Đồ án tốt nghiệp thi công mô hình hệ thống trồng hoa lan

Hệ thống có các chức năng như sau: • Hệ thống hoạt động tự động thông qua các giá trị cài đặt nhiệt độ không khí, độ ẩm không khí và độ ẩm đất sao cho phù hợp với chỉ số sinh trưởng của

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chuyên ngành: Điện tử công nghiệp Mã ngành: 41

14141DT3A

I TÊN ĐỀ TÀI: THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG TRỒNG HOA LAN

II NHIỆM VỤ

1 Các số liệu ban đầu:

- Kit Arduino Mega, NodeMCU và ngôn ngữ lập trình

- Tài liệu về Arduino Mega, NodeMCU, Firebase

- Thư viện về LCD, step motor, Arduino, ESP 8266, Firebase

2 Nội dung thực hiện:

• Nội dung 1: Tìm hiểu và nghiên cứu về các module Arduino, module ESP8266, module L298, động cơ bước, cảm biến DHT11, cảm biến ánh sáng, cảm biến mưa, cảm biến độ ẩm đất

• Nội dung 2: Giao tiếp Module ESP 8266 với Arduino Mega 2560

• Nội dung 3: Điều khiển các thiết bị theo cảm biến và thời gian thực

• Nội dung 4: Hiển thị thông tin trên web FireBase

• Nội dung 5: Thiết kế, lập trình và điều khiển thiết bị qua điện thoại

• Nội dung 6: Thiết kế mô hình sản phẩm

• Nội dung 7: Đánh giá kết quả thực hiện

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 18/02/2019

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 05/07/2019

V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS Nguyễn Thanh Tâm

TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

Tên đề tài: Thi công mô hình hệ thống trồng hoa Lan

LỜI CAM ĐOAN

Đề tài này là do chúng tôi tự thực hiện dựa vào một số tài liệu và không sao chép

từ tài liệu hay công trình đã có trước đó Nếu có bất kỳ sự gian lận nào chúng tôi xin

chịu trách nhiệm về nội dung đồ án của mình

Người thực hiện

Nguyễn Quang Thạnh – Phan Thanh Triều

đồ án cuối cùng, đồ án tốt nghiệp do chính tay mình tạo ra, nó như một bàn đạp đầu tiên

để bước vào những cánh cửa lớn hơn

Đặc biệt, Chúng em xin cảm ơn sâu sắc thầy Nguyễn Thanh Tâm đã giúp đỡ chúng em trong quá trình lựa chọn đề tài và hỗ trợ chúng em trong quá trình thực hiện

đề tài Trong quá trình thực hiện đồ án cũng xảy ra nhiều khó khăn, thiếu sót nhưng được sự đôn đốc và góp ý của thầy chúng em đã gặt hái được nhiều kiến thức và kinh nghiệm

Chúng em cũng không quên cảm ơn đấng sinh thành, những người thân trong gia đình đã luôn động viên và tạo những điều kiện tốt nhất trong cuộc sống, trong học tập cũng như trong quá trình thực hiện và hoàn thành đề tài

Cám ơn Sư Phạm Kỹ Thuật!

Xin chân thành cám ơn!

Người thực hiện để tài

Nguyễn Quang Thạnh – Phan Thanh Triều

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i

LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii

LỜI CAM ĐOAN iii

LỜI CẢM ƠN iv

DANH MỤC HÌNH viii

DANH MỤC BẢNG xi

TÓM TẮT xii

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 2

1.3 NỘI DUNG THỰC HIỆN 2

1.4 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI 2

1.5 BỐ CỤC ĐỒ ÁN 3

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4

2.1 QUY TRÌNH TRỒNG HOA LAN 4

2.1.1 Đặt tính sinh trưởng của hoa lan 4

2.1.2 Mô tả quy trình chăm sóc 6

2.2 QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 6

2.3 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 6

2.3.1 Tổng quan arduino mega 2560 6

2.3.2 Giới thiệu LCD 20x4 8

2.3.3 Cảm biến độ ẩm đất 10

2.3.4 Cảm biến mưa 11

2.3.5 Cảm biến nhiệt độ - độ ẩm 12

2.3.6 Cảm biến đo thời gian 13

2.3.7 Cảm biến ánh sáng 14

2.3.8 Tổng quan Module ESP8266 15

2.3.9 Giới thiệu Module L298 18

2.3.10 Động cơ bước 20

2.3.11 Bơm mini 20

2.3.12 Đèn 21

2.3.13 Nút nhấn 22

2.3.14 Giới thiệu Firebase 22

2.3.15 Giới thiệu mạch Bluetooth HC-05 23

2.3.16 Giới thiệu Module Relay 25

2.3.17 Giới thiệu về chuẩn I2C 26

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 28

3.1 GIỚI THIỆU 28

3.2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 28

3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 28

3.2.2 Tính toán và thiết kế mạch 30

3.2.3 Sơ đồ nguyên lý của toàn mạch 41

CHƯƠNG 4 THI CÔNG HỆ THỐNG 42

4.1 THI CÔNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN 42

4.2 THI CÔNG BẢNG ĐIỀU KHIỂN 44

4.3 TIẾN HÀNH THI CÔNG VÀ LẮP RÁP HỆ THỐNG HOÀN CHỈNH 44

4.3.1 Mặt trước 45

4.3.2 Mặt bên 46

4.3.3 Mặt trên 47

4.4 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 49

4.5 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM LẬP TRÌNH 54

CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ - NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ 71

5.1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 71

5.2 KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG: 72

5.2.1 Quá trình chạy ứng dụng trên điện thoại và hiển thị trên web 72

5.2.2 Quá trình vận hành trên phần cứng hệ thống 74

5.3 NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ 77

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 78

6.1 KẾT LUẬN 78

6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

DATASHEET 79

CODE THAM KHẢO 80

➢ ĐOẠN CODE CHƯƠNG TRÌNH CHÍNH 80

➢ ĐOẠN CODE CHƯƠNG TRÌNH ESP8266 96

DANH MỤC HÌNH

Hình 2-1: Board Arduino Mega 2560 7

Hình 2-2: Màn hình LCD 20x4 8

Hình 2- 3: Cảm biến độ ẩm đất 10

Hình 2- 4: Cảm biến mưa 11

Hình 2-5: Cảm biến DHT11 12

Hình 2-6: Sơ đồ chân Realtime 13

Hình 2-7: Module Realtime 13

Hình 2-8: Sơ đồ nguyên lý Realtime 14

Hình 2- 9: Cảm biến ánh sáng 14

Hình 2-10: Module NodeMCU 8266 16

Hình 2-11: Sơ đồ chân và sơ đồ kết nối 17

Hình 2-12: Module L298 18

Hình 2-13: Sơ đồ chân và sơ đồ kết nối 19

Hình 2-14: Động cơ bước 20

Hình 2-15: Bơm 12 VDC 21

Hình 2-16: Đèn trái ớt 21

Hình 2- 18: Nút nhấn 4 chân 22

Hình 2- 19: Giao diện FireBase 23

Hình 2- 20: Module HC - 05 23

Hình 2- 21: Mặt sau của module HC - 05 24

Hình 2-22: Module Relay Mức Cao 26

Hình 2- 23: Module Relay mức thấp 26

Hình 2-24: Sơ đồ truyền I2C 27

Hình 3-1: Sơ đồ khối 28

Hình 3-2: Sơ đồ nguyên lý các cảm biến 32

Hình 3-3: Sơ đồ nguyên lý Realtime 33

Hình 3-4: Sơ đồ nguyên lý Relay 34

Hình 3-5: Sơ đồ nguyên lý L298 35

Hình 3-6: Sơ đồ nguyên lý LCD 20x4 36

Hình 3-7: Sơ đồ nguyên lý khối ESP8266 37

Hình 3-8: Sơ đồ nguyên lý khối Bluetooth HC 05 37

Hình 3-9: Bơm 12 VDC 38

Hình 3-10: Sơ đồ nguyên lý khối 39

Hình 3-11: Đèn trái ớt 39

Hình 3-12: Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 41

Hình 4-1: Sơ đồ bố trí linh kiện mặt trên 43

Hình 4-3: Sơ đồ bố trí linh kiện mặt trên 44

Hình 4-4: Sơ đồ bố trí linh kiện lớp dưới 44

Hình 4-5: Sơ đồ bố trí thiết bị mặt trước 45

Hình 4-6: Hình ảnh thực tế mặt trước 45

Hình 4-7: Sơ đồ bố trí thiết bị mặt bên 46

Hình 4-8: Hình ảnh thực tế mặt bên 47

Hình 4-9: Sơ đồ bố trí thiết bị mặt trên 47

Hình 4-10: Hình ảnh thực tế mặt bên 48

Hình 4-11: Lưu đồ chương trình code điều khiển 49

Hình 4-12: Lưu đồ chế độ tự động 50

Hình 4-13: Lưu đồ chế độ điều khiển 51

Hình 4-14: Lưu đồ truyền nhận dữ liệu lên Firebase 52

Hình 4-15: Lưu đồ điều khiển trên App 53

Hình 4-16: Quy trình làm việc của arduino 54

Hình 4-18: Giao diện menu arduino IDE 55

Hình 4-19: Giao diện file menu arduino IDE 55

Hình 4-20: Giao diện Examples menu 55

Hình 4-21: Giao diện Sketch Menu Arduino IDE 56

Hình 4-23: Giao diện Tool Menu Arduino IDE 57

Hình 4-24: Board Arduino sử dụng 57

Hình 4-25: Arduino Toolbar 58

Hình 4-26: Chương trình nạp thành công 58

Hình 4-27: Giao diện phần mềm Inventor 59

Hình 4- 28: Giao diện thiết kế 60

Hình 4- 29: Chọn chế độ làm việc 60

Hình 4- 30: Khối lệnh Block 61

Hình 4- 31: Code Blocks 61

Hình 4- 32: Vùng làm việc 62

Hình 4- 33: Danh sách lệnh 63

Hình 4- 34: Tạo giao diện mới 64

Hình 4- 35: Kéo thả các khối lệnh 64

Hình 4- 36: Tạo nút điều khiển bằng giọng nói 65

Hình 4- 37: Chọn Firebase để kết nối 65

Hình 4- 38: Cân chỉnh và sắp xếp 66

Hình 4- 39: Khối lệnh nút Auto và Manual 66

Hình 4- 40: Khối lệnh các nút nhấn khác 67

Hình 4- 41: Khối lệnh nút điều khiển bằng giọng nói 67

Hình 4- 42: Khối lệnh cập nhật các thông số môi trường 68

Hình 4- 43: Khối lệnh điều khiển các thiết bị 69

Hình 4- 44: Giao diện sau khi thiết kế 70

Hình 5-1: Giao diện điều khiển bằng Bluetooth 73

Hình 5-2: Giao diện điều khiển bằng Wifi 73

Hình 5-3: Giao diện web FireBase 73

Hình 5-4: Bảng điều khiển hoạt động 75

Hình 5-5: Màn hình LCD 20x4 hiển thị 75

Hình 5-6: Hệ thống đang chạy 76

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2-1: Chức năng của các chân màn hình LCD 20x4 9

Bảng 4-1: Danh sách linh kiện 42

Bảng 4-2: Kết quả chạy trên App điều khiển bằng Wifi 74

Bảng 4-3: Kết quả chạy trên App điều khiển bằng Bluetooth 74

Bảng 4-4: Kết quả chạy khi điều khiển trực tiếp trên hệ thống 76

TÓM TẮT

Ngày nay công nghệ trở nên hiện đại, xu hướng mọi thứ điều sẽ được kết nối và điều khiển thông qua mạng không dây wifi (Wireless Fidelity) và điều khiển các thiết bị theo tự động hóa Với ý tưởng giải quyết những bất cập của điều khiển tự động, nhóm

chúng em xin đưa ra đề tài: THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG TRỒNG HOA LAN

Hệ thống có các chức năng như sau:

• Hệ thống hoạt động tự động thông qua các giá trị cài đặt nhiệt độ không khí, độ

ẩm không khí và độ ẩm đất sao cho phù hợp với chỉ số sinh trưởng của cây lan Sau đó, các giá trị cảm biến sẽ được gửi lên web để giám sát quá trình trồng lan Thêm nữa là chế độ tay cho phép người chăm sóc vườn lan trực tiếp điều khiển tưới lan hay phun sương khi cần thiết

• Hệ thống mở rộng bao gồm:

o Hệ thống đo nhiệt độ, đổ ẩm, ánh sáng và độ ẩm đất thông qua các cảm biến, được hiển thị trực tiếp trên màn hình LCD, đồng thời cũng được hiển thị trên giao diện web điều khiển tạo điều kiện thuận lợi cho người dùng có thể giám sát hệ thống từ xa thông qua Internet

o Hệ thống có thể giám sát, điều khiển từ xa và điều khiển bằng giọng nói thông qua ứng dụng trên điện thoại

Khi cấp điện vào hệ thống, khởi động Arduino, module wifi ESP 8266, cảm biến nhiệt độ độ ẩm DHT11, LCD, Sau khi khởi động xong mặc định sẽ hiển thị giá trị cảm biến trên LCD và hệ thống chạy chế độ tự động Muốn đổi chế độ thì ta nhấn phím chế độ điều khiển tương ứng với chức năng chế độ tay, sau đó chỉ nhấn nút trên bảng điều khiển thì có thể điều khiển trực tiếp

Với đề tài này, nhóm hi vọng sẽ làm cơ sở nghiên cứu cho các nhóm sau có thể mở rộng, phát triển nữa Nếu được điều chỉnh tốt, ý tưởng này kết hợp với mô hình trang trại thực tế với quy mô lớn sẽ trở thành một hệ thống lớn đáp ứng nhu cầu điều khiển, quản lý tất cả các thiết bị một cách hiện đại, nâng cao đời sống tiện ích trong trồng trọt

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay cùng với sự phát triển của xã hội, cuộc sống ngày càng được nâng cao thì việc áp dụng công nghệ khoa học kỹ thuật vào đời sống công việc ngày càng cần thiết Cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, công nghệ kỹ thuật điện

tử mà trong đó đặc biệt là kỹ thuật điều khiển tự động đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lý, công nghiêp, nông nghiệp, đời sống, quản lý thông tin

Nước ta là một đất nước nông nghiệp, tuy nhiên trong nhiều năm quy mô cũng như chất lượng và sản lượng nông nghiệp của nước ta luôn thấp hơn so với các nước khác

mà nguyên nhân chính là việc công nghệ sản xuất của nước ta quá lạc hậu, chủ yếu dựa vào tay chân Mô hình nhà kính là nền tảng cho tiêu chuẩn về chất lượng, công năng và giá trị của sản phẩm trong việc sản xuất nông nghiệp theo hướng nông nghiệp công nghệ cao Tính linh hoạt của nhà kính giúp cho người trồng trọt có thể trồng trọt trên bất cứ môi trường nào, diện tích trồng trọt có thể từ vài trăm mét vuông đến hàng chục hécta Nhà kính có khả năng loại bỏ các điều kiện môi trường bất lợi, cung cấp một môi trường phát triển tối ưu, tạo ra mùa sinh trưởng dài hơn, có thể trồng các loại cây trái mùa và các giống cây khác nhau, bảo vệ cây trồng khỏi thời tiết lạnh, mưa đá, gió, mưa gây thiệt hại, loại bỏ dịch bệnh, sâu bệnh hại, tăng tốc độ sinh trưởng nhanh hơn và năng suất cao hơn, chất lượng tốt hơn Tất cả được điều chỉnh và điều khiển hoàn toàn tự động và áp dụng công nghệ khoa học kỹ thuật vào quy trình giám sát và sản xuất Việc

sử dụng nhà kính tự động giúp chúng ta có thể tiết kiệm nhân lực, tăng độ chính xác trong giám sát và điều khiển môi trường

Trên cơ sở và yêu cầu từ thực tế, những đòi hỏi ngày càng cao của phát triển nông nghiệp công nghệ cao, cộng với sự phát triển mạnh của khoa học công nghệ, đặc biệt là công nghệ thông tin, kỹ thuật điện-điện tử Phát triển kỹ thuật điều khiển tự động từ khoảng cách xa trong nông nghiệp đang là xu thế phát triển nông nghiệp cao nói chung

và nhà kính tự động nói riêng Chúng tôi đề xuất đề tài “THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ

THỐNG TRỒNG HOA LAN”

1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

Thiết kế, thi công được mô hình quản lý trang trại gồm các mục tiêu cụ thể:

• Tìm hiểu được về sự sinh trưởng của hoa Lan mong muốn để từ đó nắm bắt được những điều kiện nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng thích hợp với sự phát triển của loại hoa này

• Viết được phần mềm giao tiếp giữa arduino mega 2560 và máy tính, điện thoại

• Thiết kế được hệ thống tự động chăm sóc thông qua việc giám sát các thông số nhiệt độ, độ ẩm, cường độ ánh sáng

• Viết được ứng dụng giám sát, điều khiển từ xa bằng điện thoại

• Thiết kế được giao diện Firebase giám sát các trạng thái môi trường thông qua mạng Internet

1.3 NỘI DUNG THỰC HIỆN

• Nội dung 1: Tìm hiểu và nghiên cứu về cấu tạo phần cứng, nguyên lý hoạt động, tính năng của các module Arduino, mod ule NODEMCU ESP8266, module L298, động cơ bước, cảm biến DHT11, c ảm biến ánh sáng, cảm biến mưa, cảm biến độ ẩm đất

• Nội dung 2: Giao tiếp Module ESP 8266 với Arduino Mega 2560

• Nội dung 3: Điều khiển các thiết bị theo cảm biến và thời gian thực

• Nội dung 4: Hiển thị thông tin trên web FireBase

• Nội dung 5: Thiết kế, lập trình và điều khiển thiết bị qua điện thoại

• Nội dung 6: Thiết kế mô hình sản phẩm

• Nội dung 7: Đánh giá kết quả thực hiện

1.4 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI

• Sử dụng vi điều khiển arduino mega 2560 để điều khiển

• Chỉ thiết kế mô hình giám sát nhỏ trong trang trại

• Chỉ sử dụng động cơ bước để điều khiển mái che, để mô phỏng mô hình trang trại

• Sử dụng động cơ bơm nước 12V để cung cấp nước cho Lan

1.5 BỐ CỤC ĐỒ ÁN

• Chương 1: Tổng Quan

• Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết

• Chương 3: Tính Toán Và Thiết Kế Hệ Thống

• Chương 4: Thi Công Hệ Thống

• Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét, Đánh Giá

• Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển

Chương 1: Tổng Quan

Chương này trình bày vấn đề dẫn nhập, lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên

cứu, các giới hạn và bố cục đồ án

Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết

Giới thiệu các linh kiện, thiết bị sử dụng thiết kế hệ thống, giao thức

Chương 3: Tính Toán Và Thiết Kế Hệ Thống

Tính toán thiết kế, đưa ra sơ đồ nguyên lí của hệ thống

Chương 4: Thiết Kế Hệ Thống

Thiết kế hệ thống, lưu đồ, đưa ra giải thuật và chương trình

Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét, Đánh Giá

Đưa ra kết quả đạt được sau một thời gian nghiên cứu, một số hình ảnh của hệ thống, đưa ra những nhận xét, đánh giá toàn bộ hệ thống

Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển

Trình bày những kết luận về hệ thống những phần làm rồi và chưa làm, đồng thời nếu ra hướng phát triển cho hệ thống

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 QUY TRÌNH TRỒNG HOA LAN

2.1.1 Đặc tính sinh trưởng của hoa lan

a Ảnh hưởng của độ ẩm đến hoa Lan

Nước là thành phần quan trọng chiếm tỷ lệ 60-90% trọng lượng của cây Lan Nước

ở trong cây ở 3 trạng thái Phần lớn là nước tự do làm tan các chất, như nước ở nhựa cây; chính sự thoát hơi nước làm cây héo đi vì mất lượng nước này Phần còn lại là nước liên kết như nước ở các mao quản, nước tẩm ở trong celuloz, ở trong tinh bột và cuối cùng là nước cấu tạo dự phần mật thiết trong sinh thái của cây Mất lượng nước này thì cây sẽ chết

Việc chọn địa điểm thích hợp cho việc lập vườn Lan sẽ giúp ta giảm được rất nhiều công sức chăm sóc cho Lan, trong đó yếu tố độ ẩm là yếu tố quan trọng bậc nhất vì trong thiên nhiên chính yếu tố độ ẩm chi phối việc xuất hiện các vùng có Lan Về phương diện này, cần lưu ý 3 loại độ ẩm:

• Độ ẩm của vùng là độ ẩm của khu vực rộng lớn, nơi mà ta sẽ thiết lập vườn Lan

Độ ẩm của vùng do điều kiện địa hình, địa lý ở nơi ấy định đoạt Ví dụ độ ẩm của vùng cạnh sông rạch cao hơn độ ẩm của vùng đồng trống nhiều gió, độ ẩm của vùng đồi trọc sẽ thấp hơn độ ẩm của vùng có vườn cây ăn trái

• Độ ẩm của vườn là độ ẩm chính ngay trong vườn lan, độ ẩm này có thể cải tạo theo ý muốn bằng cách đào ao, làm mương rãnh, trồng cây, trải cát, làm giàn che, tưới nước

• Độ ẩm trong chậu còn gọi là độ ẩm cục bộ, tuỳ thuộc cấu tạo giá thể (chất trồng), thể tích của chậu, loại chậu, vị trí đặt chậu, cách tưới nước, nghĩa là hoàn toàn tuỳ thuộc vào kỹ thuật của người trồng lan

b Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoa Lan

Nhiệt độ còn ảnh hưởng đến sự ra hoa của một số loài hoa Lan: hoa Lan Bạch câu Dendrobium crumenatum đòi hỏi giảm nhiệt độ đột ngột khoảng 5-6 độ C trong vài giây đồng hồ thì khoảng 9 ngày sau chúng sẽ nở hoa đồng loạt Ở 18,5 độ C Paphiopedilum

insigne và Dendrobium nobile chỉ tiếp tục tăng trưởng mà không ra hoa nhưng chúng sẽ

ra hoa khi nhiệt độ hạ xuống 13 độ C hay thấp hơn

Tuy nhiên, nếu nhiệt độ quá thấp thì sẽ làm cho nước trong tế bào của cây kết tinh thành nước đá, làm gia tăng thể tích, phá vỡ các cấu trúc tế bào Ngược lại, nhiệt độ tăng quá cao thì sự quang hợp ngừng lại vì nguyên sinh chất trong tế bào đặc quánh lại do mất nước, cây ngừng hô hấp và chết đi

Và như vậy, chúng chỉ phát triển tốt nhất ở trong khoảng nhiệt độ cực đại là 35 độ

C, nhiệt độ tối hảo là 27 độ C Rõ ràng nhu cầu nhiệt độ ở cây Lan có khác nhau nên ta gặp chúng tập trung thành những nhóm Lan khác nhau ở những vùng nhiệt độ khác nhau: Lan vùng núi cao, Lan vùng đồng bằng, Lan vùng nhiệt đới, Lan vùng ôn đới … Căn cứ vào nhu cầu nhiệt độ, ta chia Lan ra thành 3 nhóm:

• Nhóm ưa nóng: Chịu nhiệt độ ban ngày không dưới 21 độ C, ban đêm không dưới 18,5 độ C Chúng thường ở vùng nhiệt đới

• Nhóm ưa lạnh: chịu nhiệt độ ban ngày không quá 14 độ C, ban đêm không quá

13 độ C Chúng thường ở vùng hàn đới, ôn đới và các chỏm núi cao vùng nhiệt đới

• Nhóm chịu nhiệt độ trung bình: thích hợp với nhiệt độ ban ngày không dưới 14,5 độ C, ban đêm không dưới 13,5 độ C

c Một số ảnh hưởng khác

Độ thông thoáng cũng là một yếu tố cần thiết cho cây lan phát triển tốt Không khí nơi vườn lan cần được thay đổi mỗi phút Nhiệt độ ở lá dưới ánh nắng vào bất kỳ thời gian nào cũng luôn luôn cao hơn nhiệt độ của không khí quanh nó Sự tổn thương do nhiệt độ tuỳ vào thời gian phơi bày ra nắng Không khí luân chuyển sẽ giúp tránh được điều đó Phần lớn cây lan chịu được nhiệt độ thấp của ban đêm, ngắn hạn thôi chứ không dai dẳng Ngược lại nhiệt độ cao dai dẳng trong đêm không tốt cho cây vì tiến trình hô hấp gia tăng Quang hợp thì diễn tiến suốt ngày còn hô hấp thì diễn ra suốt ngày và đêm Bằng cách làm chậm đi sự hô hấp về đêm, thì các chất tổng hợp được ban ngày sẽ không

bị sử dụng hết! Có thể làm giảm sự hô hấp ấy bằng cách hạ nhiệt độ ban đêm xuống

Như vậy sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm (biên độ nhiệt) có ảnh hưởng đến sự phát triển của cây lan

2.1.2 Mô tả quy trình chăm sóc

Áp dụng quy trình tưới tự động với các giá trị đã được cài đặt trước như:

• Nhiệt độ trên – nhiệt độ dưới, đảm bảo biên độ nhiệt cho hoa Lan phát triển tốt

• Độ ẩm không khí trên – độ ẩm không khí dưới, đảm bảo sự thông thoáng và nhiệt độ cho hoa Lan quang hợp

• Độ ẩm đất trên - độ ẩm đất dưới, cung nước cho hoa Lan sinh trưởng tốt và

ra cây con Đồng thời chế độ điều khiển cho phép trực tiếp tác động đến quá trình chăm sóc Lan thông qua việc bật tắt các thiết bị như: Bơm tưới, phun sương, bật đèn, đóng mở mái che Người trồng Lan có thể trực tiếp giám sát các thông số giá trị thông qua web

2.2 QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG

Mạch được điều khiển bởi Module Arduino Mega 2560 đóng vai trò điều khiển trung tâm, Arduino điều khiển tiếp nhận giao tiếp với các module khác trong đề tài như: WifiEsp, Cảm biến mưa, Cảm biến ánh sáng, cảm biến nhiệt độ - độ ẩm, cảm biến độ

ẩm đất, Module L298, Động cơ Bước, LCD 20x4 Sự kết hợp của các thiết bị sẽ tạo nên một hệ thống tốt nhất, hiện đại hơn

2.3 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG

2.3.1 Tổng quan arduino mega 2560

a Giới thiệu Board Arduino Mega

Arduino Mega2560 là một vi điều khiển bằng cách sử dụng ATmega2560 Arduino Mega2560 khác với tất cả các vi xử lý trước giờ vì không sử dụng FTDI chip điều khiển chuyển tín hiệu từ USB để xử lý Thay vào đó, nó sử dụng ATmega16U2 lập trình như

là một công cụ chuyển đổi tín hiệu từ USB Ngoài ra, Arduino Mega2560 cơ bản vẫn giống Arduino Uno R3, chỉ khác số lượng chân và nhiều tính năng mạnh mẽ hơn, nên các bạn vẫn có thể lập trình cho con vi điều khiển này bằng chương trình lập trình cho Arduino Uno R3

Hình 2-1: Board Arduino Mega 2560

b Thông số kỹ thuật

• Vi điều khiển chính: ATmega2560

• IC nạp và giao tiếp UART: ATmega16U2

• Nguồn nuôi mạch: 5VDC từ cổng USB hoặc nguồn ngoài cắm từ giắc tròn

DC (khuyên dùng 7-9VDC để đảm bảo mạch hoạt động tốt Nếu bạn cắm 12V thì IC ổn áp rất dễ chết và gây hư hỏng mạch)

• Số chân Digital : 54 (có 15 chân PWM)

• Số chân Analog: 16

• Giao tiếp UART: 4 bộ UART

• Giao tiếp SPI: 1 bộ (chân 50 đến 53) dùng với thư viện SPI của Arduino

• Giao tiếp I2C: 1 bộ

2.3.2 Giới thiệu LCD 20x4

a Giới thiệu về màn hình LCD 20x4

Ở các phần giao tiếp với led 7 đoạn có hạn chế vì chỉ hiển thị được các số từ 0 đến

9 hoặc số hex từ 0 đến F – không thể nào hiển thị được các thông tin kí tự khác nhưng chúng sẽ được hiển thị đầy đủ trên LCD có rất nhiều dạng phân biệt theo kích thước từ vài kí tự đến hàng chục kí tự từ 1 hàng đến vài chục hàng vì vậy để cho thuận tiện cho việc hiển thị nên chúng ta sử dụng LCD Ở đây chúng ta sử dụng LCD 20x4 có nghĩa là

có 4 hàng, mỗi hàng có 20 kí tự Màn hình LCD 20x4 sử dụng IC Driver HD44780 Hỗ trợ giao tiếp dữ liệu 4bits và 8bit có khả năng hiển thị 4 dòng mỗi dòng 20 ký tự màn hình có độ bền cao màn hình LCD 20x4 bao gồm bộ điểu khiển và các vùng nhớ

b Cấu tạo màn hình LCD 20x4

Được cấu tạo gồm 14 chân: Các chân cấp nguồn Chân số 1 là chân nối mass(0V), chân thứ 2 là chân VDD nối với nguồn 5V Chân thứ 3 thường được nối với contrast thường nối với biến trở Các chân điều khiển chân số 4 là chân RS dùng để điều khiển lựa chọn thanh ghi Chân RW dùng để quá trình đọc và ghi Chân E là chân cho phép các chân dữ liệu D7-D0 Chân số 7 đến chân số 14 là 8 chân dùng để trao đổi giữa thiết

bị và LCD

c Chức năng và thông số hoạt động của LCD 20x4

Hình 2-2: Màn hình LCD 20x4

Bảng 2-1: Chức năng của các chân màn hình LCD 20x4

Các thông số hoạt động và giới hạn:

• Có 3 vùng nhớ nội bộ: Bộ nhớ DDRAM Bộ nhớ phát ký tự ROM- CGROM,

bộ nhớ phát ký tự RAM-CGRAM

• Khả năng hiển thị 20 ký tự mỗi hàng gồm 4 dòng

• Giao tiếp 4bit hoặc 8bit

STT TÊN CHÂN CẤU HÌNH CHỨC NĂNG

RS=1chọn thanh ghi giữ liệu

2.3.3 Cảm biến độ ẩm đất

a Giới thiệu về cảm biến

Module cảm biến độ ẩm đất có thể được sử dụng cho các ứng dụng nông nghiêp, tưới nước tự động cho các vườn cây khi đất khô, hoặc dùng trong các ứng dụng của hệ thống nhà thông minh Module cảm biến độ ẩm đất gồm hai phần:

• Đầu dò: Hai đầu đo của đầu dò được cắm vào đất để phát hiện độ ẩm Dùng dây nối giữa cảm biến và module chuyển đổi, khi độ ầm của đất đạt ngưỡng thiết lập, đầu ra DO sẽ chuyển trạng thái từ mức thấp lên mức cao Thông tin

về độ ẩm đất sẽ được đọc về và gởi tới module chuyển đổi

• Module chuyển đổi: Module chuyển đổi có cấu tạo chính gồm một IC so sánh LM393, một biến trở, 4 điện trở dán 100 ohm và 2 tụ dán Biến trở có chức năng định ngưỡng so sánh với tín hiệu độ ẩm đất đọc về từ cảm biến Ngưỡng

so sánh và tín hiệu cảm biến sẽ là 2 đầu vào của IC so sánh LM393 Khi độ

ẩm thấp hơn ngưỡng định trước, ngõ ra của IC là mức cao (1), ngược lại là mức thấp (0)

Hình 2- 3: Cảm biến độ ẩm đất

• Thông số kỹ thuật:

o Điện áp hoạt động: 3.3~5VDC

o Tín hiệu đầu ra:

▪ Analog: theo điện áp cấp nguồn tương ứng

▪ Digital: High hoặc Low, có thể điều chỉnh độ ẩm mong muốn bằng biến trở thông qua mạch so sánh LM393 tích hợp

b Nguyên lý hoạt động

Sự hấp thụ độ ẩm (hơi nước) làm biến đổi thành phần cảm nhận trong cảm biến (ở đây là các chat hóa học như LiCL, P2O5) làm thay đổi điện trở của cảm biến qua đó xác định được độ ẩm Khi thay đổi độ ẩm điện trở trên cảm biến thay đổi dẫn đến điện áp đầu ra đưa vào cổng so sánh trên Opam thay đổi, điện áp này được so sánh với điện áp đặt được đặt bằng biến trở, nếu điện áp đọc về từ cảm biến chưa vượt qua ngưỡng đặt thì đầu ra D0 là mức thấp và led báo trạng thái không sáng, khi điện áp đầu vào vượt

qua ngưỡng đặt thì đầu ra D0 là mức cao và led báo trạng thái sẽ sáng lên

2.3.4 Cảm biến mưa

Mạch cảm biến mưa gồm 2 bộ phận:

• Bộ phận cảm biến mưa được gắn ngoài trời

• Bộ phận điều chỉnh độ nhạy cần được che chắn

Hình 2- 4: Cảm biến mưa

• Thông số kỹ thuật:

o Điện áp: 5V

o Có 2 dạng tín hiệu: Analog( AO) và Digital (DO)

o Dạng tín hiệu : TTL, đầu ra 100mA

o Điều chỉnh độ nhạy bằng biến trở

o Sử dụng LM358 để chuyển AO > DO

➢ Nguyên lí hoạt động:

Mạch cảm biến mưa hoạt động bằng cách so sánh hiệu điện thế của mạch cảm biến nằm ngoài trời với giá trị định trước (giá trị này thay đổi được thông qua 1 biến trở màu xanh) từ đó phát ra tín hiệu đóng ngắt rơ le qua chân D0 Vì vậy, chúng ta dùng một chân digital để đọc tín hiệu từ cảm biến mưa

Khi trời không mưa chân D0 của module cảm biến sẽ được giữ ở mức cao (5V) Khi có nước trên bề mặt cảm biến có nước, đèn LED màu đỏ sẽ sáng lên, chân D0 được kéo xuống thấp (0V)

Để có thể giao tiếp với DHT11 theo chuẩn 1 chân vi xử lý thực hiện theo 2 bước:

• Gửi tín hiệu muốn đo (Start) tới DHT11, sau đó DHT11 xác nhận lại

• Khi đã giao tiếp được với DHT11, Cảm biến sẽ gửi lại 5 byte dữ liệu và nhiệt

độ đo được

2.3.6 Module thời gian thực

Chức năng của Realtime là 1 con chip thời gian thực, thời gian thực với ý nghĩa tuyệt đối là giờ, phút giây…

Hình 2-6: Sơ đồ chân Realtime

X1, X2: Là 2 chân kết nối thạch anh 32,768 Khz làm nguồn giao động cho chip VBAT: Cực dương của nguồn pin 3V nuôi chip

GND: Chân mass chung cho cả pin 3V và Vcc

Vcc: Nguồn cho giao diện I2C, thường là 5V

SQW/OUT: Một ngõ phụ tạo xung vuông, tần số có thể lập trình được

SCL và SDA: Là 2 đường truyền xung nhịp và dử liệu của giao diện I2C

Hình 2-7: Module Realtime

Hình 2-8: Sơ đồ nguyên lý Realtime

2.3.7 Cảm biến ánh sáng

Cảm biến ánh sáng sử dụng quang trở có khả năng thay đổi điện trở theo cường độ ánh sáng chiếu vào Tín hiệu xuất ra của cảm biến là digital HIGH (5V) và LOW tượng trưng cho các trạng thái bật, tắt thiết bị điện tự động mà bạn không cần phải thao tác vào Cảm biến quang trở CDS có 4 chân là: DO, VCC, GND, AO

Hình 2- 9: Cảm biến ánh sáng.

• Thông số kỹ thuật:

o Điện áp đầu vào: 3.3V - 5V

o Đầu ra: có đầu ra số và đầu ra tương tự tương ứng D0 và A0

o Có chiết áp điều chỉnh cường độ sáng

là mức thấp Dòng này qua transistor bị đảo pha thành mức cao, mặc khác một chân kia của Rơle đã ở mức cao nên Rơle không đóng => đèn không sáng

Khi trời tối, cường độ ánh sáng chiếu vào quang trở giảm => điện trở qua quang trở tăng, dòng dương qua CDS giảm nên áp tại ngõ vào âm của Opamp giảm theo, giảm đến khi áp tại đây thấp hơn áp tại ngõ vào dương thì ở ngõ ra của Opamp lập tức lên mức cao Dòng này qua transistor bị đảo pha thành mức thấp nên làm Rơle đóng => đèn sáng

2.3.8 Tổng quan Module ESP8266

a Giới thiệu Module ESP8266

Khối gửi-nhận dữ liệu dùng để gửi giá trị lên Database để lưu trữ và nhận giá trị từ Database Ngày nay có nhiều module có thể thực hiện việc này như Esp8266 v1, Esp8266 v12, Esp32, Esp8266 NodeMCU… Esp8266v1, Esp8266 v12, Esp8266 Node MCU thì tương tự nhau về mặt lập trình Điểm khác giữa Esp8266 v12, Esp8266 Node MCU và Esp8266 v1 là Esp8266 v12, Esp8266 Node MCU có thêm nhiều chân GPIO để mở rộng việc điều khiển

b Các thông số kỹ thuật

• Wifi 802.11 b/g/n

• Wi-Fi Direct (P2P), soft-AP

• Tích hợp giao thức TCP / IP stack

• Tích hợp TR chuyển đổi, balun, LNA, bộ khuếch đại và phù hợp với mạng

• PLLs tích hợp, quản lý, DCXO và các đơn vị quản lý điện năng

Công suất đầu ra 19.5dBm ở chế độ 802.11b

• Tích hợp công suất thấp 32-bit CPU có thể được sử dụng như là bộ vi xử lý ứng dụng

• SDIO 1.1 / 2.0, SPI, UART

• Điện áp sử dụng: 3.3V ~ 3.6V

• Dòng làm việc : 80mA (170mA max)

Hình 2-10: Module NodeMCU 8266

c Sơ đồ chân và sơ đồ kết nối

Hình 2-11: Sơ đồ chân và sơ đồ kết nối

Thông số phần cứng:

• 32-bit RISC CPU: Tensilica Xtensa LX106 running at 80 MHz

• Hổ trợ Flash ngoài từ 512KiB đến 4MiB

• 64KBytes RAM thực thi lệnh

• 96KBytes RAM dữ liệu

• 64KBytes boot ROM

• Chuẩn wifi EEE 802.11 b/g/n, Wi-Fi 2.4 GHz Tích hợp TR switch, balun, LNA, khuếch đại công suất và matching network Hổ trợ WEP, WPA/WPA2, Open network

• Tích hợp giao thức TCP/IP

• Hổ trợ nhiều loại anten

• 16 chân GPIO - ADC 10-bit

• Hổ trợ SDIO 2.0, UART, SPI, I²C, PWM, I²S với DMA

2.3.9 Giới thiệu Module L298

➢ Giới thiệu Module L298

Module cầu H sử dụng IC L298 là một Module phổ biến và thông dụng, được ứng dụng rất nhiều vào các sản phẩm: điều khiển xe robot, điều khiển cánh tay robot, điều khiển động cơ bước, động cơ DC Cung cấp điện áp cho hoạt động của động cơ DC hay động cơ bước loại vừa Trong đề tài này Module L298 được Arduino điều khiển cho việc đóng mở mái che sử dụng động cơ bước

Hình 2-12: Module L298

➢ Nguyên lý hoạt động

- Bốn chân INPUT: IN1, IN2, IN3, IN4 được nối lần lượt với các chân 5, 7, 10,

12 của IC L298 Đây là các chân nhận tín hiệu điều khiển

- Bốn chân OUTUT: OUT1, OUT2, OUT3, OUT4 (tương ứng với các chân INPUT) được nối với các chân 2, 3, 13, 14 của IC L298

- Hai chân ENA và ENB dùng để điều khiển mạch cầu H trong IC L298 Nếu ở mức logic “1” (nối với nguồn 5V) cho phép mạch cầu H hoạt động, nếu ở mức logic “0” thì mạch cầu H không hoạt động

Khi ENA = 0: Động cơ không quay với mọi đầu vào

Khi ENA = 1:

+ INT1 = 1; INT2 = 0: Động cơ quay thuận

+ INT1 = 0; INT2 = 1: Động cơ quay nghịch

+ INT1 = INT2: Động cơ dừng ngay tức thì

- Với ENB cũng tương tự với INT3, INT4

Hình 2-13: Sơ đồ chân và sơ đồ kết nối

➢ Sơ đồ chân và chức năng của Module L298

• +5V: cấp nguồn VDC

• +12V: cấp nguồn 12 VDC

• GND: chân âm hay nối đất

• Output A, Output B: chân kết nối với động cơ

• Enable A: chân cho phép động cơ hoạt động, hoặc dùng chân này để điều khiển tốc độ động cơ bằng cách điều xung PWM, A Enable cho ngõ ra Output

A, B Enable cho ngõ ra Output B

• Logic Input: gồm các chân IN1, IN2, IN3, IN4 cặp IN1 và IN2 dùng để điều khiển Output A cho phép động cơ quay và đảo chiều động cơ, tương tự cho cặp IN3, IN4 cho Output B

➢ Thông số kỹ thuật Module L298:

• Điện áp điều khiển: +5 V ~ +12 V

• Dòng tối đa cho mỗi cầu H là: 2A (=>2A cho mỗi motor)

• Điện áp của tín hiệu điều khiển: +5 V ~ +7 V

• Dòng của tín hiệu điều khiển: 0 ~ 36mA

• Công suất hao phí: 20W (khi nhiệt độ T = 75 độ C)

• Nhiệt độ cho phép: -25 đến +130 độ C

2.3.10 Động cơ bước

Động cơ bước có thể được mô tả như là một động cơ điện không dùng

bộ chuyển mạch Cụ thể, các mấu trong động cơ là stator, và rotor là nam châm vĩnh cửu hoặc trong trường hợp của động cơ biến từ trở, nó là những khối răng làm bằng vật liệu nhẹ có từ tính Tất cả các mạch đảo phải được điều khiển bên ngoài bởi bộ điều khiển, và đặc biệt, các động cơ và bộ điều khiển được thiết kế để động cơ có thể giữ nguyên bất kỳ vị trí cố định nào cũng như là quay đến bất kỳ vị trí nào Hầu hết các động cơ bước có thể chuyển động ở tần số âm thanh, cho phép chúng quay khá nhanh, và với một bộ điều khiển thích hợp, chúng có thể khởi động và dừng lại

• Lưu lượng bơm: 2L/phút

2.3.13 Nút nhấn

Nút nhấn này dùng để điều khiển thiết bị bằng tay trên bảng điều khiển như chuyển đổi chế độ, đóng mở mái che, đèn, phun sương, vòi tưới

Hình 2- 18: Nút nhấn 4 chân

2.3.14 Giới thiệu Firebase

Firebase là một nền tảng ứng dụng di động và web với các công cụ và hạ tầng được thiết kế để giúp các lập trình viên xây dựng các ứng dụng chất lượng cao Thay vì trực tiếp cung cấp các ứng dụng, họ cung cấp các dịch vụ nền tảng cho các lập trình viên, sử dụng để xây dựng ứng dụng cũng như hỗ trợ các bạn tối ưu hóa, tối đa hóa ứng dụng của mình Với nhiều dịch vụ chất lượng cao đi kèm mức giá phải chăng, Firebase đã và đang, không chỉ là sự lựa chọn hàng đầu cho các lập trình viên đơn thân (single dev) hay các công ty khởi nghiệp (start ups), mà các công ty, tổ chức lớn có tên tuổi cũng sử dụng để xây dựng các tính năng, các chương trình mới, cũng như chuyển đổi các dịch vụ trước đây sang hệ thống của Firebase

Truy cập Firebase theo đường dẫn : https://firebase.google.com/ để đăng nhập vào

Firebase

Hình 2- 19: Giao diện FireBase

2.3.15 Giới thiệu mạch Bluetooth HC-05

➢ Giới thiệu:

Bluetooth là chuẩn truyền thông không dây, để trao đổi dữ liệu ở khoảng cách ngắn Chuẩn truyền thông này sử dụng sóng radio ngắn(UHF radio) trong dải tần số ISM (2.4 tới 2.485 GHz) Khoảng cách truyền của module này vào khoảng 10m, module HC-

05 được thiết kế dựa trên chip BC417

Hình 2- 20: Module HC - 05

Hình 2- 21: Mặt sau của module HC - 05

➢ Thông số kỹ thuật:

• Key: Chân này để chọn chế độ hoạt động AT Mode hoặc Data Mode

• VCC chân này có thể cấp nguồn từ 3.6V đến 6V bên trong module đã có một

ic nguồn chuyển về điện áp 3.3V và cấp cho IC BC417

• GND: nối với chân nguồn GND

• TXD,RND: đây là hai chân UART để giao tiếp module hoạt động ở mức logic 3.3V

• STATE: các bạn chỉ cần thả nổi và không cần quan tâm đến chân này

➢ Nguyên lý hoạt động:

HC-05 có hai chế độ hoạt động là Command Mode và Data Mode Ở chế độ Command Mode chúng ta có thể giao tiếp với module thông qua cổng serial trên module bằng tập lệnh AT quen thuộc Ở chế độ Data Mode module có thể truyền nhận dữ liệu tới module bluetooth khác Chân KEY dùng để chuyển đổi qua lại giữa hai chế độ này

Có hai cách để chuyển module hoạt động trong chế độ Data Mode

Nếu đưa chân này lên mức logic cao trước khi cấp nguồn module sẽ đưa vào chế

độ Command Mode với baudrate mặc định 38400 Chế độ này khá hữu ích khi bạn không biết baudrate trong module được thiết lập ở tốc độ bao nhiêu Khi chuyển sang chế độ này đèn led trên module sẽ nháy chậm (khoảng 2s) và ngược lại khi chân KEY nối với mức logic thấp trước khi cấp nguồn module sẽ hoạt động chế độ Data Mode

Nếu module đang hoạt động ở chế Data Mode để có thể đưa module vào hoạt động ở chế độ Command Mode chúng ta đưa chân KEY lên mức cao Lúc này module

sẽ vào chế độ Command Mode nhưng với tốc độ Baud Rate được chúng ta thiết lập lần cuối cùng

Ở chế độ Data Mode HC-05 có thể hoạt động như một master hoặc slave tùy vào việc chúng ta cấu hình

• Ở chế độ SLAVE: Chúng ta cần thiết lập kết nối từ smartphone, laptop, usb bluetooth để dò tìm module sau đó pair với mã PIN là 1234 Sau khi pair thành công, bạn đã có 1 cổng serial từ xa hoạt động ở baud rate 9600

• Ở chế độ MASTER: module sẽ tự động dò tìm thiết bị bluetooth khác (1 module bluetooth HC-06, usb bluetooth, bluetooth của laptop ) và tiến hành pair chủ động mà không cần thiết lập gì từ máy tính hoặc smartphone

2.3.16 Giới thiệu Module Relay

a Giới thiệu

Relay là một loại linh kiện điện tử thụ động rất hay gặp trong các ứng dụng thực

tế Khi bạn gặp các vấn đề liên quan đến công suất và cần sự ổn định cao, ngoài ra có thể dễ dàng bảo trì

Relay là một công tắc (khóa K) nhưng khác với công tắc ở một chỗ cơ bản, rơ-le được kích hoạt bằng điện thay vì thao tác bằng tay Rơ-le được dùng làm công tắc điện

tử, nó có 2 trạng thái: đóng và mở

b Các loại Relay và thông số kỹ thuật

Có 2 loại Module Relay: Module Relay đóng ở mức thấp (nối cực âm vào chân tín hiệu rơ-le sẽ đóng), Module Relay đóng ở mức cao (nối cực dương vào chân tín hiệu rơ-

le sẽ đóng) Nếu so sánh giữa 2 Module Relay có cùng thông số kỹ thuật thì hầu hết mọi linh kiện của nó đều giống nhau, chỉ khác nhau ở chỗ transistor của mỗi module Chính

vì cái transistor này nên mới sinh ra 2 loại Module Relay này (có 2 loại transistor là NPN

- kích ở mức cao, và PNP - kích ở mức thấp)

Hình 2-22: Module Relay Mức Cao

đã được chuẩn hóa và được dùng rộng rãi trong các Module truyền thông nối tiếp của vi mạch tích hợp ngày nay

b Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

• I2C sử dụng hai đường truyền tín hiệu:

• Một đường xung nhịp đồng hồ (SCL) chỉ do Master phát đi ( thông thường ở 100kHz và 400kHz Mức cao nhất là 1Mhz và 3.4MHz)

• Một đường dữ liệu (SDA) theo 2 hướng:

Hình 2-24: Sơ đồ truyền I2C

Bản chất của I2C là dữ liệu trên đường SDA chỉ được ghi nhận ở sườn lên của chân CLK Do vậy xung clock có thể không cần chính xác tốc độ là 1MHz hay 3.4Mhz Lợi dụng điểm này có thể sử dụng 2 chân GPIO để làm chân giao tiếp I2C mềm mà không nhất thiết cần một chân CLK tạo xung với tốc độ chính xác

SCL và SDA luôn được kéo lên nguồn bằng một điện trở kéo lên có giá trị xấp xỉ 4,7 KOhm (tùy vào từng thiết bị và chuẩn giao tiếp, có thể dao động trong khoảng 1KOhm đến 4.7 Kohm Chú ý rằng theo cấu hình này, một thiết bị có thể ở mức logic LOW hay cao trở nhưng ko thể ở dạng HIGH => Chính trở pull up tạo ra mức logic HIGH)

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ

• Thiết kế tính toán số vòng quay động cơ để đóng/mở mái che

• Thiết kế tính toán các chân kết nối giữa Arduino với các module

3.2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG

3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống

a Sơ đồ khối:

Hình 3-1: Sơ đồ khối