Xây dựng hệ thống điều khiển bộ làm mát trong nhà kính

LỜI CẢM ƠN Trong gần năm học tập trường Đại học Công nghệ thông tin truyền thông Thái Nguyên em chân thành gửi lời cảm ơn đến: Ban giám hiệu nhà trường tạo điều kiện thuận lợi cho em việc học tập trường Quý thầy cô môn Công nghệ ô tô hệ thống cảm biến truyền dạy cho em kiến thức chuyên môn suốt khóa học Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Th.S Vũ Thành Vinh – Giáo viên hướng dẫn đồ án tốt nghiệp Th.S Đặng Văn Ngọc tận tình giúp đỡ suốt trình thực đề tài Ngoài ra, em gửi lời cảm ơn đến thầy cô tác giả tài liệu tham khảo đóng góp ý kiến gia đình bạn bè môn Công nghệ ô tô hệ thống cảm biến Thái Nguyên, Ngày 11 tháng 06 năm 2016 Sinh viên Nguyễn Hoàng Dung LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan công trình nghiên cứu thân tìm hiểu nghiên cứu thời gian dài Không có chép nội dung từ đồ án khác Tất nội dung hình ảnh minh họa có nguồn gốc rõ ràng từ tài liệu tham khảo cho phép tham khảo trang mạng uy tín Internet Em xin cam đoan lời đúng, thông tin sai lệch em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng Thái Nguyên, Ngày 11 tháng 06 năm 2016 Sinh viên Nguyễn Hoàng Dung MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH ẢNH ii LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT TRONG NHÀ KÍNH 1.1 Giới thiệu 1.1.1 Nhiệt độ nhà kính 1.1.2.Các yêu cầu nhiệt độ, độ ẩm nhà kính nhiệt đới 1.2 Các biện pháp làm mát nhà kính CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BỘ LÀM MÁT TẠI VƯỜN ƯƠM THỰC NGHIỆM NHÀ KÍNH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CNTT & TT THÁI NGUYÊN 16 2.1 Đặt vấn đề 16 2.3 Sơ đồ khối 20 2.3.1 Sơ đồ khối toàn hệ thống 20 2.3.2 Sơ đồ khối cảm biến 21 2.3.3 Sơ đồ khối chấp hành 21 2.4 Giải pháp thiết kế 21 2.5 Thiết kế phần cứng 22 2.5.1 Các thiết bị sử dụng 22 2.5.2 Sơ đồ nguyên lý 36 2.5.3 Sơ đồ mạch in 39 2.6 Lưu đồ thuật toán 40 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ 41 3.1 Kết phần cứng 41 3.2 Đánh giá hệ thống 47 KẾT LUẬN 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 PHỤ LỤC 50 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Mô hình nhà kính mái hở cố định bên Hình 1.2 Mô hình nhà kính mái hở cố định hai bên Hình 1.3 Mô hình nhà kính đóng mở kiểu cánh bướm Hình 1.4 Thông gió nhà kính với quạt đảo gió Hình 1.5 Thông gió với quạt hút gió Hình 1.6 Các loại quạt hút gió kiểu hướng trục dạng ống Hình 1.7 Quạt hút Composit dạng loa chuyển động gián tiếp Hình 1.8 Quạt hút Composit dạng loa chuyển động trực tiếp Hình 1.9 Quạt hút chuyển động gián tiếp Hình 1.10 Quạt hút chuyển động trực tiếp 10 Hình 1.11 Quạt hút gián tiếp mặt lưới 10 Hình 1.13 Tấm Cooling Pad 11 Hình 1.14 Các thông số Cooling Pad 11 Hình 1.15 Nguyên lý làm việc Cooling Pad 13 Hình 1.16 Làm mát nhà kính nước 14 Hình 1.17 Hệ thống phun sương 14 Hình 2.1 Hệ thống làm mát 16 Hình 2.2 Hệ thống quạt hút gió 17 Hình 2.3 Hệ thống phun sương 17 Hình 2.4 Biện pháp làm mát nhà kính trường ĐH CNTT & TT Thái Nguyên 17 Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống làm mát 19 Hình 2.6 Sơ đồ khối toàn hệ thống 20 Hình 2.7: Sơ đồ khối cảm biến 21 Hình 2.8 Sơ đồ khối chấp hành 21 Hình 2.7 Arduino Nano 22 Hình 2.8 Sơ đồ chân 23 Hình 2.9 Module relay kích mức cao 25 Hình 2.10 Module relay kích mức thấp 25 Hình 2.11 Màn hình LCD 27 Hình 2.12 Sơ đồ chân 30 Hình 2.13 Cảm biến nhiệt độ DS18B20 32 Hình 2.14 Mạch mô Proteus 36 Hình 2.15 Khối điều khiển mô proteus 37 Hình 2.16 Khối hiển thị 37 Hình 2.17 Cơ cấu chấp hành mô proteus 38 Hình 2.18 Sơ đồ mạch in 39 Hình 2.19 Lưu đồ thuật toán 40 Hình 3.1 Mạch điều khiển làm mát 41 Hình 3.2 Thông báo chế độ điều khiển tay đèn led D1 sáng 41 Hình 3.3 Gạt công tắc bật quạt hút gió 42 Hình 3.4: Gạt công tắc bật quạt đảo gió 42 Hình 3.5 Gạt công tắc bật máy bơm nước cho làm mát 42 Hình 3.6 Gạt công tắc điều khiển bật hệ thống phun sương 43 Hình 3.7 Nhiệt độ khoảng 20˚C≤t≤25˚C bật quạt hút gió 43 Hình 3.8 Nhiệt độ khoảng 25˚C[...]... CNTT&TT Thái Nguyên 30 Hình 2.1 Hệ thống tấm làm mát Hình 2.2 Hệ thống quạt hút gió 31 Hình 2.3 Hệ thống phun sương Hình 2.4 Biện pháp làm mát nhà kính tại trường ĐH CNTT & TT Thái Nguyên Biện pháp làm mát tại vườn ươm thực nghiệm nhà kính trường ĐH CNTT & TT Thái Nguyên là hệ thống làm mát nhà kính làm mát kết hợp làm mát bằng 32 gió và làm mát bằng nước Hệ thống làm mát nhà kính áp suất âm hoạt động theo... làm mát sẽ giảm đi rõ rệt (thường là hệ thống phân bổ nước và tưới nước lên tấm làm mát không hoạt động hiệu quả như ban đầu) Hiện tại hệ thống làm mát tại vườn ươm thực nghiệm nhà kính trường ĐH CNTT & TT Thái Nguyên đã có các thiết bị làm mát tuy nhiên chưa có bộ điều khiển của hệ thông làm mát và chư có hệ thống quạt đảo gió cho nhà kính Vì vậy em thiết kế bộ điều khiển làm mát dựa trên bộ làm mát. .. đặt hệ thống làm mát nhà kính - Nhà kính hoặc nhà kính cần lắp đặt phải đóng kín - Hệ thống máy làm mát hoạt động thì cửa sổ, cửa ra vào phải được đóng kín - Trong điều kiện nhà kính không kín, cần phải gia cố lại những chỗ hở như: vách xung quanh, trần hoặc mái, cổng trời, ô thoáng, cửa sổ, cửa ra vào, Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát 33 Hình 2.5 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống. .. thống làm mát Ưu điểm của hệ thống làm mát: - Lắp đặt thi công dễ dàng, không ảnh hưởng đến hoạt động nhà kính - Tiết kiệm điện năng - Chi phí đầu tư rẻ - Hệ thống này làm giảm nhiệt độ từ 3ºC -> 5ºC so với nhiệt độ môi trường ví dụ nhiệt độ ngoài trời là 35ºC, khi sử dụng hệ thống làm mát này thì nhiệt độ trong kính chỉ còn từ 30ºC -> 32ºC 34 Nhược điểm của hệ thống làm mát áp suất âm - Không khí mát. .. bệnh cho cây  Thành phần của hệ thống làm mát bằng nước * Hệ thống phun sương Hệ thống phun sương được thiết kế để làm tăng độ ẩm và làm mát nhà kính Những hệ thống này được sử dụng để khắc phục sự thiếu hụt về độ ẩm trong những giai đoạn trồng trọt đầu tiên và để tránh sự tăng cao nhiệt độ 27 Hình 1.17 Hệ thống phun sương - Hệ thống phun sương áp suất thấp gồm có: + Bộ tạo áp: bơm điện để tạo ra... gia đình trồng cây trong điều kiện kiểm soát khí hậu cho các sản phẩm tối ưu, các nông sản có độ đảm bảo an toàn thực phẩm cao Do vậy một hệ thống điều khiển bộ làm mát sẽ rất cần thiết để giải quyết tất cả các vấn đề trên  Khảo sát hệ thống làm mát tại tại vườn ươm thực nghiệm nhà kính trường ĐH CNTT và TT Thái Nguyên Một số hình ảnh về hệ thống làm mát tại vườn ươm thực nghiệm nhà kính trường Đại... đi đồng thời độ ẩm cũng tăng lên thích hợp 26 c Làm mát bằng nước Hình 1.16 Làm mát nhà kính bằng nước Làm mát bên trong một nhà kính bằng cách phun nước trong lúc nhiệt độ cao Ngoài ra, một hệ thống phun sương hoặc phun sương loại bỏ không khí nóng với bốc hơi nước thông qua việc áp dụng phun nước trong nhiệt độ cao, cũng như giữ cây khỏi bị khô Hệ thống phun sương sử dụng ít năng lượng hơn so với... nóng và làm phân tầng không khí trong nhà kính, nhờ đó tăng được hiệu quả làm mát vào mùa hè, kiểm soát tốt sự ngưng tụ của hơi nước Khi xây dựng nhà kính dạng này người trồng trọt cần phải 11 chú ý đến hướng gió phù hợp với phần hở của mái 12 - Mô hình nhà kính mái hở cố định hai bên Hình 1.2 Mô hình nhà kính mái hở cố định hai bên Mô hình nhà kính mái hở cố định hai bên có cửa thông gió đôi làm thoáng... các tấm làm mát Nước sau khi qua tấm làm mát về hệ ống máng nước, đường ống thu hồi nước rồi trở về bể nước để tiếp tục vòng tuần hoàn mới Không khí nóng và khô từ bên ngoài qua các tấm làm mát, trao đổi nhiệt trực tiếp với nước và trở thành không khí sạch và mát, tạo độ ẩm thích hợp và giảm nhiệt độ không khí trong nhà kính - Hệ thống phun sương trong nhà kính tăng thêm độ ẩm rất hiệu quả Những điều. .. giảm diện tích bị nung nóng và làm phân tầng không khí trong nhà kính, nên tăng hiệu quả làm mát vào mùa hè, kiểm soát tốt sự ngưng tụ của hơi nước - Mô hình nhà kính đóng mở kiểu cánh bướm Hình 1.3 Mô hình nhà kính đóng mở kiểu cánh bướm Cơ bản cũng giống như kiểu nhà kính mái hở cố định, khác biệt ở chỗ mái nhà kính đóng mở được Đây chính là lợi thế hơn các mô hình nhà kính khác, có thể thông khí cho ... vê hệ thống làm mát nhà kính Chương Phân tích thiết kế hệ thống điều khiển làm mát nhà kính Chương Kết CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT TRONG NHÀ KÍNH  Giới thiệu 1.1.1 Nhiệt độ nhà kính. .. nên em đã chọn đề tài Xây dựng hệ thống điều khiển làm mát nhà kính Trong đề tài này, em tìm hiểu điều khiển làm mát nhà kính Với kiến thức điện tử vi điều khiển học tập trường em hoàn thành... cao Do hệ thống điều khiển làm mát cần thiết để giải tất vấn đề  Khảo sát hệ thống làm mát tại vườn ươm thực nghiệm nhà kính trường ĐH CNTT TT Thái Nguyên Một số hình ảnh hệ thống làm mát vườn