Báo cáo bài tập lớn đề tài cảm biến độ ẩm đất và sản phẩm ứng dụng thực tế

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ **************** Báo cáo Bài Tập lớn ĐỀ TÀI: Cảm biến độ ẩm đất sản phẩm ứng dụng thực tế ĐIỂM NHẬN XÉT VÀ CHỮ KÝ CỦA GIẢNG VIÊN Giảng viên hướng dẫn: T.S Phạm Đức An Sinh viên thực hiện: Nhóm Họ tên sinh viên MSSV Mạc Đức Duy 20198404 Vũ Đình Hiệp 20198405 Trịnh Quang Nghĩa 20198421 Đỗ Quang Trung 20198439 Hà Nội, tháng năm 2021 Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Mục lục Tiêu đề I.PHẦN I: CẢM BIẾN ĐO ĐỘ ẨM ĐẤT DÙNG IC LM393 VÀ ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG BƠM TỰ ĐỘNG Tổng quan cảm biến Trang 4 Ý tưởng Mục đích Bài tốn thực 4.1 Duy trì độ ẩm tự động khoảng định 4.2 Yêu cầu máy làm việc với độ ẩm nhập ngồi giao diện 4.3 Sản phẩm hoàn thiện Cảm biến độ ẩm IC LM393 Adruino UNO R3 11 Bộ chuyển đổi I2C LCD với Adruino 13 Mô đun rơ le bán dẫn kênh 5/12/24V định mức HIGHT/LOW 15 Bơm Nước Mini DC3-5 16 II.XỬ LÝ SỐ LIỆU 16 Cách xác định độ ẩm đất 16 Hiệu chỉnh giá trị đầu vào analog hiển thị 17 Độ xác sai số 18 III Đánh giá kết đạt được, hướng phát triển 19 Đánh giá 19 Hướng phát triển 19 IV Tài liệu tham khảo Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te 20 Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Phân công công việc: Họ tên  MSSV  Cơng việc  Mạc Đức Duy  Mức độ hồn  thành  Hồn thành tốt,  tích cực  20198404  Do dịch nên chủ yếu làm online  Tư vấn, tìm hiểu thơng số và linh kiện  Chỉnh code  Xử lý số liệu  Thuyết trình 2 buổi cuối  Vũ Đình Hiệp    Tìm và mua linh kiện  Hồn thành tốt,  Nhóm trưởng  20198405  Đưa ra bài tốn  tích cực  Viết code bài tốn mức, bài tốn hiển thị  Làm và chỉnh sửa báo cáo sau các buổi  Làm mạch, lắp mạch,   Tiến hành thí nghiệm và xử lý số liệu  Thuyết trình buổi đầu và trả lời tiến độ ở các  buổi báo cáo  Trịnh Quang Nghĩa  20198421  Tìm và mua linh kiện  Hồn thành tốt,  Làm powerpoint  tích cực  Lắp mạch  Tiến hành lấy mẫu thí nghiệm  Tìm định nghĩa và cơng thức cần thiết,  Hỗ trợ phần làm video và ảnh sản phẩm  Thuyết trình buổi số 3  Đỗ Quang Trung   20198439  Viết code bài tốn 2  Hồn thành tốt,  Đồng thời kết hợp các bài tốn rồi đưa ra tích cực  code tổng hợp  Giải quyết, làm rõ bài tốn  Đưa ra sơ đồ khối của bài tốn  Tìm hiểu các hàm viết code  Trả lời tiến độ báo cáo của thầy ở buổi báo cá o số 2/3  Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te I PHẦN I: CẢM BIẾN ĐO ĐỘ ẨM ĐẤT DÙNG IC LM393 VÀ ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG BƠM TỰ ĐỘNG Tổng quan cảm biến a Khái niệm Cảm biến là thiết bị điện tử cảm nhận những trạng thái, q trình vật lý hay hóa học ở mơi trường cần khảo sát biến đổi thành tín hiệu  điện để thu thập thơng tin về trạng thái hay q trình b Phân loại Trên thực tế có vơ vàn loại cảm biến khác chia cảm biến thành hai nhóm chính:  Cảm biến vật lí: kể đến vài ví dụ dễ hình dung sóng ánh sáng, hồng ngoại, tia X, hạt xạ, nhiệt độ, áp suất, âm thanh, từ trường, gia tốc,…  Cảm biến hóa học: thường thấy độ ẩm, độ PH, ion, khói,… Ngồi ta có số hình thức phân chia khác Cảm biến chủ động bị động Cảm biến chủ động: không sử dụng điện bổ sung để chuyển sang tín hiệu điện Điển hình cảm biến áp điện làm vật liệu gốm, chuyển áp suất thành điện tích bề mặt Cảm biến bị động có sử dụng điện bổ sung để chuyển sang tín hiệu điện Điển hình các photodiode khi có ánh sáng chiếu vào có thay đổi điện trở tiếp giáp bán dẫn p-n phân cực ngược.  Phân loại theo nguyên lí hoạt động Theo nguyên lí hoạt động ta kể đến loại cảm biến bật như:  Cảm biến điện trở: hoạt động dựa theo di chuyển chạy góc quay biến trở, thay đổi điện trở do co giãn vật dẫn  Cảm biến cảm ứng: cảm biến biến áp vi phân, cảm biến cảm ứng điện từ, cảm biến dịng xốy, cảm biến cảm ứng điện động, cảm biến điện dung,…  Cảm biến điện trường: cảm biến từ giảo, cảm biến áp điện,…  Và số cảm biến bật khác như: cảm biến quang, cảm biến huỳnh quang nhấp nháy, cảm biến điện hóa đầu dò ion độ pH, cảm biến nhiệt độ,… Ý tưởng Ngày nay, công nghệ ứng dụng triệt để ngóc ngách sống Các mơ hình tự động hóa, cơng nghệ truyền thơng, internet, … giúp cho người làm nhiều việc hơn, suất tự động Cùng với hướng phát triển chung xã hội, nhóm chúng em mong mỏi làm sản phẩm giúp người dùng tối ưu hóa sống mình, giảm bớt thời gian để có nhiều thời gian dành cho gia đình Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Mỗi gia đình, dù thành phố hay nơng thơn có mơt vườn nho nhỏ Tuy nhiên, bộn bề công việc, nhiều qn, khơng thể chăm sóc cho khu vườn nhỏ Đồng thời, Việt Nam nước sản xuất nông sản đứng hàng đầu giới Cùng với u cầu mơn học, nhóm em nảy ý tưởng thiết kế sản phẩm bơm tưới nước tự động thông qua liệu đo lường từ cảm biến độ ẩm đất Chúng em hy vọng sản phẩm ứng dụng thực tế, giúp tiết kiệm thời gian tăng suất cho trồng Mục đích Mục đích tập lớn nhóm em mong muốn biết, hiểu sử dụng số phần mềm liên quan đến môn học cơng việc sau Với mục đích đó, nhóm em đặt mục tiêu hoành thành sản phẩm lên ý tưởng, cho máy chạy giải số toán mà thầy thực tế sống yêu cầu Bài toán thực Để hoàn thiện sản phẩm hoàn chỉnh tại, nhóm tách tốn lớn thành nhiều tốn nhỏ, sau tổng hợp chúng lại Ưu điểm phương pháp làm dễ dàng hoàn thành mốc kế hoạch, dễ dàng phân chia nhiệm vụ cho thành viên, trình vận hành có sai sót nhóm xem phần riêng lẻ để tìm sửa lỗi cách nhanh gọn dễ dàng Đồng thời phương pháp giúp thành viên, bạn thầy dễ dàng xem, hiểu ứng dụng, cách thức từ tiếp thu mơn học dễ dàng 4.1 Duy trì độ ẩm tự động khoảng định Với loại trồng có mơi trường độ ẩm thsihc hợp để sinh trường phát triển Nghiên cứu sử dụng công cụ để trì mơi trường độ ẩm tối ưu giúp cho trồng phát triển cách tốt Sơ đồ khối toán: Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Code toán: #include const int rs = 7, en = 6, d4 = 5, d5 = 4, d6 = 3, d7 = 2; //LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7); LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); int dc = 13 ; int j=0; int prev=0; int pres=0; void setup() { lcd.begin(16, 2); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" Soil Moisture "); pinMode(dc, OUTPUT); Serial.begin(9600); } void loop() { j=analogRead(A0); j=map(j,0,982,148,0); pres=j; if(j>100) j=100; else if(j=a){ lcd.setCursor(0,1) digitalWrite ; (dc,LOW); lcd.print("setup"); delay(1000); char temp = } keypad.getKey(); } if (temp){ prev = j; if delay(500); (isDigit(temp)){ } void loop() // vao Data[data_coun vong lap t] = temp; { lcd.setCursor(d j = ata_count+7,1); analogRead(A0); / / tin hieu vao cua cam bien ); { } else{ if (j>=80) digitalW rite(dc,LOW); delay(10 0); } } } if (temp == 'C'){ digitalWrite (dc,LOW); a=0; lcd.clear(); lcd.setCurso r(11,1); lcd.print(a); } } Serial.println( temp); } Cảm biến độ ẩm đất LM393 Nguyên lý: Cảm biến độ ẩm điện dung sử dụng hai điện cực để theo dõi điện dung (nghĩa khả lưu trữ điện tích) dải kim loại mỏng đặt chúng Điện dung kim loại khác tăng giảm với tốc độ tỷ lệ thuận với thay đổi độ ẩm môi trường cảm biến Sự chênh lệch điện tích (điện áp) tạo tăng độ ẩm sau khuếch đại gửi đến máy tính nhúng để xử lý Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Module chuyển đổi có cấu tạo gồm IC so sánh LM393, biến trở , điện trở dán 100 ohm tụ dán Biến trở có chức định ngưỡng so sánh với tín hiệu độ ẩm đất đọc từ cảm biến Ngưỡng so sánh tín hiệu cảm biến đầu vào IC so sánh LM393 Khi độ ẩm thấp ngưỡng định trước, ngõ IC mức cao (1), ngược lại mức thấp (0) Đặc điểm       Điện áp hoạt động: 3.3V-5V Kích thước PCB: 3cm * 1.6cm Led báo hiệu Led đỏ báo nguồn Led xanh báo mức độ ẩm pin DO Mô tả pin module Kết nối ESP8266 Module chuyển đổi 5V Vcc GND GND ADC AO Pin Mô tả VCC 3.3V-5V GN D GND DO Đầu tín hiệu số (0 1) AO Đầu Analog (tín hiệu tương tự) Code void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { Serial.print("Do am: "); Serial.println(analogRead(A0));  } delay(5000);  Ứng dụng:Cảm biến độ ẩm đất sử dụng cho ứng dụng nông nghiêp, tưới nước tự động cho vườn đất khô, dùng ứng dụng hệ thống nhà thông minh Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te  Lưu ý: Cảm biến sử dụng phương pháp điện dung nên dễ bị điện hóa lớp kim loại bề mặt Nhiệt độ khuyên dùng 10-60*C Thường xuyên kiểm tra, vệ sinh mặt cảm biến Adruino UNO R3 *Thông số kỹ thuật ►  Chíp ATMEGA328P-PU ►  Nguồn Cấp  :  7-12V ►  Dòng Max  chân 5V  : 500mA ►  Dòng Max  3.3V  : 50mA ►  Dòng Max  Chân I/O :  30mA ►14 Chân  Digital I/O   (6 chân  PWM) ►6 Chân  Analog Inputs ►  32k Flash Memory ►  16Mhz Clock Speed ►  SRAM KB ►  USB  :  Hỗ trợ điện áp khoảng 5V Vin Power Jack hỗ trợ dải điện áp khoảng từ 7V đến 20V.  ►  GND  :  Chân mass chung cho toàn mạch Arduino ►  Reset  :  Chân reset để thiết lập lại ban đầu ►  IOREF  :  Chân  hữu ích để cung cấp tham chiếu điện áp cho Arduino ►  PWM :  PWM cung cấp chân 3,5,6,9,10, 11 Các chân cấu hình để cung cấp PWM đầu bit ►  SPI  : Chân này  gọi giao diện ngoại vi nối tiếp Các chân 10 (SS), 11 (MOSI), 12 Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te ►  EEPROM KB ►  Đèn LED  :    Arduino Uno kèm với đèn LED tích hợp kết nối thơng qua chân 13 Cung cấp mức logic  HIGH tương ứng ON  LOW  tương ứng tắt (MISO), 13 (SCK) cung cấp liên lạc SPI với trợ giúp thư viện SPI ►  AREF  : Chân này  gọi tham chiếu tương tự, sử dụng để cung cấp điện áp tham chiếu cho đầu vào tương tự ►  Vin  :    Đây điện áp đầu vào cung cấp cho board mạch Arduino.  Khác với 5V cung cấp qua cổng USB.  Pin sử dụng để cung cấp điện áp tồn mạch thơng qua jack nguồn, thông thường khoảng 712VDC ►  TWI  : Chân Giao tiếp TWI truy cập thông qua thư viện dây.  Chân A4 A5 sử dụng cho mục đích ►  5V  :  Chân  5V sử dụng để cung cấp điện áp  đầu Arduino cấp nguồn ba cách đó  USB, chân Vin bo mạch giắc nguồn DC ►  Rx  :  Chân sử dụng để nhận liệu chân  Tx sử dụng để truyền liệu ►  Serial Communication  :Giao tiếp nối tiếp thực thông qua hai chân  (Rx) (Tx) ►  External Interrupts (Ngắt ngoài)  : Chân sử dụng để cung cấp ngắt Bộ chuyển đổi I2C LCD với Adruino 7.1 Màn hình LCD 16×2 là linh kiện sử dụng rộng rãi trong dự án điện tử lập trình LCD 16×2 sử dụng chế độ bit bit tùy theo ứng dụng ta làm Thơng số kỹ thuật LCD 16×2 LCD 16×2 được sử dụng để hiển thị trạng thái thông số  LCD 16×2 có 16 chân chân liệu (D0 – D7) chân điều khiển (RS, RW, EN)  chân lại dùng để cấp nguồn đèn cho LCD 16×2  Các chân điều khiển giúp ta dễ dàng cấu hình LCD chế độ lệnh chế độ liệu  Chúng giúp ta cấu hình chế độ đọc ghi Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te 7.2 Module I2C Arduino Module I2C LCD 16×2 LCD có nhiều nhiều chân gây khó khăn trình đấu nối chiếm dụng nhiều chân vi điều khiển. Vì Module I2C LCD ra đời giải vấn để Thay phải chân vi điều khiển để kết nối với LCD 16×2 (RS, EN, D7, D6, D5 D4) module IC2 cần tốn chân (SCL, SDA) để kết nối Module I2C hỗ trợ loại LCD sử dụng driver HD44780(LCD 16×2, LCD 20×4, …) tương thích với hầu hết vi điều khiển *Ưu điểm:  Tiết kiệm chân cho vi điều khiển Dễ dàng kết nối với LCD  Thông số kĩ thuật  Điện áp hoạt động: 2.5-6V DC  Hỗ trợ hình: LCD1602,1604,2004 (driver HD44780)  Giao tiếp: I2C  Địa mặc định: 0X27 (có thể điều chỉnh ngắn mạch chân A0/A1/A2)  Tích hợp Jump chốt để cung cấp đèn cho LCD ngắt  Tích hợp biến trở xoay điều chỉnh độ tương phản cho LCD Để sử dụng hình LCD giao tiếp I2C sử dụng Arduino thì ta cần cài đặt thư viện Liquidcrystal_I2C Hướng dẫn đặt thư viện: https://arduinokit.vn/huong-dan-them-moi-thu-vien-trongarduino-ide 7.3 Giao tiếp I2C LCD Arduino Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Module I2C LCD 16×2  Arduino UNO GND GND VCC 5V SDA A4/SDA SCL A5/SCL Sơ đồ đấu nối: Code test LCD kết nối I2C: Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te 8Mô đun rơ le bán dẫn kênh 5/12/24V định mức HIGHT/LOW Rơ-le một công tắc (khóa K) Nhưng khác với cơng tắc chỗ bản, rơ-le kích hoạt điện thay dùng tay người Chính lẽ đó, rơ-le dùng làm cơng tắc điện tử! Vì rơ-le cơng tắc nên có trạng thái:đóng và mở Thơng số Sử dụng phần tử cách ly quang SMD, khả kiểm sốt hiệu suất ổn định; dịng điện kích hoạt 5mA; Mô-đun với điện áp hoạt động 5V 12V 24V; Mơ-đun chỉnh mức cao thấp trình kích hoạt cài đặt; Thiết kế chống lỗi, đường dây điều khiển bị hỏng, rơle không hoạt động; Chỉ báo nguồn (màu xanh cây), báo trạng thái rơle (màu đỏ) Thiết kế giao diện tiện dụng, tất giao diện có sẵn thơng qua đầu nối thiết bị đầu cuối kết nối trực tiếp, thuận tiện Kích thước mơ-đun: 50mm * 26mm * 18,5mm (Dài * Rộng * Cao) Code test relay: Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Giao diện, đầu DC +: Nguồn điện dương (VCC) DC-: Nguồn điện âm (GND) IN: Có thể rơle điều khiển mức cao thấp Output: NO: Giao diện rơle thường mở COM: Giao diện rơle chung NC: Giao diện rơle thường đóng Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Bơm Nước Mini DC3-5 Máy bơm nước 5V mini Water Pump mini có kích thước nhỏ gọn, sử dụng để bơm nước, dung dịch với khả bơm tối đa lên đến 1~1.5L/1 phút, thích hợp với thiết kế sử dụng máy bơm nhỏ: bơm hồ cá, tưới nước cho cây, , lưu ý không cấp ngược cực Thông số kỹ thuật : Máy bơm chìm 5V MINI Điện áp sử dụng: 3~5VDC Dòng điện sử dụng: 100~200mA Lưu lượng bơm: 1.2~1.6L / phút Đường kính ngồi ống dẫn: 7.5mm II Xử lý số liệu  Các xác định độ ẩm đất Cơng thức tính độ ẩm đất mH w= ×100 % md Trong đó: W Độ ẩm đất (%) mH2O Khối lượng nước cần thêm (g) md Khối lượng đất khơ cần thí nghiệm (g)  Một số tiêu chuẩn, phương pháp dùng nay: a) ASTM D2216 : Phương pháp xác định độ ẩm mẫu đất đá tủ sấy b) ASTM D4643 : Phương pháp xác định độ ẩm mẫu đất lị vi sóng c) ASTM D4944 : Phương pháp xác định nhanh độ ẩm mẫu đất trường phương pháp đo áp suất khí CaC2 d) ASTM D4959 : Phương pháp xác định độ ẩm mẫu đất đá phương pháp đốt trực tiếp e) K.H Head (2006). Manual of Soil Laboratory Testing, Volume 1: Soil Classification and  Compaction Tests. Whittles Publishing Tuy nhiên, hạn chế kinh phí điều kiện thí nghiệm, nhóm em đo hiệu chỉnh độ ẩm theo bước sau: Bước 1: Chọn mẫu đất khô, xốp; đem sấy khô lần Bước 2: Chia nhỏ mẫu đất thành nhiều phần Bước 3: Chuẩn bị lượng nước (Để đảm bảo sai số cách thấp chúng em dùng nước lọc navie) Bước 4: Xác định giá trị cần đo lý thuyết, sau đem cân khối lượng nước đất theo tỷ lệ tính toán Bước 5: Đo đạc thực tế Bước 6: Ghi kết đo đạc tính tốn vào excel Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Một số hình ảnh chúng em chụp lại trình làm: Hiệu chỉnh giá trị đầu vào analog hiển thị Trong trình làm chúng em có đo đueọc nhiều mức giá trị khác nhau, nhiên khoảng đo rộng (0-100) nên làm báo cáo chúng em để giá trị chẵn cho gọn dễ hình dung Giá trị analog ứng với mức độ ẩm khác Loại mẫu Đất khô Đất ẩm Ngập nước Giá trị hiển thị LCD Tín hiệu analog (10-4 A) 0% 213-219 10% 292-300 20% 373-380 30% 452-459 40% 533-541 50% 614-622 60% 694-703 70% 773-783 80% 856-865 90% 934-941 100% 1006-1014 Từ số liệu, ta tính tốn với độ chia nhỏ cảm biến (1%) hiển thị 1014−213 LCD ứng với khoảng chạy =8x10-4 (A) = 0.8 (mA) liệu đầu vào 100 Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te ST T 40*C 38*C 37*C Trung bình 10 11 19 30 41 48 59 70 81 89 100 10 20 31 40 51 60 70 80 89 100 11 20 31 40 52 60 73 81 91 100 1.33 10.00 19.67 30.67 0.33 50.33 59.67 71 80.67 89.33 100 Giá trị tiêu chuẩn W= mH O mĐất (%) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Độ sai lệch 1.33 0.33 0.67 0.33 0.33 0.33 1.00 0.67 0,67 Độ xác, sai số Để biết độ sai lệch cảm biến nhóm em tiến hành đo mẫu đất thực tế số điều kiện nhiệt độ định  Sai lệch trung bình: 0.51 (%) Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te  Cơng thức tính sai số phép đo: a 0.51 ×100 %= × 100 %=0.51 % W 100  Trong đó: a độ lệch trung bình phép đo W dải đo cảm biến Đồ thị sai số xét chuẩn 120 1.4 1.2 100 Độ ẩm (%) 0.8 60 0.6 40 0.4 20 0.2 Lần Lần Lần Lần Lần Lần Lần Lần Lần Lần 10 Lần 11 III Đánh giá kết đạt được, hướng phát triển Đánh giá      Sản phẩm giải yêu cầu thầy thực tế đặt Các thành viên tích cực hoạt động; nhóm hồn thành mục tiêu đề ra: Sản phẩm chạy ổn định, sai số tương đối nhỏ (0.51%) Các thành viên hiểu toán, biết thành phần mạch điện tử, biết cách làm mạch in tay, có kỹ hàn, test mạch, phát lỗi bản; biết sơ qua mạch điện tử, chút lập trình, so với mục tiêu nhóm coi thành cơng Sản phẩm có giá thành rẻ, đơn giản, dễ sử dụng có độ bền cao Máy bơm hoạt động khỏe, tốc độ bơm tối đa 1.6l/phút phù hợp với khu vườn hộ gia đình thành phố, điện tích khoảng 15-20m2 Hướng phát triển Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Sai số (%) 80 Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te Bao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.teBao.cao.bai.tap.lon.de.tai.cam.bien.do.am.dat.va.san.pham.ung.dung.thuc.te