MỤC LỤCDANH MỤC HÌNH ẢNHLỜI CẢM ƠNMỞ ĐẦU1Chương 1 Tổng quan31.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ấp nở của gia cầm31.1.1 sự ảnh hưởng của vitamin và muối khoáng31.1.2 Nhiệt độ31.1.3 Ảnh hưởng của độ ẩm51.2 Tổng quan về máy ấp trứng tự động61.2.1 Khái niệm về máy ấp trứng tự động61.2.2 Cấu tạo máy ấp trứng tự động71.2.3 Một số dòng máy ấp trứng hiện nay đang được sử dụng101.3 Tổng quan về vi điều khiển AT89S52111.3.1 Chức năng các chân AT89S52121.3.2. Sơ đồ khối bên trong AT89S52 :141.3.3 Tổ chức bộ nhớ141.3.4 Một số linh kiện liên quan17Chương 2 thiết kế phần cứng mạch điều khiển hệ thống222.1 Sơ đồ khối hệ thống.222.2 Sơ đồ nguyên lý và chức năng các khối232.2.1 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch232.3 Sơ đồ nguyên lý và hoạt động của các khối .242.3.1. Khối điều khiển242.3.2. Khối cảm biến262.3.3. Khối công suất272.3.4 Khối cài đặt27Chương 3 Xây dựng lưu đồ thuật toán và viết chương trình điều khiển293.1 Lưu đồ thuật toán293.2 Chương trình điều khiển30
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: Tìm hiểu, thiết kế mơ hình máy ấp trứng tự động SVTH : Nguyễn Bá Văn Lớp : Điện tử 6_K11 MSV : 1141050418 GVHD : Nguyễn Ngọc Anh HÀ NỘI – 2020 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Khoa Điện tử, trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em học tập thực đồ án Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Ngọc Anh tận tình hướng dẫn bảo chúng em trình thực đề tài Chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy Khoa Điện tử tận tình giảng dạy , trang bị cho em kiến thức quý báu năm vừa qua Mặc dù cố gắng q trình hồn thiện đề tài khơng thể tránh thếu sót Em mong nhận thơng cảm, góp ý tận tình bảo q thầy bạn Hà Nội, ngày…tháng … năm … Sinh viên thực hiện: Nguyễn Bá Văn Nhận xét Giáo viên hướng dẫn Hà nội, ngày tháng năm Mở đầu 1.1 Giới thiệu chung Ngày nay, phát triển ngành chăn ni nói chung ngành ni gia cầm nói riêng giúp hộ nơng dân bước xóa đói giảm nghèo làm giàu mảnh đất nhờ kinh tế trang trại Để tăng quy mơ trang trại cần phương pháp tối ưu để sản xuất giống thời gian ngắn, tỷ lệ ấp nở cao, đặc biệt áp với số lượng lớn chất lượng giống tăng cao sử dụng lị ấp trứng hay máy ấp trứng tự động quy , giúp đo lường kiểm sốt nhiệt độ, độ ẩm q trình ấp trứng Xuất phát từ lý em mong muốn học hỏi, ứng dụng kiến thức trang bị ghế nhà trường em chọn đề tài “Tìm hiểu, thiết kế mơ hình máy ấp trứng tự động” Mặc dù cố hết khả trình độ chun mơn kinh nghiệm thực tiễn cịn hạn chế, nên khơng thể tránh khỏi sai sót Em mong nhận nhân xét, đánh giá, ý kiến đóng góp từ thầy để báo cáo hồn thiện 1.2 Đặt vấn đề Như biết việc ứng dụng tự động hóa sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp sản xuất, chăn nuôi gia cơng khí, dây chuyền lắp ráp tự động ứng dụng đo lường , kiểm tra, điều khiển tự động nhiệt độ, độ ẩm, thu thập liệu máy tính , góp phần tăng suất lao động đem lại hiệu kinh tế cao cho cá nhân, doanh nghiệp xu hướng phát triển mạnh Một ứng dụng quan trọng phố biến điều khiển tự động nhiệt độ, độ ẩm ứng dụng để điều khiển nhiệt độ lị ấp trứng tự động cơng nghiệp Với ưu điểm lò ấp trứng tự động tỉ lệ ấp nở thành công cao, kiểm sát tốt số lượng chất lượng giống , giảm giá thành sản xuất giống từ nâng cao hiệu kinh tế Vì lị ấp trứng tự động sử dụng rộng rãi phát triển kinh tế địa phương góp phần xóa đói giảm nghèo 1.3 Giải vấn đề Sử dụng vi điều khiển AT89S52 , cảm biến nhiệt độ, độ ẩm linh kiện điện tử liên quan , để điều khiển tự động nhiệt độ, độ ẩm bên máy ấp trứng Phù hợp với yêu cầu làm máy ấp trứng tự động đơn giản, giá thành thấp, hiệu cao Chương Tổng quan 1.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình ấp nở gia cầm 1.1.1 ảnh hưởng vitamin muối khoáng Sự thiếu vitamin khoáng trứng ( thiếu vitamin vào khoáng chế độ dinh dưỡng cho gà đẻ trứng) ảnh hưởng lớn đến phát triển phơi q trình ấp nở chất lượng gà -Thiếu VitaminB1 đặc trưng trứng thiếu vitaminB1 gà nở có tượng viêm đa thần kinh Gà ngật ngưỡng, loạng choạng, số bị liệt, bị atexia Cần tăng B1 thức ăn - Thiếu vitamin B2 thiếu B2, phôi chậm phát triển, phôi chết thường thấy tượng chân ngắn, ngón cong, mỏ ngắn Cần bổ sung B2 vào thức cho gà đẻ - Thiếu Vitamin H thiếu vitamin H thức ăn gà đẻ, gây chết phôi Những phôi chết thấy biến dạng – đầu to, mỏ ngắn, mỏ quặp xuống, xương đùi,bàn chân ngắn lại Gà ngửa đầu vào bụng quay tròn chết - Thiếu vitamin B12 Khi thiếu B12, tỉ lệ chết phôi tăng lên giai đoạn 16-18 ngày ấp Cơ chân bị teo, chân nhỏ, phát triển, khô Phơi bị xuất huyết tồn thân - Thiếu Vitamin A phôi ngừng phát triển, tỉ lệ phôi chết tăng; thận sưng, xung huyết đọng nhiều muối uảt màu trắng ngà Gà vịt nở mắt nhắm nghiền, có nhiều nhử mắt, da chân bị khơ - Thiếu vitamin E tỷ lệ trứng không phôi cao, phôi phát triển chậm, hệ thống tuần hoàn bị phá hủy phôi chết sau 3-4 ngày ấp 1.1.2 Nhiệt độ Yếu tố quan trọng nhất, định đến khả phát triển tỉ lệ nở phải kể đến nhiệt độ môi trường để trứng Nhiệt độ thích hợp máy ấp trứng lại phụ thuộc vào giai đoạn phát triển phôi, vào loại gia cầm khác Nhiệt độ ấp phù hợp yêu cầu quan trọng để trứng nở thành cơng Thậm chí sai biệt nhỏ nhiệt độ ảnh hưởng đến tỷ lệ nở, sai biệt không tác động nhiều đến trứng trường hợp ấp tiếp xúc Q trình tăng trưởng phơi thai nhạy cảm với nhiệt độ sai lệch nhỏ gây ảnh hưởng dẫn đến phôi chết khuyết tật Trong máy ấp tự động nay, nhiệt độ ấp thông thường giới hạn từ 370C - 380C vượt giới hạn Giai đoạn đầu vào khoảng 6-7 ngày sau ấp cần nhiệt độ cao khoảng 37.80C -380C Nhiệt độ cao làm phôi phát triển nhanh, làm tăng tiêu hóa chất dinh dưỡng trứng, niệu nang khép kín sớm Nước trứng bốc nhanh, tạo khoảng trống niệu nang để chứa nước nội sinh Do kích thích phơi tiêu hóa nhiều lòng trắng, lòng đỏ thải nhiều nước cặn bã Vào cuối chu kì ấp, khoang niệu nang khép kín, màng niệu nang tiêu đi, lúc phơi bắt đầu hô hấp phổi Nếu nhiệt độ ngày đầu ấp trứng thấp nhiệt độ cho phép làm chậm phát triển phôi, biểu phôi nhỏ, nằm gần vỏ di động yếu, mạch máu lịng đỏ phát triển kém, làm phơi chết nhiều sau 4-6 ngày ấp, trứng chết phôi lúc có vịng máu nhỏ, nhạt Nếu nhiệt đủ thấp chút ít, gà nỏ khỏe, lơng bơng, bụng nhẹ, nhanh nhẹn Nếu thiếu nhiệt kéo dài 370C gà nở nặng bụng mắc bệnh ỉa chảy sau Sau nở mặt vỏ trứng có màu nâu ngà, hồng nhạt Khi trứng ấp phải chịu nhiệt độ thấp 35-36 0C kéo dài nhiều thời điểm ấp túi lịng đỏ khơng co vào xoang bụng, gà nỏ bị hở rốn, túi long đỏ có màu xanh Ảnh hưởng nhiệt độ đến tỷ lệ ấp nở trứng gà bảng (theo G.petkova_1978_Bugari) Nhiệt độ Tỉ lệ nở (%) Thời gian ấp kéo dài 35.6 10 - 36.1 50 22.5 36.7 70 21.5 37 80 21.0 37.8 88 21.0 38.3 85 21.0 38.9 75 19.5 39.4 50 19.5 Bảng 1.1 : Ảnh hưởng nhiệt độ đến tỷ lệ nở trứng gà Loại gia cầm, thủy cầm Thời gian ấp nở (ngày) Gà 20-21 Vịt 28 Ngan 33-34 Ngỗng 30-31 Bồ câu 18 Chim trĩ 23-24 Chim cút 16-16 Đà điểu 43 Chim công 26-27 Bảng 1.2 : Thời gian ấp số loại gia cầm 1.1.3 Ảnh hưởng độ ẩm Nếu độ ẩm máy tăng, lượng nước bay từ trứng giảm ngược lại Khi bay làm cho khối lượng trứng giảm.Trong ngày đầu ấp trứng, cần làm giảm bay nước trứng để các chất dinh dưỡng lòng trắng lòng đỏ dễ hịa tan, cung cấp cho phơi phát triển 10 làm giảm tỉ lệ chết phơi Vì độ ẩm tương đối máy phải trì ỏ mức quy định, để giảm độ bay nước trứng, giữ nhiệt Giữa trình ấp ( sau 10 ngày ấp), lượng nước trứng bót dần độ ẩm tương đối máy cao hơn, đủ để bay nước nội sinh – nước tạo trình trao đổi chất phơi Vào cuối thời ký ấp, phơi phát triển hồn thành gà con, trứng cần đủ độ ẩm để gà dễ nở Cho nên độ ẩm tương đối máy cao so với giai đoạn ấp khác, mục đính làm giảm độ bay nước trứng Nếu lúc độ ẩm máy thấp so với quy định làm gà chết trứng Độ ẩm máy giai đoạn gà chuẩn bị nở phải đảm bảo 86-95.5% hay 75-80% Nếu cao mức yêu cầu gà nở chậm, lông ướt Do điều chỉnh tỏa nhiệt trứng phụ thuộc vào giai đoạn ấp Trong nửa đầu chu kỳ ấp ( gà 21 ngày ) nhiệt độ trứng thấp nhiệt độ khơng máy ấp, trứng vào thu nhiệt, chưa tỏa nhiệt Lúc trứng bị nhiệt bay nước ( bay làm thu nhiệt trứng) Vì độ ẩm ngày đầu làm giảm nước, góp phần giữ nhiệt, đồng thời làm nước trứng bốc từ từ Vào nửa sau chu ký ấp trứng, trình trao đổi chất phôi tăng, trứng sản sinh nhiệt nhiều Một phần nhiệt dùng vào làm bay nước Nhiệt độ trứng , ngày cuối chu kỳ ấp cao nhiệt độ khơng khí máy ấp Vì ngày cuối (máy nỏ) phải tăng độ ẩm máy để hút bớt nhiệt trứng, làm hạ nhiệt độ trứng máy ấp Khi ẩm độ máy vượt yêu cầu( 80%) gà nở bị yếu, lơng gà bị dính bết rốn hậu môn, màu lông vàng đậm, mỏ chân bị nhợt nhạt Gà bị nặng bụng, bết lông, rốn ướt liệt vào loại gà xấu 1.2 Tổng quan máy ấp trứng tự động 1.2.1 Khái niệm máy ấp trứng tự động 32 chân Reset vi điều khiển set lên mức cao (High) Cả vùng nhớ Flash ROM EEPROM nạp xoá khoảng 1000 lần Vi điều khiển hỗ trợ làm việc đếm tần số 33MHz Có thể lập trình cho Timer chế độ Watchdog (giám sát) Chế độ cho phép người sử dụng quan sát hoạt động vi điều khiển Có chế độ Power Down (ngắt nguồn điện)và Idle (nhàn rổi) để tiết kiệm lượng cho hệ thống Trong mạch giao động cho vi điều khiển ta sử dụng thạch anh 12MHz hai tụ có 33p 2.3.2 Khối cảm biến U1 p2.0 VCC DQ GND 27.0 DS18B20 Hình 2.4 Khối cảm biến Nguyên lý hoạt động khối cảm biến : Sau cắm điện hệ thống khởi động , bit trao đổi liệu với cảm biến , thông qua chuẩn bus wire , cần chân tín hiệu đọc nhiều giá trị nhiều cảm biến thông qua địa Rom , cảm biến đo nhiệt thực so với nhiệt đặt , đầu vào khối nhiệt độ , đầu điện áp cấp cho khối điều khiển sau hiển thị lên Led Với đặc điểm sử dụng giao diện dây nên cần có chân để truyền thơng , đo nhiệt độ khoảng -55 đến 125độ c với khoảng nhiệt độ -10 độ C tới 85 độ C độ xác +- 0.5% , có chức cảnh báo nhiệt độ vượt giá trị cho trước , điện áp sử dụng đến 5.5V , cấu hình mã hóa nhiệt độ đến 12 bit , số bít lớn độ xác cao , dịng tiêu thụ chế độ 33 nghĩ cực nhỏ Nếu cấu hình cho DS18B20 , 10 , 11 , 12 bit ta có độ xác tương ứng 0.5 ,0.25 ,.0.125 ,0,0625 độ C Khi bắt đầu chuyển đổi nhiệt độ chân DQ chuyển xuống mức thấp chuyển đổi xong mức cao , ta xác định vào tượng để xác định chuyển đổi xong nhiệt độ 2.3.3 Khối cơng suất Hình Khối công suất Nguyên lý hoạt động khối cơng suất : Khi cấp tín hiệu cho khối relay hoạt động , ngồi mức cho phép khơng cấp tín hiệu , bật tắt relay Khi mức BJT mở có dịng qua relay dẫn tới đèn sáng ngược lại Khối cơng suất có chức điều khiển lò ấp trứng.Một đèn Led làm chức báo hiệu trạng thái đóng ngắt relay, Cực C BJT nối với diot , diot chống điện áp ngược BJT tăng dịng kích cho rơ le hoạt động , dịng nhỏ có 10mA khơng đủ kích cho rơ le nên phải qua BJT đệm Nguồn 220v nối với bóng đèn sợi đốt công suất lớn công tắc rơ le tạo thành mạch kín 2.3.4 Khối cài đặt 34 Hình 2 Khối cài đặt Nguyên lý hoạt động khối cài đặt : Với phím bấm ta tăng hay giảm nhiệt độ , sau nhiệt độ đo hiển thị lên Led, so với nhiệt độ đặt ta điều chỉnh lị có đủ nhiệt độ để ấp trứng , cao so với mức cho phép ta giảm ngược lại thơng qua hệ thống phím sau tất hiển thị lên khối hiển thị 35 Chương Xây dựng lưu đồ thuật tốn viết chương trình điều khiển 3.1 Lưu đồ thuật tốn Hình 3.1: Lưu đồ thuật tốn 36 3.2 Chương trình điều khiển Chương trình điều khiển viết phần mềm Keil µVision3 Hình 2: Giao diện phần mềm Keil µVision3 Chương trình code #include //khai bao thu vien #define menu P3_2 #define tang P3_3 #define giam P3_4 sbit DQ = P2^0; //dinh nghia cac chan sbit l1 = P2^7; sbit l2 = P2^6; sbit l3 = P2^5; sbit l4 = P2^4; //************************************************************* ***************** // KHAI BAO BIEN, MANG 37 unsigned int mang[10]={0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F}; unsigned int mang2[10]={0xBF, 0x86, 0xDB, 0xCF, 0xE6, 0xED, 0xFD, 0x87, 0xFF, 0xEF}; unsigned int d,m; float nhiet_thuc,nhietcaidat=37.52,nhietghan; unsigned int nghin,chuc,tram,donvi,dem; // KHAI BAO HAM, CHUONG TRINH CON //************************************************************* ***************** // CAC CHUONG TRINH CON CHO I2C //************************************************************* ***************** void delay_ms(unsigned int t){ unsigned int i; for(t;t>0;t ){ for(i=0;i0;i ) { DQ = 0; dat>>=1; DQ = 1; if(DQ) dat|=0x80; delay_18B20(1); } return(dat); } void WriteOneChar(unsigned char dat) { unsigned char i=0; for (i=8; i>0; i ) { 39 DQ = 0; DQ = dat&0x01; delay_18B20(2); DQ = 1; dat>>=1; } } float ReadTemp(void) { float temp; unsigned char a=0; unsigned char b=0; unsigned char t=0; Init_DS18B20(); WriteOneChar(0xCC); WriteOneChar(0x44); // delay_18B20(10); Init_DS18B20(); WriteOneChar(0xCC); WriteOneChar(0xBE); // delay_18B20(10); a=ReadOneChar(); temp=((float)(a&0x0f))/16; b=ReadOneChar(); a =((a&0xf0)>>4)|((b&0x0f)nhietghan-10 && nhiet_thuc30&&nhiet_thuc