Nghiên cứu và thiết kế mô hình giám sát phòng trồng nấm tự động

Vì là thủ công nên việc giám sát, chăm sóc nấm bào ngư gặpnhiều hạn chế, không thể biết chính xác nhiệt độ, độ ẩm dẫn đến tình trạng nấm phát triển trong môi trường không phù hợp, giảm n

Trang 1

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Đà Nẵng, 12/2023

Trang 2

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH GIÁM SÁT PHÒNG TRỒNG NẤM BÀO NGƯ TỰ ĐỘNG

Giáo viên hướng dẫn: Th.S Ngô Thị Minh Hương

Sinh viên thực hiện: Cao Hoài Nam

Mã sinh viên: 2050512200162

Lớp: 20D2

Đà Nẵng, 12/2023

Trang 3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho người hướng dẫn)

1 Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Cao Hoài Nam

2 Lớp: 20D2 Mã SV: 2050512200162

3 Tên đề tài: Nghiên cứu và thiết kế mô hình giám sát phòng trồng nấm tự động

4 Người hướng dẫn: Ngô Thị Minh Hương Học hàm/ học vị: Thạc sĩ

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

1 Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài:

Trong ngành công nghiệp trồng nấm bào ngư, nhiệt độ độ ẩm là mối quan tâmhàng đầu Việc duy trì nhiệt độ, độ ẩm ở mức ổn định là điều cần thiết trong quá trình

chăm sóc nấm bào ngư Ở nước ta, các phương pháp thủ công để giám sát trồng nấm

bào ngư vẫn còn tồn tại Vì là thủ công nên việc giám sát, chăm sóc nấm bào ngư gặpnhiều hạn chế, không thể biết chính xác nhiệt độ, độ ẩm dẫn đến tình trạng nấm phát

triển trong môi trường không phù hợp, giảm năng suất, chất lượng, tình trạng hư hỏngcủa nấm bào ngư

Đề tài thiết kế, xây dựng được hệ thống trồng nấm bào ngư tự động đảm bảo cómột số tính năng như: điều khiển từ xa qua Wifi, tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm

phòng ươm nấm, giám sát, phát hiện và thông báo gửi về điện thoại trên website

2 Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án:

Đề tài nghiên cứu và thiết kế mô hình giám sát phòng trồng nấm thông minh đãchỉ ra rõ đặc tính và các yêu cầu phát triển của nấm bào ngư, xây dựng thành công môhình giám sát phòng trồng nấm tự động, có thể giám sát nhiệt độ, độ ẩm của nấm cũngnhư có thể điều khiển các thiết bị trong phòng trồng nấm từ xa qua app android

3 Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp:

Trang 4

Bố cục của đồ án đầy đủ và logic về mặt nội dung Tuy nhiên vẫn còn một số lỗi

về định dạng, cấu trúc

4 Kết quả đạt được, giá trị khoa học, khả năng ứng dụng của đề tài:

- Đề tài “Nghiên cứu và thiết kế mô hình giám sát phòng trồng nấm bào ngư tựđộng” sinh viên đã hoàn thành đề tài đúng với mục tiêu đề ra ban đầu

- Đề tài có tính thực tiễn và có khả năng ứng dụng trong ngành trồng nấm

5 Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:

- Cập nhật các tài liệu tham khảo và trích dẫn theo quy định

- Một số tồn tại chưa đúng định dạng ĐATN theo quy định

III Tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên:

Liên lạc thường xuyên GVHD và báo cáo định kỳ theo quy định Có ý chí học tập,nghiên cứu, khám phá, phát triển kỹ năng tự học, tự nghiên cứu

IV Đánh giá:

T

Tối đa

Điểm đánh giá

Ghi chú

1. Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài 1đ 0.75đ

2. Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu

3. Về hình thức, cấu trúc, bố cục của Báo cáo đồ án

4. Kết quả đạt được, giá trị khoa học, khả năng ứng

Trang 5

Người hướng dẫn

Ngô Thị Minh Hương

Trang 6

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho người phản biện)

I Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Cao Hoài Nam

II Nhận xét của người phản biện đồ án tốt nghiệp:

1 Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài:

+ Tự động cập nhật các thông số từ các cảm biến về ứng dụng trên điệnthoại theo chương trình đã được lập trình sẵn

+ Căn cứ vào các thông số của cảm biến để điều khiển các thiết bị cơ cấu chấp hành + Điều khiển các thiết bị thủ công và tự động từ xa qua ứng dụng trên điện thoại + Sử dụng vi điều khiển bo mạch Arduino và ESP 8266

2 Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án:

+ Phần mềm Android trên điện thoại di động

+ Websever

+ Lập trình ESP8266 truyền nhận dữ liệu với websever

+ Lập trình App Android truyền nhận dữ liệu với Websever

+ Lập trình ESP8266 truyền nhận dữ liệu không dây với ArduinoUno R3 + Thiết kế, thi công mô phòng trồng nấm bào ngư tự động

3 Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp:

Trình bày thuyết minh theo format chuẩn nhưng còn một vài lỗi nhỏ

4 Kết quả đạt được, giá trị khoa học, khả năng ứng dụng của đề tài:

+ Tác giả đã xây dựng được mô hình trồng nấm tự động

Trang 7

+ Tạo ra được giao diện quản lý , giám sát trên nền tảng Android đơn giản, dễ sử dụng

+ Các dữ liệu từ cảm biển truyền về khá

chính xác + Có khả năng ứng dụng được

trong thực tế

5 Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:

+ Cập nhật các tài liệu tham khảo và trích dẫn theo quy định

+ Các lưu đồ thuật toán chưa đặt tên nên không biết chức năng của lưu đồ (trang 33, 41 )

+ Một số tồn tại chưa đúng định dạng ĐATN theo quy định như chỉ sửa lại dãn dòng chưa thống nhất trong cuốn báo cáo

+ Hình vẽ chưa định dạng đồng nhất, hình thì giữa hình bên lề trái (trang 45,46,47)

6 Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời trong buổi bảo vệ:

a Giải thích lưu đồ thuật toán ứng dụng?

b Giả thích Sơ đồ nguyên lý mạch điện?

III Đánh giá của người phản biện đồ án tốt nghiệp:

Điểm tối đa

Điểm đánh giá

TP1

- Tính cấp thiết, tính mới (nội dung chính của ĐATN có

những phần mới so với các ĐATN trước đây);

- Đề tài có giá trị khoa học, công nghệ; giá trị ứng dụng

- Năng lực giải quyết vấn đề; hiểu, vận dụng được kiến

thức cơ bản, cơ sở, chuyên ngành trong vấn đề nghiên

TP2.3 - Năng lực thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc

quy trình đáp ứng yêu cầu đặt ra;

Trang 8

4 Năng lực tìm kiếm thông tin, khai thác sử dụng phần

mềm (20%)

2,0

(20%)

TP4.1 - kỹ năng sử dụng phần mềm ứng dụng trong vấn đề nghiên

cứu (thể hiện qua kết quả tính toán bằng phần mềm);

1,0

(10%) 8

TP4.2 - Kỹ năng sử dụng tài liệu liên quan vấn đề nghiên cứu (thể

hiện qua các tài liệu tham khảo)

Trang 10

TÓM TẮT

Tên đề tài: Nghiên cứu và thiết kế mô hình giám sát và điều khiển phòng trồng nấm bào ngư tự động Sinh viên thực hiện: Cao Hoài Nam

Mã SV: 2050512200162 Lớp: 20D2

Trong bài báo cáo này, với đề tài như trên đã nêu các chương được chia ra theotrình tự để phân tích, làm rõ được hướng đi, cách làm, các linh kiện được sử dụng vàkết quả đạt được của đề tài

Trong chương một là chương tổng quan về đề tài, đặt vấn đề thực tiễn, đối tượngnghiên cứu cũng như mục tiêu và phương pháp nghiên cứu đề tài

Tiếp theo, là chương hai ở đây các thiết bị, công cụ linh kiện dùng trong đề tàiđược giới thiệu sơ bộ, đưa ra các lý do chọn lựa và thông số của từng loại được nêu

Ở chương ba, là thiết kế sơ đồ các khối, giới thiệu về firebase và phát triển ứngdụng dùng trên điện thoại qua Android Studio, giới thiệu về Android Studio, kết nốiAndroid Studio với firebase

Ở chương 4, là kết quả thực nghiệm của đề tài gồm quá trình chăm sóc và giám sátnấm bào ngư, hoạt động cùa mô hình, điều khiển và giám sát

Các kết luận được đưa ra, hướng của đề tài tiếp tục phát triển, cuối cùng là cácphần phụ lục

i

Trang 11

 Phần cứng: Mô hình phòng trồng nấm bào ngư

 Phần mềm:

- Phần mềm Android trên điện thoại di động

- Websever

- Lập trình ESP8266 truyền nhận dữ liệu với websever

- Lập trình App Android truyền nhận dữ liệu với Websever

- Lập trình ESP8266 truyền nhận dữ liệu không dây với Arduino Uno R3

6 Nội dung chính

 Chương 1: Tổng quan về đề tài

 Chương 2: Cơ sở lý thuyết và thiết bị sử dụng

 Chương 3: Truyền thông không dây bằng mạng RF

 Chương 4: Phân tích thiết kế hệ thống

 Chương 5: Lập trình App Android

 Chương 6: Kết quả đạt được

7 Kết quả dự kiến đạt được:

ii

Trang 12

Viết nhiệm vụ, đề cương đề tài.

Tìm hiểu lập trình:

- Lập trình App Andoid thông qua Android Studio sử dụng ngôn ngữ Java.

- ESP8266 và UNO R3: Sử dụng phần mềm Arduino IDE.

Có kiến thức cơ bản

4 Tuần 4 Thiết kế sơ đồ nguyên lí, vẽ Board mạch Hoàn thành sơ đồ nguyên lý, boardmạch

5 Tuần 5 Thiết kế giao diện App, Lập trìnhESP8266 Nhúng vào trên ESP8266

6 Tuần 6 Thiết kế giao diện App code thuật toán,Lập trình Arduino UNO R3. Hoàn thiện giao diện, lập trình đápứng được yêu cầu đề tài

7 Tuần 7 Thử nghiệm truyền nhận dữ liệu giữaESP8266 và Arduino UNO R3 Thử nghiệm thành công

8 Tuần 8 Lập trình trao đổi dữ liệu ESP8266 vàWebserver Trao đổi được dữ liệu giữa ESP vàWebserver

9 Tuần 9 Thử nhiệm truyền nhận dữ liệu giữaAPP và Websever Chạy được trên laptop

10 Tuần 10 Thử nghiệm và test hệ thống Thử nghiệm thành công

11 Tuần 11 Kết hợp truyền nhận dữ liệu ESP8266 ,UNO R3, WEB,APP Thử nghiệm thành công

12 Tuần 12 Thi công và hoàn thiện mô hình Hoàn thiện mô hình

13 Tuần 13 Viết báo cáo, slide gửi GVHD để xemxét góp ý bổ sung Điều chỉnh báo cáo

iii

Trang 13

14 Tuần 14 Chỉnh sửa và hoàn thiện báo cáo, Slide Hoàn thiện báo cáo

Trang 14

LỜI NÓI ĐẦU

Công nghệ ngày càng phát triển, những tiến bộ về khoa học công nghệ ngày càngđược áp dụng trong nhiều lĩnh vực đời sống con người Các sáng chế, giải pháp màcông nghệ mang lại đã phục vụ con người làm những công việc tưởng chừng nhưkhông thể, gia tăng hiệu suất làm việc với độ chính xác cao

Trong ngành công nghiệp trồng nấm bào ngư, nhiệt độ độ ẩm là mối quan tâmhàng đầu Việc duy trì nhiệt độ, độ ẩm ở mức ổn định là điều cần thiết trong quá trìnhchăm sóc nấm bào ngư Ở nước ta, các phương pháp thủ công để giám sát trồng nấmbào ngư vẫn còn tồn tại Vì là thủ công nên việc giám sát, chăm sóc nấm bào ngư gặpnhiều hạn chế, không thể biết chính xác nhiệt độ, độ ẩm dẫn đến tình trạng nấm pháttriển trong môi trường không phù hợp, giảm năng suất, chất lượng, tình trạng hư hỏngcủa nấm bào ngư

Vì thế, để góp phần trong việc giám sát, chăm sóc tốt hơn cho nấm bào ngư đề tài

‘‘Nghiên cứu và thiết kế mô hình giám sát phòng trồng nấm bào ngư tự động’’ ra

đời Với mong muốn quá trình trồng và chăm sóc nấm bào ngư hiệu quả hơn và việcgiám sát các điều kiện cần thiết cho sự sinh trưởng của nấm bào ngư được hoạt độngmột cách tự động Điều chỉnh tự động và thủ công các giải pháp qua ứng dụng tíchhợp được trên điện thoại để nấm bào ngư phát triển trong môi trường thích hợp

Với đề tài này, sẽ được sử dụng công nghệ vi xử lý Arduino Bên cạnh nhữngđiểm còn hạn chế thì ưu điểm lớn nhất mà chúng ta có thể nhận thấy ở công nghệ này

đó là sự phổ biến cả về phần cứng với nhiều loại bo mạch và “phụ kiện” đi kèm khácnhau

Quá trình phát triển và hoàn thiện của một hệ thống luôn là chạy thử, test lỗi vàkhắc phục Với đồ án này cũng vậy, chắc chắn rằng sẽ còn nhiều thiếu sót Vậy nên emrất mong nhận được những đóng góp ý kiến từ Quý Thầy cô và những ai quan tâm đến

đồ án này để đồ án ngày càng hoàn thiện hơn nữa

Là một sinh viên năm cuối đang theo học tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật

Đà Nẵng, và cũng không còn nhiều thời gian trước khi ra trường Với đồ án tốt nghiệpnày, đây là cơ hội để em có thêm những kinh nghiệm bên cạnh những kiến thức đãđược học tập Mặc dù chưa phải là sát với thực tế, nhưng nó đã giúp em phần nào cóthêm những kinh nghiệm, củng cố lại những kiến thức đã học và tự tin hơn trước khibước vào cuộc sống

Em xin chân thành cảm ơn các Quý thầy cô trong khoa Điện - Điện Tử trường Đạihọc Sư phạm kỹ thuật Đà Nẵng đã truyền thụ cho em những kiến thức quý giá làmhành trang trên bước đường đời và củng cố nghề nghiệp của mình

v

Trang 15

Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn cô Ngô Thị Minh Hương đã tận tình hướngdẫn em để em có thể hoàn thành tốt nhất đồ án của mình Kính chúc cô thật nhiều sứckhỏe và ngày càng thành công hơn nữa trên con đường sự nghiệp trồng người.

Em cũng gửi lời cảm ơn đến các bạn lớp 20D2 đã chia sẻ trao đổi kiến thức cũngnhư những kinh nghiệm quý báu trong thời gian thực hiện đồ án Cảm ơn đến gia đình

và những người đã luôn ở bên, chia sẻ gánh vác về kinh tế đặc biệt là tinh thần để conhoàn thành tốt nhiệm vụ đề tài trong khoảng thời gian này

vi

Trang 16

CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài này là kết quả của quá trình nghiên cứu của tôi Các sốliệu, hình ảnh, thông tin trong đề tài đều trung thực, do tôi hiểu, tham khảo từ nhiềunguồn tư liệu Đề tài này không sao chép các đề tài đã có trước

Nếu phát hiện có sự gian lận nào tôi xin chịu trách nhiệm về nội dung đề tài củamình

Đã thực hiện chỉnh sửa theo yêu cầu, bổ sung theo yêu cầu của GV phản biện vàHội đồng chấm

Sinh viên thực hiện

vii

Trang 17

MỤC LỤC

Nhận xét của người hướng dẫn

Nhận xét của người phản biệ

TÓM TẮT i

ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii

LỜI NÓI ĐẦU v

CAM ĐOAN vii

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH xi

DANH SÁCH KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT xvi

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 2

1.1 Mục tiêu đề tài 2

1.2 Đối tượng cây trồng 2

1.2.1 Giới thiệu về nấm bào ngư 2

1.2.2 Quy trình trồng nấm bào ngư 2

1.3 Mục tiêu và phương pháp nghiên cứu 5

1.4 Tổng kết chương 1 5

Chương 2: THIẾT BỊ VÀ CÔNG CỤ SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI 6

2.1 Arduino 6

2.1.1 Giới thiệu về Arduino 6

2.1.2 Lịch sử ra đời 6

2.1.3 Một số loại Arduino trên thị trường 6

2.1.4 Một vài ứng dụng của Arduino 9

2.2 Arduino UNO R3 (SMD) 9

2.2.1 Lý do lựa chọn sử dụng broad Arduino UNO R3 9

2.2.2 Cấu trúc của broad Arduino UNO R3 10

viii

Trang 18

2.3 Module ESP 8266 11

2.3.1 Giới thiệu NodeMCU ESP8266 11

2.3.2 Cấu trúc của broad ModeMCU ESP8266 CH340 12

2.3.3 Thông số kỹ thuật và tính năng của NodeMCU ESP8266 13

2.4 Lập trình Arduino Uno R3 và NodeMCU ESP8266 với Arduino IDE 14

2.4.1 Thông tin của Arduino IDE 14

2.4.2 Tính năng chính của Arduino IDE 14

2.5.1 Giới thiệu về cảm biến DHT11 16

2.4.2 Nguyên lý hoạt động 16

2.5 Module Relay 5V 17

2.6 Quạt tản nhiệt 18

2.7 Sử dụng màn hình LCD 16x2 để hiển thị trực tiếp độ ẩm, nhiệt độ phòng 18

2.8 Module I2C Arduino 19

2.9 Khái niệm RF 21

2.10 Nguyên lí hoạt động của mạng RF 21

2.11 Một số ưu điểm của hệ thống tưới tiêu công nghệ cao trong nông nghiệp khi có sử dụng RF 21

2.12 Phương pháp truyền thông sử dụng Module NRF24L01 22

2.12.1 Giới thiệu Module NRF24L01 22

2.12.2 Nguyên lí hoạt động Module NRF24L01 23

2.12.3 Giao tiếp vi điều khiển với Module NRF24L01 24

2.12.4 Phương pháp truyền thông gồm nhiều Module NRF24L01 26

Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG VÀ PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG TRÊN NỀN TẢNG ANDROID STUDIO 27

3.1 Thiết kế sơ đồ khối 27

3.1.1 Sơ đồ khối hệ thống 27

3.2 Tính toán thiết kế 27

3.2.1 Tổng quan về các chức năng của hệ thống 27

3.2.2 Thiết kế từng khối cụ thể 28

3.2.3 Sơ đồ khối Slave 28

3.2.4 Khối Master 32

3.3 Kết nối MCU ESP8266 với Firebase 34

3.3.1 Giới thiệu về Firebase 34

3.3.2 Kết nối MCU ESP 8266 với Firebase 34

ix

Trang 19

3.4 Giới thiệu về Android Studio 39

3.5 Thiết kế ứng dụng trong Android Studio 40

3.5.1 Lưu dồ thuật toán ứng dụng 40

3.5.2 Trình chỉnh sửa bố cục: 42

3.5.3 Android Layout 42

3.5.4 Android View 43

3.5.5 Bắt và xử lí sự kiện trên giao diện 44

3.6 Kết nối Android Studio với Firebase 44

3.7 Nạp chương trình cho điện thoại Android 46

3.8 Truyền nhận dữ liệu giữa điện thoại và Firebase 50

Chương 4: SẢN PHẨM MÔ HÌNH THỰC TẾ VÀ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM GIÁM SÁT, CHĂM SÓC NẤM BÀO NGƯ 52

4.1 Mô hình các SLAVE thu nhận dữ liệu độ ẩm nhiệt độ và điều khiển cơ cấu chấp hành 52

4.2 Ứng dụng trên điện thoại 52

4.3 Mô hình sản phẩm thực tế 54

4.4 Quá trình chăm sóc, giám sát nấm từ lúc phôi đến lúc sinh quả thể 55

4.5 Thực nghiệm giám sát nấm bào ngư trong các trường hợp 56

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 57

1) Kết luận đề tài 57

2) Hướng phát triển đề tài 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO: 58

PHỤ LỤC: 59

x

Trang 20

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Nấm bào ngư 2

Hình 1.4: Nấm bào ngư

Hình 2.1: Logo Arduino 6

Hình 2.2: Xe tự hành sử dụng Arduino 9

Hình 2.3: Máy in 3D 9

Hình 2.4: Drone 10

Hình 2.5: Board Arduino Uno R3 10

Hình 2.6: Broad Arduino Uno R3 10

Hình 2.7: Module ESP8266 11

Hình 2.10: Arduino IDE 14

Hình 2.11: Arduino IDE 14

Hình 2.12: Nạp code Arduino IDE 15

Hình 2.13: Thư viện Arduino IDE 15

Hình 2.14: Module DHT11 16

Hình 2.15: Sơ đồ kết nối cảm biến DHT11 với vi xử lí 16

Hình 2.16: Giản đồ tín hiệu giao tiếp cảm biên DHT11 16

Hình 2.17: Module realy 5v 17

xi

Trang 21

Hình 2.18: Quạt 5v 18

Hình 2.19: Màn hình LCD 16X2 18

Hình 2.20: Module I2C 20

Y Hình 2.21: Radio Frequency 21

Hình 2.22: Ứng dụng Radio Frequency 22

Hình 2.23: Module NRF24L01 22

Hình 2.26: Giao tiếp SPI master-slave 24

Hình 2.27: Sơ đồ kết nối UNO – NRF24L01 25

Hình 2.28: Giao tiếp SPI master- nhiều slave2 Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống 27

Hình 3.2: Sơ đồ khối hệ thống slave 29

Hình 3.3: Mạch khối slave 30

Hình 3.4: Sơ đồ khối Master 32

Hình 3.5: Firebase 34

Hình 3.6: Kết nối MCU- Firebase 34

xii

Trang 22

Hình 3.15: Kết nối MCU- Firebase 37 Hình 3.16: Kết nối MCU- Firebase 38 Hình 3.17: Kết nối MCU- Firebase 38 Hình 3.18: Kết nối MCU- Firebase 38 Hình 3.19: Android Studio 39 Hình 3.20: Giao diện Android Studio 40 Hình 3.21: Giao diện xml Android Studio 42 Hình 3.22: Thiết kế giao diện Android Studio 43 Hình 3.23: Giao diện ứng dụng 44

Hình 3.24: Lập trình Android Studio 44

Hình 3.25: Kết nối với Firebase 45 Hình 3.26: Kết nối với Firebase 45 Hình 3.27: Kết nối với Firebase 45 Hình 3.28: Kết nối với Firebase 46 Hình 3.29: Kết nối với Firebase 46 Hình 3.30: Kết nối với Firebase 46

Hình 3.31: Nạp chương trình cho điện thoại android 47 Hình 3.32: Nạp chương trình cho điện thoại android 47 Hình 3.33: Nạp chương trình cho điện thoại android 47 Hình 3.34: Nạp chương trình cho điện thoại android 48 Hình 3.35: Nạp chương trình cho điện thoại android 49 Hình 3.: Nạp chương trình cho điện thoại android 49 Hình 3.19: Nạp chương trình cho điện thoại android 49 Hình 3.20: Nạp chương trình cho điện thoại android 49 Hình 3.36: Nạp chương trình cho điện thoại android 50

Hình 4.1: Mạch mô phỏng 51 Hình 4.2: Mạch sau khi đươc hàn 51

xiii

Trang 23

Hình 4.3: Màn hình chung 52 Hình 4.4: Màn hình giám sát 52 Hình 4.5: Truyền nhận dữ liệu giữa Firebase và App 53

Hình 4.6: Mô hình sản phẩm thực tế 53 Hình 4.7: Bịch phôi trồng nấm ban đầu……… 54 Hình 4.8: Phôi nấm sau 14 ngày……… 54 Hình 4.9: Phôi nấm sau 22 ngày……… 54 Hình 4.10: Phôi nấm sau 24 ngày đã phát triển đây đủ……… 55

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Một số loại Arduino trên thị trường 7 Bảng 2.2: Bảng các chân của NodeMCU ESP8266 12 Bảng 2.3: Bảng các chân của module relay 5v 17 Bảng 2.4: Bảng các chân của màn hình LCD 16x2 19 Bảng 2.5: Bảng các đấu nối module I2C với UNO R3 20 Bảng 3.1: Kết nối Arduino Uno R3 với Module NRF24L01 38 Bảng 3.2: Kết nối Arduino Uno R3 với Module DHT11 39 Bảng 3.3: Kết nối MCU ESP 8266 với Module NRF24L01 41

xiv

Trang 24

DANH SÁCH KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

xv

Trang 25

MỞ ĐẦU

Với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học kỹ thuật, công nghệ mà trong

đó ngành kỹ thuật điện tử đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực như công nghiệp,nông nghiệp, cung cấp thông tin

Do đó, là một sinh viên chuyên ngành Kĩ thuật Điện Tử phải biết nắm bắt và vậndụng các kiến thức được học một cách có hiệu quả để áp dụng vào thực tế đời sốngcủa con người

Trong mấy năm trở lại đây, các mô hình trồng nấm tự phát của người dân xuấthiện nhiều, các loại nấm được trồng phổ biến và mang lại giá trị kinh tế lớn điển hìnhnhư nấm bào ngư Dù đã có mô hình nhưng em nhận thấy các mô hình trồng vẫn cònthủ công chưa có sự áp dụng công nghệ nào đáng kể và mô hình còn ở quy mô nhỏ lẻ,việc mở rộng mô hình khá là khó khăn cho việc quản lí cũng như giám sát trại nấm củamình

Nắm bắt được thực tế ấy, áp dụng kiến thức đã được học cùng tham khảo, nghiêncứu, tìm hiểu qua sách, báo, các tài liệu trên internet, nghiên cứu cơ sở lý thuyết về kỹthuật trồng nấm bào ngư, ứng dụng kiến thức về đã biết về lập trình IoT và xây dựng

hệ thống giám sát và điều khiển qua websever hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thôngqua ứng dụng trên điện thoại , các đèn báo và một số thiết bị đơn giàn như: bóng đèn,quạt máy, cảm biến nhiệt độ, độ ẩm Hoạt động nhờ bộ đầu não trung tâm ở đây làmột bộ xử lý đã được lập trình sẵn tất cả các chương trình điều khiển

Qua đó, ứng dụng giúp người nông dân có thể giám sát và điều khiển dễ dàng tạođiều kiện tốt nhất cho quá trình nấm bào ngư phát triển và để khắc phục và kiểm soát

kịp thời Từ những yêu cầu thực tế đó, nên em quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu và

thiết kế mô hình giám sát phòng trồng nấm bào ngư tự động”

1

Trang 26

Nghiên cứu và thiết kế mô hình giám sát phòng trồng nấm bào ngư tự động

Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

1.1 Mục tiêu đề tài.

- Tự động cập nhật các thông số từ các cảm biến về ứng dụng trên điện thoại

theo chương trình đã được lập trình sẵn

- Căn cứ vào các thông số của cảm biến để điều khiển các thiết bị cơ cấu chấp

hành

- Điều khiển các thiết bị thủ công và tự động từ xa qua ứng dụng trên điện

thoại

- Sử dụng vi điều khiển bo mạch Arduino và ESP 8266.

1.2 Đối tượng cây trồng.

1.2.1 Giới thiệu về nấm bào ngư.

Tên đối tượng cây trồng: Nấm bào ngư

Giá trị lợi ích cho sức khỏe: Ngoài giá trị dinh dưỡng, nấm tươi còn có đặc tínhcủa biệt dược, có khả năng phòng ngừa và chữa các bệnh như nâng cao hệ thống miễndịch, cải thiện chức năng não bộ, giúp kháng viêm, giảm lượng đường trong máu,cảithiện sức khỏe tim mạch, … và đặc biệt còn có một số công trình nghiên cứu còn chorằng nấm bào ngư còn có khả năng chống bệnh ung thư (hướng nghiên cứu này sẽđược tiếp tục làm sáng tỏ trong tương lai)

Một vài đặc điểm sinh trưởng:

- Nhiệt độ môi trường: 25 ℃ - 30℃

- Độ ẩm không khí :70% - 90%

- Ánh sáng: Không có ánh sáng mạnh (ánh sáng phòng – có thể đọc sách).

Hình ảnh nấm bào ngư được trồng trong phòng:

Hình 1.1: Nấm bào ngư 1.2.2 Quy trình trồng nấm bào ngư .

Trang 27

Trước khi trồng, cho rơm rạ, mùn cưa, tro trấu ngâm vào nước vôi pha nước loãngkhoảng 15 - 20 phút rồi vớt ra để ráo nước

Tiến hành ủ nguyên liệu trong 2 đợt Đợt 1 ủ trong vòng từ 3 - 4 ngày, mỗi ngàyđều tưới nước tạo độ ẩm cho rơm và xới đảo rơm cho đều Sau đó dùng dao cắt rơmthành từ đoạn dài từ 7 - 10 cm rồi mang ủ đợt 2 trong vòng 2 - 3 ngày

Sau khi đã ủ nguyên liệu qua 2 đợt thì tiến hành khử trùng rơm rạ, tro trấu hoặcmùn cưa trong hơi nước ở nhiệt độ 100 độ C trong vòng 3 - 4 tiếng để diệt mầm bệnh

có trong nguyên liệu

Sau đó tiến hành rải phôi nấm giống vào xung quanh thành túi nilon Chú ý ép sátphôi nấm ra phía ngoài thành túi

Tiếp tục cho lớp rơm thứ 2 lên rồi rải tiếp phôi nấm sát phía ngoài thành túi nhưvậy Chú ý đến lớp rơm trên cùng thì phải rắc phôi nấm đều trên mặt rơm, trừ mộtvùng tròn nhỏ để nhét miếng bông gòn vào trên miệng túi và dùng dây thun cột chặtnút bông với miệng túi nilon lại

Mỗi tầng rơm cho vào túi nilon dày khoảng 5 - 7cm và mỗi túi nilon sẽ làm được 4tầng nấm Mỗi túi nilon sẽ cấy khoảng 50g giống nấm

Sinh viên thực hiện: Cao Hoài Nam Người hướng dẫn: Th.S Ngô Thị Minh Hương 3

Trang 28

Hình 1.3: Nấm bào ngư

Chăm sóc:

Sau khi trồng nấm xong thì tiến hành đưa bịch nấm vào phòng ươm Phòng ươmphải thoáng mát, không có ánh sáng, nếu có ánh sáng mạnh chiếu vào sẽ làm ảnhhưởng đến quá trình sinh trưởng và chất lượng nấm

Kê các bịch nấm lên các kệ đỡ hay giàn giá trong vòng 20 - 25 ngày Mỗi bịchnấm cách nhau 2 - 3cm để tạo độ thông thoáng cho nấm sinh trưởng

Sau 25 ngày ươm nấm thì tiến hành kiểm tra bịch nấm, khi ở đáy bịch nấm có màutrắng lan tỏa thì đó là hiện tượng nấm giống đang bắt đầu sinh trưởng Lúc này tiếnhành bỏ nút bông gòn ở miệng túi ra rồi dùng tay nén không khí trong bịch ra ngoài,sau đó dùng dây thun buộc chặt miệng túi lại

Tiến hành rạch mỗi bịch nấm khoảng 6 - 8 vết rạch (vết rạch dài từ 3 - 4 cm vàrạch so le xung quanh bịch nấm) Khi bịch nấm rạch được 4 - 6 ngày thì nấm sẽ bắtđầu mọc Không nên rạch sát đáy hoặc sát miệng bịch nấm

Trang 29

Sau khi hái nấm, không nên tưới nước ngay vào bịch nấm mà phải đợi vài tiếngsau mới tưới vì nếu tưới ngay lúc vừa hái nấm xong thì sẽ dễ khiến các phôi nấm trongbịch nấm sẽ dễ chết thối

Sau khi thu hoạch nấm đợt 1 thì ngừng tưới nước khoảng 5 - 7 ngày cho nấm mọc

ra tán mới Khi bịch nấm hết đợt ra nấm thì ngừng tưới nước vào bịch nấm, chỉ tướinước lên nền và xung quanh để phòng tạo ẩm mỗi ngày Sau 3 - 4 ngày mới bắt đầutưới nước vào các bịch nấm để tạo ẩm và kích thích nấm kết nụ tiếp

1.3 Mục tiêu và phương pháp nghiên cứu.

Mục tiêu đề tài: Tập trung nghiên cứu phương pháp để có thể áp dụng IoT vàphòng ươm nấm, giúp cho người trồng nấm có thể theo dõi được các thông số trongphòng ươm và điều khiển các cơ cấu chấp hành theo ý muốn

Phương pháp tham khảo tài liệu: Bằng cách thu thập thông tin từ sách, tạp chí vềđiện tử và truy cập từ mạng Internet

Phương pháp quan sát: Khảo sát một số mạch điện tử thực tế đang có trên thịtrường và tham khảo thêm một số dạng mạch từ mạng Internet

Phương pháp thực nghiệm: Từ những ý tưởng và kiến thức vốn có của em kết hợpvới sự hướng dẫn của giảng viên, em đã lắp ráp thử nghiệm nhiều dạng mạch khácnhau để từ đó chọn ra phương án tối ưu

1.4 Tổng kết chương 1.

Trong chương 1 đã đặt vấn đề để hướng tới mục tiêu của đề tài và giới thiệu sơ bộ

về đối tượng cây trồng về các đặc điểm sinh trưởng, quy trình nuôi nấm bào ngư của

bà con nông dân

Có thể thấy việc áp dụng IoT trong nông nghiệp là hoàn toàn khả thi vì khả năngtruyền nhận xa, công suất tiêu thụ điện năng thấp, v.v trong khi sự thay đổi trạng tháicủa đất trồng là không nhanh Đó là những lý do khiến chúng được tác giả áp dụng vàogiải quyết bài toán xác định nhiệt độ và độ ẩm phòng ươm

Trang 30

Nghiên cứu và thiết kế mô hình phòng trồng nấm bào ngư tự động

CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ VÀ CÔNG CỤ SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI

2.1 Arduino.

2.1.1 Giới thiệu về Arduino.

Arduino là một board mạch vi xử lý, nhằm xây dựng các ứng dụng tương tác vớinhau hoặc với môi trường được thuận lợi hơn Một mạch Arduino bao gồm một viđiều khiển AVR với nhiều linh kiện bổ sung giúp dễ dàng lập trình và có thể mở rộngvới các mạch khác Một khía cạnh quan trọng của Arduino là các kết nối tiêu chuẩncủa nó, cho phép người dùng kết nối với CPU của board với các module thêm vào cóthể dễ dàng chuyển đổi, được gọi là shield

Mẫu thử nghiệm ban đầu, được thực hiện vào năm 2005, là một thiết kế đơn giản,

và chưa được gọi là Arduino Massimo Banzi sử dụng cái tên Arduino vào một nămsau đó

Với mức giá 30$ cho một bo Arduino có khoàng 20 ngõ I/O có thể tương tác vàđiều khiển chừng ấy thiết bị, tính chất nguồn mở từ phần cứng tới phần mềm, giaodiện lập trình cực kỳ dễ sử dụng, với một ngôn ngữ lập trình có thể học một cáchnhanh chóng ngay cả với người ít am hiểu về điện tử và lập trình Arduino đã thực sựgây sóng gió trên thị trường người dùng DIY (Do It Yourself) trên toàn thế giới trongvài năm gần đây

2.1.3 Một số loại Arduino trên thị trường.

Bảng 2.1: Một số loại Arduino trên thị trường

Trang 31

Số chân Analog: 16 Bộ nhớFlash: 256 KB, 8KB sửdụng cho BootloaderSRAM: 8 KB EEPROM:

4 KB Xung clock: 16MHz

Tổng dòng ngõ ra trên cácchân I/O: 130mA Bộnhớ Flash: 512KB SRAM:

3 Uno R3 Chip sử dụng: ATmega328

Điện áp hoạt động: 5V Điện

áp cung cấp: 7-12V Điện ápvào: 6-20V Digital I/O Pins

14 (of which 6 provide PWMoutput) Analog Input Pins: 6

DC Current per I/O Pin: 40

mA DCCurrent for 3.3V Pin 50 mAFlash Memory 32 KB(ATmega328) of which 0.5 KBused by bootloader SRAM 2

KB (ATmega328) EEPROM 1

KB (ATmega328) ClockSpeed: 16 MHz

4 Leonardo Vi điều khiển: ATmega32u4

Điện áp hoạt động: 5V Điệnthế ngõ vào DC: 7-12V Sốchân Digital: 20 Sốkênh PWM: 7 Số

Trang 32

kênh vào Analog: 12 Bộnhớ Flash: 32 KB(ATmega32u4), 4KB sử dụngcho Bootloader SRAM: 2.5

(ATmega32u4) Xunglock: 16 MHz

5 Pro Micro Sử dụng chip Atmega32U4

Điện áp cung cấp: 6V ~ 12V

DC (chân Raw) Điện

áp hoạt động: 5V Hỗ trợ từArduino IDE V1.0.1 trở lênTích hợp cổng USB Micro trênboard Tần sốhoạt động: 16MHz Chống cấpngược điện áp Có Led hiệnthị nguồn và báo tình trạngKích thước: 33 x 18 x 6mm

6 Uno R3 (SMD) Chip sử dụng: ATmega328

Nguồn nuôi mạch: 5V Nguồnngoài: Khuyên dùng 7- 9V

Số chân Digital: 14 (hỗ trợ 6chân PWM) Sốchân Analog: 6 Dòng ratrên chân digital: tối đa 40 mADòng ra trên chân 5V: 500 mADòng ra trên chân 3.3V: 50

mA Dunglượng bộ nhớ Flash: 32 KB(ATmega328) SRAM: 2 KB(ATmega328) EEPROM: 1 KB(ATmega328) Tốcđộ: 16 MHz

Trang 33

2.1.4 Một vài ứng dụng của Arduino.

Hình 2.2: Xe tự hành sử dụng Arduino

Hình 2.3: Máy in 3D

2.2 Arduino UNO R3 (SMD)

2.2.1 Lý do lựa chọn sử dụng broad Arduino UNO R3

Nhắc tới dòng mạch Arduino dùng để lập trình, cái đầu tiên mà người ta thườngnói tới chính là dòng Arduino UNO Arduino được sử dụng rất rộng rãi, không chỉViệt Nam mà trên toàn thế giới Điều đó cho thấy, Arduino có những ưu điểm độc đáocủa mình

Hình 2.5: Board Arduino Uno R3

- Môi trường phát triển đơn giản, rõ ràng: Đặc điểm nổi bật nhất của Arduino

là môi trường phát triển ứng dụng cực kỳ dễ sử dụng Arduino có các tập lệnh hết sứcđơn giản Nhờ đó, Arduino che đi sự phức tạp của việc lập trình cho vi điều khiển VíSinh viên thực hiện: Cao Hoài Nam Người hướng dẫn: Th.S Ngô Thị Minh Hương 9

Trang 34

dụ, chỉ với vài câu lệnh đơn giản là có thể chớp, tắt được được một con LED màkhông cần hiểu kiến trúc của vi điều khiển

- Gía thành rẻ: Một điều làm nên sự phổ biến của Arduino chính là mức giá rất

thấp cho một board mạch Arduino Thường ít hơn 50$ (khoảng dưới 150,000 VNĐ)

- Đa nền tảng: Công cụ phát triển Arduino có thể chạy trên cả hệ điều hành

Windows, Mac OS, Linux

- Phần cứng nguồn mở và dễ dàng sử dụng: Không chỉ mã nguồn mở mà với

giấy phép Tư liệu mở (Creative Commons license), người dùng còn có phần cứngnguồn mở Bạn hoàn toàn có thể tự thiết kế cho mình một board mạch Arduinomới dựa trên ý tưởng của Arduino Có thể mở rộng các module, các vi xử lý, các linhkiện phục vụ mục đích sử dụng của bạn mà không sợ bản quyền

2.2.2 Cấu trúc của broad Arduino UNO R3

Arduino Uno là một trong những board mạch Arduino phố biến và dễ dàng sửdụng nhất hiện nay Arduino Uno đã phát triển đến thế hệ thứ 3, gọi là Arduino UnoR3

Hình 2.6: Broad Arduino Uno R3

- ATmega328 Microcontroller là vi điều khiển thuộc họ mega AVR, do hãng Atmel

sản xuất

- ICSP pin viết tắt của In Circuit Serial Programming Đó là chân lập trình nối tiếp cho

phép người lập trình sử dụng một vài phương thức có sẵn trong firmware của Arduino

- Power LED Indicator báo nguồn của Arduino Đèn sáng thì có nguồn, đèn tắt thì mất

nguồn

- Digital I/O pins là những chân có giá trị nhị phân: HIGH (1) hoặc LOW (0) Có các

chân từ D0 đến D13 Một số chân có thể xuất xung PWM là ~D3, ~ D5, ~ D6, ~ D9, ~D10, ~ D11

- TX and RX LED’s báo có luồng dữ liệu truyền (Transmit – TX) và nhận (Receive – RX) của Arduino qua cổng nối tiếp (Serial) với các thiết bị khác.

- AREF (Analog Reference) pin là chân cấp điện áp tham chiếu từ bên ngoài cho

Arduino

- Reset button để reset lại board mạch Arduino.

- USB cho phép kết nối với máy tính, thường dùng nạp mã code từ máy tính sang board

mạch Arduino

- Crystal Oscillator là thạch anh, có tần số 16MHz.

- Voltage Regulator là mạch ổn áp chuyển đổi nguồn vào thành 5V cấp cho Arduino.

- GND là chân ground, có hiệu điện thế 0V.

- Vin là nguồn đầu vào của board mạch Arduino.

- Analog Pins là các chân xử lý tín hiệu Analog khi kết nối với các thiết bị khác Có các

chân được đánh số từ A0 đến A5

- Power Button kết nối với nguồn cấp cho Arduino.

2.3 Module ESP 8266.

2.3.1 Giới thiệu NodeMCU ESP8266.

Một trong những tiện ích bổ sung đã tạo ra một bước tiến lớn về khả năng

là Mô-đun WiFi, chẳng hạn như ESP8266, vì điều này cho phép các dự án mà cho đếnnay vẫn bị cô lập có thể được kết nối với mạng và do đó có thể giám sát hoặc quản lý

Trang 35

dự án từ Internet ở bất kỳ đâu trên hành tinh Đó là lý do tại sao chúng tôi sẽ dànhhướng dẫn này cho ESP8266, để bạn có thể biết mọi thứ bạn thực sự cần

Hình 2.7: Module ESP8266

NodeMCU ESP8266 có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ 8 bit AVR là ATmega8,Atmega168, Atmega328 Bộ não này có thể xử lí những tác vụ đơn giản như điềukhiển đèn LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa

2.3.2 Cấu trúc của broad ModeMCU ESP8266 CH340

Hình 2.8: Module ESP8266

Bảng phát triển NodeMCU ESP8266 đi kèm với mô-đun ESP-12E chứa chipESP8266 có bộ vi xử lý Tensilica Xtensa 32-bit LX106 RISC Bộ vi xử lý này hỗ trợRTOS và hoạt động ở tần số xung nhịp có thể điều chỉnh từ 80MHz đến 160 MHz.NodeMCU có 128 KB RAM và 4MB bộ nhớ Flash để lưu trữ dữ liệu và chươngtrình Sức mạnh xử lý cao của nó với Wi-Fi / Bluetooth và các tính năng Điều hànhNgủ sâu tích hợp khiến nó trở nên lý tưởng cho các dự án IoT

Lập trình NodeMCU với Arduino IDE sẽ chỉ mất 5-10 phút Tất cả những gì bạncần là Arduino IDE, cáp USB và chính bảng NodeMCU Bạn có thể xem Hướng dẫnBắt đầu dành cho NodeMCU này để chuẩn bị IDE Arduino của bạn cho NodeMCU

Bảng 2.2: Bảng các chân của NodeMCU ESP8266

Pins EN, RST - Chốt và nút đặt lại bộ vi điều khiển.

tự trong khoảng 0-3,3V

4 GPIO Pins GPIO1 đến GPIO16 - NodeMCU có 16 chân đầu vào-đầu

ra mục đích chung trên bo mạch củanó

5 SPI Pins SD1, CMD, SD0, CLK NodeMCU có sẵn bốn chân để giao

tiếp SPI

Trang 36

6 UART Pins TXD0, RXD0, TXD2,

RXD2 - NodeMCU có hai giao diện UART,UART0 (RXD0 & TXD0) và

UART1 (RXD1 & TXD1) UART1được sử dụng để tải lên phần sụn /chương trình

nhưng do chức năng bên trong củacác chân này, bạn phải tìm chân nào

là I2C

2.3.3 Thông số kỹ thuật và tính năng của NodeMCU ESP8266.

- Bộ vi điều khiển: CPU RISC 32-bit Tensilica Xtensa LX106.

- Điện áp hoạt động: 3.3V.

- Điện áp đầu vào: 7-12V.

- Chân I / O kỹ thuật số (DIO): 16.

- Chân đầu vào tương tự (ADC): 1.

Trang 37

2.4 Lập trình Arduino Uno R3 và NodeMCU ESP8266 với Arduino IDE.

Arduino IDE là một phần mềm soạn thảo văn bản chính hãng, giúp bạn viếtcode để nạp vào bo mạch Arduino một cách nhanh chóng, dễ dàng và hoàn toàn miễnphí

Hình 2.10: Arduino IDE

2.4.1 Thông tin của Arduino IDE.

- Nền tảng: Windowns, MacOS, Linux

- Dung lượng: 530MB

- Loại ứng dụng: Công cụ

- Nhà phát hành: Arduino Software

2.4.2 Tính năng chính của Arduino IDE

Phần mềm lập trình mã nguồn mở miễn phí : IDE trong Arduino IDE là phần cónghĩa là mã nguồn mở, nghĩa là phần mềm này miễn phí cả về phần tải về lẫn phầnbản quyền: Người dùng có quyền sửa đổi, cải tiến, phát triển, nâng cấp theo một sốnguyên tắc chung được nhà phát hành cho phép mà không cần xin phép ai, điều mà họkhông được phép làm đối với các phần mềm nguồn đóng

Tuy là phần mềm mã nguồn mở nhưng khả năng bảo mật thông tin của ArduinoIDE là vô cùng tuyệt vời, khi phát hiện lỗi nhà phát hành sẽ vá nó và cập nhật rấtnhanh khiến thông tin của người dùng không bị mất hoặc rò rỉ ra bên ngoài

Sử dụng ngôn ngữ lập trình C/C++ thân thiện với các lập trình viên : Arduino IDE sử dụng ngôn ngữ lập trình C/C++ rất phổ biến trong giới lập trình Bất kỳ đoạn

code nào của C/C++ thì Arduino IDE đều có thể nhận dạng, giúp các lập trình viênthuận tiện trong việc thiết kế chương trình lập cho các bo mạch Arduino

Hỗ trợ lập trình tốt cho bo mạch Arduino: Arduino có một module quản lý bo

mạch, nơi người dùng có thể chọn bo mạch mà họ muốn làm việc cùng và có thể thayđổi bo mạch thông qua Menu Quá trình sửa đổi lựa chọn cũng liên tục tự động cậpnhật để các dữ liệu có sẵn trong bo mạch và dữ liệu sửa đổi đồng nhất với nhau Bêncạnh đó, Arduino IDE cũng giúp bạn tìm ra lỗi từ code mà bạn biết giúp bạn sửa lỗikịp thời tránh tình trạng bo mạch Arduino làm việc với code lỗi quá lâu dẫn đến hưhỏng hoặc tốc độ xử lý bị giảm sút

Trang 38

Hình 2.12: Nạp code Arduino IDE

Thư viện hỗ trợ phong phú: Arduino IDE tích hợp với hơn 700 thư viện, đượcviết và chia sẻ bởi nhà phát hành Arduino Software và thành viên trong cộng đồngArduino Mọi người có thể tận dụng chúng cho dự án của riêng mình mà không cầnphải bỏ ra bất kỳ chi phí nào

Giao diện dễ dàng sử dụng: Arduino IDE có một giao diện đơn giản, dễ sử dụnggiúp người dùng thuận tiện hơn trong thao tác Dưới đây là một số tính năng nổi bậtchúng ta thường sử dụng:

- Nút kiểm tra chương trình (Verify): giúp dò lỗi phần code định truyền xuống bo

mạch Arduino

- Nút tải đoạn code vào bo mạch Arduino (Upload): giúp nhập đoạn code vào bo

mạch Arduino

- Vùng lập trình: người dùng sẽ viết chương trình tại khu vực này.

- Thanh Menu: gồm những thẻ chức năng nằm trên cùng như File, Edit, Sketch,

Tools, Help rất thông dụng có ở hầu hết các chương trình nhập code khác

Hỗ trợ đa nền tảng: Arduino IDE hoạt động trên 3 hệ điều hành phổ biến nhất

là Windows, Mac OS và Linux giúp người dùng có thể truy cập vào phần mềm ở bất

cứ đâu, bất cứ khi nào miễn là họ có một cái máy tính Ngoài ra, người dùng có thểtruy cập vào công cụ từ đám mây Điều này cho phép các nhà lập trình lựa chọn tạo vàlưu dự án của mình trên đám mây hoặc xây dựng chương trình trên máy tính và upload

nó lên bo mạch Arduino

Tóm lại, Arduino IDE là một phần mềm được phân phối chính hãng, tải miễn phí

và giao diện thân thiện với người dùng Phần mềm liên tục được nhà phát hành cậpnhật dưới sự giúp đỡ của Cộng đồng người dùng Arduino đông đảo nên độ bảo mật làrất cao Arduino IDE là phần mềm nên sử dụng nhất để tải code vào bo mạch Arduino

2.5 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm không khí DHT11.

2.5.1 Giới thiệu về cảm biến DHT11

DHT11 là một cảm biến nhiệt độ và độ ẩm Nó ra đời sau và được sử dụng thaythế cho dòng SHT1x ở những nơi không cần độ chính xác cao về nhiệt độ và độ ẩm

Trang 39

- Dòng sử dụng: 2.5mA max (khi truyền dữ liệu)

- Tần số lấy mẫu tối đa 1Hz (1 giây 1 lần)

Hình 2-15: Sơ đồ kết nối cảm biến DHT11 với vi xử lí

Để có thể giao tiếp với DHT11 theo chuẩn 1 chân vi xử lý thực hiện theo 2 bước:

- Gửi tin hiệu muốn đo (Start) tới DHT11, sau đó DHT11 xác nhận lại.

- Khi đã giao tiếp được với DHT11, Cảm biến sẽ gửi lại 5 byte dữ liệu và

nhiệt độ đo được

Bảng 2.3: Bảng các chân của module relay 5v

Điện áp nuôi: 5VDC /12VDC Tiếp điểm relay 220V 10A

Trang 40

Tín hiệu vào điều khiển: 0V NC: Thường đóng

Tín hiệu là 0: thì Relay đóng NO: Thường mở

Tín hiệu là 1: thì Relay mở COM: Chân chung

Ký hiệu nguồn:

- VCC, GND là nguồn nuôi Relay

- In là chân tín hiệu điều khiển

2.6 Quạt tản nhiệt.

Hình 2.18: Quạt 5v

Sau khi tín hiệu được đưa về 0, ta đợi chân DATA của MCU được DHT11 kéo lên

1 Nếu chân DATA là 1 trong khoảng 26-28us thì là 0, còn nếu tồn tại 70us là 1 Do đótrong lập trình ta bắt sườn lên của chân DATA, sau đó delay 50us Nếu giá trị đo được

là 0 thì ta đọc được bit 0, nếu giá trị đo được là 1 thì giá trị đo được là 1 Cứ như thế tađọc các bit tiếp theo

- Là một sản phẩm đang rất thông dụng hiện nay với chức năng làm giảm nhiệt

độ, đảm bảo tuổi thọ cho máy móc khi hoạt động

2.7 Sử dụng màn hình LCD 16x2 để hiển thị trực tiếp độ ẩm, nhiệt độ phòng.

Ngày nay, thiết bị hiển thị LCD (Liquid Crystal Display) được sử dụng trongnhiều các ứng dụng của vi điều khiển LCD 16x2 là dạng hiển thị đơn giản, dễ sử dụng

và giá thành rẻ so với các dạng hiển thị khác

Hình 2.19: Màn hình LCD 16X2

Bảng 2.4: Bảng các chân của màn hình LCD 16x2

Tiêu đề	Nghiên cứu và thiết kế mô hình giám sát phòng trồng nấm bào ngư tự động
Tác giả	Cao Hoài Nam
Người hướng dẫn	Th.S Ngô Thị Minh Hương
Trường học	Đại học Đà Nẵng
Chuyên ngành	Công nghệ Kỹ thuật Điện – Điện tử
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp đại học
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	95
Dung lượng	5,99 MB