Thiết kế và chế tạo mô hình trồng rau tự động farmbot

Rau quả thuộc loại thực phẩm không thể thiếu được trong bữa ăn hằng ngày và chúng có vai trò dinh dưỡng đặc biệt quan trọng Về lượng protein và lipid rau quả không so sánh được với những thực phẩm có nguồn gốc động vật nhưng giá trị chính của rau quả là ở chỗ chúng cung cấp cho cơ thể nhiều chất có hoạt tính sinh học Một số chất sinh học quan trọng có trong rau quả như caroten phức chất polyphenol chất màu hương vị chứa các bionavanoit đang là đối tượng nghiên cứu về vai trò chống ôxy hoá cũng như tác dụng làm giảm nguy cơ đối với bệnh tim mạch và phòng ngừa ung thư Nhưng hiện nay có rất nhiều loại rau quả bẩn không tốt cho sức khỏe của chúng ta chính vì thế chúng em đã nghĩ tới việc làm ra một con Robot để có thể giúp con người không phải bận tâm đến vấn đề rau bẩn nữa Farmbot là một robot trồng rau được thiết kế như một máy in 3D khổng lồ bằng khung nhôm và các vật liệu nhựa khác với thiết kế như vậy giúp Farmbot nhẹ và dễ dàng vận chuyển khung nhôm lại không rỉ sét nên dễ hoạt động trong những điều kiện thời tiết khắc nghiệt Farmbot sẽ hoạt động như một công cụ canh tác thực thụ trên diện tích nhỏ Sau khi được lắp đặt trên một khoảng đất canh tác nhất định Farmbot sẽ giúp bạn gieo trồng hạt giống theo những chọn lựa của bạn sau đó robot sẽ giúp bạn chăm sóc cho cây đến lúc thu hoạch Farmbot không chỉ chăm sóc như những thiết bị phun tưới tự động thông thường mà từng loại cây trên diện tích canh tác sẽ được Farmbot nhận biết và có kế hoạch chăm sóc riêng cho mỗi loại Từ những loại rau đơn giản như cải bẹ rau cải cho đến những loại cây lớn hơn như cà chua đều được Farmbot chăm sóc một cách cẩn thận

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRỒNG RAU TỰ ĐỘNG FARMBOT Người hướng dẫn: ThS NGUYỄN THẾ TRANH Nhóm viên thực hiện: NGUYỄN HỒNG LONG PHAN ĐÌNH CƠNG Số thẻ sinh viên: 101120300 101120282 Lớp: 12CDT1 Đà Nẵng, 06/2017 TÓM TẮT Rau thuộc loại thực phẩm thiếu bữa ăn hàng ngày chúng có vai trị dinh dưỡng đặc biệt quan trọng Về lượng protein lipid rau khơng so sánh với thực phẩm có nguồn gốc động vật giá trị rau chỗ chúng cung cấp cho thể nhiều chất có hoạt tính sinh học Một số chất sinh học quan trọng có rau caroten, phức chất polyphenol (chất màu, hương vị ) chứa bionavanoit đối tượng nghiên cứu vai trò chống ơxy hố tác dụng làm giảm nguy bệnh tim mạch phòng ngừa ung thư Nhưng có nhiều loại rau bẩn khơng tốt cho sức khỏe chúng ta, chúng em nghĩ tới việc làm Robot để giúp người khơng phải bận tâm đến vấn đề rau bẩn Và chúng em định chọn đề tài : “ Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot ” Farmbot robot trồng rau thiết kế máy in 3D khổng lồ khung nhôm vật liệu nhựa khác, với thiết kế giúp Farmbot nhẹ dễ dàng vận chuyển, khung nhôm lại không rỉ sét nên dễ hoạt động điều kiện thời tiết khắc nghiệt Farmbot hoạt động công cụ canh tác thực thụ diện tích nhỏ Sau lắp đặt khoảng đất canh tác định, Farmbot giúp bạn gieo trồng hạt giống theo chọn lựa bạn, sau robot giúp bạn chăm sóc lúc thu hoạch Farmbot không chăm sóc thiết bị phun tưới tự động thơng thường mà loại diện tích canh tác Farmbot nhận biết có kế hoạch chăm sóc riêng cho loại Từ loại rau đơn giản cải bẹ, rau cải, loại lớn cà chua Farmbot chăm sóc cách cẩn thận LỜI NĨI ĐẦU Trong sống đại, với phát triển vượt bậc kinh tế xã hội nay, ngành khí Việt Nam theo ngày lớn mạnh Việc nghiên cứu ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật vào ngành khí nói chung ngành điện tử nói riêng nhu cầu cần thiết xã hội Ngày nay, ngành điện tử đóng vai trị quan trọng kinh tế quốc dân tạo thiết bị công cụ cho ngành khác nhau, cho lĩnh vực khác xây dựng, công nghệ thực phẩm, lượng nhiều lĩnh vực khác Có thể nói ngành điện tử phận hợp thành quan trọng kinh tế quốc dân Liên quan tới vấn đề sống ngày có vấn đề mà người phải đau đầu thực phẩm bẩn bữa ăn ngày Hiện có nhiều loại rau bẩn không tốt cho sức khỏe chúng ta, chúng em nghĩ tới việc làm Robot để giúp người bận tâm đến vấn đề rau bẩn Và chúng em định chọn đề tài : “ Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot ” Trong khoảng thời gian này, em giao nhiệm vụ thiết kế chế tạo mô hình trồng rau tự động Chúng em cố gắng tìm hiểu hồn thành đồ án cách tốt Tuy nhiên với khả kiến thức có hạn nên chúng em khơng thể tránh khỏi thiếu sót, chúng em kính mong thầy thơng cảm bảo cho chúng em nhiều Em xin chân thành cảm ơn thầy cô đặc biệt thầy giáo Nguyễn Thế Tranh tận tình hướng dẫn cho chúng em để chúng em hoàn thành tốt đồ án Đà Nẵng, ngày 25 tháng năm 2017 Sinh viên thực Nguyễn Hoàng Long Phan Đình Cơng i CAM ĐOAN Chúng tơi xin cam đoan chấp hành quy định liêm học thuật, thực nghiêm túc đạo đức trình nghiên cứu thực đồ án Sản phẩm kết nghiên cứu, tìm hiểu áp dụng tất kiến thức biết nhóm để thực Thông tin từ tài liệu sử dụng trích dẫn cách xác Nếu vi phạm chúng tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Đà Nẵng, ngày 25 tháng năm 2017 Sinh viên Nguyễn Hồng Long Phan Đình Cơng MỤC LỤC TĨM TẮT LỜI NÓI ĐẦU CAM ĐOAN DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NHU CẦU RAU SẠCH HIỆN NAY 1.1 GIỚI THIỆU LỢI ÍCH CỦA RAU CỦ: 1.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT RAU QUẢ Ở NƯỚC Ở TA HIỆN NAY: 1.2.1 VẤN NẠN VỀ TÌNH TRẠNG RAU BẨN: 1.2.2 RAU QUẢ BẨN TỪ ĐÂU: 1.3 CÁC MƠ HÌNH TRỒNG RAU SẠCH Ở GIA ĐÌNH HIỆN NAY: 1.3.1 Trồng rau chậu xốp nhà: 1.3.2 Trồng rau ống nhựa uPVC: 10 1.3.3 Mơ hình trống rau cá đại: 11 1.4 KẾT LUẬN VÀ ĐƯA RA HƯỚNG GIẢI QUYẾT: 13 CHƯƠNG 14 GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH FARMBOT 14 2.1 FARMBOT LÀ GÌ ? 14 2.1.1 Hình ảnh thực tế: 14 2.1.2 Ý tưởng thiết kế: 15 2.2 CÁC BỘ PHẬN CỦA FARMBOT 18 2.2.1 Thanh trượt dọc: 19 2.2.2 Thanh đỡ: 19 2.2.3 Thanh trượt ngang: 19 2.2.4 Trục Z: 20 2.2.5 Đầu canh tác: 20 2.2.6 Vật liệu làm khung kích thước khung : 20 CHƯƠNG 21 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CÁC CƠ CẤU CỦA MƠ HÌNH 21 3.1 BỘ PHẬN TƯỚI : 21 3.1.1 Chọn bơm: 21 3.1.2 Chọn đường ống đầu phun: 22 3.2 BỘ PHẬN GIEO HẠT : 22 3.2.1 Chọn bơm: 23 3.2.2 Chọn đường ống đầu hút: 23 3.2.3 Quy trình hút hạt gieo trồng: 24 3.3 BỘ PHẬN KIỂM TRA ĐỘ ẨM : 24 3.3.1 Cảm biến độ ẩm đất : 25 3.3.2 Động Servo MG90: 25 3.3.3 Quy trình kiểm tra độ ẩm đất: 26 3.4 CHUYỂN ĐỘNG DI CHUYỂN THEO TRỤC X Y: 26 3.5 CHUYỂN ĐỘNG DI CHUYỂN THEO TRỤC Z: 30 3.5.1 Tính chọn vít me : 30 3.5.2 Kết luận : 31 CHƯƠNG 32 THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 32 4.1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG: 32 4.1.1 Các phương pháp điều khiển điều khiển sản xuất tự động: 32 4.1.2 Điều khiển PLC: 32 4.1.3 Điều khiển vi điều khiển: 33 4.1.4 Chọn giải pháp điều khiển : 33 4.2 YÊU CẦU ĐIỀU KHIỂN CỦA HỆ THỐNG : 34 4.2.1 Nguyên lí hoạt động : 34 4.2.2 Xác định hệ thống điều khiển chung hệ thống: 34 4.2.3 Xây dựng cách thức điều khiển: 35 4.3 CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN : 36 4.3.1 Arduino Mega 2560: 36 4.3.2 Ramp V1.4 : 39 4.3.3 Driver động bước A4988 41 4.3.3 Module thời gian thực DS1307 : 42 4.3.4 LCD 20x4 : 42 4.4 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỀU KHIỂN : 43 4.4.1 Hệ thống Winform: 43 4.4.2 Hệ thống Controller: 46 4.4.3 Hệ thống Firmware: 50 4.5 NHỮNG ĐIỂM NÂNG CAO TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỦA FARMBOT: 52 4.5.1 Xây dựng hệ thống liệu: 52 4.5.2 Lập trình theo phương pháp lập trình hướng đối tượng: 53 4.5.3 Xây dựng hệ thống liệu kiểu G-code: 53 KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 56 5.1 KẾT QUẢ: 56 5.1.1 Phần mềm điều khiển: 56 5.1.2 Bộ điều khiển Controller: 58 5.1.3 Bộ điều khiển Firmware: 59 5.1.4 Hình ảnh thực tế Farmbot: 59 5.2 NHẬN XÉT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 59 5.2.1 Nhận xét 59 5.2.2 Hướng phát triển 60 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Hình 1.1 : Một số loại rau củ Hình 1.2 : Các loại rau củ cần thiết cho bữa ăn Hình 1.3 : Mơ hình trồng rau đại Hình 1.4 : Trồng rau truyền thống vùng nơng thơn Hình 1.5 : Người dân dùng nguồn nước bẩn để tưới rau Hình 1.6 : Hàng loạt ca ngộ độc thực phẩm dùng phải rau bẩn Hình 1.7 : Mơ hình trồng rau chậu xốp nhà Hình 1.8 : Mơ hình trồng rau ống nhựa uPVC Hình 1.9 : Mơ hình trồng rau cá đại Hình 2.1 : Mơ hình Farmbot California (Mỹ) Hình 2.2 : Khu vực canh tác Farmbot California (Mỹ) Hình 2.3 : Cơ cấu di chuyển theo trục X Hình 2.4 : Cơ cấu di chuyển theo trục Y Hình 2.5 : Cơ cấu di chuyển theo trục Z Hình 2.6 : Mơ hình thiết kế 3D Farmbot Hình 2.7 : Sơ đồ nguyên lý Farmbot Hình 2.8 : Kích thước khung Hình 2.9 : Nhơm định hình Hình 3.1 : Sơ đồ phận tưới Hình 3.2 : Động bơm Hình 3.3 : Sơ đồ phận hút hạt Hình 3.4 : Đầu hút Hình 3.5 : Cảm biến đo độ ẩm Hình 3.6 : Động Servo MG90 Hình 3.7 : Sơ đồ nguyên lý robot di chuyển theo trục X Hình 3.8: Động bước Hình 3.9: Bản vẽ động bước Hình 4.1: Sơ đồ chung hệ thống điểu khiển Hình 4.2 : Sơ đồ canh tác hệ thống Hình 4.3 : Arduino mega 2560 Hình 4.4 : Sơ đồ nối dây Hình 4.5 : RAMP V1.4 Hình 4.6 : Sơ đồ chân kết nối Hình 4.7 : Driver A4988 Hình 4.8 : Sơ đồ nối dây chế độ điều khiển Hình 4.9 : Module DSI1307 Hình 4.10 : Sơ đồ nối dây LCD 20x4 Hình 4.11 : Giao diện phần mềm Microsoft Visual Studio Hình 4.12: Sơ đồ giao diện Winform Hình 4.13: Mơ Winform xây dựng Visual Studio Hình 4.14 : Hệ thống đối tượng cấu trúc liệu Hình 4.15 : Sơ đồ thuật tốn chung hệ thống Controller Hình 4.16 : Sơ đồ nối dây hệ thống Controller Hình 4.17 : Sơ đồ thuật tốn chung cho hệ thống Firmware Hình 4.18 : Sơ đồ nối dây hệ thống firmware Hình 4.19 : Sơ đồ hoạt động Farmbot Hình 4.20 : Sơ đồ hoạt động G-code Receiver G-code Executer Hình 4.21 : Xây dựng liệu cho mã Gcode Hình 5.1 : Giao diện phần mềm điều khiển Hình 5.2 : Thực chọn vị trí gieo trồng Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot MỞ ĐẦU Mục đích thực đề tài Sử dụng tất kiến thức biết, học trường kiến thức thân tự tích lũy được, áp dụng vào thực tế thực chế tạo sản phẩm đồ án tốt nghiệp Hơn nữa, nhóm muốn thực sản phẩm thực tế với đời sống xã hội, sản phẩm có ích, phục vụ cho đời sống người Nhóm định “Thiết kế chế tạo mơ hình trồng tự động Farmbot” Mục tiêu đề tài Chế tạo thành công robot, đưa vào thử nghiệm, tạo sản phẩm mong muốn Từ đó, phát triển tối ưu hóa thiết kế để đưa robot vào thực tế, đưa vào sử dụng hộ gia đình Phạm vi đối tượng nghiên cứu − Phạm vi: kiến thức từ thực tế, sách internet − Đối tượng nghiên cứu: + Các sản phẩm tương tự thực tế + Phần mềm lập trình điều khiển + Các chi tiết khí Phương pháp nghiên cứu Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động sản phẩm tương tự thiết kế Sau đó, tham khảo ưu điểm, cải tiến nhược điểm sản phẩm để áp dụng chế tạo sản phẩm tối ưu Cấu trúc đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp gồm phần: − Mơ hình trồng rau tự động Farmbot − Các vẽ thiết kế − Thuyết minh tính tốn SVTH: Nguyễn Hồng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot c) Sơ đồ nối dây Controller: LCD 20x4 DS 1307 Vcc Rx1 Tx1 GND Vcc Tx0 Rx0 SCL ARDUINOE MEGA 2560 SDA GND Vcc GND Up Left OK Rchua Right Down Hình 4.16 : Sơ đồ nối dây hệ thống Controller d) Giới thiệu sơ lượt phần phềm lập trình Arduino IDE: Arduino IDE phần mềm hỗ trợ đắc lực việc lập trình cho board mạch điều khiển Arduino Các chương trình Arduino viết C C++ Arduino IDE kèm với thư viện phần mềm gọi "Wiring", từ project Wiring gốc, giúp thao tác input/output dễ dàng Người dùng cần định nghĩa hàm để tạo chương trình vịng thực thi chạy • • setup() : hàm chạy khởi động chương trình, dùng để thiết lập cài đặt loop() : hàm gọi lặp lại tắt nguồn board mạch Sau cài đặt chương trình Arduino IDE ta có phần giao diện phần mềm sau: SVTH: Nguyễn Hồng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 48 Thiết kế chế tạo mô hình trồng rau tự động Farmbot - Vùng lệnh bao gồm nút lệnh menu (File, Edit, Sketch, Tools, Help) Phía icon cho phép sử dụng nhanh chức thường dùng IDE miêu tả sau: - Vùng viết chương trình: bạn viết đoạn mã Tên chương trình bạn hiển thị dãy Icon, tên “Blink” Để ý phía sau tên chương trình có dấu “§” Điều có nghĩa đoạn chương trình bạn chưa lưu lại Vùng thông báo( debug ) Những thông báo từ IDE hiển thị Để ý góc bên phải hiển thị loại board Arduino cổng COM sử dụng Luôn ý tới mục chọn sai loại board cổng COM, bạn upload code - SVTH: Nguyễn Hồng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 49 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot 4.4.3 Hệ thống Firmware: a) Cấu trúc hệ thống Hệ thống Firmware khâu điều khiển cuối Farmbot nên hệ thống bao gồm nhiều phận điều khiển: - Board điều khiển Arduino Mega 2560 Board điều khiển mở rộng RAMPS V1.4 Driver điều khiển động A4988 Cổng giao tiếp UART b) Mô tả chức Firmware Firmware trực tiếp điều khiển động nhằm tạo chuyển động theo yêu cầu, đồng thời phận điều khiển cấu chấp hành khác bật tắt máy bơm nước, đầu hút khí… Firmware nhận liệu lệnh thực gửi xuống từ Controller thông qua giao tiếp UART sau xây dựng cấu trúc liệu theo mẫu G-code ( dạng liệu thông dụng máy CNC ) sau thực chức theo yêu cầu SVTH: Nguyễn Hoàng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 50 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot c) Cấu trúc lập trình cho Firmware Hình 4.17 : Sơ đồ thuật tốn chung cho hệ thống Firmware SVTH: Nguyễn Hồng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 51 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot c) Sơ đồ nối dây Firmware: Hình 4.18 : Sơ đồ nối dây hệ thống firmware Tương tự hệ thống Controller phần hệ thống Firmware lập trình phần mềm Arduino IDE 4.5 NHỮNG ĐIỂM NÂNG CAO TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỦA FARMBOT: 4.5.1 Xây dựng hệ thống liệu: Trong trình lập trình cho hệ thống, nhằm giúp việc lập trình đạt hiệu cao hơn, kiểu liệu thư viện xây dựng từ phương pháp khác : - Thư viện SerialCommand: thư viện xây dựng nhằm mục đích giao tiếp giứa board mạch Arduino IDE với khả nhận diện câu lệnh Với thư viện hệ thống truyền dẫn điều khiển Controller Firmware viết theo dạng Gcode thân thiện với người sử dụng SVTH: Nguyễn Hồng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 52 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot - Thư viện CNC3Axis : thư viện điều khiển chuyển động động theo trục - Thư viện GCodeExecute GCodeReceiver : thư viện hỗ trợ cho việc gửi nhận sau mã hóa câu lệnh dạng G-code sang phần thực thi điều khiển - Xây dựng kiểu liệu theo phương pháp định nghĩa lại kiểu liệu kiểu liệu : Label, Variable, Function ( kiểu liệu có lưu giá trị ) hay Submenu ( kiểu liệu hiển thị ) 4.5.2 Lập trình theo phương pháp lập trình hướng đối tượng: Ứng dụng phương pháp lập trình hướng đối tượng giúp việc lập trình cho hệ thống điều khiển trở nên đơn giản mang tính hệ thống cao Một số đối tượng hệ thống như: Mùa, Cây, Thời gian tưới… 4.5.3 Xây dựng hệ thống liệu kiểu G-code: Nhằm tăng thân thiện Farmbot với người điều khiển việc xây dựng kiểu liệu G-code phục vụ việc giao tiếp điều khiển Controller Firmware thật cần thiết Các câu lệnh mã hóa theo G-code giúp người sử dụng dễ dàng tùy chỉnh theo nhu cầu, dễ đọc hiểu chức câu lệnh đồng thời tự lập trình lại theo u cầu G-code xây dựng dựa sở sau : SVTH: Nguyễn Hồng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 53 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot Hình 4.19 : Sơ đồ hoạt động Farmbot Hình 4.20 : Sơ đồ hoạt động G-code Receiver G-code Executer SVTH: Nguyễn Hồng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 54 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot Hình 4.21 : Xây dựng liệu cho mã Gcode Hình 4.22 : Bảng mã Gcode hệ thống SVTH: Nguyễn Hoàng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 55 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 5.1 KẾT QUẢ: 5.1.1 Phần mềm điều khiển: a) Giao diện phần mềm điều khiển : Hình 5.1 : Giao diện phần mềm điều khiển Giao diện phần mềm hiển thị cách rõ ràng chức hoạt động hệ thống : - Bảng diện tích canh tác 3x8 ô Hộp chọn loại canh tác ( loại ) Chọn mùa Một số thơng số loại để điều chỉnh Một số phím chức Connect với Controller, Load liệu từ Controller, Lưu lại điều chỉnh Upload liệu xuống Controller SVTH: Nguyễn Hồng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 56 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot b) Các bước thực : Sau mở phần mềm điều khiển lên ta thực theo bước sau: - - - Connect với Controller Sau Connect thành cơng với Controller, ta thực số chức đưa đầu canh tác trở vị trí ban đầu thơng qua nút HOME điều khiển đến vị trí mong muốn qua nút X Y Để tiến hành gieo trồng ta bắt đầu việc chọn Season Tiếp theo ta chọn loại muốn gieo trồng ( Tree 1, Tree 2, Tree 3) Trong loại chọn ta hiệu chỉnh thơng số thời gian tưới, số lần tưới, nhiệt độ tối đa, độ ẩm tối đa… Sau thực hiệu chỉnh ta bắt đầu thực việc gieo trồng thơng qua việc kích chuột vào diện tích canh tác Tiếp tục thực bước cho loại cịn lại Hình 5.2 : Thực chọn vị trí gieo trồng Sau chọn xong, ta Save lại liệu chọn tiến hành Upload vào Controller SVTH: Nguyễn Hồng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 57 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot 5.1.2 Bộ điều khiển Controller: a) Hình ảnh thực tế: Hình 5.3 a 5.3 b Hình 5.3 c 5.3 d b) Cách sử dụng: Hệ thống Controller gồm nút ấn ( OK, RETURN, LEFT, RIGHT, UP, DOWN) Khi khởi động giao diện điều khiển hiển thị ngày tháng thời gian Để điều chỉnh chức hệ thống ta nhấn nút RETURN màu đỏ để vào menu hình 5.3b Khi vào menu, ta sử dụng phím LEFT RIGHT màu đen nằm ngang để di chuyển chọn loại cần điều chỉnh Sau di chuyển đến loại cần chọn ta nhấn nút OK màu xanh để tiếp tục điều chỉnh, menu hình 5.3c lên Tại ta chọn điều chỉnh thời gian tưới, nhiệt độ tối đa hay độ ẩm tối đa Ta tiếp tục sử dụng nút LEFT RIGHT để chọn đối tượng cần điều chỉnh SVTH: Nguyễn Hồng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 58 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot Nếu chọn đối tượng Time for water, ta tiếp tục nhấn OK menu hình 5.3d Tại menu ta dùng nút OK để thêm số lần tưới muốn xóa thời gian tưới ta di chuyển trỏ ( nút LEFT RIGHT) đến dấu X nhấn OK để xóa Nếu muốn thay đổi thời gian tưới, ta sử dụng nút UP DOWN để tăng giảm giá trị vị trí trỏ Sau điều chỉnh xong ta sử dụng nút RETURN để trở menu 5.1.3 Bộ điều khiển Firmware: 5.1.4 Hình ảnh thực tế Farmbot: 5.2 NHẬN XÉT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.2.1 Nhận xét a) Ứng dụng Với chức Farmbot ứng dụng tốt vào việc trồng trọt hỗ trợ phát triển cho số loại trồng có giá trị kinh tế cao yêu cầu chăm sóc kĩ lưỡng Đồng thời Farmbot bước quan trọng q trình tăng cường sản xuất nơng nghiệp thơng minh b) Ưu điểm Mơ hình Farmbot thiết kế cẩn thận, với hệ thống khí hoạt động tốt Farmbot sử dụng loại vật liệu Nhơm định hình với giá thành hợp lí đảm bảo độ cứng vững, chống rỉ sét,… Với hệ thống khí điều khiển Farmbot hoàn toàn phù hợp với yêu cầu đồ án tốt nghiệp c) Nhược điểm Trong trình thiết kế Farmbot có số nhược điểm : - Kết cấu trục Z chưa thật cứng vững, cần có giải pháp tối ưu để phát triển quy mơ rộng lớn Hệ thống đầu hút hạt hoạt động chưa thật tốt, khó sử dụng cho loại hạt nhỏ nhẹ Hệ thống dây dẫn phức tạp, cần có giải pháp bố trí tốt nhằm giảm phức tạp việc nối dây… SVTH: Nguyễn Hoàng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 59 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot 5.2.2 Hướng phát triển Đối với mơ hình Farmbot này, chúng em nhận thấy có nhiều hướng phát triển cho hệ thống nhằm mang lại hiệu cao đồng thời cung cấp khả phục vụ cho nhiều mục đích tốt - - - Nâng cấp quy mô Farmbot, với yêu cầu đồ án tốt nghiệp, chúng em dừng lại quy mơ diện tích canh tác 30cm x 80cm nhiên Farmbot hồn tồn canh tác diện tích lớn 150cm x 300cm Xây dựng khả xử lí ảnh cho Farmbot, với khả xử lí ảnh Farmbot dễ dàng giải nhiều vấn đề việc di chuyển tối ưu tránh va chạm với cối vườn, nhận biết rau chín để đưa thơng báo thu hoạch, nhận biết cỏ dại, di chuyển xác giúp hút hạt dễ dàng Nâng cấp hệ thống kết nối Farmbot, kết hợp module Internet hay module Sim giải pháp tốt giúp việc điều khiển từ xa trở nên đơn giản tối ưu Kết hợp với module nhà kính Farmbot dễ dàng xây dựng môi trường nhân tạo cho việc phát triển nơng nghiệp SVTH: Nguyễn Hồng Long-Phan Đình Công Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 60 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot KẾT LUẬN Sau thời gian dài kể từ nhận đề tài làm Đồ án tốt nghiệp “ Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot ” Được thầy hướng dẫn giao nhiệm vụ đến chúng em hoàn thành với nội dung phần tính tốn, thiết kế nêu Do thời gian khả chúng em có hạn nên việc tính tốn, thiết kế cịn nhiều thiếu sót, lần chúng em tiếp xúc va chạm thực tế, với kiến thức, khối lượng lớn nên gặp nhiều khó khăn bỡ ngỡ Nhưng dù cố gắng miệt mài làm việc giúp chúng em vươn tới thành công nhiều Chúng em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc với lòng nhiệt tình, tận tụy thầy Nguyễn Thế Tranh, thầy mang đến cho chúng em nhiều kiến thức bổ ích việc tìm hiểu thực phát huy đề tài Và hành trang chúng em tương lai giúp chúng em đến trưởng thành Tuy nhiên danh nghĩa hoàn thành đề tài “Thiết kế chế tạo mô hình trồng rau tự động Farmbot ” chúng em cịn nhiều sai sót hạn chế, chưa đáp ứng với thực tế, mong qúy thầy cô, anh chị, bạn bè đóng góp thêm để nhóm chúng em phát huy để đề tài hoàn thiện tốt Đà Nẵng, ngày 25 tháng năm 2017 Sinh viên thực Nguyễn Hồng Long Phan Đình Cơng SVTH: Nguyễn Hồng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 61 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot TÀI LIỆU THAM KHẢO • [1] TS Phạm Phước Đức, Robot Cơng Nghiệp, Đại học Bách Khoa Đà Nẵng 2001 • [2] TS Lê Cung, Truyền Động Cơ Khí, Đại học Bách khoa Đà Nẵng 2010 • [3] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế Chi tiết máy, NXB Giáo dục 1998 • [4] TS Nguyễn Tiến Dũng Trần Thế San, 2003 Cơ sở nghiên cứu sáng tạo Robot NXB Thống Kê, Tp HCM • [5] http://diendandientu.com • [6] http://alldatasheet.com SVTH: Nguyễn Hồng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 62 ... : ThS Nguyễn Thế Tranh 13 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH FARMBOT 2.1 FARMBOT LÀ GÌ ? Farmbot robot trồng rau thiết kế máy in 3D khổng lồ khung... khơng cao Hình 1.9 : Mơ hình trồng rau cá đại SVTH: Nguyễn Hồng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 11 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot Hệ thống trồng rau cá khơng... tưới rau Hình 1.6 : Hàng loạt ca ngộ độc thực phẩm dùng phải rau bẩn Hình 1.7 : Mơ hình trồng rau chậu xốp nhà Hình 1.8 : Mơ hình trồng rau ống nhựa uPVC Hình 1.9 : Mơ hình trồng rau cá đại Hình