Trang 1 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬTKHOA CƠ KHÍĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPĐẠI HỌCNGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬĐỀ TÀI:THIẾT KẾ HỆ THỐNGNHÀ VƯỜN THÔNG MINH Trang 2 TRƯỜNG ĐẠ
2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÀ VƯỜN THÔNG MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÀ VƯỜN THÔNG MINH Họ và tên sinh viên: Nguyễn Ngọc Quang Người hướng dẫn: T.S Nguyễn Phú Sinh Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Quang Mã sinh viên: 1811504410146 Lớp: 18CDT1 Đà Nẵng, 06/2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÀ VƯỜN THÔNG MINH Người hướng dẫn: T.S Nguyễn Phú Sinh Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Quang Mã sinh viên: 1811504410146 Lớp: 18CDT1 Đà Nẵng, 06/2022 Nhận xét của người hướng dẫn Nhận xét của người phản biện TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế hệ thống nhà vườn thông minh Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Quang Mã SV: 1811504410146 Lớp: 18CDT1 Ngày nay trên thế giới với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học – công nghệ đã góp phần giúp chất lượng cuộc sống con người không ngừng được nâng cao Thêm vào đó sự xâm nhập trực tiếp của internet vào cuộc sống của chúng ta ngày càng nhiều Đối với một nước mà nền nông nghiệp còn chiếm vai trò to lớn trong nền kinh tế thì việc ứng dụng khoa học công nghệ là điều cấp thiết và cần được mở rộng Nhằm giải quyết vấn đề này, nhờ sự giúp sức của tiến bộ về khoa học kỹ thuật, các hệ thống giám sát, xử lý, cung ứng quá trình sản xuất…ngày càng hiện đại đã được đưa vào nông nghiệp và đặc biệt là các ứng dụng của công nghệ đã góp phần tạo nên một môi trường sản xuất năng động, khoa học và giải phóng sức lao động, tăng năng suất, mang lại hiệu quả kinh tế cao Với mong muốn nghiên cứu và tạo ra một môi trường sản xuất năng động, khoa học và giải phóng sức lao động, tăng năng suất, mang lại hiệu quả kinh tế cao, nhóm em quyết định chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống nhà vườn thông minh” Đề tài tập trung nghiên cứu, tìm hiểu về hệ thống nhà vườn thông minh ứng dụng IoT và tính toán thiết kế các hệ thống chăm sóc cây trồng trong nhà màng có diện tích 200 mét vuông: hệ thống tưới, hệ thống thông gió, hệ thống đèn bổ sung ánh sáng và hệ thống mai che cắt nắng Thiết kế hệ thống điều khiển có khả năng theo dõi, giám sát môi trường thông qua các cảm biến: nhiệt độ, độ ẩm, độ ẩm đất và ánh sáng và điều khiển các thiết bị: máy bơm, đèn, quạt, từ xa thồng qua điện thoại và một trang Web Thiết kế chế tạo mô hình có tỉ lệ 1/19 so với nhà màng kích thước đề xuất, mô phỏng lại hoạt động của bộ điều khiển TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Phú Sinh Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Quang Mã SV: 1811504410146 1 Tên đề tài: Thiết kế hệ thống nhà vườn thông minh 2 Các số liệu, tài liệu ban đầu: Thiết kế hệ thống nhà vườn thông minh cho cây dưa lưới với diện tích 200 m2 3 Nội dung chính của đồ án: Sinh viên có nhiệm vụ tìm hiểu và thực hiện các nhiệm vụ sau: - Tìm hiểu về nhà kính hay nhà vườn thông minh ứng dụng IoT - Phân tích và thiết kế hệ thống nhà vườn thông minh cho cây dưa lưới có diện tích 200 m2 - Chế tạo mô hình mini mô phỏng lại hệ thống nhà vườn thông minh đã đề xuất và thiết kế - Trình bày báo cáo chi tiết các nội dung trên trong báo cáo đồ án tốt nghiệp 4 Các sản phẩm dự kiến - Mô hình mini mô phỏng hoạt động của hệ thống nhà vườn thông minh - Một báo cáo đồ án và 3-4 bảng vẽ 5 Ngày giao đồ án: 7/2/2022 6 Ngày nộp đồ án: 15/6/2022 Đà Nẵng, ngày 7 tháng 2 năm Trưởng Bộ môn 2022 Người hướng dẫn LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, khoa học công nghệ ngày càng đạt được những thành tựu to lớn, kéo theo đó là sự phát triển vượt bậc trong các ngành nghề có ứng dụng khoa học kỹ thuật Đối với một nước mà nền nông nghiệp còn chiếm vai trò to lớn trong nền kinh tế thì việc ứng dụng khoa học công nghệ là điều cấp thiết và cần được mở rộng Nhằm giải quyết vấn đề này, nhờ sự giúp sức của tiến bộ về khoa học kỹ thuật, các hệ thống giám sát, xử lý, cung ứng quá trình sản xuất…ngày càng hiện đại đã được đưa vào nông nghiệp và đặc biệt là các ứng dụng của công nghệ Với mong muốn nghiên cứu và tạo ra một môi trường sản xuất năng động, khoa học và giải phóng sức lao động, tăng năng suất, mang lại hiệu quả kinh tế cao, nhóm em quyết định chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống nhà vườn thông minh” Trong các chương trình giảng dạy bậc Đại Học của các khối ngành kỹ thuật việc thiết kế đồ án tốt nghiệp là một nhiệm vụ quan trọng đối với tất cả mọi ngành nghề Giúp cho sinh viên hiểu sâu, hiểu kỹ và tổng hợp được những kiến thức cơ bản của môn học… Đối với ngành Cơ Khí, đây là một công việc thiết thực, không những giúp cho sinh viên được hòa mình vào thực tế, tích lũy kinh nghiệm, được khẳng định những kiến thức đã học trên lý thuyết, mà còn hình thành tác phong và khả năng nghề nghiệp của một kỹ sư cơ khí thực thụ trong tương lai Trong suốt thời gian hoàn thành đồ án tốt nghiệp, em luôn nhận được sự giúp đỡ tận tâm và nhiệt tình của giảng viên hướng dẫn là Tiến sĩ Nguyễn Phú Sinh, cùng các thầy cô trong bộ môn Kỹ thuật Cơ Điện Tử, đã giúp em rất nhiều trong việc làm đồ án đúng tiến độ và hoàn thành nó Em xin bày tỏ lòng biết ơn đối với quý Thầy/Cô Tuy nhiên, trong quá trình thực hiện đồ án thì vẫn còn sai sót khi tìm hiểu và trình bày đề tài Rất mong được quý Thầy/ Cô giảng viên có thể quan tâm và góp ý để chúng em có thể phát triển đề tài này tiến xa hơn nữa để có thể hướng tới mục tiêu giúp ích cho cộng đồng Một lần nữa, em xin chân thành cám ơn! Sinh viên thực hiện Nguyễn Ngọc Quang I CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp “Thiết kế hệ thống nhà vườn thông minh” là công trình nghiên cứu của tôi không sao chép của ai, do tôi tự nghiên cứu, đọc, dịch tài liệu, tổng hợp và thực hiện Những phần sử dụng tài liệu tham khảo trong đồ án đã đuợc nêu rõ trong phần tài liệu tham khảo Các số liệu, kết quả trình bày trong đồ án là hoàn toàn trung thực, nếu sai chúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm và chịu mọi kỷ luật của bộ môn và nhà trường đề ra Sinh viên thực hiện Nguyễn Ngọc Quang II MỤC LỤC Nhận xét của người hướng dẫn Nhận xét của người phản biện Lời nói đầu I Lời cam đoan II Mục lục III Danh sách các bảng, hình vẽ V MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 3 1.1 Tính tất yếu đề tài 3 1.2 Giới thiệu chung về IOT 5 1.2.1 Giới thiệu 5 1.2.2 Cấu trúc cơ bản của một hệ thống ứng dung cộng nghệ IoT .6 1.2.3 Một số ứng dụng của IoT trong cuộc sống 7 1.3 Mục tiêu 7 1.4 Nguyên lý hoạt động của đề tài .7 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ NHÀ MÀNG 9 2.1 Thiết kế nhà màng diện tích 200 mét vuông 9 2.2 Thiết kế nhà màng .11 2.3 Thiết kế hệ thống tưới nước 12 2.4 Thiết kế hệ thống thông gió 16 2.5 Thiết kế hệ thống kéo mái tự động .18 2.6 Thiết kế hệ thống đèn bổ sung ánh sáng 20 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 23 3.1 Giới thiệu hệ thống điều khiển 23 3.2 Các thành phần trong hệ thống 24 3.2.1 Module điều khiển ESP32 .24 3.2.2 Module cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT11 27 III 3.2.3 Module cảm biến độ ẩm đất 28 3.2.4 Cảm biến ánh sáng 29 3.2.5 Module relay 33 3.2.6 Công tắc hành trình cần dài V-156-1C25 15A 250V AC 34 3.3 Phần mềm Blynk 34 3.3.1 Giới thiệu Blynk 34 3.3.2 Thiết kế giao diện Blynk 37 3.4 Thiết kế mạch điều khiển 39 3.4.1 Phần mềm Proteus 39 3.4.2 Sơ đồ nối dây của đề tài 40 3.5 Chương trình điều khiển 41 3.5.1 Giới thiệu phầm mềm Arduino IDE 41 3.5.2 Sơ dồ lưu đồ thuật toán 43 CHƯƠNG 4: CHẾ TẠO MÔ HÌNH 44 4.1 Giới thiệu phần mềm sử dụng trong quá trình thiết kế cơ khí 44 4.1.1 Phần mềm Auto CAD .44 4.1.2 Phần mềm Creo .47 4.2 Thiết kế mô hình 48 4.2.1 Khung cơ khí 3D .48 4.2.2 Các thành phần trong khối chấp hành 50 4.3 Hoàn thiện mô hình .54 4.4 Thử nghiệm và đánh giá 54 4.4.1 Thử nghiệm .54 4.4.2 Đánh giá 55 KẾT LUẬN 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 IV