Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển sensor

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DÂU MỘT KHOA CÔNG NGHẸ THÔNG TIN - ĐIỆN ĐIỆN TỬ —soẼQca— BÁO CÁO TÔNG KÉT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN cứu KHOA HỌC NĂM HỌC 2016-2017 XÉT GIẢI THƯỞNG "TÀI NĂNG KHOA HỌC TRẺ ĐẠI HỌC THỦ DẢU MỘT" NĂM 2017 Đề tài: Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển sensor Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học Kỹ thuật Công nghệ G VIÊN HƯỚNG DẪN TS.LÊ TUẤN ANH NGUYỄN VIÊN XUÂN KHẢI HOÀNG ĐỨC TUẦN ĐẠT DƯƠNG MINH HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DÀU MỘT KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN-ĐIỆN ĐIỆN TỬ Bĩnh Dương, tháng 04 năm 2017 BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐÈ TÀI NGHIÊN cứu KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN cứu KHOA HỌC NĂM HỌC 2016-2017 XÉT GIẢI THƯỞNG "TÀI NĂNG KHOA HỌC TRẺ ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT" NĂM 2017 THIÉT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIÊN SENSOR Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học Kỹ thuật Công nghệ Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Khải Nam, Nữ: Nam Lớp, khoa: Công nghệ Thông tin-Điện, điện tử Năm thứ: /số năm đào tạo:4 Ngành học: Điện-điện tử Người hướng dẫn: TS.Lê Tuấn Anh Xây dựng hệ thông điêu khiên sensor tưới tiêu tự động UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DÀU MỘT Độc lập - Tự - Hạnh phúc THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN cứu CỦA ĐÈ TÀI Thơng tín chung: -Tên đề tài: Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển sensor - Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện: STT Họ tên Hoàng Đức Tuấn MSSV 1525202010089 Lớp D15DT02 Đạt Năm thứ/ Số Khoa Công nghệ năm đào tạo 2/4 thông tinĐiện - Điện tử Dương Minh 15252020100 D15DT02 Hưng Công nghệ 2/4 thông tinĐiện - Điện tử Nguyễn Xuân 1525202010082 Khải D15DT02 Công nghệ 2/4 thông tinĐiện - Điện tử - Người hướng dẫn: TS Lê Tuấn Anh Mục tiêu đề tài: Tạo hệ thống điều khiển sensor tưới tiêu tự động Nghiên Cứu Khoa Học Tính sáng tạo: - Hệ thống điều khiển: ❖ Tự động ❖ Bằng tay Kết nghiên cứu: - kiến thức: Nắm kiến thức lập trình nhúng ứng dụng vào mơ hình nhà lưới mơ qua thùng Mica Hệ thống gồm có: ❖ Hệ thống tự động tưới ❖ Hệ thống tự động kéo để kéo che trời nắng ❖ Hệ thống tự động thu thập liệu nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm Đóng góp mặt kỉnh tế - xã hội, giáo dục đào tạo, an ninh, quốc phòngvà khả áp dụng đề tài: Ngồi việc chăm sóc theo phương pháp thơng thường với hệ thống thực tự động Đống thời ta quản lý lúc nhiều khu đất với điều kiện khác đảm bảo tính xác hiệu Tiết kiệm thời gian, chi phí nâng cao suất ó.Cơng bố khoa học sinh viên từ kết nghiên cứu đề tài (ghi rõ họ tên tác giả, nhan đề yếu tố xuất có) nhận xét, đánh giá sở áp dụng kết nghiên cứu (nếu có)- Ngày tháng năm 2017 Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài (ký, họ tên) Nguyễn Xuân Khải 3—7—3—7 7TT 3—3—7T 3—3 Xây dựng hệ thông điêu khiên sensor tưới tiêu tự động Nghiên Cứu Khoa Học Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học sinh viên thực đề tài Đê tài hoàn thành mục tiêu đề Mơ hình hệ thống phục vụ tưới tiêu tự động điều khiển từ xa hoạt động tốt gần với điều kiện thực tế, có khả ứng dụng thực tế cao Xác nhận lãnh đạo khoa (ký, họ tên) Ngày tháng năm 2017 Người hướng dẫn (ký, họ tên) Lê Tuấn Anh UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT Xây dựng hệ thông điêu khiên sensor tưới tiêu tự động CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Nghiên Cứu Khoa Học THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THựC HIỆN ĐÈ TÀI I Sơ LƯỢC VÈ SINH VIÊN: Họ tên: Nguyễn Xuân Khải Sinh ngày: Lóp: 15 tháng năm D15DT02 1997 Khóa:2015-2019 Nơi sinh: Bình Phước Cơng nghệ Thơng tin-Điện Điện tử Khoa: Điện thoại: 01653426599 Email: xuankhai82@gmail.com Địa liên hệ: 172/26/7, Khu phố 5, Phường Phú Hòa, Thủ Dầu Một, Bình Dương n Q TRÌNH HỌC TẬP (kê khai thành tích sinh viên từ năm thứ đến năm học): * Năm thứ 1: Ngành học: Điện-điện tử Kêt xêp loại học tập: Trung Bình Sơ lược thành tích: Khoa: Cơng nghệ thơng tin-Điện điện tử Nghiên Cứu Khoa Học * Năm thứ 2: Ngành học: Điện-Điện tử Khoa: Công nghệ thông tin-Điện điện tử Kết xếp loại học tập: Trung Bình Sơ lược thành tích: Ngày tháng năm 2017 Xác nhận sở giáo dục đại học Sinh viên chịu trách nhiệm thực (kỷ tên đóng dấu) đề tài (ký, họ tên) yỉidksìt Nguyễn Xuân Khải TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DÀU MỘT , CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN-ĐIỆN ĐIỆN TỬ ■ T— 1a_ rp._ J_ TT, ,, - ĐỘC lập - Tự - Hạnh phúc , ngày tháng năm 2017 Kính gửi: Ban tổ chức Giải thưởng “Tài khoa học trẻ Đại học Thủ Dầu Một” Tên (chúng tôi) là: Nguyễn Xuân Khải Sinh ngày 15 tháng 05 năm 2017 Sinh viên năm thứ: .2 /Tổng số năm đào tạo: Lớp, khoa : .D15DT02 CÔNG NGHỆ THÔNG TIN-ĐIỆN ĐIỆN TỬ Ngành học: ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Thông tin cá nhân sinh viên chịu trách nhiệm chính: Địa liên hệ: 172/26/7, Tổ 8, Khu 5, Phường Phú Hịa, TP.TDM, Bình Dương Số điện thoại (cố định, di động): 01653.426.599 Địa email: xuankhai82@gmail.com Tôi (chúng tôi) làm đơn kính đề nghị Ban tổ chức cho tơi (chúng tôi) gửi đề tài nghiên cứu khoa học để tham gia xét Giải thưởng “Tài khoa học trẻ Đại học Thủ Dầu Một” năm 2017 Nghiên Cứu Khoa Học Tên đề tài: THIÉT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIÊN SENSOR Tôi (chúng tôi) xin cam đoan đề tài (chúng tôi) thực hướng dẫn TS.Lê Tuấn Anh ; đề tài chưa trao giải thưởng khác thòi điểm nộp hồ sơ luận văn, đồ án tốt nghiệp Nếu sai, (chúng tôi) xin chịu trách nhiệm trước khoa Nhà trường Người làm đơn Xác nhận lãnh đạo khoa (Sinh viên chịu trách nhiệm thực để tài ký ghi rõ họ tên) (ký, họ tên) Nguyễn Xuân Khải Mục lục 1.1 CHƯƠNG l.TỔNG QUAN VÊ ĐỀ TÀI Tên đề tài 1.2 “ Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển sensor ” Lý chọn đề tài Hiện việc sử dụng rau vấn đề nói đến nhiều nơi người dùng ln muốn đảm bảo sức khỏe cho thân gia đình Do nhiều mơ hình trồng rau thiết kế sử dụng : -Mơ hình trồng rau treo tường: Nếu diện tích trồng rau hạn hẹp trống khoảng tường Thì nên tận dụng khơng gian thực mơ hình trồng rau treo tường Nguyên liệu: Có thể chọn lon sữa lon nước không dùng tới, tận dụng để trồng rau xanh Cách thực vô đơn giản, đổ đất đóng túi chuyên phục việc trồng rau Nghiên Cứu Khoa Học nhà gieo hạt giống hướng dẫn bao bì sản phẩm Cũng nên sử dụng phân hữu với tỉ lệ từ 10 - 30% trồng rau nhà Với mơ hình này, xây thêm bệ đựng nước phía hàng rau để tưới nước, nước chảy xuống bệ không tràn nhà sân Thơng thường, mơ hình thường áp dụng lan can, sân thượng khoảng sân trước nhà 10 Dưới số hình ảnh mơ hình trồng rau từ chai nhựa, lon sữa : Nghiên Cứu Khoa Học 12 13 10 11 14 Hĩnh 1.1 Tận dụng vỏ lon sữa trồng rau 16 15 17 18 1.2 Trồng rau treo tường từ vỏ chai 19 Hình 20 - Mơ hình trồng rau nhà lưới: 21 Diện tích đất trồng nhà bạn rộng chút bạn có khu vườn nhỏ, bạn áp dụng mơ hình trồng rau nhà lưới Nghiên Cứu Khoa Học 2.3 18 Cảm biến quang trở 83 84 85 86 87 Hĩnh 2.2 Cảm biến quang trở (Nguồn: http://tae.vn/cain-bien-anh-sang-quang-tro) Cảm Biến Ánh Sáng Quang Trở nhạy cảm với cường độ ánh sáng môi trường thường sử dụng để phát độ sáng môi trường xung quanh cường độ ánh sáng Khi cường độ ánh sáng mơi trường xung quanh bên ngồi vượt ngưỡng quy định, ngõ module DO mức logic thấp 88 Đặc tính bật - Nhỏ gọn - Độ xác cao - Các thành phần phụ điện trở, tụ điện cần thiết cho mạch gắn đầy đủ Bạn cần cấp nguồn, nối dây điều khiển vào rơ le tắt/mở bóng đèn hay thiết bị điện khác theo cường độ ánh sáng chiếu vào cảm biến 89 Sử dụng điện áp chuẩn 5V tương thích với tảng Arduino Thông số kỹ thuật - Ngõ AO ngõ Analog dùng để đo giá trị giá trị cường độ ánh sáng xác - Điện áp vào từ 3.3V - 5V - Tích hợp sẵn so sánh opamp LM393 - Trên mạch có biến trở 10K ohm dùng để điều chỉnh độ nhạy sáng Xây dựng hệ thông điêu khiên sensor tưới tiêu tự động Nghiên Cứu Khoa Học 19 90 91 92 Hình 2.31 Động có hộp giảm tốc 93 (Nguồn: http://www.ktphuhune.com/2015/05/ong-co-co-hop-giam-toc-40-ngancai.html) 94 Sử dụng: Sản phẩm khoa học điện tử, Robot, xe 4WD đồ chơi, đồ chơi máy bay, đồ chơi, V 95 V 96 Động hộp số trục kép thẳng 97 Tỉ số truyền: 1:48 98 Điện áp hoạt động động cơ: -> 6V 99 Tại 6V: dòng nhỏ 200mA, tốc độ: 200 ± 10% rpm 100 Tại 3V: dòng nhỏ 150mA, tốc độ 90 ± 10% rp Xây dựng hệ thông điêu khiên sensor tưới tiêu tự động Nghiên Cứu Khoa Học 101 3.1 20 CHƯƠNG THIẾT KÉ VÀ XÂY DựNG HỆ THỐNG Thiết kế 102.• Dựa ý tưởng đề tài nghiên cứu, khảo sát thực tế sau dựa kiến thức có đề ”xây dựng hệ thống điều khiển sensor” Bằng cách kết họp phần cứng động có hộp giảm tốc, cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, cảm biến độ ẩm đất, cảm biến quang VĐK để tạo hệ thống hồn chỉnh với chức là: Đọc số liệu độ ẩm, nhiệt độ để điều khiển bơm che cách phù hop Người quản lý hệ thống cài đặt ngưỡng cần tưới ngắt tưới cho hệ thống Việc kéo thực thơng qua động có hộp giảm tốc thông qua phần điều khiển động kéo Từ ta có phương án thiết kế gồm 103 • Phần cứng: Module kéo, module bơm khu 1, module bơm khu 3.2 Chức năng: 104 + Module kéo dung để thu thập ánh sáng để kéo 105 + Module khu module khu thu thập nhiệt độ, độ ẩm điều khiển bơm 106. ■ —— —7 -7TT —-——7 107 Xây dựng hệ thông điêu khiên sensor tưới tiêu tự động Nghiên Cứu Khoa Học 108 109 21 CHƯƠNG KẾT QUẢ 4.1 Tổng quan hệ thống tưới tiêu 110 112 111 4.2 Hình 4.1 Tống quan hệ thổng tưới tiêu Thùng Mica 113 115 Mơ nhà lưới thùng Mica cứng cáp hom, dễ di chuyển 114 116.117 Xây dựng hệ thông điêu khiên sensor tưới tiêu tự động - -— r - ' ~"—'— — Nghiên Cứu Khoa Học 22 118 Hình 4.2 Thùng Mica 119 121 122 120 Hĩnh 4.3 Phần đế Thùng Mica: ❖ Dày mm ❖ Kích thước 60x50x70 cm • Phần dựng mái che có kích thước 60x50x20 cm • Phần mơ nhà lưới kích thước 60x50x50 cm 123 Phần đế : cố định dễ dàng cho việc di chuyển 124 Xây dựng hệ thông điêu khiên sensor tưới tiêu tự động Nghiên Cứu Khoa Học 4.3 23 Nguồn 125 126 127 Hình 4.4 Cấp nguồn cho hệ thống - Hệ thống hoạt động nguồn adapter 12V 128 Adapter 12V,2A biến đổi điện 220V thành 12V Z 7—r 7*7Ĩ 7*7—7'’ 77 Xây dựng hệ thông điêu khiên sensor tưới tiêu tự động Nghiên Cứu Khoa Học 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 4.5 Module khu 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 Xây dựng hệ thông điểu khiên sensor tưới tiêu tự động Nghiên Cứu Khoa Học 163 164 165 166 167 Nghiên Cứu Khoa Học 168 4.6 Module khu 170 171 26 169 4.7 Hệ thống bơm 172 173 174 Máy bơm bơm lênbảo dẫn vào ống sau đónước nước khơng mà thấm qua làm giập túi láchứa đảm Lượng đủgiúp lượng nước nước dư việc cần chảy thiết xuống cho máng trở lại thùng nước tránh lãng phí “77 —7—“—7 77T “■—77 77—777 Xây dựng hệ thông điêu khiên sensor tưới tiêu tự động 777 Nghiên Cứu Khoa Học 175 4.8 Hệ thống che 27 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 Hình 4.15 Động đế kéo 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 Hĩnh 4.16 Cảm biển quang trở 205 7- z—7 n •I Xây dựng hệ thơng điêu khiên sensor tưới tiêu tự động Nghiên Cứu Khoa Học 28 206 207 208 209 210 7- z—7 n •I Xây dựng hệ thông điêu khiên sensor tưới tiêu tự động Nghiên Cứu Khoa Học 211 29 Cảm biến quang trở giúp hệ thống cảm nhận cường độ ánh sáng để kéo đảm bảo cho sinh trưởng phát triển tốt 212 213 Hình4.17 Cơng lắc hành trình đê dừng kéo 214 215 216 Hỉnh 4.18 Màn khỉ kẻo 217 7—7—7—7 77T 7—7—r”1 7* Xây dựng hệ thông điêu khiên sensor tưới tiêu tự động Nghiên Cứu Khoa Học 218 30 KÉT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Những kết đạt - Xây dựng thành công hệ thống trồng tự động mặt phẳng - Hệ thống : ❖ Tự bơm nước tự động tưới (ngắt) đất túi trồng khô(và ngắt đủ độ ẩm) 219 Tự kéo cường độ nắng vượt ngưỡng quy định ❖ Người dùng trực tiếp điều khiển theo dõi nhiều khu vườn lúc ❖ Hệ thống tự phun sương Những kết chưa đạt - Chưa có hệ thống bón phân Hướng phát triển - Hoàn chỉnh hệ thống phát triển với chức : ❖ Bón phân 220 ❖ ♦ỉ* Lưu trữ phân tích CSDL Phun sương 221 Xây dựng hệ thông điêu khiên sensor tưới tiêu tự Nghiên Cứu Khoa Học động 31 222 223 ... tài Xây dựng hệ thống phục vụ tưới tiêu tự động điều khiển từ xa thông qua ứng dụng thiết bị cảm biến, vi điều khiển, thiết bị kết nối không dây Tạo hệ thống sensor để quản lý điều khiển tự động... TS Lê Tuấn Anh Mục tiêu đề tài: Tạo hệ thống điều khiển sensor tưới tiêu tự động Nghiên Cứu Khoa Học Tính sáng tạo: - Hệ thống điều khiển: ❖ Tự động ❖ Bằng tay Kết nghiên cứu: - kiến thức: Nắm... “ Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển sensor ” Lý chọn đề tài Hiện việc sử dụng rau vấn đề nói đến nhiều nơi người dùng ln muốn đảm bảo sức khỏe cho thân gia đình Do nhiều mơ hình trồng rau thiết