THIẾT kế hệ THỐNG TRỒNG RAU SẠCH sử DỤNG NĂNG LƯỢNG mặt TRỜI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC PHƯƠNG ĐÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRỒNG RAU SẠCH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI SVTH: Nguyễn Văn Thành Lưu Văn Tú GVHD: Ths Lại Bạch Thị Thu Hà Hà Nội – 11/2015 MSV: 511121009 MSV: 511121008 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH LỜI CẢM ƠN ĐẶT VẤN ĐỀ .2 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHĂM SÓC RAU SẠCH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.2.2 Phương pháp trồng rau thùng xốp Hình 1.3: Trồng rau thùng xốp 1.2.3 Phương pháo trồng rau kỹ thuật thủy canh Hình 1.4: Trồng rau phương pháp thủy canh Hình 1.7: Hình ảnh cải xoong .14 Hình 1.8: Rau cải cao sản 15 Hình 1.9: Rau cải bẹ xanh 16 Hình 1.10: Hệ thống kệ gắn tường 2m (HD001-2M) 19 Hình 1.11: Kệ trồng đứng không mái che (HD002-N) 20 Hình 1.12: Hệ thống trồng nhiều tầng ( HD003-4T) 21 CHƯƠNG .22 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT BỊ SỬ DỤNG 22 Hình 2.1: Quy trình trồng rau đất .24 27 Hình 2.2: Sơ đồ bố trí thiết bị .27 Hình 2.3: Bản vẽ kích thước điều khiển nhiệt độ REX –C100 29 .30 Hình 2.4: Bộ điều khiển độ ẩm FOX -1H tích hợp cảm biến 30 Hình 2.7: Sơ đồ đấu nối PLC FX-1S 14MT .37 Hình 2.10: Ống chịu nhiệt 43 Hình 2.11: Các dạng ống nối vặn ren ống nối siết chặt đai ốc 45 Hình 2.12: Bơm li tâm, bơm hướng trục, bơm cánh chéo 46 Hình 2.13: Hình ảnh bơm tia .47 Hình 2.14: Bơm píttông trụ đơn 47 Hình 2.15: Hình ảnh bơm píttông trụ sai động 48 Hình 2.16: Bơm bánh 48 Hinh 2.17: Bơm trục vít .49 Hình 2.17: Bơm cánh trượt 49 Hình 2.18: Bơm pít tông quay 49 Hình 2.19: Bơm tăng áp 50 Hình 2.21: contactor Mitsubishi S- N20(CX) - AC220380V 52 Hình 2.22: Hình vẽ 3D từ phần mềm 53 Hình 2.23: Hình vẽ lắp ráp 3D 54 CHƯƠNG .56 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHĂM SÓC RAU MẦM TỰ ĐỘNG .56 Hình 3.1: Bản vẽ 3D mô hình .58 Hình 3.2: Giao diện người dùng 59 3.2 Thiết kế hệ thống điều khiển 59 3.2.1 Sơ đồ khối mô hình 59 Hình 3.3: Sơ đồ khối mô hình .60 Hình 3.4: Nguyên lý làm việc mô hình .61 3.3 Phân tích khối có sơ đồ, nêu cấu tạo, nguyên lý làm việc, chức linh kiện 61 3.3.1 Mạch nâng áp pin lượng mặt trời mạch nạp – bảo vệ acquy cấp nguồn toàn hệ thống 61 Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý mạch nâng áp pin lượng mặt trời 62 3.3.1.1 Bộ phận cấp nguồn cho mạch điều khiển (khối nguồn): 63 Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 63 Hình 3.7: Sơ đồ chân 7805 64 Hình 3.9: Sơ đồ mạch điều khiển 67 Hình 3.10: Lưu đồ thuật toán mô hình .69 DANH MỤC HÌNH DANH MỤC HÌNH LỜI CẢM ƠN ĐẶT VẤN ĐỀ .2 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHĂM SÓC RAU SẠCH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.2.2 Phương pháp trồng rau thùng xốp Hình 1.3: Trồng rau thùng xốp 1.2.3 Phương pháo trồng rau kỹ thuật thủy canh Hình 1.4: Trồng rau phương pháp thủy canh Hình 1.7: Hình ảnh cải xoong .14 Hình 1.8: Rau cải cao sản 15 Hình 1.9: Rau cải bẹ xanh 16 Hình 1.10: Hệ thống kệ gắn tường 2m (HD001-2M) 19 Hình 1.11: Kệ trồng đứng không mái che (HD002-N) 20 Hình 1.12: Hệ thống trồng nhiều tầng ( HD003-4T) 21 CHƯƠNG .22 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT BỊ SỬ DỤNG 22 Hình 2.1: Quy trình trồng rau đất .24 27 Hình 2.2: Sơ đồ bố trí thiết bị .27 Hình 2.3: Bản vẽ kích thước điều khiển nhiệt độ REX –C100 29 .30 Hình 2.4: Bộ điều khiển độ ẩm FOX -1H tích hợp cảm biến 30 Hình 2.7: Sơ đồ đấu nối PLC FX-1S 14MT .37 Hình 2.10: Ống chịu nhiệt 43 Hình 2.11: Các dạng ống nối vặn ren ống nối siết chặt đai ốc 45 Hình 2.12: Bơm li tâm, bơm hướng trục, bơm cánh chéo 46 Hình 2.13: Hình ảnh bơm tia .47 Hình 2.14: Bơm píttông trụ đơn 47 Hình 2.15: Hình ảnh bơm píttông trụ sai động 48 Hình 2.16: Bơm bánh 48 Hinh 2.17: Bơm trục vít .49 Hình 2.17: Bơm cánh trượt 49 Hình 2.18: Bơm pít tông quay 49 Hình 2.19: Bơm tăng áp 50 Hình 2.21: contactor Mitsubishi S- N20(CX) - AC220380V 52 Hình 2.22: Hình vẽ 3D từ phần mềm 53 Hình 2.23: Hình vẽ lắp ráp 3D 54 CHƯƠNG .56 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHĂM SÓC RAU MẦM TỰ ĐỘNG .56 Hình 3.1: Bản vẽ 3D mô hình .58 Hình 3.2: Giao diện người dùng 59 3.2 Thiết kế hệ thống điều khiển 59 3.2.1 Sơ đồ khối mô hình 59 Hình 3.3: Sơ đồ khối mô hình .60 Hình 3.4: Nguyên lý làm việc mô hình .61 3.3 Phân tích khối có sơ đồ, nêu cấu tạo, nguyên lý làm việc, chức linh kiện 61 3.3.1 Mạch nâng áp pin lượng mặt trời mạch nạp – bảo vệ acquy cấp nguồn toàn hệ thống 61 Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý mạch nâng áp pin lượng mặt trời 62 3.3.1.1 Bộ phận cấp nguồn cho mạch điều khiển (khối nguồn): 63 Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 63 Hình 3.7: Sơ đồ chân 7805 64 Hình 3.9: Sơ đồ mạch điều khiển 67 Hình 3.10: Lưu đồ thuật toán mô hình .69 DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH LỜI CẢM ƠN ĐẶT VẤN ĐỀ .2 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHĂM SÓC RAU SẠCH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.2.2 Phương pháp trồng rau thùng xốp Hình 1.3: Trồng rau thùng xốp 1.2.3 Phương pháo trồng rau kỹ thuật thủy canh Hình 1.4: Trồng rau phương pháp thủy canh Hình 1.7: Hình ảnh cải xoong .14 Hình 1.8: Rau cải cao sản 15 Hình 1.9: Rau cải bẹ xanh 16 Hình 1.10: Hệ thống kệ gắn tường 2m (HD001-2M) 19 Hình 1.11: Kệ trồng đứng không mái che (HD002-N) 20 Hình 1.12: Hệ thống trồng nhiều tầng ( HD003-4T) 21 CHƯƠNG .22 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT BỊ SỬ DỤNG 22 Hình 2.1: Quy trình trồng rau đất .24 27 Hình 2.2: Sơ đồ bố trí thiết bị .27 Hình 2.3: Bản vẽ kích thước điều khiển nhiệt độ REX –C100 29 .30 Hình 2.4: Bộ điều khiển độ ẩm FOX -1H tích hợp cảm biến 30 Hình 2.7: Sơ đồ đấu nối PLC FX-1S 14MT .37 Hình 2.10: Ống chịu nhiệt 43 Hình 2.11: Các dạng ống nối vặn ren ống nối siết chặt đai ốc 45 Hình 2.12: Bơm li tâm, bơm hướng trục, bơm cánh chéo 46 Hình 2.13: Hình ảnh bơm tia .47 Hình 2.14: Bơm píttông trụ đơn 47 Hình 2.15: Hình ảnh bơm píttông trụ sai động 48 Hình 2.16: Bơm bánh 48 Hinh 2.17: Bơm trục vít .49 Hình 2.17: Bơm cánh trượt 49 Hình 2.18: Bơm pít tông quay 49 Hình 2.19: Bơm tăng áp 50 Hình 2.21: contactor Mitsubishi S- N20(CX) - AC220380V 52 Hình 2.22: Hình vẽ 3D từ phần mềm 53 Hình 2.23: Hình vẽ lắp ráp 3D 54 CHƯƠNG .56 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHĂM SÓC RAU MẦM TỰ ĐỘNG .56 Hình 3.1: Bản vẽ 3D mô hình .58 Hình 3.2: Giao diện người dùng 59 3.2 Thiết kế hệ thống điều khiển 59 3.2.1 Sơ đồ khối mô hình 59 Hình 3.3: Sơ đồ khối mô hình .60 Hình 3.4: Nguyên lý làm việc mô hình .61 3.3 Phân tích khối có sơ đồ, nêu cấu tạo, nguyên lý làm việc, chức linh kiện 61 3.3.1 Mạch nâng áp pin lượng mặt trời mạch nạp – bảo vệ acquy cấp nguồn toàn hệ thống 61 Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý mạch nâng áp pin lượng mặt trời 62 3.3.1.1 Bộ phận cấp nguồn cho mạch điều khiển (khối nguồn): 63 Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 63 Hình 3.7: Sơ đồ chân 7805 64 Hình 3.9: Sơ đồ mạch điều khiển 67 Hình 3.10: Lưu đồ thuật toán mô hình .69 LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô trường Đại Học Phương Đông nói chung, đặc biệt thầy cô khoa Điện – Cơ Điện tử trang bị cho em tảng kiến thức vững chắc, tạo nhiều điều kiện để em học tập hoàn thành tốt khóa học Tiếp theo, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô giáo, Ths.Lại Bạch Thi Thu Hà, người dành nhiều thời gian tâm huyết hướng dẫn, giúp đỡ em suốt thời gian làm báo cáo thực tập tốt nghiệp Việc hoàn thành đồ án quan trọng cá nhân sinh viên, giúp cho sinh viên tiếp cận với vấn đề thực tế sau học kiến thức lý thuyết trường Đồ án chúng em cố gắng hoàn thiện không tránh khỏi hạn chế, thiếu sót… Mong thầy cô bạn đóng góp ý kiến quý báu để đồ án chúng em hoàn thiện Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Nguyễn Văn Thành - Lưu Văn Tú ĐẶT VẤN ĐỀ Rau sạch, rau an toàn vấn đề cấp thiết sống Đặc biệt môi trường sống có nhiều bụi bẩn độc tố, khiến cho vấn đề thực phẩm ngày trở nên quan trọng cấp thiết Trồng rau giải pháp rau an toàn, vừa tốt cho người tiêu dùng, vừa hiệu kinh tế, dễ dàng triển khai quy mô lớn Hiện Việt Nam trồng rau trở thành phong trào phát triển rộng rãi Nhưng đa phần hộ gia đình tự trồng để phục vụ theo nhu cầu , hộ kinh doanh với số lượng Qua ta thấy nhu cầu rau an toàn nói chung nhu cầu ăn rau nói riêng phát triển mạnh Hiện thị trường Việt Nam sản phẩm hỗ trợ việc trồng rau gần chưa có mặt thị trường , rau trồng phương pháp thủ công hiệu suất đem lại không cao Trong thời đại ngày nay, loại máy móc nhiều có tính chất tự động bán tự động Đặc biệt lĩnh vực sản xuất hàng tiêu dùng sản xuất thực phẩm, hệ thống máy tự động ngày chiếm vai trò then chốt việc giảm giá thành sản phẩm tăng suất lao động Đối với lĩnh vực sản xuất thực phẩm, hoạt động trồng dần tự động hóa rau sản phẩm sạch, an toàn suất chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu thực phẩm an toàn ngày cao người Dựa vào nhu cầu thực tế để giúp lĩnh vực tự động hóa ngày phát triển hoạt đông sản xuất, nhóm sinh viên định thực đề tài:“Thiết kế hệ thống chăm sóc rau sử dụng lượng mặt trời” Nhằm nghiên cứu, học tập đáp ứng nhu cầu thị trường rau trồng rau Việt Nam CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHĂM SÓC RAU SẠCH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.1 Nhu cầu trồng rau Việt Nam Trong tiêu dùng ngày nay, vấn đề chất lượng thực phẩm người tiêu dùng ý đến, mà rau xanh, vấn đề nan giải nên nhiều hộ gia đình, nhiều tỉnh thành vận động hướng dẫn người dân thực trồng rau với diện tích nhỏ, nhằm đảm bảo sức khỏe bảo đảm vệ sinh an toàn thực phẩm Sau vài năm phổ biến đem lại lợi ích cho người dân thành thị, hộ gia đình diện tích đất thừa để canh tác nuôi trồng nên việc trồng rau khu trung cư, hộp xốp, thùng giá bậc thang ngày người dân ưa thích ngày phát triển rộng thành phố, khu chung cư cao tầng Không nhu cầu lượng điện ngày tăng, việc đầu tư cho hệ thống lưới điện đòi hỏi nhiều kinh phí dẫn tới tình trạng thiếu hụt điện chất lượng điện suy giảm Ðiều ảnh hưởng trực tiếp tới thiết bị dùng điện công nghiệp gia đình, đặc biệt ảnh hưởng lớn tới tuổi thọ thiết bị điện tử nhạy cảm hệ thống thông tin, điều khiển công nghiệp.Việc sử dụng lượng mặt trời để chuyển đổi thành lượng điện ngày phát triển rộng dãi , dễ dàng sử dụng hộ gia đình hay với khu công nghiệp quy mô lớn.Việc sử dụng lượng mặt trời áp dụng từ ngành nông nghiệp vừa nhỏ ngành công nghiệp nặng , chúng góp phần vào việc tiết kiệm nhiên liệu góp phần thúc đẩy khải thác nguồn lượng khác Trồng rau nhà cách giải nhu cầu rau tiện lợi bậc với cư dân đô thị Có thể sử dụng nơi có diện tích nhỏ bếp ban công, hành lang hay kệ bếp để trồng rau Hình 3.1: Bản vẽ 3D mô hình Trong mô hình chúng em thiết kế thành nhằm tiết kiệm diện tích ,tầng tầng bao gồm rổ rổ tầng khác đặt so le cho ánh sáng trải cho tất rổ Chân đế thiết kế theo thiết kế kiềng chân nhằm tạo độ chắn cho mô hình Thông số kỹ thuật: - Vật liệu làm sắt chịu lực, có độ bền cao sơn phủ trống - han gỉ Chân đế: 46 cm Thân: 128 cm Giá đựng: 32.5 cm Khoảng cách tầng: 30cm 3.1.1.2 Giao diện người dùng 58 Hình 3.2: Giao diện người dùng Trong đó: 3.2 1: Đồng hồ hiển thị độ ẩm FOX-1H 2: Đồng hồ hiển thị nhiệt độ REX-C100 3: Đèn báo nguồn 4: Công tắc chuyển mạch hai chế độ tự động tay 5: Nút ấn bật bơm nước 6: Nút ấn bật đèn 7: Nút ấn tắt đèn 8: Nút ấn tắt bơm Thiết kế hệ thống điều khiển 3.2.1 Sơ đồ khối mô hình 59 Hình 3.3: Sơ đồ khối mô hình Hệ thống gồm : - Cảm biến (cảm biến nhiệt độ, cảm biến độ ẩm) Bộ điều khiển: - PLC Bộ nguồn (1 chiều- acquy) Khối công suất – Bơm Pin lượng mặt trời( 20w) Thiết bị: - Khay để - Thiết bị tưới: dạng phun vòi hoa sen ( phun sương) - Van, đèn chiếu sáng 60 Hình 3.4: Nguyên lý làm việc mô hình  Nguyên lý làm việc : Ta tiến hành reo hạt mầm vào khay, Cảm biến nhiệt độ độ ẩm tiến hành đo nhiệt độ từ môi trường bên sau đưa so sánh số liệu với thông số lập trình sẵn đưa lện cho hệ thống phun nước tưới điều chỉnh bật đền để tăng nhiệt độ Động hút nước từ bình chứa đưa đến thiết bị tưới phun lên khay để cân lại nhiệt độ độ ẩm Hệ thống thực trình giám sát nhiệt độ độ ẩm liên tục để tưới sười tăng nhiệt độ cho giá để Hệ thống đặt nơi khô thoáng mỏt, trỏnh ỏnh nắng mặt trời trực tiếp chiếu vào 3.3 Phân tích khối có sơ đồ, nêu cấu tạo, nguyên lý làm việc, chức linh kiện 3.3.1 Mạch nâng áp pin lượng mặt trời mạch nạp – bảo vệ acquy cấp nguồn toàn hệ thống Nguyên lý làm việc của mạch sau: dây nối vào đường nguồn DC Volt thấp, mức nguồn có thể biến đổi từ 3V đến 8V Lúc này mức áp đường sẽ tùy theo nút chỉnh R3, ví dụ cần có mức áp 14V ở đầu thì phải chỉnh R3 để có 14V ở đầu Lúc này mức áp đầu sẽ ổn định dù cho điều kiện tải có thay đổi hay dù cho mức áp DC ở đầu vào có biến đổi 61 Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý mạch nâng áp pin lượng mặt trời Trong mạch, C1 là tụ ổn áp cho ngả vào Điện trở R1 mắc song song R14 dùng định mức dòng cho ngả ra, nó còn có tác dụng bảo vệ IC tránh hiện tượng bị quá dòng Điện trở R11 dùng làm giảm công suất đốt nóng transistor Q2 IC Tụ C3 dùng để định tần số của mạch dao động Cuộn cảm L1 dùng tạo xung ứng pha dương biên cao, chúng ta biết chân cũng chính là chân C của Q1, transistor dẫn điện, mức volt chân xuống thấp, lúc này cuộn cảm L1 được cấp dòng, nó sẽ ở thời kỳ trữ và tín hiệu xung làm tắt Q1, thì cuộn cảm L1 sẽ hoàn trả điện năng, từ L1 sẽ phát xung có biên độ dương rất cao, chúng ta dùng diode D1 nắn xung này cho nạp điện cất vào tụ C2, cuộn cảm L2 và tụ C3 dùng làm tăng độ ổn áp ngả ra, làm giảm hệ số dao động sóng Mức volt ở đầu một phần được lấy cầu chia volt với R13 và R3, cho trả về chân số 5, nó tác động vào mạch so áp, so với mức áp chuẩn là 1.25V dùng để ổn định mức áp ngả Điện trở R12 và Led D6 dùng làm mạch chỉ thị Trong mạch, chân số cho nối vào nguồn dương VCC, chân số cho nối GND Chân 62 cho nối vào nguồn dương là lấy điện cấp cho mạch dao động, chân là chân E của Q1 cũng phải cho nối GND để lấy dòng 3.3.1.1 Bộ phận cấp nguồn cho mạch điều khiển (khối nguồn):  Cấu tạo chức năng: Khối nguồn có nhiệm vụ cung cấp nguồn 5V DC cho mạch điều khiển Bảng 3.2: Các linh liện sử dụng khối nguồn STT Tên linh kiện Số lượng Chức Jack 5mm Để cắm nguồn DC Diode 1N4007 Đảm bảo dũng chiều chạy qua Tụ 470 uF Lọc nguồn san phẳng dòng điện Tụ 104pF Lọc nguồn san phẳng dòng điện IC ổn áp LM7805 Tạo dòng điện đầu 5v ổn định Điện trở 1K Hạ dòng cho led Led Báo nguồn  Sơ đồ nguyên lý nguyên lý hoạt động: Sơ đồ nguyên lý: Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn Với mạch điện không đòi hỏi độ ổn định điện áp cao, sử dụng IC ổn áp thường người thiết kế sử dụng mạch điện đơn giản Các loại ổn áp thường sử dụng IC 78xx với xx điện áp cần ổn áp 78xx loại dòng IC dùng để ổn định điện áp dương đầu với điều kiện đầu vào luôn lớn đầu 3V Tùy loại IC 78 mà ổn áp đầu Dưới minh họa cho IC ổn áp 7805 63  Chân số 1: Chân IN  Chân số 2: Chân GNĐ  Chân số 3: Chân OUT Hình 3.7: Sơ đồ chân 7805  Nguyên lý hoạt động cùa mạch: 7805 có chân cho ta kết nối với : Chân chân nguồn đầu vào, chân chân GND , chân chân lấy điện áp Ngõ OUT ổn định mức 5V dù điện áp từ nguồn cung cấp thay đổi Mạch dùng để bảo vệ mạch điện hoạt động điện áp 5V (các loại IC thường hoạt động điện áp này) Nếu nguồn điện có cố đột ngột: điện áp tăng cao mạch điện hoạt động ổn định nhờ có IC 7805 giữ điện áp ngõ OUT 5V không đổi Mạch lấy nguồn chiều từ máy biến áp nguồn dự trữ (pin, ắc qui )với điện áp từ 7V đến 16V để đưa vào ngõ IN Khi kết nối mạch điện, nhiều nguyên nhân, người dùng dễ nhầm lẫn cực tính nguồn cung cấp đấu nối vào mạch, trường hợp dễ ảnh hưởng đến linh kiện board mạch Vì lí diode (D1) lắp thêm vào mạch, diode đảm bảo cực tính nguồn cấp cho mạch theo chiều nhất, nguời dùng không cần quan tâm đến cực tính nguồn nối vào ngõ IN LED (LED1)có tác dụng báo nguồn, điện cấp vào cho mạch hoat động, điện trở R2 (1K) giúp hạn dòng cho LED Với dòng điện qua LED 64 Tụ C7 C8 tụ hóa dùng để lọc điện áp Tụ C7 tụ C8 lọc nguồn đầu cho 7805 Đây tụ hóa dùng để lọc nguồn đầu cho phẳng Trong thành phần điện chiều có sóng điều hòa bậc 2, sóng nhấp nhô có tần số cao, nhiễu bên Các sóng ảnh hưởng đến hoạt động 7805 Nếu mạch tồn thành phần làm ảnh hưởng đến mạch, làm cho mạch hoạt động không ổn định 3.3.2 Mạch động lực Hình 3.8: Sơ đồ mạch động lực  Cấu tạo chức link kiện: STT Tên linh kiện Số Rơ le Chức lượng Cách li mạch điều khiển mạch động lực Dùng nguồn điều khiển với điện áp bé để điều khiển động cơ, van với nguồn lớn Cắm nguồn mạch động lực động Bảo vệ transistor  Nguyên lý hoạt động: Khi tín hiệu đầu Y0 PLC có tín hiệu giúp cho role RA1 có điện đóng tiếp điểm thường mở (5,3) role RA1 lại giúp động bơm nước có điện bơm nước cho toàn hệ thống Đồng thời tiếp điểm thường đóng (5,1) 65 role RA1 mở tắt đèn báo dừng mầu đỏ động bật sáng đèn mầu xanh cho biết động bơm hoạt động Khi tín hiệu đầu Y1 PLC có tín hiệu giúp cho role RA2 có điện đóng tiếp điểm thường mở (5,3) role RA2 lại bật đèn chiếu sáng cho toàn hệ thống Đồng thời tiếp điểm thường đóng (5,1) role RA2 mở tắt đèn báo dừng mầu đỏ đèn chiếu sáng bật sáng đèn mầu xanh cho biết đèn chiếu sáng hoạt động 3.3.3 Mạch điều khiển Mạch điều khiển có nhiệm vụ xử lí thông tin trả từ cảm biến, nhận tín hiệu nhập vào từ bàn phím dựa thông tin lập trình điều khiển để đưa tín hiệu điều khiển tốt Bảng 3.3: Các linh kiện khối điều khiển phần sau: STT Tên linh kiện Số lượng Chức Plc FX1s -14MT Chứa thông tin lập trình xử lí tín hiệu trả đưa tín hiệu điều khiển toàn Nút bấm start 1 hệ thống Bật bơm nước chế độ tay Nút bấm stop 1 Tắt bơm nước chế độ tay Nút bấm start Bật đèn chế độ tay Nút bấm stop Tắt đèn chế độ tay Công tắc chuyển mạch Chuyển đổi chế độ AUTO /MANU Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển: 66 Hình 3.9: Sơ đồ mạch điều khiển  Nguyên lý hoạt động: Để PLC hoạt động được, ta phải lập trình nạp chương trình cho PLC Để PLC hoạt động bình thường, việc nguồn cấp cho PLC phải ổn định, việc cấp xung cho PLC cần thiết Khối xử lý nhận tín hiệu từ khối cảm biến khối nút bấm, xử lý gửi tín hiệu phù hợp để điều khiển thiết bị mô hình Ngoài ra, chip đưa thông tin hệ thống khối hiển thị để người điều khiển quan sát máy có hoạt động mong muốn hay không Vậy nên, khối có nhiệm vụ điều khiển hoạt động hệ thống 67 Thống kê ngõ vào sử dụng để điều khiển hệ thống STT 10 Tên M1 Start1 Stop1 Star2 Stop2 FO RE M2 RA1 RA2 Địa X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 Y0 Y1 Loại Ngõ vào Ngõ vào Ngõ vào Ngõ vào Ngõ vào Ngõ vào Ngõ vào Ngõ vào Ngõ Ngõ Ghi Bật chế độ chạy tự động Khởi động bơm nước Dừng bơm nước Bật đèn chiếu sang Tắt đèn chiếu sang Đọc độ ẩm Đọc nhiệt độ Bật chế độ chạy tay Bơm nước Đèn chiếu sáng Khi có tín hiệu X0 chạy chế độ tự động, X7 chạy chế độ tay Ở chế độ tự động, có tín hiệu X0 X5 tín hiệu Y0 có tín hiệu bơm nước chạy tưới nước cho hệ thống Khi có tín hiệu X0 X6, Y1 có tín hiệu bật đèn chiểu sáng Ở chế độ chạy tay Khi có tín hiệu X7 X1thì Y0 có tín hiệu cấp điện cho bơm nước hoạt động Khi có tín hiệu X7 X2 Y0 tín hiệu tắt bơm nước Khi có tín hiệu X7 X3 Y1 có tín hiệu cấp điện cho đèn chiếu sang hệ thống Khi có tín hiệu X7 X4 Y1 tín hiệu tắt đèn chiếu sáng 68 3.3.4 Lưu đồ thuật toán điều khiển Hình 3.10: Lưu đồ thuật toán mô hình Giải thích sơ đồ: - Khởi động chương trình, sau chọn tầng Tiếp theo nhập thông tin mẫu loại cây: độ ẩm (Rh), nhiệt độ (C) - Sau máy có mẫu thông tin chăm sóc làm cứ, hệ thống bắt đầu hoạt động - Trong khoảng thời gian chăn sóc rau, cảm biến liên tục hoạt động đo đạc đưa thông tin nhiệt độ máy (ND) độ ẩm (DA) xử lý - Nếu nhiệt độ máy ND thấp nhiệt độ đặt cho rau C hệ thống đèn bật, cung cấp nhiệt độ cho rau phát triển nhiệt độ đạt mức yêu cầu, tức ND >= C, hệ thống tắt đèn tránh tượng nhiệt độ cao gây chết rau - Về hệ thống tưới rau, cảm biến đo độ ẩm (DA) thấp mức cho phép (Rh), hệ thống bơm hoạt động đồng thời van điều tiết nước tầng mở van tầng lại đóng Tránh tượng tầng lại bị 69 cấp nước gây úng Khi độ ẩm đạt, tức DA >= Rh, bơm tắt việc cấp nước ngừng lại để tránh tượng rau phun nước cảm biến chưa đo độ ẩm nước chưa bốc đủ, bơm hoạt động theo chu trình phun nước thời gian hạn định độ ẩm chưa đạt, tránh tình trạng cảm biến nhận đủ độ ẩm nước phun gây úng rau 3.3.5 Chương trình mô PLC Trong trình tìm hiểu nhiệt độ độ ẩm lý tưởng cho rau phát triển, chúng em lập trình chương trình điều khiển cho PLC mô sau: Hình 3.11: Mô lập trình cho mô hình 70 CHƯƠNG 4: TỔNG KẾT VÀ PHÁT TRIỂN HƯỚNG ĐỀ TÀI 4.1 Tổng kết Nhìn chung đồ án thực được: − Tìm hiểu cách khái quát loại rau cách trồng rau − Tính toán lợi ích kinh tế lợi ích dinh dưỡng − Thiết kế hệ thống khí tính toán đảm bảo độ bền, đảm bảo đủ suất đề hệ thống có tính tháo lắp dễ dàng − Thiết kế hệ thống mạch điện dùng PLC lập trình cho hệ thống − Thiết kế giao diện điều khiển − Mô chương trình điều khiển giao diện để kiểm tra chương trình Một số hạn chế: − Mặc dù cố gắng đề tài nhiều thiếu sót − Chưa có kinh nghiệm việc lựa chọn vật liệu thiết bị nên lựa chọn có phần chưa xác thực tế − Mô hình chưa có ổn định cao − Chưa theo sát hết yêu cầu công nghệ đề tài 4.2 Hướng phát triển đề tài − Hệ thống nhiều chỗ tính toán thiết kế chưa hoàn toàn tối ưu Có thể phát triển hệ thống tối ưu − Hệ thống phát triển thêm phần tự động ngâm ủ hạt mần cấp phát hạt mầm vào hệ thống tự động − Tìm hiểu kĩ chế phát triển trồng rau mần để qua phát triển hệ thống luân phiên tưới nước chất dinh dưỡng cho hợp lí TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách báo: 71 [1] Hoàng Minh Sơn, Mạng truyền thông công nghiệp, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội - 2006 [2] Nguyễn Mạnh Tiến – Vũ Quang Hồi, Trang bị điện- điện tử.Hà Nội: Giáo Dục, 2003 [3] Th.S Châu Chí Đức, Kỹ thuật điều khiển lập trình PLC SIMATIC S7-200, Thành phố Hồ Chí Minh 10-2008 [4]Nguyễn Thiện Phúc, Roobot Công nghiệp, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật 72 ... kế hệ thống chăm sóc rau sử dụng lượng mặt trời Nhằm nghiên cứu, học tập đáp ứng nhu cầu thị trường rau trồng rau Việt Nam CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHĂM SÓC RAU SẠCH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT... canh tác − Thiết kế cung cấp hệ thống trồng rau đèn led quang hợp giúp phát triển mà không cần dùng đến ánh sáng mặt trời − Thiết kế hệ thống trồng rau lượng mặt trời giúp tiết kiệm điện năng, giảm... TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHĂM SÓC RAU SẠCH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.2.2 Phương pháp trồng rau thùng xốp Hình 1.3: Trồng rau thùng xốp 1.2.3 Phương pháo trồng rau kỹ thuật