Powerpoint Đồ án máy ấp trứng tự động

NỘI DUNG: Tổng quan mô hình máy ấp trứng tự động Cơ sở lý thuyết Sơ đồ khối hệ thống Sơ đồ nguyên lý và lưu đồ thuật toán Xây dựng giao diện giám sát Vận hành thử nghiệm và đánh giá Kết quả và hướng phát triển

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHUYÊN NGÀNH: TỰ ĐỘNG HÓA Sinh viên thực hiện : LÊ DƯƠNG KHANG Lớp : Tự Động Hóa – K60

Giáo viên hướng dẫn : MAI VẠN HẬU

ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ MÔ HÌNH MÁY ẤP TRỨNG TỰ ĐỘNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN HỌC

NỘI DUNG:

I Tổng quan mô hình máy ấp trứng tự động

II Cơ sở lý thuyết

III.Sơ đồ khối hệ thống

IV.Sơ đồ nguyên lý và lưu đồ thuật toán

V Xây dựng giao diện giám sát

VI.Vận hành thử nghiệm và đánh giá

VII.Kết quả và hướng phát triển

I Tổng quan mô hình máy ấp trứng tự động

1 Tổng quan: Tì nh hình ấp trứng bằng máy ấp tự động:

I Tổng quan mô hình máy ấp trứng tự động

Tại Việt Nam:

• Phát triển mạnh: Cải thiện hiệu quả và tăng năng suất ngành chăn

nuôi gia cầm

• Ứng dụng rộng rãi: Các trang trại sử dụng máy ấp trứng tự động từ

các thương hiệu như Mactech, Sainome, Sumo

• Hỗ trợ từ chính phủ: Chương trình hỗ trợ và đào tạo giúp nông dân

tiếp cận công nghệ

• Ý tưởng máy ấp cho hộ gia đình: Sản xuất các loại máy ấp nhỏ gọn,

phù hợp cho các hộ gia đình nhỏ lẻ

1 Tổng quan: Tì nh hình ấp trứng bằng máy ấp tự động:

I Tổng quan mô hình máy ấp trứng tự động

Trên thế giới:

• Công nghệ tiên tiến: Các công ty lớn như Petersime, HatchTech, Pas

Reform dẫn đầu với nhiều cải tiến

• Tự động hóa: Kết nối với hệ thống quản lý trang trại và IoT, tối ưu quy

trình ấp

• Phát triển bền vững: Sử dụng năng lượng hiệu quả, giảm thiểu lãng

phí

I Tổng quan mô hình máy ấp trứng tự động

Tỉ lệ áp dụng máy ấp trứng ở Việt Nam và trên thế giới từ năm 2015 đến 2024.

1 Tổng quan: Tì nh hình ấp trứng bằng máy ấp tự động:

I Tổng quan mô hình máy ấp trứng tự động

Tổng kết:

• Công nghệ ấp trứng tự động nâng cao hiệu

quả kinh tế và chất lượng sản phẩm, dự

kiến phát triển mạnh mẽ cả ở Việt Nam và

trên thế giới

2 Mục tiêu:

I Tổng quan mô hình máy ấp trứng tự động

• Cải thiện điều kiện ấp để đạt tỷ lệ nở

cao hơn và cho phép ấp đồng thời

nhiều trứng, tăng năng suất

• Tự động hóa quá trình ấp trứng, giảm

bớt công việc và thời gian theo dõi của

người nuôi

• Thiết kế máy bền, dễ vận hành, bảo

dưỡng, và có giá thành phù hợp với

khả năng tài chính của người nông dân

và các hộ gia đình nhỏ

3 Giới hạn đề tài:

I Tổng quan mô hình máy ấp trứng tự động

• Kinh phí và tài nguyên hạn chế: Sinh viên thường không có nguồn

tài chính lớn và thiếu các tài nguyên chuyên dụng như phòng thí nghiệm và thiết bị đo đạc

• Kiến thức và kỹ năng chuyên môn: Thiếu kinh nghiệm thực tiễn và

kiến thức chuyên sâu về các lĩnh vực như điện tử, cơ khí, và công nghệ liên quan

• Hạn chế về thời gian và quy mô dự án: Thời gian hoàn thành đề tài

bị giới hạn bởi khung thời gian học kỳ, đòi hỏi phải thu hẹp phạm vi

và quy mô của đề tài

II Cơ sở lý thuyết

1 Nguyên lý ấp trứng:

II Cơ sở lý thuyết

• Điều kiện cần thiết: Để trứng nở, cần

duy trì nhiệt độ, độ ẩm, và sự thông

gió phù hợp Nhiệt độ thường khoảng

37.5°C và độ ẩm khoảng 50-65% tùy

giai đoạn ấp

• Quá trình ấp trứng: Gồm ba giai

đoạn chính: giai đoạn đầu (phát triển

phôi), giai đoạn giữa (tăng trưởng), và

giai đoạn cuối (nở)

2 Thành phần chính của máy ấp trứng tự động:

II Cơ sở lý thuyết

• Bộ điều khiển nhiệt độ và độ ẩm: Sử

dụng các cảm biến để đo và điều

chỉnh nhiệt độ, độ ẩm bên trong máy

• Hệ thống quạt gió: Đảm bảo lưu

thông không khí, cung cấp đủ oxy và

3 Điều khiển qua app Blynk :

II Cơ sở lý thuyết

 App Blynk: Là một nền tảng IoT cho phép kết nối và điều khiển các thiết bị phần

cứng qua mạng Internet bằng cách sử dụng ứng dụng trên điện thoại.

 Kiến trúc hệ thống:

o Phần cứng: Sử dụng vi điều khiển (như Arduino, ESP8266) để kết nối các

cảm biến và thiết bị điều khiển.

o Cảm biến: Cảm biến nhiệt độ (DS18B20, DHT22), cảm biến độ ẩm

(DHT22).

o Actuator: Relay để bật/tắt bộ phận sưởi, quạt gió, và hệ thống đảo trứng.

o Kết nối mạng: ESP8266 hoặc ESP32 để kết nối Internet.

o App Blynk: Giao diện người dùng trên điện thoại để giám sát và điều khiển

máy ấp.

4 Nguyên lý hoạt động:

II Cơ sở lý thuyết

 Giám sát và điều khiển từ xa: Người dùng có thể giám sát các thông

số như nhiệt độ, độ ẩm, và trạng thái đảo trứng qua app Blynk

 Tự động điều chỉnh: Hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm

dựa trên dữ liệu từ các cảm biến Ví dụ, nếu nhiệt độ giảm, hệ thống sẽ kích hoạt bộ sưởi để tăng nhiệt

 Thông báo và cảnh báo: App Blynk có thể gửi thông báo đến người

dùng khi các thông số vượt quá giới hạn cho phép, giúp người dùng can thiệp kịp thời

4 Nguyên lý hoạt động:

II Cơ sở lý thuyết

III Sơ đồ khối và các thiết

bị chính trong mô hình

1 Sơ đồ khối mô hình máy ấp trứng tự động:

III Sơ đồ khối và các thiết bị chính trong mô hình

2 Các thiết bị chính trong mô hình:

a) Khối nguồn

III Sơ đồ khối và các thiết bị chính trong mô hình

• Linh kiện IC LM2597

• Điện áp đầu vào (Vin): 4.5V - 40V

• Điện áp đầu ra (Vout): 1.2V - 37V (có

thể điều chỉnh)

• Dòng đầu ra (Iout): Tối đa 5A

• Hiệu suất: Lên đến 90%

III Sơ đồ khối và các thiết bị chính trong mô hình

Vi điều khiển 16f887A

• Input voltage: 7-12V

• Operating voltage: 3.3V

• Digital I/O Pins (DIO): 16

• Analog input pins (ADC): 1

2 Các thiết bị chính trong mô hình:

b) Khối điều khiển

III Sơ đồ khối và các thiết bị chính trong mô hình

ESP8266 NodeMCU

• Input voltage: 7-12V

• Operating voltage: 3.3V

• Digital I/O Pins (DIO): 16

• Analog input pins (ADC): 1

2 Các thiết bị chính trong mô hình:

c) Khối xử lý tín hiệu

III Sơ đồ khối và các thiết bị chính trong mô hình

Relay 1 channel 5VDC

• Điện áp kích : 5 VDC

• Điện áp tải : 100 ~ 240 VAC

2 Các thiết bị chính trong mô hình:

d) Khối thực thi

III Sơ đồ khối và các thiết bị chính trong mô hình

III Sơ đồ khối và các thiết bị chính trong mô hình

Cảm biến nhiệt độ LM35

• Hiệu chuẩn trực tiếp theo oC

• Điện áp hoạt động: 4-30VDC

• Dòng điện tiêu thụ: khoảng 60uA

• Nhiệt độ thay đổi tuyến tính: 10mV/°C

• Khoảng nhiệt độ đo được: -55°C đến 150°C

• Điện áp thay đổi tuyến tính theo nhiệt độ: 10mV/°C

2 Các thiết bị chính trong mô hình:

e) Khối cảm biến

III Sơ đồ khối và các thiết bị chính trong mô hình

2 Các thiết bị chính trong mô hình:

IV Sơ đồ nguyên lý và lưu

đồ thuật toán

1 Sơ đồ nguyên lý

IV Sơ đồ khối và các thiết bị chính trong mô hình

1 Sơ đồ nguyên lý

IV Sơ đồ khối và các thiết bị chính trong mô hình

Trong đó:

• U1: Vi điều khiển trung tâm 16f887A

• U2: Cảm biến nhiệt độ LM35

• U3: Opto MOC3023 có vai trò điều khiển các thiết bị đèn quạt khi nhận tín hiệu từ vi điều khiển trung tâm

• U4: Triac Q2004L3 điều chỉnh công suất đèn sưởi khi nhận tín hiệu

từ vi điều khiển thông qua MOC3023

• U5, U6, U7: Opto PC817 có chức năng tương tự như MOC3023

1 Sơ đồ nguyên lý

Trong đó:

• BR2: Cầu chỉnh lưu

• ESP8266 NodeMCU : Module giúp kết nối Wifi để giám sát từ xa

• LCD16x2: Hiển thị thông tin lòng ấp và trạng thái của mạch

• Q1, Q3: Relay điều khiển bật tắt các thiết bị đèn quạt

• LM2596: Giảm điện áp đầu vào và điều chỉnh ổn định điện áp đầu ra cho mạch

IV Sơ đồ khối và các thiết bị chính trong mô hình

2 Lưu đồ thuật toán

a) Lưu đồ thuật toán xử lý độ ẩm

và quá trình đảo trứng

IV Sơ đồ khối và các thiết

bị chính trong mô hình

2 Lưu đồ thuật toán

b) Lưu đồ thuật toán xử lý nhiệt

độ lồng ấp

IV Sơ đồ khối và các thiết

bị chính trong mô hình

V Xây dựng giao

diện giám sát

V Xây dựng giao diện giám sát

• Giao diện giám sát hiển thị hai

thông số chính là nhiệt độ và độ

ẩm trong lòng ấp Bên cạnh đó là

trạng thái hoạt động hay ngắt của

các thiết bị như quạt tản nhiệt và

trục đảo Cuối cùng là nút nhấn

ON/OF để tắt mở hệ thống từ xa

• Đầu tiên tạo dao diện

người dùng mới trên

Blynk sau đó kết nối với

• Sau khi khởi tạo đường dẫn ta bắt

đầu viết mã Arduino để kết nối

ESP8266 với blynk và tiến hành lập

trình hệ thống theo cơ sở lý thuyết

đề ra ban đầu

V Xây dựng giao diện giám sát

V Xây dựng giao diện giám sát

Các biến được khởi tạo bao gồm :

+ nd là nhiệt độ trong lòng ấp

+ da là độ ẩm trong lòng ấp

+ ss là trạng thái hoạt động hay ngừng của lòng ấp

• quat: thể hiện trạng thái hoạt động hay ngừng của thiết bị quạt tản nhiệt

• dao: thể hiện trạng thái đang đảo hay chờ đảo của trục đảo trong lòng ấp.

V Xây dựng giao diện giám sát

VI Kết quả thực

nghiệm đề tài

VI Kết quả thực nghiệm đề tài

Bảng 1: Bảng kết quả thử nghiệm ấp trứng

Số ngày

ấp

Tổng số trứng được ấp

Số trứng nở thành công

Số trứng không nở Tỷ lệ nở

• Vịt con bắt đầu nở lần lượt từ

ngày thứ 28

 Tỉ lệ ấp thành công cao, vịt con

khoẻ mạnh nhưng thời điểm nở

chưa đồng đều

VI Kết quả thực nghiệm đề tài

VII Kết luận và hướng phát triển

VII Kết kết luận và hướng phát triển

Hoàn thành mô hình đạt các tiêu chí bang đầu đề ra về phần cứng

• Ứng dụng thuật toán PID để ổn định nhiệt độ trong lòng ấp

• Kết nối với thiết bị di động qua đó tăng tính tiện lợi cho người dùng khi giám sát quá trình ấp trứng

1 Kết quả thu được

VII Kết kết luận và hướng phát triển

• Chưa khắc phục hoàn toàn được tình trạng nhiễu của các cảm biến

• Chưa điều chỉnh các thông số lồng ấp trực tiếp qua điện thoại thông minh

• Tốc độ và phạm vi truyền dữ liệu trong lồng ấp truyền về thiết bị giám sát còn phụ thuộc vào tốc độ và phạm vi đường truyền mạng

• Chưa thử nghiệm được số lượng trứng lớn cho kích thước mô hình còn hạn chế

2 Hạn chế của đề tài

VII Kết kết luận và hướng phát triển

• Nâng cấp hệ thống giám sát thành hệ thống điều khiển và giám sát qua điện thoại thông minh

• Phát triển thêm nhiều tính năng tự động hơn như : tự động phát hiện trứng nở, tự động kết nối nguồn dự phòng khi có sự cố mất điện, thu thập dữ liệu và ghi nhớ lịch sử quá trình ấp trứng

• Phát triển thêm tính năng an toàn cho lồng ấp

3 Định hướng phát triển

Tài liệu tham khảo

1] Ts Nguyễn Mạnh Giang - Cấu trúc - Lập trình - Ghép nối - và ứng dụng vi điều khiển.

- Website: https://drive.google.com/file/d/1dI5CuG_i4pT8ulRlvE8ELzMsCDMMggxz/ ive_link [2] Nguyễn Đình Phú - Trương Ngọc Anh - Giáo trình Vi Xử Lý

- Website: https://drive.google.com/file/d/1ExXDySRsQXKlTUedqQ8wymVUnTxTo9Hp/ ive_link [3] MATHANGSPK BLOG - Cách làm máy ấp trứng tự động.

Xin cảm ơn quý thầy cô

đã lắng nghe!