- Đầu phun sương siêu âm 24 VDC hay còn gọi là Đầu tạo sương siêu âm 24VDC, là thiết bị sử dụng dòng điện để tạo ra sóng siêu âm. Khi nước tiếp xúc với sóng siêu âm sẽ bị phân tách thành hơi nước dạng sương mù sau đó sẽ được đẩy ra mơi trường bên ngoài. Nguyên tử siêu âm sử dụng tần số dao động là 1.7MHz hoặc 2.4 MHz.
-Thông số kỹ thuật:
Đường kính đầu phun sương: 20mm Lượng sương mù: 400-500 ml/h Điện áp làm việc: 24VDC Dòng điện định mức: 800mA
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
Mực nước vượt quá đầu phun thích hợp: 1 – 3cm Vật liệu: nhựa
Chiều dài dây: 130cm
Kích thước: o Đường kính ngồi: 45mm o Chiều cao: 42mm Trọng lượng: 90g 4.7 Động cơ bơm 12VDC Hình 4.16 Bơm 12V [31] Thơng số chính: Điện áp làm việc: 12VDC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
Lưu lượng : 2-3 lít / phút (12V)
Áp suất đầu ra: 1-2,5 kg
Độ sâu hút đạt được: 1-2,5 mét
Tuổi thọ làm việc bình thường: 2-3 năm
Đường kính đầu vào và đầu ra: đường kính ngồi 8mm
Trọng lượng lượng: 111g 4.8 Đèn led 5050 màu trắng Hình 4.17 Led thanh 12V [32] Thơng số chính: Cơng suất: 12-14W Điện thế: 12VDC Tuổi thọ : 20000 giờ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MÔ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
4.9 Mạch giảm áp LM2596
Hình 4.18 Mạch giảm áp LM2596 [33]
- Mạch giảm áp DC LM2596 3A nhỏ gọn có khả năng giảm áp từ 30V xuống 1.5V mà vẫn đạt hiệu suất cao (92%) . Thích hợp cho các ứng dụng chia nguồn, hạ áp, cấp cho các thiết bị như camera, motor, robot,…
-Thông số kỹ thuật:
Điện áp đầu vào: Từ 3V đến 30V.
Điện áp đầu ra: Điều chỉnh được trong khoảng 1.5V đến 30V. Dòng đáp ứng tối đa là 3A.
Hiệu suất: 92% Công suất: 15W
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
4.10 Nguồn tổ ong 24VDC 2A
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
4.11 Arduino IDE
Tổng quát
Hình 4.20 Giao diện phần mềm Arduino IDE
Các mơi trường phát triển tích hợp Arduino ( IDE ) là một nền tảng ứng dụng (ví của Windows, MacOS, Linux) mà được viết bằng chức năng từ C và C ++ . Nó được sử dụng để viết và tải chương trình lên bảng tương thích với Arduin , ngồi ra, với sự trợ giúp của lõi bên thứ ba, bảng phát triển của nhà cung cấp khác.
Mã nguồn cho IDE được phát hành theo Giấy phép Công cộng GNU , phiên bản 2. Arduino IDE hỗ trợ các ngôn ngữ C và C ++ bằng cách sử dụng các quy tắc cấu
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
trúc mã đặc biệt. Arduino IDE cung cấp thư viện phần mềm từ dự án Wiring , cung cấp nhiều thủ tục đầu vào và đầu ra phổ biến. Mã do người dùng viết chỉ yêu cầu hai chức năng cơ bản, để khởi động bản phác thảo và vịng lặp chương trình chính, được biên dịch và liên kết với một chương trình gốc main () thành một chương trình điều hành tuần hồn có thể thực thi với chuỗi cơng cụ GNU , cũng được bao gồm trong phân phối IDE. Arduino IDE sử dụng chương trình avrdude để chuyển đổi mã thực thi thành tệp văn bản ở dạng mã hóa hệ thập lục phân. Chương trình này được tải vào bảng Arduino bằng chương trình nạp trong phần sụn của bảng.Theo mặc định, avrdude được sử dụng làm công cụ tải lên để flash mã người dùng lên bảng Arduino chính thức.
Hướng dẫn cài đặt
Bước 1: Mở phần mềm, giao diện như hình dưới
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
-Ý nghĩa của các thanh cơng cụ:
+File: Tại mục này chúng ta có thể các thao tác như tạo 1 project mới, mở 1 project, mở các example, lưu project, in file.
+Edit: Tại mục này chúng ta có thể thực hiện thao tác chỉnh sửa, tìm kiếm.
+Sketch: Thao tác chủ yếu tại mục này là cài đặt, thêm (include) các thư viện cần thiết cho chương trình, và có thể include thêm các file.
+Tool:Thao tác chủ yếu tại mục này là việc lựa chọn các board, cổng port phù hợp với chương trình chúng ta sẽ chạy.
+Help: Thao tác hỗ trợ tìm kiếm liên quan đến Arduino. -Bước 2: Nhập code trên phần mềm
+Khai báo các biến, cài đặt các thư viện cần thiết
+Hàm void setup(): Những lệnh trong hàm này sẽ chạy 1 lần duy nhất khi khởi động, cài đặt cấu hình các chân
+Hàm void loop(): Sau khi những lệnh trong void setup() chạy xong thì các lệnh trong void loop() sẽ chạy liên tục cho đến khi ngắt nguồn.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
-Bước 3: Nhấn tổ hợp phím tắt Ctrl+S để lưu chương trình, chọn nơi lưu và tên project cần lưu. Sau đó nhấn Save (lưu project thành cơng)
Hình 4.23 Lưu chương trình -Bước 4: Thực hiện compile chương trình: -Bước 4: Thực hiện compile chương trình:
Nhấn vào dấu (V) ở phía bên trên ngồi cùng trên phần mềm, sau khi compile thành cơng sẽ thơng báo ở phía dưới phần mềm (Done compiling)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
-Bước 5: Chọn board và cổng port phù hợp +Đang thực hiện project với board Arduino Uno
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MÔ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
+Chọn cổng port:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
-Bước 6: Nạp chương trình cho board
Khi nạp chương trình thành cơng sẽ có dịng thơng báo ở dưới phần mềm: Done uploading
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
4.12 Blynk
Tổng quát
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
Blynk là một nền tảng với các ứng dụng iOS và Android để điều khiển Arduino, Raspberry Pi và các ứng dụng tương tự qua Internet.
Nó là một bảng điều khiển kỹ thuật số nhờ đó bạn có thể xây dựng giao diện đồ họa cho dự án của mình bằng cách kéo và thả các widget.
Blynk không bị ràng buộc với một số bo hoặc shield cụ thể. Thay vào đó, nó hỗ trợ phần cứng mà bạn lựa chọn. Cho dù Arduino hoặc Raspberry Pi được liên kết với Internet qua Wi-Fi, Ethernet hoặc chip ESP8266, Blynk sẽ online và sẵn sàng cho IoT.
Cách thức hoạt động
-Blynk được thiết kế cho IoT. Nó có thể điều khiển phần cứng từ xa, nó có thể hiển thị dữ liệu cảm biến, nó có thể lưu trữ dữ liệu, trực quan hóa.
-Có 3 nền tảng chính:
+Ứng dụng Blynk - cho phép bạn tạo giao diện cho các dự án của mình bằng cách sử dụng các widget khác nhau.
+Blynk Server - chịu trách nhiệm về tất cả các giao tiếp giữa điện thoại thơng minh và phần cứng. Bạn có thể sử dụng Blynk Cloud hoặc chạy cục bộ máy chủ Blynk riêng của mình. Nó là mã nguồn mở, có thể dễ dàng xử lý hàng nghìn thiết bị và thậm chí có thể được khởi chạy trên Raspberry Pi.
+Thư viện Blynk - dành cho tất cả các nền tảng phần cứng phổ biến - cho phép giao tiếp với máy chủ và xử lý tất cả các lệnh đến và lệnh đi.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
Đặc tính
-API và giao diện người dùng tương tự cho tất cả phần cứng và thiết bị được hỗ trợ.
-Kết nối với đám mây bằng cách sử dụng:Wifi, Bluetooth,Ethernet,… -Bộ Widget dễ sử dụng.
-Thao tác ghim trực tiếp mà khơng cần viết mã.
-Dễ dàng tích hợp và thêm chức năng mới bằng cách sử dụng ghim ảo. -Theo dõi dữ liệu lịch sử qua tiện ích SuperChart.
-Giao tiếp giữa thiết bị với thiết bị sử dụng Bridge Widget. -Gửi email, tweet, push notification...
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
CHƯƠNG 5
THỰC HIỆN MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
5.1 Nguyên lý hoạt động
-Mơ hình vườn thơng minh sử dụng bo mạch chủ là esp8266 kết hợp với cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, cảm biến độ ẩm đất, màn hình nextion và app blynk để giám sát và điều khiển.
-Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, độ ẩm đất thu thập dữ liệu sau đó gửi về esp8266 để xử lý, sau đó các dữ liệu này được cập nhật liên tục hiển thị trên màn hình nextion và trên app blynk ở dạng số và biểu đồ.
-Chế độ hoạt động bằng tay( khơng kích hoạt nút nhấn auto trên màn hình)
Ở chế độ này chúng ta dễ dàng điều khiển bật tắt các thiết bị bao gồm bơm nước, quạt, đèn led và phun sương bằng các nút nhấn ở trên màn hình cũng như ở trên app.
-Chế độ hoạt động tự động(kích hoạt nút nhấn auto trên màn hinh)
+Ở chế độ này chúng ta cài thông các thông số chuẩn về nhiệt độ môi trường, độ ẩm đất trên app blynk và sau đó truyền dữ liệu hiển thị trên màn hình nextion.
+Nếu như nhiệt độ cảm biến đo được lớn hơn nhiệt độ chuẩn cài đặt thì sẽ tự động kích hoạt quạt, phun sương.
+Nếu như độ ẩm cảm biến đo được nhỏ hơn độ ẩm chuẩn cài đặt thì sẽ tự động kích hoạt bơm nước
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
5.2 Chế tạo khung trục
-Khung được làm vật liệu sắt v. -Độ cao 25cm
-Chiều dài 35cm
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
5.3 Gắn khung Mica
-Khung được đóng nhựa mica trong dày 2mm
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
5.4 Thi cơng bo mạch
- Board mạch thu phát wifi ESP8266 NodeMCU V1 với kích thước nhỏ gọn, giá rẻ được
dùng nhiều cho các thiết bị IoT, các ứng dụng cần kết nối mạng wifi.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
5.5 Lập trình code cho mơ hình thơng qua chương trình adruino IDE
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MÔ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
5.6 Kết quả thực tế
-Hiển thị tồn bộ thơng số về nhiệt độ, độ ẩm, quạt, máy bơm , máy phun sương, đèn để có thể theo dõi và điều khiển từ xa khi cần thiết .
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
5.7 Mơ hình hồn thiện
-Cố định các thiết bị vào vị trí phù hợp -Kiểm tra hoạt động
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
Kiểm tra tên ,mật khẩu wifi
Kết nối wifi thành công Đ Kiểm tra token app blynk S Thực hiện chương trình offline giám sát và điều khiển qua màn hình
Đ
Kết nối app, có thể thực hiện cả chương trình offline và online
5.8 Lưu đồ thuật toán
Lưu đồ kiểm tra kết nối WiFi
Kết thúc Bắt đầu
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
Cảm biến đọc giá trị
Lưu đồ thực hiện chương trình chính
Start
Hiển thị lên màn hình nextion và app
Nút nhấn auto
Thực hiện chương trình điều khiển bằng tay
Bắt Đầu Hiển thị trên màn hình nextion và app Nút nhấn Auto Thực hiện chương trình điều khiển bằng tay Thực hiện chương trình tự động Cài đặt giá trị chuẩn app và hiển thị trên màn hình
Kết thúc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH Độ ẩm<giá trị cài đặt S Đ Bơm nước mở Bơm nước tắt S Nhiệt độ> giá trị cài đặt Đ Quạt mở, phun sương mở Quạt tắt,phun sương tắt
Cập nhật giá trị cài đặt từ app
Lưu đồ chương trình tự động Bắt đầu
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
5.9 Sơ đồ mạch proteus
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
5.10 Giao diện màn hình
Hình 5.9 Giao diện giám sát trên màn hình
Hình 5.10 Giao diện điều khiển trên màn hình
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
CHƯƠNG 6:
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
6.1. Kết quả đạt được
-Xây dựng nguyên lý hoạt động và thuật tốn phù hợp cho mơ hình -Xây dựng chương trình phần mềm trên Arduino IDE
-Thiết kế giao diện giám sát, điều khiển cho màn hình trên phần mềm Nextion Editor.
-Thiết kế giao diện giám sát, điều khiển trên app blynk. -Hồn thiện mơ hình với đầy đủ những chức năng đã đề ra.
6.2 Hướng phát triển đề tài
Sau khi hoàn thành đề tài, với những nội dung đã đạt được, thì bên cạnh đó đề tài vẫn cịn nhiều điểm cần cải thiện trong tương lai:
-Mơ hình chỉ đang ở dạng mô phỏng, chưa đi vào giai đoạn thực nghiệm thực tế, chưa có sản phẩm cụ thể đầu ra hướng tới là rau.
-Tối ưu phần khung để tăng tính thẩm mỹ cũng như hiệu quả của việc áp dụng vào thực tế.
-Test các cảm biến trong môi trường thực để có thể đưa ra con số chính xác nhất. -Mở rộng theo dõi, giám sát và điều khiển trên nền tảng website, tích hợp thêm các chức năng khác như truy xuất dữ liệu bất kì, tổng hợp dữ liệu,
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
Tài liệu tham khảo
[1] Vũ Quang Hồi, Trang bị điện- điện tử, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam, 2011 [2] Cơ sở truyền động điện, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2007
[3] MQTT - Tài liệu Lập trình IoT với ESP8266 Arduino (https://arduino.esp8266.vn/)
[4] Bi Văn Minh, Giáo trình lập trình điều khiển xa với ESP8266-ESP32 và Arduino, nhà xuất bản Thanh Niên
[5] Nguyễn Thanh Phương, Giáo trình điều khiển tự động, Đại học cơng nghệ TP.Hồ Chí Minh (Hutech) [6] http://arduino.vn/bai-viet/893-cach-dung-module-dieu-khien-dong-co-l298n- cau-h-de-dieu-khien-dong-co-dc [7] https://arduinokit.vn/cai-dat-esp8266-voi-blynk/?amp=1 [8] https://teky.edu.vn/blog/cong-nghe-iot-la-gi/ [9] https://truetech.com.vn/internet-of-things-iot-internet-van-vat-trong-doi-song- va-doanh-nghiep/ [10] http://viryatechnologies.com/iot-trong-cham-soc-suc-khoe-y-te/ [11] https://www.vnecotec.com/6-ung-dung-iot-trong-toa-nha-va-nha-o-thong- minh/ [12] https://hachi.com.vn/ [13] https://hachi.com.vn/ [14] https://danviet.vn/da-nang-bo-chon-phon-hoa-8x-ve-que-trong-vuon-rau- thong-minh-40-dau-tien-tai-viet-nam-20210412155420233.htm [15] https://resources.cystack.net/http-va-https-la-gi [16] https://taowebsite.com.vn/danh-gia-000webhost-cho-thiet-ke-web-wordpress/ [17] https://dientu360.com/nodemcu-lua-wifi-esp8266 [18] https://tapit.vn/chuc-nang-nhap-xuat-tin-hieu-gpio-tren-nodemcu-esp32-dev- kit-va-nhung-luu-y-khi-su-dung/ [19] https://storelinhkien.com/san-pham/dht11/
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH [20] https://howtomechatronics.com/projects/arduino-radar-project/ [21] https://vietmachine.com.vn/huong-dan-su-dung-cam-bien-nhiet-do-va-do-am- cua-dht11-dht22-bang-arduino.html [22] https://nshopvn.com/product/man-hinh-cam-ung-nextion-nx4024t032-3-2- inch/ [23] https://nshopvn.com/product/man-hinh-cam-ung-nextion-nx4024t032-3-2-inch/ [24] https://banlinhkien.shop/man-hinh-cam-ung-hmi-uart-nextion-5-inch- nx8048k050 [25] https://banlinhkien.shop/man-hinh-cam-ung-hmi-uart-nextion-5-inch- nx8048k050 [26] https://banlinhkien.shop/man-hinh-cam-ung-hmi-uart-nextion-5-inch- nx8048k050 [27] https://banlinhkien.shop/man-hinh-cam-ung-hmi-uart-nextion-5-inch- nx8048k050 [28] https://banlinhkien.shop/man-hinh-cam-ung-hmi-uart-nextion-5-inch- nx8048k050 [29] https://nshopvn.com/product/module-4-relay-voi-opto-cach-ly-5vdc/ [30] https://shopee.vn/%C4%90%E1%BA%A7u-phun-s%C6%B0%C6%A1ng- si%C3%AAu-%C3%A2m-350ml-h-c%C3%B3-%C4%91%C3%A8n-LED- i.83243015.2296002345 [31] https://nshopvn.com/product/dong-co-bom-365-12vdc/ [32] https://chieusangphilips.com.vn/den-led-thanh-5050-12v-sieu-sang/ [33] https://nshopvn.com/product/mach-giam-ap-dc-lm2596-3a/ [34] https://nguonled.vn/nguon-tong-24v2a
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH
Phụ Lục
Chương trình hoạt động của hệ thống:
#include "DHTesp.h" #ifdef ESP32
#pragma message(THIS EXAMPLE IS FOR ESP8266 ONLY!) #error Select ESP8266 board.
#endif
#include "Nextion.h" DHTesp dht;
#define BLYNK_PRINT Serial