BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT ĐIỆN ĐIỆN TỬ Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2017 S KL0 1 0 0 0 8 GVHD ThS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN SVTH BÙI TH[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT ĐIỆN-ĐIỆN TỬ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG LÀM MÁT CHO TRẠI HEO SỬ DỤNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI GVHD: ThS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN SVTH : BÙI THẮNG NGUYỄN HUY HOÀNG S K L0 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG LÀM MÁT CHO TRẠI HEO SỬ DỤNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI SVTH : Khóa : Ngành : GVHD: BÙI THẮNG MSSV: 13142283 MSSV: 13142394 NGUYỄN HUY HỒNG 2013 Cơng nghệ kỹ thuật Điện – Điện tử TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2017 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** -Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: MSSV:……………………… Ngành:………………………………………………… Lớp:………………………… Giảng viên hướng dẫn:……………………………… ĐT:………………………… Ngày nhận đề tài:…………………………………… Ngày nộp đề tài:…………… Tên đề tài: Các số liệu, tài liệu ban đầu: Nội dung thực đề tài: Sản phẩm: TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: MSSV:…………………… Ngành:………………………………………………………………………………… Tên đề tài:…………… ……………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Họ tên Giáo viên hướng dẫn:……………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Ưu điểm: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Khuyết điểm: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Đề nghị cho bảo vệ hay không? ………………………………………………………………………………………… Đánh giá loại: ………………………………………………………………………………………… Điểm:……………… (Bằng chữ:………………………………………………… ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 07 năm 2017 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: MSSV:…………………… Ngành:………………………………………………………………………………… Tên đề tài:…………… ……………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Họ tên Giáo viên hướng dẫn:……………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Ưu điểm: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Khuyết điểm: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Đề nghị cho bảo vệ hay không? ………………………………………………………………………………………… Đánh giá loại: ………………………………………………………………………………………… Điểm:……………… (Bằng chữ:………………………………………………… ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 07 năm 2017 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đồ án tốt nghiệp nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy TS Trương Đình Nhơn hướng dẫn nhóm chúng em thực đồ án Trong lúc thực đồ án “Hệ thống tự động làm mát cho trại heo sử dụng pin lượng mặt trời” chúng em có thêm kiến thức định Arduino, cách hoạt động pin mặt trời, cách giao tiếp Modbus qua nâng cao trình độ chun mơn để sau làm Đồ án thực tháng Kiến thức chúng em hạn chế nhiều bỡ ngỡ Do vậy, khơng tránh khỏi thiếu sót điều chắn, chúng em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu Thầy để kiến thức chúng em lĩnh vực hoàn thiện Sau cùng, chúng em xin kính chúc Thầy thật dồi sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh cao đẹp truyền đạt kiến thức cho hệ mai sau Chúng em xin chân thành cảm ơn! TPHCM, ngày 25 tháng 07 năm 2017 Sinh viên thực i TÓM TẮT BẰNG TIẾNG VIỆT Trong trình thực đồ án, chúng em nghiên cứu phương pháp để làm mát cho heo, nhiệt độ độ ẩm phù hợp với loại heo nào, cách thiết kế chuồng trại để đảm bảo heo tăng trưởng phát triển tốt Tiếp theo chúng em tìm hiểu cách Arduino điều khiển tốc độ quạt, đo nhiệt độ, độ ẩm hiển thị nội dung LCD kèm theo mua thiết bị thực hành để nâng cao kiến thức thực tế Sau chúng em có khảo sát trại heo ngồi thực tế để có nhìn khách quan trại heo (các thơng số chuồng trại, cách bên ngồi thực tế thiết kế nào…) qua hiểu cần làm mơ hình Mơ hình chúng em gồm có: mơ hình trại heo nhơm, pin lượng mặt trời, quạt AC 220V – 0.14A, Arduino Mega 2560, cảm biến đo nhiệt độ, cảm biến đo độ ẩm, RF điều khiển từ xa, LCD hiển thị kết số thiết bị trang trí khác… Mơ hình hoạt động dựa vào pin lượng mặt trời, ngày nắng yếu dùng acquy hay điện lưới Kết đo nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ quạt hiển thị LCD Mơ hình chạy theo chế độ: Auto Manual Ở chế độ Auto, tốc độ quạt điều khiển tự động dựa vào nhiệt độ độ ẩm thiết lập sẵn Ở chế độ Manual, tốc độ quạt điều khiển tay ii TÓM TẮT BẰNG TIẾNG ANH During the thesis’s procedure, we researched the methods to cool pigs , find suitable temperature and moisture for each type of pig, and figure out farm designs to ensure their growth Next, we learned how Arduino controls fan speeds, connects the temperature and moisture sensors and displays the contents on the LCD As a result, we bought devices to enhance our practical knowledge Following this, we went to an actual pig farm to get a more practical view of their living environments so that we could make an accurate model Our model includes: one model of aluminum pig farm, one solar generator, two AC fans (220V- 0.14A), one Arduino Mega 2560, one temperature sensor, one moisture sensor, one remote control RF (radio frequence), one LCD and some decorative devices… The model is powered primarily by the solar generator In case of low sunny days, we can use an accumulator or electric grid The result of measuring the temperature, moisture and fan speed then displays on the LCD In addition, the model runs in two modes: Auto or Manual In Auto mode, the fan speed is automatically controlled based on the set temperature and moisture In Manual mode, the fan speed is manually controled iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT LCD: Liquid Crystal Display PWM: Pulse Width Modulation DC: Direct Current AC: Alternating Current RF: Radio Frequency SSR: Solid State Relay ASCII: American Standard Code for Information Interchange iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Nhiệt độ độ ẩm phù hợp cho loại heo Bảng 1.2: Bảng thống kê lượng điện trung bình sản xuất hiệu 12 đạt từ hệ thống lượng mặt trời (2016) Bảng 2.1: Các dịng quạt cơng nghiệp 30 Bảng 2.2: Cách chuyển đổi đơn vị lưu lượng gió 30 Bảng 3.1: Các chân LCD 42 Bảng 3.2: Địa ký tự LCD 20x4 42 Bảng 3.3: Bảng mã ASCII 43 Bảng 5.1: Tổng kinh phí đầu tư 70 v ` Ngồi chúng em có làm thêm camera để giám sát trại heo: Hình 4.25: Hình chụp bên mơ hình từ camera 4.3 LƯU ĐỒ ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH Hình 4.26: Lưu đồ điều khiển mơ hình 68 ` 4.4 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ MƠ HÌNH Mơ hình giống với trại heo thực tế Trên thực tế người ta làm hệ thống phun sương để bên khoảng quạt hút công suất lớn để lưu thông nước bên trại nên trại heo mát nhiệt độ ổn định Còn chúng em mơ hình nhỏ nên khơng có quạt cơng suất lớn kèm theo cơng suất pin mặt trời có hạn nên gắn thêm hệ thống phun sương tải kèm theo thiết bị điện tử nhỏ bị hư hại nên chúng em chọn cách bố trí quạt bên hút bên đẩy để khơng khí lưu thơng Mặc dù khơng thay đổi nhiệt độ qua biết cách thực trại heo thực tế Do mơ hình khó di chuyển phải đợi thời tiết thuận lợi sử dụng pin lượng mặt trời nên chúng em chọn cách quay video lại lúc pin lượng mặt trời hoạt động sạc cho Acquy cịn q trình hoạt động chúng em lấy điện từ Acquy để sử dụng Trên thực tế người ta lấy điện từ lượng mặt trời sạc cho Acquy lấy điện từ Acquy cấp cho tải Nếu mơ hình đem làm thực tế ta trang bị thêm nhiều Acquy Pin mặt trời công suất lớn để trời nắng pin mặt trời sạc đầy cho tất Acquy cịn trời râm Acquy có điện để trì tải Nếu trời râm kéo dài khơng có điện pin mặt trời phải chọn cách sử dụng lưới điện quốc gia 69 ` CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Bảng 5.1: Tổng kinh phí đầu tư Thiết bị Số lượng Giá tiền (VNĐ) STT Pin lượng mặt trời 1.300.000 Tấm nhôm 1.2m x 2.4m 1.140.000 Tấm mica 125.000 Quạt AC 0.14A (12cm x 12cm) 150.000 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm 60.000 Heo giả 10 150.000 Máng heo 120.000 Nẹp điện 30.000 Camera 400.000 10 Bản lề 11 33.000 11 Bánh xe 30.000 12 Acquy 250.000 13 Điều khiển sạc 185.000 14 Decal 26.000 15 Tủ điện 130.000 16 LCD 20x4 110.000 17 Mạch thu phát RF 70.000 17 Biến trở 5.000 18 Nút nhấn 5.000 19 Led 16 16.000 20 CB, ổ cắm 50.000 70 ` 21 Phích cắm, cốc sạc 22 Dây điều khiển 23 Dây động lực 24 Vật dụng khác (domino, hàng rào, ốc, tán) Tổng cộng 25 45.000 14m + dây cái-cái 10m 140.000 60.000 20.000 4.650.000 Kết luận: Chúng em cố gắng để làm mơ hình giống với thực tế Để có mơ hình chúng em tốn gần tháng thi công chưa kể thời gian tìm hiểu lý thuyết Mơ hình cố gắng chúng em Tuy chưa thực hoàn hảo chúng em cố gắng cải thiện thêm mặt kỹ thuật suy nghĩ thêm nhiều tính để hệ thống hồn hảo Hướng phát triển: Sắp tới chúng em có dự định cải tiến thêm mơ hình cách sử dụng module wifi điều khiển từ xa (ở nơi nào) Sau hoàn thành đồ án chúng em tính đến việc áp dụng song song lượng gió lượng mặt trời buổi tối nhiều gió nên việc áp dụng lượng gió tăng thêm lượng dự trữ, có nhiều nguồn dự trữ lượng đảm bảo việc cung cấp điện liên tục không bị gián đoạn 71 ` TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] “Ba bước đơn giản phịng chống nóng cho heo” http://www.vietdvm.com/heo/ky-thuat-chan-nuoi/phong-chong-nongcho-heo.html [2] “Lão làng ngành chăn ni heo Thái Lan nói tốc độ gió chuồng ni” http://gialinheq.com.vn/en/lao-lang-cua-nganh-chan-nuoi-heo-thai-lannoi-gi-ve-toc-do-gio-trong-chuong-nuoi-160.htm [3] “Thực trạng tiêu thụ lượng giải pháp tiết kiệm nay” http://www.dienlucphuyen.vn/?show=group&groupid=5&catid=18&cont entid=375 [4] “Thực trạng ô nhiễm môi trường nước ta nay” http://www.thanthienmoitruong.com/tin-tuc/21/thuc-trang-o-nhiem-moitruong-nuoc-ta-hien-nay.html [5] “Lợi ích thiết thực pin lượng mặt trời” http://vtsolar.vn/tin-tuc/loi-ich-thiet-thuc-cua-pin-nang-luong-mat-troi-63 [6] “Cấu tạo, Phân loại & Hoạt động pin mặt trời” http://pinmattroi.com/kien-thuc-co-ban-ve-pin-mat-troi/phan-loai-cautao-va-hoat-dong-cua-pin-mat-troi.html [7] “Lịch sử hình thành arduino” https://vi.wikipedia.org/wiki/Arduino [8] “Cấu tạo Arduino mega” http://hshop.vn/products/arduino-mega-2560r3 [9] Hoàng Văn Ngọc (2014), “Giáo trình điện tử cơng suất”, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM, 220 trang [10] “Hướng dẫn sử dụng cảm biến nhiệt độ DS18B20” http://arduino.vn/bai-viet/977-huong-dan-su-dung-cam-bien-nhiet-dods18b20-55degc-den-125degc-sai-so-05degc [11] “Đọc nhiệt độ, độ ẩm xuất hình LCD” http://arduino.vn/bai-viet/91-doc-nhiet-do-do-am-va-xuat-ra-man-hinhlcd 72 ` [12] “Xung PWM” http://arduino.vn/reference/xung-pwm [13] “Lập trình PWM” https://www.youtube.com/watch?v=5qK8feMUo8o&t=9s [14] Nguyễn Đình Phú (2016), “Giáo trình thực hành vi điều khiển PIC”, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM, 270 trang [15] “Cách hiển thị nội dung lên LCD” https://www.arduino.cc/en/Tutorial/HelloWorld?from=Tutorial.LiquidCr ystal [16] “Tại phải dùng điều khiển sạc cho pin mặt trời” https://solarpower.vn/tai-sao-phai-dung-bo-dieu-khien-sac-cho-pin-mattroi 73 ` PHỤ LỤC Chương trình: Khai báo biến sử dụng chương trình Thiết lập ngõ Input, Output mơ hình 74 ` Chương trình nhiệt độ, độ ẩm cho heo nái 75 ` Chương trình nhiệt độ, độ ẩm cho heo thịt 76 ` Lập trình hiển thị nhiệt độ, độ ẩm Lập trình led chiếu sáng cho mơ hình 77 ` Lập trình nút Lock cho mơ hình Lập trình chế độ Auto cho mơ hình 78 ` Chế độ heo nái heo thịt Chế độ Manual 79 ` Chế độ Manual 80 ` Lập trình LOCK cho mơ hình 81