Vũ Mã SV: 1811505520263 : 1811505520164 - Lớp: 18TDH2 Lớp: 18TDH1 Phần lý thuyết: Tổng quan đề tài, sở lý luận ứng dụng đề tài thực tế Giới thiệu khí cụ điện, arduino, mơ-đun điện tử kết hợp sử dụng để tạo thành hệ thống hoàn chỉnh điều khiển máy bơm - Phần thiết kế: Sau tìm hiểu chức ứng dụng khí cụ điện, arduino mơ-đun điện tử thiết kế để kết nối chúng lại với tạo nên hệ thống hồn chỉnh có liên kết với mặt liệu để tiến hành điều khiển máy bơm Từ dựa vào bảng thiết kế để tiến hành lắp ráp mạch thực tế LỜI NÓI ĐẦU Ngày với phát triển mạnh mẽ ngành khoa học kỹ thuật, công nghệ kỹ thuật điện mà kỹ thuật tự động điều khiển đóng vai trị quan trọng lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, cơng nghiệp cung cấp thơng tin… Do sinh viên chun ngành điện, cần biết nắm bắt vận dụng cách có hiệu nhằm góp phần vào phát triển khoa học kỹ thuật giới nói chung phát triển kỹ thuật tự động nói riêng Bên cạnh cịn phát triển kinh tế nước nhà Hiện nay, mạng điện thoại di động ngày phát triển ứng dụng rộng rãi thực tế, đặc biệt lĩnh vực tự động, việc điều khiển giám sát trạng thái thiết bị hệ thống tưới tiêu qua mạng điện thoại di động giải pháp vơ hữu ích Đặc biệt phát triển công nghệ 4G Smart Phone, đưa ứng dụng tích hợp chúng Với giải pháp người tiến gần cơng nghệ đại qua sống người ngày văn minh Với lí nêu nên chúng em thực đồ án “Thiết kế chế tạo mơ hình hệ thống tưới rau thông minh” mong muốn qua đề tài bọn em cho người thấy công dụng mạng điện thoại di động lĩnh vực điều khiển tự động thực tiễn sống Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, bọn em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Khoa Điện, trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đà Nẵng tận tình truyện đạt kiến thức giúp đỡ bọn em trình học tập trường Đặc biệt, bọn em xin ghi nhớ nhiệt tình thầy Phạm Duy Dưởng, người trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ bọn em hoàn thành đồ án Và q trình thực đồ án nhóm chúng em sử dụng nguồn tài liệu khác nguồn [1], [3], [5] Do thời gian kiến thức cịn hạn chế nên khơng thể tránh khởi thiếu sót q trình thực đề tài Rất mong nhận góp ý, đánh giá quý báu quý thầy cô i CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án cơng trình chúng em tự nghiên cứu thực hưởng dẫn thầy Phạm Duy Dưởng Các liệu, hình ảnh kết hồn thành trình bày đồ án hồn tồn có thật, tn thủ ngun tắc trình bày đồ án tốt nghiệp, hồn tồn khơng chép đồ án trước Nếu có gian lận mơn đồ án tốt nghiệp, nhóm em chịu hồn tồn trách nhiệm Sinh viên thực ii MỤC LỤC Nhận xét người hướng dẫn Nhận xét người phản biện Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án Lời nói đầu i Lời cam đoan ii Mục lục .iii Danh sách bảng, hình vẽ v Danh sách ký hiệu, chữ viết tắt vi Trang MỞ ĐẦU Chương 1: 1.1 TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG VƯỜN RAU THÔNG MINH .3 Tổng quát hệ thống vườn rau thông minh 1.1.1 Giới thiệu hệ thống tưới rau thông minh 1.1.2 Một số hệ thống tưới rau chọn hệ thống tối ưu 1.1.3 Mục tiêu đề tài 1.1.4 So sánh lựa chọn hệ thống Chương 2: 2.1 TỔNG QUAN VỀ ARDUINO VÀ GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG Tổng quan Arduino 2.1.1 Giới thiệu Arduino 2.1.2 Một số board Arduino 2.1.3 Board Arduino Uno R3 2.1.4 Phần mềm lập trình cho Arduino 10 2.2 Giới thiệu phần cứng 11 2.2.1 Giới thiệu Mô-đun Sim800L 11 2.2.2 Mô-đun LM2596 13 2.2.3 Mô-đun Rơ-le 14 2.2.4 Cảm biến mưa 15 2.2.5 Cảm biến nhiệt độ DS18B20 16 2.2.6 Cảm biến độ ẩm 17 2.2.7 LCD 16x2 19 2.2.8 Contactor 21 2.2.9 Aptomat 24 iii 2.2.10 Cơng tắc xoay ba vị trí 26 2.2.11 Adapter chuyển đổi nguồn 220V thành 12V 28 2.2.12 Đèn báo tín hiệu 29 2.2.13 Máy bơm chìm 30 Chương 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH 31 3.1 Sơ đồ khối hệ thống 31 3.2 Thiết kế khối hệ thống 31 3.3 Các phần hệ thống 36 3.3.1 Mạch in 36 3.3.2 Phần mạch điều khiển 37 3.3.3 Phần mạch động lực 38 3.3.4 Mạch hoàn chỉnh 38 3.4 Hình ảnh sản phẩm thực tế 39 3.4.1 Mạch điều khiển 39 3.4.2 Mạch động lực 40 3.4.3 Mạch tổng quát 41 3.4.4 Mơ hình thực tế 41 Chương 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 42 4.1 Quy trình cơng nghệ 42 4.2 Lưu đồ thuật toán 42 4.3 Chương trình điều khiển 44 4.3.1 Các chương trình 44 4.3.2 Chương trình 48 4.3.3 Chương trình tổng quát 51 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 iv DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ HÌNH 1.1 Hệ thống tưới nhỏ giọt .3 HÌNH 1.2 Hệ thống tưới phun mưa HÌNH 1.3 Hệ thống tưới phun tia .5 HÌNH 2.1 Các nhà sáng lập Arduino HÌNH 2.2 Arduino Uno R3 HÌNH 2.3 Sơ đồ chân Arduino Uno R3 HÌNH 2.4 Phần mềm lập trình Arduino IDE .10 HÌNH 2.5 Mơ-đun Sim800L .11 HÌNH 2.6 Mơ-đun LM2596 13 HÌNH 2.7 Mơ-đun Rơ-le .14 HÌNH 2.8 Sơ đồ cấu tạo Rơ-le 15 HÌNH 2.9 Cảm biến mưa 15 HÌNH 2.10 Cảm biến nhiệt độ .17 HÌNH 2.11 Cảm biến độ ẩm 18 HÌNH 2.12 Sơ đồ nguyên lý 19 HÌNH 2.13 LCD 16x2 .20 HÌNH 2.14 Các chân LCD 16x2 21 HÌNH 2.15 Contactor .21 HÌNH 2.16 Trạng thái nam châm Contactor 22 HÌNH 2.17 Contactor xoay chiều Contactor chiều .23 HÌNH 2.18 Aptomat thực tế .25 HÌNH 2.19 Nguyên lý hoạt động Aptomat 26 HÌNH 2.20 Cơng tắc vị trí 28 HÌNH 2.21 Adapter 28 HÌNH 2.22 Đèn báo tín hiệu 29 HÌNH 2.23 Máy bơm chìm 30 HÌNH 3.1 Sơ đồ khối hệ thống 31 HÌNH 3.2 Khối xử lý trung tâm 32 v