Trang 1NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Hưng Yên, ngày tháng năm 2016Giáo viên hướng dẫnTrang 2NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Hưng Yên, ngày tháng năm 2016Giáo viên phản biệnTrang 3MỤC LỤCMỞ ĐẦU............................................................................................................................. 81. Lý do chọn đề tài......................................................................................................... 82. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................................... 83. Phương pháp nghiên cứu............................................................................................. 84. Nội dung nghiên cứu................................................................................................... 9CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI...................................................................... 101.1 Đặt vấn đề ............................................................................................................... 101.2 Hướng giải quyết..................................................................................................... 101.3 Quy trình và kỹ thuật ấp trứng bằng máy ấp........................................................... 101.3.1 Kỹ thuật ấp trúng .............................................................................................. 101.3.2 Quy trình ấp trứng............................................................................................. 141.4 Giới thiệu một số mô hình ấp trứng ........................................................................ 151.4.1 Máy ấp trứng GTL – 1000................................................................................ 151.4.2 Máy ấp trứng OXY GTL 240K ........................................................................ 161.4.3 Máy ấp trứng Mini CNE................................................................................... 17CHƢƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG.............................................................. 192.1 Phân tích đề tài ........................................................................................................ 192.1.1 Chức năng của đề tài......................................................................................... 192.1.2 Các yêu cầu cụ thể cho hệ thống ...................................................................... 192.1.3 Giải pháp lựa chọn đề tài .................................................................................. 192.2 Vi điều khiển PIC 16F877A.................................................................................... 202.2.1 Khái quát về vi điều khiển PIC 16F877A......................................................... 202.2.2 Tìm hiểu về vi điều khiển PIC 16F877A.......................................................... 262.3 Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm SHT10 ....................................................................... 372.4 Thiết bị hiển thị LCD .............................................................................................. 382.5 Phân tích công nghệ của lò ấp trứng ....................................................................... 402.5.1 Lò ấp trứng thủ công......................................................................................... 402.5.2 Lò ấp trứng bán thủ công.................................................................................. 412.5.3 Lò ấp trứng công nghiệp................................................................................... 41CHƢƠNG III: THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN LINH KIỆN ................ 433.1 Sơ đồ khối ............................................................................................................... 433.1.1 Khối nguồn ....................................................................................................... 44Trang 43.1.2 Khối đầu vào..................................................................................................... 443.1.3 Khối cảm biến................................................................................................... 453.1.4 Khối hiển thị ..................................................................................................... 463.1.5 Khối điều khiển................................................................................................. 473.1.6 Các khối chấp hành........................................................................................... 483.2 Sơ đồ nguyên lý....................................................................................................... 503.3 Mạch in.................................................................................................................... 523.4 Tính toán, xây dựng mô hình .................................................................................. 533.5 Thuật toán điều khiển.............................................................................................. 543.5.1 Lưu đồ thuật toán mạch điều nhiệt ................................................................... 543.5.2 Lưu đồ thuật toán mạch tạo ẩm ........................................................................ 563.6 Kết quả .................................................................................................................... 56KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................................... 59TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... 61PHỤ LỤC ......................................................................................................................... 62Trang 5DANH MỤC CÁC HÌNHHình 1. 1 Máy ấp trứng GTL 1000 ................................................................................. 16Hình 1. 2 Máy ấp trứng OXY GTL 240K ......................................................................... 17Hình 1. 3 Máy ấp trứng Mini CNE.................................................................................... 18Hình 2. 1 Sơ đồ chân của PIC 16F877A ........................................................................... 21Hình 2. 2 Sơ đồ nguyên lý của PIC 16F877A................................................................... 23Hình 2. 3 Sơ đồ khối của PIC 16F877A............................................................................ 27Hình 2. 4 Bộ nhớ chương trình PIC 16F877A .................................................................. 28Hình 2. 5 Sơ đồ bộ nhớ dữ liệu của PIC 16F877A............................................................ 30Hình 2. 6 Sơ đồ khối của Timer0 của PIC 16F877A ........................................................ 33Hình 2. 7 Sơ đồ khối của Timer1 của PIC 16F877A ........................................................ 34Hình 2. 8 Sơ đồ khối của Timer2 của PIC 16F877A ........................................................ 35Hình 2. 9 Sơ đồ logic của tất cả các ngắt trong vi điều khiển PIC 16F877A.................... 37Hình 3. 1 Sơ đồ khối của toàn bộ hệ thống ....................................................................... 43Hình 3. 2 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn.............................................................................. 44Hình 3. 3 Sơ đồ nguyên lý khối đầu vào ........................................................................... 44Hình 3. 4 Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến ......................................................................... 45Hình 3. 5 Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị............................................................................ 46Hình 3. 6 Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển....................................................................... 47Hình 3. 7 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển bóng đèn...................................................... 48Hình 3. 8 Sơ đồ nguyên lý mạch phát hiện điểm 0 của điện áp xoay chiều...................... 48Hình 3. 9 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển quạt.............................................................. 49Hình 3. 10 Sơ đồ nguyên lý mạch tạo ẩm ......................................................................... 49Hình 3. 11 Sơ đồ nguyên lý khối đảo trứng ...................................................................... 50Hình 3. 12 Sơ đồ nguyên lý toàn bộ hệ thống ................................................................... 51Hình 3. 13 Mạch in toàn bộ hệ thống ................................................................................ 52Hình 3. 14 Hình ảnh mô hình thực tế ................................................................................ 53Hình 3. 15 Hình ảnh thực tế các khay đựng trứng ............................................................ 54Hình 3. 16 Lưu đồ thuật toán mạch điều nhiệt .................................................................. 55Hình 3. 17 Lưu đồ thuật toán mạch tạo ẩm ....................................................................... 56Hình 3. 18 Hình ảnh màn hình LCD hiển thị nhiệt độ và độ ẩm ...................................... 57Trang 6Hình 3. 19 Hình ảnh hộp điều khiển.................................................................................. 57Hình 3. 20 Hình ảnh toàn bộ hệ thống............................................................................... 58Trang 7DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂUBảng 1. 1 Bảng nhiệt độ thích hợp cho máy ấp trứng đơn kỳ........................................... 11Bảng 1. 2 Bảng độ ẩm thích hợp cho máy ấp trứng đơn kỳ.............................................. 12Bảng 2. 1 Thông số kỹ thuật các loại cảm biến SHT1x 37Bảng 2. 2 Bảng sơ đồ chân cảm biến SHT10 38Bảng 2. 3 Chức năng các chân LCD 38Trang 8MỞ ĐẦU1. Lý do chọn đề tàiNgày nay do sự phát triển của khoa học kỹ thuật đang tác động đến các lĩnh vực,đặc biệt là lĩnh vực điện tử đã tạo ra bước nhảy vọt vượt bậc trong nhiều lĩnh vực của đờisống xã hội, nó đòi hỏi con người luôn luôn không ngừng tìm tòi học tập để tiến bộ. Thiếtbị và công nghệ luôn được đổi mới tiên tiến hiện đại để góp phần nâng cao chất lượngcũng như các máy móc, thiết bị hoạt động có hiệu quả, an toàn ổn định. Ngày nay các bộvi điều khiển đang có ứng dụng ngày càng rộng rãi trong các lĩnh vực kỹ thuật vàđời sống xã hội, đặc biệt là trong kỹ thuật tự động hóa và điều khiển từ xa.Trong hoạt động sản xuất nông nghiệp hiện nay, việc tự động hóa khâu sản xuất làrất quan trọng. Nhiều năm trở lại đây, có rất nhiều ứng dụng của vi điều khiển vào hoạtđộng chăn nuôi, …Một trong những yếu tố của ngành nông nghiệp là chăn nuôi gia cầmvới một khâu quan trọng là ổn định trong khâu sản xuất con giống, mà cụ thể là việc ấpnở con giống từ trứng gia cầm. Từ thực tế thấy được tầm quan trọng của việc ấp nở congiống từ trứng gia cầm và đặc biệt là việc ổn định nhiệt độ và độ ẩm trong lò ấp trứng. Vìthế em đã lựa chọn đề tài “Thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển ổn định nhiệt độ vàđộ ẩm trong lò ấp trứng”.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứuĐối tượng nghiên cứu lò ấp trứng đơn kỳPhạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu ổn định nhiệt độ và độ ẩm trong lò ấp trứng tại thời điểm cần đặt. Sử dụng động cơ bước để đảo trứng. Bộ điều nhiệt bằng bóng đèn. Bộ thông gió bằng quạt. Bộ tạo ẩm bằng máy phun sương. Hiển thị nhiệt độ và độ ẩm qua LCD. Sử dụng IC chuyên dụng, vi diều khiển dùng PIC 16F877A, cảm biến nhiệt độ vàđộ ẩm SHT10.3. Phƣơng pháp nghiên cứuĐể thực hiện nghiên cứu đề tài đồ án này, thì cần phải kết hợp 2 phương pháp sau:Trang 9 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Đọc và tìm hiểu các phương pháp ấp trứng hiện nay. Đọc và tìm hiểu bài giảng, giáo trình điện tử căn bản, giáo trình vi xử lý :Khoa Điện Điện Tử ĐHSPKT HY. Phương pháp thực nghiệm: Bằng cách vận dụng các kiến thức đạt được trong quá trình học tập, thamkhảo tài liệu. Nhóm thực hiện tiến hành tìm hiểu, thiết kế, thi công, và thửnghiệm mô hình trong nhiều tình huống và điều kiện khác nhau. Quá trìnhthực nghiệm giúp nhóm thực hiện tự hoàn thiện và bổ sung dần các kiếnthức mới. Đặc biệt là tìm được hướng nghiên cứu thích hợp nhất để hoànchỉnh và tối ưu đề tài. Đồ án được nghiên cứu, khảo sát và thực hiện với mục đích áp dụng nhữngkiến thức đã được học trong nhà trường để thiết kế, tạo ra một hệ thốngđiều khiển tự động hoàn chỉnh.4. Nội dung nghiên cứu Khái quát về đề tài. Quy trình và kỹ thuật ấp trứng nói chung. Giới thiệu về một số mô hình ấp trứng trên thị trường hiện nay. Phân tích đề tài. Giới thiệu và tìm hiểu về vi điều khiển PIC 16F877A, cảm biến nhiệt độ và độ ẩmSHT10, thiết bị hiển thị LCD. Phân tích công nghệ của lò ấp trứng. Xây dựng sơ đồ khối, chỉ ra nhiệm vụ của các khối. Xây dựng sơ đồ nguyên lý của từng khối ,trình bày nguyên lý hoạt động của từngkhối. Tính toán và lựa chọn link kiện cho từng sơ đồ nguyên lý. Các kết quả nghiên cứu đạt được và đánh giá về kết quả đó.Trang 10CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI1.1 Đặt vấn đềLĩnh vực điều khiển tự động ngày càng phát triển, một trong các yếu tố được điềukhiển đó là nhiệt độ và độ ẩm, đã trở thành một phần không thể thiếu của nền côngnghiệp, nông nghiệp hiện đại. Phần lớn các hệ thống công nghiệp, nông nghiệp đều điềukhiển nhiệt độ và độ ẩm. Những hệ thống này đều điều khiển nhiệt độ và độ ẩm một cáchtự động, tiết kiệm chi phí,... Một trong những yêu cầu cần được đáp ứng để đạt những chỉtiêu trên đây là điều khiển được nhiệt độ và độ ẩm một cách ổn định, không bị ảnh hưởngcủa các yếu tố bên trong lẫn bên ngoài môi trường, đáp ứng nhanh, đạt năng suất cao.Có rất nhiều hệ thống đã ứng dụng việc điều khiển nhiệt độ và độ ẩm, ví dụ nhưtrong các hệ thống nồi hơi, các lò ấp trứng, các lò sấy,... Hiện nay trên thị trường, các hệthống đó có rất nhiều phương pháp điều khiển nhiệt độ va độ ẩm. Tuy nhiên, với các hệthống khác nhau ta phải có phương pháp điều khiển thích hợp để hệ thống trở lên đơngiản và giá thành rẻ, giúp người dùng dễ dàng sử dụng.Trong khuôn khổ đồ án, nhóm em xin trình bày về việc điều khiển ổn định nhiệtđộ và độ ẩm trong lò ấp trứng sử dụng vi điều khiển PIC 16F877A, ngoài ra còn sử dụngthêm động cơ DC để đảo trứng một cách tự động.1.2 Hƣớng giải quyết Tìm hiểu về một số lò ấp trứng hiện nay, các phương pháp điều khiển nhiêt độ vàđộ ẩm. Tìm hiêu về động cơ bước. Xây dựng, thiết kế mô hình hệ thống, thi công mạch phần cứng điều khiển nhiệtđộ vầ đọ ẩm trong lò ấp trứng. Viết chương trình điều khiển. Đánh giá về kết quả thu được sau khi hoàn thành đề tài.1.3 Quy trình và kỹ thuật ấp trứng bằng máy ấp1.3.1 Kỹ thuật ấp trúng1. Thời gian ấpKhi trứng bắt đầu đưa vào ấp đến ngày thứ 21 nở ra gà con. Trứng to nở trễ, trứng nhỏnở sớm, thời gian nở chênh lệch 510 giờTrang 112. Chuẩn bị máy ấp, máy nở và xếp trứng vào khayMáy ấp và máy nở phải được vệ sinh trước (dùng Benkocid lau các khung máy vàlau khô), sau đó xông khử trùng (dùng thuốc tím và formol giống như phần phương phápxông trứng, sau đó mở cửa cho khí formol bay hết). Đối với máy ấp: Bật trước 2 – 4h để máy đạt nhiệt độ và độ ẩm yêu cầu sau đó mới cho khay đãcó trứng vào máy Có thể đưa trứng vào máy trước khi xông khử trùng (phương pháp này vừaxong trứng vừa khử trùng máy ấp nhưng chỉ áp dụng cho máy ấp đơn kỳ). Sauđó bật máy ấp, nhưng thời gian ấp phải được tính từ khi máy đạt nhiệt độ yêucầu. Đối với máy nở: Bật máy trước khi chuyển trứng từ 4 5h (đủ nhiệt độ). Sau khi gà nở, lấy gà ra khỏi máy thì tiến hành vệ sinh, xông khử trùng nhưtrên chuẩn bị cho đợt ấp tiếp theo. Khay trứng đưa vào ấp phải được ghi ngày thu trứng.3. Các yêu cầu kỹ thuậtMáy ấp đơn kỳ: Nhiệt độBảng 1. 1 Bảng nhiệt độ thích hợp cho máy ấp trứng đơn kỳNgày ấp Nhiệt độ máyTừ ngày thứ 1 – ngày thứ 7 37,8 oCTừ ngày thứ 8 – ngày thứ 18 37,6 oCTừ ngày thứ 19 – ngày thứ 21 37,2 oC Độ ẩm Những ngày đầu tiên nhiệt độ ấp cao nên độ ẩm phải cao để giảm bớt sự bốc hơinước trong trứng. Vào vài ngày cuối của thời kỳ ấp, sự trao đổi chất của phôi mạnh nhất, nhiệt độcủa trứng tăng lên cao nhất nên nhiệt độ của lò ấp phải giảm, đồng thời ẩm độ củalò phải tăng (phun nước ấm lên trứng) để vừa hạ nhiệt trứng vừa tránh gà nở bị sátvỏ và chết ngạt. Độ ẩm thích hợp cho ấp trứng:Trang 12Bảng 1. 2 Bảng độ ẩm thích hợp cho máy ấp trứng đơn kỳNgày ấp Độ ẩmTừ ngày thứ 1 – ngày thứ 5 60 – 61%Từ ngày thứ 6 – ngày thứ 11 55 – 57%Từ ngày thứ 12 – ngày thứ 18 50 – 53%Ngày 19 60%Từ ngày thứ 20 – ngày thứ 21 70 – 75%4. Các thao tác kỹ thuậta. Đảo trứng Mục đích đảo trứng Tránh cho phôi khỏi dính vào vỏ, làm cho quá trình trao đổi chất được cải thiện đồngthời có tác dụng làm cho phôi phát triển tốt nhất, đặc biệt quan tâm ở giai đoạn đầu vàgiai đoạn giữa.Đảo trứng cũng là cách để điều hòa nhiệt độ, ẩm độ và không khí tạimọi vị trí của trứng. Nếu 6 ngày đầu không đảo phôi dính vào vỏ không phát triển và chết. Sau 13 ngày không đảo túi niệu không khép kín, lượng abumin không vào đượcbên trong túi niệu dẫn đến tỷ lệ chết phôi cao, gà mổ vỏ sẽ không đúng vị trí, phôibị dị hình ở phần mắt, mỏ, đầu. Phƣơng pháp đảo trứng Trứng được đảo một góc 90o và có thể đảo 2hlần Ngừng đảo trứng từ ngày thứ 18 sau khi ấpb. Soi trứng Mục đích soi trứngKiểm tra loại bỏ những quả trứng trắng, trứng chết phôi để tiết kiệm diện tích máy,đồng thời tránh ô nhiễm và xác định thời điểm phôi chết để có biện pháp cải thiệnchế độ ấp hoặc chất lượng trứng giống tránh thiệt hại không cần thiết. Dụng cụ soi trứngBóng đèn 60W, đặt trong một hộp gỗ, hộp carton kín (có lót gấy bạc), riêng mặttrước khoét một lỗ hình tròn đủ để ánh sánh phát ra trùm kín trứng. Phƣơng pháp chọn và loại trứng soiTrong quá trình ấp cần soi trứng 3 lần vào các thời điểm ấp như sau:Trang 13 Lần 1: lúc 6 ngày để biết được trứng có phôi (có các mạch máu bên trongtrứng tỏa ra ngoài từ một đốm nhỏ đen gọi là phôi, phôi di chuyển bêntrong trứng), loại bỏ trứng không phôi và chết phôi qua các đặc điểm sau:+ Trứng trong suốt, xoay trứng thấy lòng đỏ và lòng trắng lẫn lộn.+ Phôi nhẹ nằm lên sát mặt vỏ trứng, nhìn rõ tâm phôi.+ Hệ thống mạch máu phát triển yếu, mờ nhạt+ Đôi khi buồng khí khá lớn+ Trứng bị chết phôi, khi xoay trứng phôi di động nhanh, có vết đen nằmsát buồng khí, mạch máu sẫm, vòng máu chạy ngang. Lần 2: lúc 11 ngày, phôi sống giống như lúc 6 ngày tuổi tuy nhiên phôi lớnhơn nhiều và di chuyển bên trong trứng với động tác mạnh mẻ hơn, loạitiếp những trứng chết phôi qua các đặc điểm sau:+ Phôi không chuyển động.+ Trứng có màu nâu sẫm, do mạch máu bị vỡ, máu đen.+ Sờ vỏ trứng lạnh. Lần 3: lúc 18 ngày loại bỏ những trứng chết phôi và trứng thối qua các đặcđiểm sau:+ Khi soi trứng có màu sáng hơn (trứng không phôi, trứng chết phôisớm)+ Các trứng vỏ rạn nứt, vỏ sùi bọt nâu hoặc có màu đen (trứng thối) Những điểm cần lưu ý:+ Lấy khay trứng ra khỏi máy đưa vào phòng kiểm tra (phòng phải tối và kín gió)+ Đặt khay trứng vào phía bên phải đèn soi, bên trái đặt khay không+ Loại bỏ trứng chết phôi, trứng dập vào khay không. Soi hết khay trứng,kiểm tra đếm số trứng chết phôi và xếp lại khay trứng có phôi đưa vào máy ấp.+ Soi trứng phải nhanh, hạn chế trứng bị mất nhiệt, phòng soi trứng phải ấm.+ Khi soi trứng lúc 6 ngày, khi soi phải xoay quả trứng mới thấy phôi.+ Khi soi trứng lúc 11 ngày phải soi đầu nhọn của trứng, cần chú ý xem màng niệunang đã khép kín chưa.+ Khi soi trứng cần tham khảo quá trình phát triển của phôi (phụ lục 2)c. Chuyển trứng sang máy nở Đối với máy ấp đơn kỳ: Sau khi ấp khoảng 21 ngày trứng bắt đầu khẩy mỏ, khi cókhoảng 10% trứng đã khẩy mỏ thì chuyển trứng sang máy nở.Trang 14 Đối với máy ấp đa kỳ: Khi trứng đã ấp được 18 ngày, thì chuyển trứng sang máynở.d. Lấy gà ra khỏi máyGà con nở ra để lâu trong máy không cho ăn uống được sẽ khô chân khó nuôi. Do đóta phải đưa gà con ra khỏi máy ấp trước 6 giờ. Trước khi lấy gà ra khỏi máy cần tắt công tắc cho bộ phận tạo độ ẩm ngừng hoạtđộng. Lần lượt rút khay gà ra khỏi máy, đặt lên bàn rồi tiến hành chọn gà. Nhặt trứng không nở ra khay. Khi đã đưa hết gà ra khỏi máy thì tắt máy để thu gọn vệ sinh, cọ rửa và xông khửtrùng.1.3.2 Quy trình ấp trứngQua tìm hiểu một số hộ gia đình ấp trứng hiện này thì quy trình ấp trứng thườngđược chia làm 3 giai đoạn:1. Giai đoạn trƣớc khi ấpChuẩn bị trứng gà đủ chất lượng để ấp, thu nhặt trứng và bảo quản trứng đúngcách.Cách bảo quản trứng đúng cách: Xếp trứng vào khay, đầu to hướng lên trên, đầu nhỏ quay xuống, không xếp chồnglên nhau. Để trứng nơi tối, thoáng mát, nhiệt độ từ 1520°C (nhiệt độ cao hơn sẽ làm phôitrứng phát triển nhanh, nhiệt thấp hơn thường làm chết phôi trứng). Đảo trứng mỗi ngày 1 lần trong thời gian bảo quản để tránh phôi bị dính vào màngvỏ trứng. Thời gian bảo quản không quá 7 ngày vào mùa đông, 5 ngày vào mùa hè.2. Giai đoạn trong khi ấpSau khi máy đã được điều chỉnh nhiệt độ phù hợp, đủ nước tạo ẩm, máy hoạt độngbình thường thì ta xếp trứng vào khay để quá trình ấp được bắt đầu. Trong giai đoạn nàycần thực hiện các việc sau: Theo dõi máy hoạt động thường xuyên để đảm bảo quá trình ấp không gặp vấn đềgì về nhiệt độ và độ ẩm. Tiếp nước cho bộ phận tạo ẩm hàng ngày.Trang 15 Đảo trứng hai giờ một lần (tùy từng hộ gia đình mà số giờ đảo trứng khác nhau, cóhộ gia đình đảo trứng bằng tay hoạc tự động). Soi trứng vào ngày 7, ngày 14 và ngày 18 để loại bỏ những quả trứng không cótrống, trứng chết phôi sớm, và biết được chất lượng phát triển của phôi trứng. Nhiệt độ ấp trứng phù hợp với một số loại gia cầm: Đối với gà ta, gà chọi, gà đông tảo thì nhiệt độ khoảng từ 37,4 oC – 37,8 oC. Đối với gà tre thì nhiệt độ khoảng 37,4 oC – 37,6 oC. Đối với vịt ngan ngỗng thì nhiệt độ từ: ngày 1 – 15: 37,8 oC.ngày 15 đến ngày nở: 37,3 oC.3. Giai đoạn nở gàĐể gà nở ra được khỏe mạnh, không bị tật lỗi gì thì cần lưu ý: Khi trứng bắt đầu bổ mỏ thì nên cho trứng xuống khay nhựa bên dưới hoặc đểtrên tấm vải mềm để gà nở ra đi lại dễ dàng hơn, không bị choãi chân. Gà sau khi nở ra chỉ nên để trong máy khoảng 5 6 tiếng rồi cho ra lồng nuôithắp bóng điện. Gà con mới nở không nên cho ăn mà chỉ cần cho uống nước trong ngày đầutiên.1.4 Giới thiệu một số mô hình ấp trứng1.4.1 Máy ấp trứng GTL – 1000 Máy ấp trứng GTL 1000: tự động hoàn toàn 100% , công xuất tối đa 1000 trứng,đảo trứng tự động (chế độ hẹn giờ ), phun ẩm và nhiệt độ tuỳ chình tự động đóngkhi qua con số quy định. Điện áp: 220V AC Công suất tiêu thụ: 10kw1 kỳấp Phun ẩm: Tuỳ chỉnh, tự động đóng ngắt khi quá % quy định. Hệ thống cung cấp nhiệt: Bóng nhiệt halozen chuyên dùng cho ấp trứng. Đảo Trứng: Tự chọn hẹn giờ từ 30 Phút 120 Giờ . Nhiệt độ được điều khiển tự động, ổn định bằng vi xử lý. Tạo độ ấm tự động. Đảo trứng tự động (có thể tuỳ chọn thời gian đảo từ 1 giờ – 120 giờ). Có thể ấp theo chế độ đa kỳ (mỗi tuần vào trứng một lần) hoặc đơn kỳ.Trang 16Hình ảnh trên thị trƣờngHình 1. 1 Máy ấp trứng GTL 10001.4.2 Máy ấp trứng OXY GTL 240K Là loại máy ấp trứng đảo trứng bằng khí Điện áp: 220V AC. Công suất tiêu thụ: 2KW điện1 kỳ ấp. Hệ thống cấp nhiệt: điện trở. Nhiệt độ được điều khiển tự động bằng vi xử lý. Tự động trộn khí oxy. Có thể ấp theo chế độ đa kỳ, hoặc đơn kỳ.Hình ảnh trên thị trƣờng:Trang 17Hình 1. 2 Máy ấp trứng OXY GTL 240K1.4.3 Máy ấp trứng Mini CNE Là loại máy loại nhỏ, được làm bằng thùng xốp, tích hợp đảo trứng tự động thíchhợp với những hộ gia đình buôn bán nhỏ lẻ. Hiển thị nhiệt độ trong thùng Cài đặt nhiệt độ
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Hưng Yên, ngày tháng năm 2016 Giáo viên hướng dẫn Trang NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Hưng Yên, ngày tháng năm 2016 Giáo viên phản biện Trang MỤC LỤC MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 10 1.1 Đặt vấn đề 10 1.2 Hướng giải 10 1.3 Quy trình kỹ thuật ấp trứng máy ấp 10 1.3.1 Kỹ thuật ấp trúng 10 1.3.2 Quy trình ấp trứng 14 1.4 Giới thiệu số mơ hình ấp trứng 15 1.4.1 Máy ấp trứng GTL – 1000 15 1.4.2 Máy ấp trứng OXY GTL 240K 16 1.4.3 Máy ấp trứng Mini CNE 17 CHƢƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG 19 2.1 Phân tích đề tài 19 2.1.1 Chức đề tài 19 2.1.2 Các yêu cầu cụ thể cho hệ thống 19 2.1.3 Giải pháp lựa chọn đề tài 19 2.2 Vi điều khiển PIC 16F877A 20 2.2.1 Khái quát vi điều khiển PIC 16F877A 20 2.2.2 Tìm hiểu vi điều khiển PIC 16F877A 26 2.3 Cảm biến nhiệt độ độ ẩm SHT10 37 2.4 Thiết bị hiển thị LCD 38 2.5 Phân tích cơng nghệ lị ấp trứng 40 2.5.1 Lò ấp trứng thủ công 40 2.5.2 Lò ấp trứng bán thủ công 41 2.5.3 Lị ấp trứng cơng nghiệp 41 CHƢƠNG III: THIẾT KẾ, TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN LINH KIỆN 43 3.1 Sơ đồ khối 43 3.1.1 Khối nguồn 44 Trang 3.1.2 Khối đầu vào 44 3.1.3 Khối cảm biến 45 3.1.4 Khối hiển thị 46 3.1.5 Khối điều khiển 47 3.1.6 Các khối chấp hành 48 3.2 Sơ đồ nguyên lý 50 3.3 Mạch in 52 3.4 Tính tốn, xây dựng mơ hình 53 3.5 Thuật toán điều khiển 54 3.5.1 Lưu đồ thuật toán mạch điều nhiệt 54 3.5.2 Lưu đồ thuật toán mạch tạo ẩm 56 3.6 Kết 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 62 Trang DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1 Máy ấp trứng GTL - 1000 16 Hình Máy ấp trứng OXY GTL 240K 17 Hình Máy ấp trứng Mini CNE 18 Hình Sơ đồ chân PIC 16F877A 21 Hình 2 Sơ đồ nguyên lý PIC 16F877A 23 Hình Sơ đồ khối PIC 16F877A 27 Hình Bộ nhớ chương trình PIC 16F877A 28 Hình Sơ đồ nhớ liệu PIC 16F877A 30 Hình Sơ đồ khối Timer0 PIC 16F877A 33 Hình Sơ đồ khối Timer1 PIC 16F877A 34 Hình Sơ đồ khối Timer2 PIC 16F877A 35 Hình Sơ đồ logic tất ngắt vi điều khiển PIC 16F877A 37 Hình Sơ đồ khối toàn hệ thống 43 Hình Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 44 Hình 3 Sơ đồ nguyên lý khối đầu vào 44 Hình Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến 45 Hình Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị 46 Hình Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển 47 Hình Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển bóng đèn 48 Hình Sơ đồ nguyên lý mạch phát điểm điện áp xoay chiều 48 Hình Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển quạt 49 Hình 10 Sơ đồ nguyên lý mạch tạo ẩm 49 Hình 11 Sơ đồ nguyên lý khối đảo trứng 50 Hình 12 Sơ đồ ngun lý tồn hệ thống 51 Hình 13 Mạch in tồn hệ thống 52 Hình 14 Hình ảnh mơ hình thực tế 53 Hình 15 Hình ảnh thực tế khay đựng trứng 54 Hình 16 Lưu đồ thuật tốn mạch điều nhiệt 55 Hình 17 Lưu đồ thuật toán mạch tạo ẩm 56 Hình 18 Hình ảnh hình LCD hiển thị nhiệt độ độ ẩm 57 Trang Hình 19 Hình ảnh hộp điều khiển 57 Hình 20 Hình ảnh tồn hệ thống 58 Trang DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1 Bảng nhiệt độ thích hợp cho máy ấp trứng đơn kỳ 11 Bảng Bảng độ ẩm thích hợp cho máy ấp trứng đơn kỳ 12 Bảng Thông số kỹ thuật loại cảm biến SHT1x Bảng 2 Bảng sơ đồ chân cảm biến SHT10 37 38 Bảng Chức chân LCD 38 Trang MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày phát triển khoa học kỹ thuật tác động đến lĩnh vực, đặc biệt lĩnh vực điện tử tạo bước nhảy vọt vượt bậc nhiều lĩnh vực đời sống xã hội, địi hỏi người ln ln khơng ngừng tìm tịi học tập để tiến Thiết bị công nghệ đổi tiên tiến góp phần nâng cao chất lượng máy móc, thiết bị hoạt động có hiệu quả, an tồn ổn định Ngày vi điều khiển có ứng dụng ngày rộng rãi lĩnh vực kỹ thuật đời sống xã hội, đặc biệt kỹ thuật tự động hóa điều khiển từ xa Trong hoạt động sản xuất nơng nghiệp nay, việc tự động hóa khâu sản xuất quan trọng Nhiều năm trở lại đây, có rấ t nhiề u ứng dụng vi điều khiển vào hoạt động chăn nuôi, …Một yếu tố ngành nông nghiệp chăn nuôi gia cầm với khâu quan trọng ổn định khâu sản xuất giống, mà cụ thể việc ấp nở giống từ trứng gia cầm Từ thực tế thấy tầm quan trọng việc ấp nở giống từ trứng gia cầm đặc biệt việc ổn định nhiệt độ độ ẩm lị ấp trứng Vì em lựa chọn đề tài “Thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển ổn định nhiệt độ độ ẩm lò ấp trứng” Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu lò ấp trứng đơn kỳ Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu ổn định nhiệt độ độ ẩm lò ấp trứng thời điểm cần đặt Sử dụng động bước để đảo trứng Bộ điều nhiệt bóng đèn Bộ thơng gió quạt Bộ tạo ẩm máy phun sương Hiển thị nhiệt độ độ ẩm qua LCD Sử dụng IC chuyên dụng, vi diều khiển dùng PIC 16F877A, cảm biến nhiệt độ độ ẩm SHT10 Phƣơng pháp nghiên cứu Để thực nghiên cứu đề tài đồ án này, cần phải kết hợp phương pháp sau: Trang - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Đọc tìm hiểu phương pháp ấp trứng Đọc tìm hiểu giảng, giáo trình điện tử bản, giáo trình vi xử lý : Khoa Điện - Điện Tử - ĐHSPKT HY - Phương pháp thực nghiệm: Bằng cách vận dụng kiến thức đạt trình học tập, tham khảo tài liệu Nhóm thực tiến hành tìm hiểu, thiết kế, thi cơng, thử nghiệm mơ hình nhiều tình điều kiện khác Q trình thực nghiệm giúp nhóm thực tự hoàn thiện bổ sung dần kiến thức Đặc biệt tìm hướng nghiên cứu thích hợp để hoàn chỉnh tối ưu đề tài Đồ án nghiên cứu, khảo sát thực với mục đích áp dụng kiến thức học nhà trường để thiết kế, tạo hệ thống điều khiển tự động hoàn chỉnh Nội dung nghiên cứu - Khái quát đề tài - Quy trình kỹ thuật ấp trứng nói chung - Giới thiệu số mơ hình ấp trứng thị trường - Phân tích đề tài Giới thiệu tìm hiểu vi điều khiển PIC 16F877A, cảm biến nhiệt độ độ ẩm SHT10, thiết bị hiển thị LCD Phân tích cơng nghệ lị ấp trứng Xây dựng sơ đồ khối, nhiệm vụ khối Xây dựng sơ đồ nguyên lý khối ,trình bày nguyên lý hoạt động khối - Tính tốn lựa chọn link kiện cho sơ đồ nguyên lý Các kết nghiên cứu đạt đánh giá kết Trang CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề Lĩnh vực điều khiển tự động ngày phát triển, yếu tố điều khiển nhiệt độ độ ẩm, trở thành phần thiếu công nghiệp, nông nghiệp đại Phần lớn hệ thống công nghiệp, nông nghiệp điều khiển nhiệt độ độ ẩm Những hệ thống điều khiển nhiệt độ độ ẩm cách tự động, tiết kiệm chi phí, Một yêu cầu cần đáp ứng để đạt tiêu điều khiển nhiệt độ độ ẩm cách ổn định, không bị ảnh hưởng yếu tố bên lẫn bên ngồi mơi trường, đáp ứng nhanh, đạt suất cao Có nhiều hệ thống ứng dụng việc điều khiển nhiệt độ độ ẩm, ví dụ hệ thống nồi hơi, lò ấp trứng, lò sấy, Hiện thị trường, hệ thống có nhiều phương pháp điều khiển nhiệt độ va độ ẩm Tuy nhiên, với hệ thống khác ta phải có phương pháp điều khiển thích hợp để hệ thống trở lên đơn giản giá thành rẻ, giúp người dùng dễ dàng sử dụng Trong khn khổ đồ án, nhóm em xin trình bày việc điều khiển ổn định nhiệt độ độ ẩm lò ấp trứng sử dụng vi điều khiển PIC 16F877A, ngồi cịn sử dụng thêm động DC để đảo trứng cách tự động 1.2 Hƣớng giải - Tìm hiểu số lị ấp trứng nay, phương pháp điều khiển nhiêt độ độ ẩm - Tìm hiêu động bước - Xây dựng, thiết kế mơ hình hệ thống, thi công mạch phần cứng điều khiển nhiệt độ vầ đọ ẩm lị ấp trứng - Viết chương trình điều khiển - Đánh giá kết thu sau hồn thành đề tài 1.3 Quy trình kỹ thuật ấp trứng máy ấp 1.3.1 Kỹ thuật ấp trúng Thời gian ấp Khi trứng bắt đầu đưa vào ấp đến ngày thứ 21 nở gà Trứng to nở trễ, trứng nhỏ nở sớm, thời gian nở chênh lệch 5-10 Trang 10 3.5.2 Lƣu đồ thuật toán mạch tạo ẩm BEGIN Khởi tạo thông số ban đầu Hiện thị độ ẩm đặt (đ đặt) độ ẩm đo (đ) Cài đặt độ ẩm đặt đ 380ml/h - Thể tích khoảng chứa: 4lít - Kích thước: 235x235x245mm Tiếng ồn: 220) {T_DAO_CURR++;counter_ngat_timer1=0;} set_timer1(0); } #INT_EXT VOID DK_BTA() { //disable_interrupts(INT_EXT); IF(T_CONTROL==9)DK_NHIET=1; ELSE { DELAY_MS(T_CONTROL); // T_CONTROL CO GIA TRI TU 1-9ms DK_NHIET= 0; DELAY_MS(1); DK_NHIET=1; } } // ============================CHUONG TRINH TEST======================== VOID MAIN() { Trang 68 LCD_Init ( ); LCD_GOTOXY(1,1);PRINTF(LCD_PUTC,"DO AN TOT NGHIEP"); LCD_GOTOXY(1,2);PRINTF(LCD_PUTC,"NHIET DO DO AM"); DELAY_MS(2000); // CAI DAT THOI GIAN QUAY DONG CO DAO CHIEU setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_8); // time mo tang gia tri tuong ung 1.6us enable_interrupts(INT_TIMER1); set_timer1(0); // khoi tao ngat INT de xa nha diem cua dien ap AC EXT_INT_EDGE(H_TO_L); enable_interrupts(INT_EXT ); // CHO PHEP NGAT TOAN CUC enable_interrupts(GLOBAL); // DOC GIA TRI NHIET DO DA DUOC CAI DAT TRUOC DO T_SET = READ_EEPROM(1); IF(T_SET>100) T_SET =100; IF(T_SET100) humidity_set =100; IF(humidity_set100) T_DAO_SET =100; IF(T_DAO_SET T_SET) QUAT= 0; IF(T_CURR = T_DAO_SET){DONG_CO =0; DELAY_MS(5000);DONG_CO =1;T_DAO_CURR=0;} QUET_PHIM(); HIENTHI(); } } Trang 70 ... hệ thống ứng dụng việc điều khiển nhiệt độ độ ẩm, ví dụ hệ thống nồi hơi, lò ấp trứng, lò sấy, Hiện thị trường, hệ thống có nhiều phương pháp điều khiển nhiệt độ va độ ẩm Tuy nhiên, với hệ thống. .. sát hệ thống hoạt đơng 2.5.3 Lị ấp trứng cơng nghiệp Đây hệ thống hoàn toàn tự động Tất thông số nhập vào lần xử lý suốt trình làm việc: Ưu điểm: Trang 41 - Hệ thống tự động hồn tồn Hoạt động. .. lập trình cho hệ thống - Biên độ nhiệt: khoảng tăng 0,1oC - giảm 0,1oC Dùng dây meso bóng đèn cung cấp nhiệt Nhiệt độ điều khiển tự động, ổn định vi xử lý, tạo độ ẩm tự động, đảo trứng tự động