kỹ thuật lập trình cơ điện tử nghiên cứu thiết kế hệ thống chăm sóc cây cỏ tự động

Đặt vấn đề Hiê Hn nay t愃⌀i các đô th椃⌀ Viê Ht Nam chK yếu sư뀉 dụng các xe bNn chở nươꄁc đP tươꄁi cây cho giải phân cách hoă Hc nhân viên chăm sóc cây trong cáccông viên tươꄁi cây bQng cá

Giáo viên hướng dẫn: TS Trương Công Tuấn

Sinh viên thực hiện:

Đinh Văn Tuấn – 20184651Nguyễn Văn Đức – 20184395Nguyễn Đình Nguyên - 20184567

Phân công nhiệm vụ:

- Nguyễn Văn Đức: mua và lắp ráp linh kiện, hoàn thiện phần cứng, đóng góp ý kiến, tìm kiếm giải pháp, trưởng nhóm

- Đinh Văn Tuấn: thiết kế giao diện, làm phần mềm, hoàn thiện slide, báo cáo, đóng góp ý kiến, tìm kiếm giải pháp

- Nguyễn Đình Nguyên: Làm báo cáo, hỗ trợ tìm kiếm linh kiện, đóng góp ý kiến, tìm kiếm giải pháp

M C L CỤ Ụ

I ĐẶT VẤN ĐỀ 2

II KẾT QUẢ 2

1 C ẤU TRÚC KHỐI CỦA HỆ THỐNG 2

2 T ÍNH TOÁN THIẾT KẾ 3

2.1 Lựa chọn phương án thiết kế các khối hệ thống 3

2.2 Thông số kỹ thuật 3

2.3 Cơ sở vận hành 4

3 S Ơ ĐỒỒ THU T Ậ GI I Ả 5

4 T HIẾT KẾ MẠCH 6

4.1 Mạch mô phỏng 6

4.2 Mạch thực tế 6

5 G IAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN 7

6 K ẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 8

III KẾT LUẬN 8

1 Đ ÁNH GIÁ 8

2 Đ Ề XUẤT CẢI TIẾN 8

IV TÀI LIỆU THAM KHẢO 9

I Đặt vấn đề

Hiê Hn nay t愃⌀i các đô th椃⌀ Viê Ht Nam chK yếu sư뀉 dụng các xe bNn chở

nươꄁc đP tươꄁi cây cho giải phân cách hoă Hc nhân viên chăm sóc cây trong các

công viên tươꄁi cây bQng các Āng nươꄁc Điều này gây ra sư뀣 thiếu hiê Hu quả,

đă Hc biê Ht như lượng nươꄁc chở bQng xe bNn không được nhiều, t Ān thơꄀi gian chi ph椃Ā di chuyPn, lượng nươꄁc tươꄁi chỗ thư뀀a chỗ thiếu Ch椃Ānh vì vâ Hy viê Hc lắp

hê H th Āng tươꄁi tư뀣 đô Hng là mô Ht giải pháp hiê Hu quả mang l愃⌀i nhiều lợi 椃Āch Trên thư뀣c tế ở trong nươꄁc đX có sư뀉 dụng mô hình tươꄁi tư뀣 đô Hng nhưng chưa được

ứng dụng rô Hng rXi Các hê H th Āng này chK yếu được lắp đă Ht ở thành ph Ā HN

Ch椃Ā Minh Mô Ht trong s Ā đó là công viên Gia Đ椃⌀nh, Qu Āc lộ 22, Xa lộ Hà Nội, tuyến đươꄀng Tân Sơn Nhất - Bình Lợi… Theo ghi nhâ Hn cKa hê H th Āng

tươꄁi nươꄁc ở thành ph Ā HN Ch椃Ā Minh thì chi ph椃Ā tươꄁi nươꄁc t愃⌀i một s ĀđiPm đX giảm hơn 70% so vơꄁi việc điều khiPn bQng tay thông thươꄀng ngoài công trươꄀng Ông Mark Walton - Giám đ Āc Walton Group cho biết :"Chi ph椃Āđầu tư một hệ th Āng tươꄁi tư뀣 động hiện nay không thật sư뀣 lơꄁn nếu xem xét yếu t Ā hoàn v Ān sau 2 - 3 năm sư뀉 dụng cũng như tuổi thọ cKa hệ th Āng có thP lên tơꄁi 25 - 30 năm Hơn nữa chi ph椃Ā duy tu và bảo dưỡng hàng năm

không đáng kP" Do đó việc áp dụng hệ th Āng tươꄁi tư뀣 động trong chăm sóc

và duy tu mảng xanh t愃⌀i khu đô th椃⌀ sẽ giúp tiết kiệm chi ph椃Ā, an toàn, hiệu quả, đi theo xu thế chung cKa các đô th椃⌀ lơꄁn trên thế giơꄁi trong điều kiện

toàn cầu hóa như hiện nay

II Kết quả

1 Cấu trúc khối của hệ thống

Giao diện điều khiển

Bộ điều khiển

Module sensor

Cơ cấu chấp hành

2 Tính toán thiết kế

2.1 Lựa chọn phương án thiết kế các khối hệ thống

- Giảm tải cho quá trình lâ Hp trình lư뀣a chọn thiết kế giao điê Hn điều khiPn bQng windowform trên visual studio vơꄁi ngôn ngữ C#

- ĐP dễ dàng tiếp câ Hn, lâ Hp trình điều khiPn và giảm chi ph椃Ā hê H th Āng demo chọn sư뀉 dụng bô H vi xư뀉 lý Arduino UNO

- Giảm chi ph椃Ā mà vvn giữ được đô H ổn đ椃⌀nh và đô H ch椃Ānh xác, đô H ổn đ椃⌀nh tương

đ Āi chọn sư뀉 dụng cảm biến đô H wm đất Soil Moisture Sensor

- Mô hình demo tương đ Āi nhx và công suất thấp nên cơ cấu chấp hành được chọn là relay 5V và bơm mini 5V

- Đ Āi tượng nghiên cứu ở đây là môi trươꄀng đất xung quanh cây c Āi

2.2 Thông số kỹ thuật

- Arduino UNO

Chip điều khiPn ch椃Ānh: ATmega328P

Chip n愃⌀p và giao tiếp UART: ATmega16U2

NguNn nuôi m愃⌀ch: 5VDC tư뀀 cổng USB hoặc nguNn ngoài cắm tư뀀 giắc tròn DC

S Ā chân Digital I/O: 14 (trong đó 6 chân có khả năng xuất xung PWM)

S Ā chân PWM Digital I/O: 6

S Ā chân Analog Input: 6

Dòng điện DC Current trên mỗi chân I/O: 20 mA

Dòng điện DC Current chân 3.3V: 50 mA

Flash Memory: 32 KB (ATmega328P), 0.5 KB dùng cho bootloader

- Relay 5V

Điện áp tải t Āi đa AC 250V-10A / DC 30V-10A

Điện áp điều khiPn 5 VDC

- Đô H wm th椃Āch hợp cho tư뀀ng khu vư뀣c sẽ được thiết lâ Hp ban đầu (X%)

3 S đồồ thu t gi iơ ậ ả

Sensor

Môi trươꄀngBơm

Sai

Relay ngắt

ĐúngRelay đóng

Độ wm < Điềukiện biênĐiều kiện biênGiao diện điều khiPn

4 Thiết kế mạch

4.1 Mạch mô phỏng

Thư뀣c hiện mô phxng m愃⌀ch trên Proteus

4.2 Mạch thực tế

5 Giao diện điều khiển

Bắt đầu ch愃⌀y hệ th Āng, ta chọn cổng kết n Āi và baurate, sau đó tiến hành kết n Āi vơꄁi bộ điều khiPn

Tính năng:

- Bảng dữ liệu nhận về tư뀀 m愃⌀ch điều khiPn theo thơꄀi gian kết hợp vẽ

đN th椃⌀ theo thơꄀi gian thư뀣c đP biPu th椃⌀ độ wm cKa đất

- Màn hình lơꄁn hiPn th椃⌀ thông báo cKa hệ th Āng và màn hình nhx hiPn th椃⌀ tr愃⌀ng thái cKa máy bơm

- HiPn th椃⌀ thơꄀi gian, ngày tháng thư뀣c tế

Ch c năng c a các button:ứ ủ

Connect: Kết n Āi giao diện vơꄁi bộ điều khiPn

Disconnect: Ngắt kết n Āi giao diện vơꄁi bộ điều khiPn

Run: Bắt đầu ch愃⌀y hệ th Āng

Pause: T愃⌀m dư뀀ng nhận dữ liệu

Save: Lưu dữ liệu sang file excel

Clear: Xóa dữ liệu

2 Đề xuất cải tiến

- Sư뀉 dụng thêm các lo愃⌀i cảm biến khác đP nâng cao chất lượng điều khiPn cũng như ph愃⌀m vi ứng dụng (cảm biến nhiệt độ, ánh sáng, )

- Sư뀉 dụng giao diện điều khiPn đP giám sát hệ th Āng tư뀀 xa thông quawifi, bluetooth

IV Tài liệu tham khảo

int status = 0; //khai bao bien xu su kien ve do thi

double realtime = 0; //khai bao bien thoi gian de ve do thi

double datas = 0; //khai bao bien du lieu de ve do thi

textBox1.Text = ("System: Welcome!\r\n");

comboBox1.DataSource = SerialPort.GetPortNames(); //lay nguon cho comboBox1 la ten cac cong COM

myPane.AxisChange(); //ham xac dinh co truc

double.TryParse(SRealTime, out realtime);

realtime = realtime / 1000.0; //doi ms sang s

status = 1; //bat su kien xu ly chuoi xong, doi status = 1 de hien thi listview va ve do thi

ListViewItem item = new

ListViewItem(realtime.ToString()); //gan realtime vao cot dau tien cua Listview

item.SubItems.Add(datas.ToString());

listView1.Items.Add(item); //gan bien datas vao cot tiep theo

}

private void Draw()

{

if (zedGraphControl1.GraphPane.CurveList.Count <= 0) return;

//kiem tra viec khoi tao cac duong curve

//dua ve diem xuat phat

LineItem curve = zedGraphControl1.GraphPane.CurveList[0] as LineItem;

if (curve == null)

return;

//list chua cac diem

//get the PointPairList

IPointListEdit list = curve.Points as IPointListEdit;

if (list == null)

return;

list.Add(realtime, datas); //them diem tren do thi

//thuc hien ve do thi

Scale xScale = zedGraphControl1.GraphPane.XAxis.Scale; Scale yScale = zedGraphControl1.GraphPane.YAxis.Scale; //tu dong scale theo truc x

if (realtime > xScale.Max - xScale.MajorStep)

{

xScale.Max = realtime + xScale.MajorStep;

xScale.Min = xScale.Max - 30;

}

//tu dong scale theo truc y

if (datas > yScale.Max - yScale.MajorStep)

}

//ham xoa do thi

private void ClearZedGraph()

{

zedGraphControl1.GraphPane.CurveList.Clear(); //xoa duong zedGraphControl1.GraphPane.GraphObjList.Clear(); //xoa doi tuong

//ham xoa du lieu

private void ResetValue()

{

status = 0;

}

//ham luu ListView sang Excel

private void SaveToExcel()

BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Giáo viên hươꄁng dvn:

Sinh viên thư뀣c hiện :

Lơꄁp :

1 Nội dung ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

2 Nhận xét cKa giáo viên hươꄁng dvn ………

………

………

………

………

………

………