ĐỀ TÀI Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống đo độ ẩm đất và tưới rau cho vườn cây thông minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦN THƠ KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ THỰC TẬP THỰC TẾ ĐỀ TÀI : Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống đo độ ẩm đất và tưới rau cho vườn cây thông minh Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện NGUYỄN THỊ KIỀU PHƯỢNG TRẦN GIA MINH 2000839 DƯƠNG HOÀNG THÁI 200019 LỜI CAM ĐOAN Đề tài là một Cần Thơ, 12/2023 sản phẩm do chúng em đã nỗ lực nghiên cứu và thực hiện, có sự tham khảo của một số tài liệu có nguồn gốc rõ ràng và được sự hướng dẫn, giúp đỡ của cô Nguyễn Thị Kiều Phượng để thực hiện Đề tài được nghiên cứu đảm bảo theo đúng mục tiêu đã được thuyết minh Em xin cam đoan chịu hoàn toàn trách nhiệm về bản quyền LỜI CÁM ƠN Lời đầu tiên cho phép em gửi lời cảm ơn sâu sắc tới nhà trường, Khoa kỹ thuật cơ khí, các thầy cô đã dạy dỗ chúng em về các kiến thức liên quan tới lĩnh vực nghiên cứu của đề tài cũng như các kiến thức mà thầy cô đã truyền đạt cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường Trong thời gian học tập và hoàn thành đồ án: “Kỹ thuật điều khiển ” em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Kiều Phượng đã tạo điều khiện thuận lợi và tận tình hướng dẫn cho chúng em rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án Em chân thành cảm ơn! NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………… Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2023 Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Thị Kiều Phượng Lời mở đầu Nền nông nghiệp nước ta hiện nay đã có bước phát triển nhưng vẫn chưa có nhiều ứng dụng khoa học kỹ thuật áp dụng vào thực tế Rất nhiều quy trình kỹ thuật trồng trọt, chăm sóc được tiến hành một cách chủ quan, và không đảm bảo được đúng yêu cầu Có thể nói trong nông học, ngoài những kỹ thuật trồng trọt, chăm sóc thì tưới nước và tăng thời gian quang hợp của cây là một trong các khâu quan trọng nhất của trồng trọt, để đảm bảo cây sinh trưởng và phát triển bình thường, tưới đúng và tưới đủ theo yêu cầu nông học của cây trồng sẽ không chịu sâu bệnh, hạn chế thuốc trừ sâu cho sản phẩm an toàn, đạt năng suất và hiệu quả cao Hệ thống tưới nước tự động kết hợp theo dõi từ xa thông qua điện thoại là hệ thống thiết bị phụ trợ tốt nhất đáp ứng theo nhu cầu sinh trưởng của cây trồng, đang được ứng dụng rộng trên các nước đang phát triển Hệ thống tưới nước tự động kết hợp theo dõi từ xa là một hình thức tưới nước hợp lý, tiết kiệm sức lao động và chi phí nhân công, vốn đã được phát triển ở nhiều nước trên thế giới Tuy nhiên, ở Việt Nam chỉ vài ba năm trở lại đây, việc tận dụng hệ thống này mới trở thành xu hướng Hệ thống tưới nước trên cũng trở nên phổ biến hơn với người nông dân ở nông thôn cùng với quá trình hiện đại hóa, công nghiệp hóa nông thôn nhưng chưa dám mạnh dạng đưa vào sử dụng vì chi phí cao Nắm b được nhu cầu cấp thiết trên và mong muốn được góp chút công sức của mình làm giảm bớt gánh nặng cho người làm nông, nhóm quyết định chọn: “Xây dựng hệ thống tưới tự động dựa trên độ ẩm đất và theo dõi từ xa thông qua điện thoại” để làm đề tài báo cáo của nhóm Mục lục Contents LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CÁM ƠN ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN .iii Lời mở đầu .iv Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 3 1.1 Giới thiệu tổng quan về IoT 3 1.2 Mục tiêu ý tưởng đề tài 4 1.3 Sơ đồ khối hệ thống và nguyên lý hoạt động của hệ thống 4 1.4 Lựa chọn phần cứng cho hệ thống: 5 1.4.1 Sơ lược về ESP32 5 1.4.1.2 Thông số ESP32: .6 1.4.1.3 Các tính năng của ESP32 bao gồm: 7 1.4.1.4 Ngoại vi .8 1.4.2 Cảm biến 9 1.4.2.1 Cảm biến độ ẩm đất 9 1.4.2.2 Cảm biến ánh sáng TSL2561 9 ỨNG DỤNG .10 + Thiết bị chấp hành: 10 Chương 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG IOT 12 2.1 Lập bảng dữ liệu 12 2.2 Lưu đồ giải thuật (flowchar) 15 2.3 Viết code chương trình điều khiển 16 Chương 3: THIẾT KẾ MẠCH 24 3.1 Sơ đồ phần cứng 24 3.2 PCB .24 Chương 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .25  Ảnh thực tế 26 Phần mềm sử dụng: .27 1 Danh mục hình hình 1 1 Sơ đồ khối .4 hình 1 2 Cảm biến độ ẩm đất 9 hình 1 3 cảm biến ánh sáng TSL2561 .10 hình 1 5 Máy bơm nước 220VAC 10 hình 1 4 replay hình 10 Y Hình 2 1 blynk iot sau khi thiết kế 14 2 Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu tổng quan về IoT Thuật ngữ Internet of things (viết tắt là IoT) được hiểu một cách đơn giản là một mạng lưới vạn vật kết nối với nhau thông qua Internet Chúng bao gồm các đồ vật, con người được cung cấp một định danh của riêng mình và tất cả có khả năng truyền tải hay trao đổi thông tin hay dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính IoT đã phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện tử và quan trọng hơn là sự có mặt của Internet Nói đơn giản IoT là một tập hợp các thiết bị có khả năng kết nối mọi thứ lại với nhau với Internet và với thế giới bên ngoài để thực hiện một công việc nào đó Có thể nói IoT có mặt trong hầu hết các lĩnh vực đời sống của chúng ta hiện nay từ văn hóa, du lịch, giáo dục, y học, truyền thông,…Tất cả các lĩnh vực trên đều được ứng dụng từ các thành tựu của IoT cả Như trước đây nếu chúng ta muốn thông tin liên lạc với nhau thì không còn cách nào khác đó là viết thư và truyền thư thông qua người giao nhận Còn bây giờ thì thông qua các thiết bị thông minh, chúng được kết nối với nhau thông qua hệ thống wifi, 3G hay các ứng dụng riêng của từng hãng Chưa đầy 10s chúng ta đã có thể gửi tin nhắn đến một người hay nhiều người khác Bên cạnh đó thì còn có nhiều ứng dụng khác như:  Quản lý môi trường  Quản lý hệ thống máy móc  Hệ thống mua sắm trực tuyến  Hệ thống kiểm soát an ninh  Nhà thông minh  Ứng dụng quản lý toàn bộ thiết bị cá nhân thông qua việc động bộ 1.2 Mục tiêu ý tưởng đề tài 3 Về lý thuyết: Sử dụng DHT11 để đo độ ẩm và nhiệt độ của môi trường xung quanh Sử dụng cảm biến độ ẩm đất để đo giá trị của độ ẩm từ đó có thể đạt được giá trị độ ẩm mong muốn thông qua máy bơm Sử dụng TSL2561 để xác định giá trị cường độ ánh sáng từ đó có thể bật tắt đèn một cách tự động hoặc thông qua app 1.3 Sơ đồ khối hệ thống và nguyên lý hoạt động của hệ thống hình 1 1 Sơ đồ khối 4 Hình 2 1 blynk iot sau khi thiết kế 2.2 Lưu đồ giải thuật (flowchar) Begin Blynk V4 Sai On DHT11 OFF Đúng DHT11 ON Sai Độ ẩm đất thấp Máy bơm OFF Đúng Máy bơm ON Trời tối Sai Đúng Đèn OFF Đèn ON Đúng Blynk V7 Sai ON