MÁY ẤP TRỨNG
Chương 3 tiến hành phân tích, thiết kế chế tạo mô hình máy ấp trứng phục vụ trong nông nghiệp chăn nuôi gia cầm.
3.1 Các tiêu chí thiết kế
Thiết kế mạch cần đảm bảo các tiêu chí sau:
- Nhiệt độ và độ ẩm phải phù hợp với đặc điểm của từng loại trứng. Khi nhiệt
độ quá cao mạch sẽ tự động ngắt bóng đèn và bật quạt tản nhiệt để làm giảm nhiệt
độ đến mức nhiệt độ thích hợp.
- Mạch hoạt động ổn định và đạt hiệu quả cao.
- Đo chính xác các giá trị từ cảm biến.
3.2 Sơ đồ khối
Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống
Chức năng của các khối:
a. Khối nguồn
- Tạo nguồn với hai mức điện áp 5V cấp cho mạch Arduino
- Cung cấp nguồn 220V cho đèn điện và khay đảo trứng.
- Cung cấp nguồn 12V cho quạt tản nhiệt.
b. Khối điều khiển Arduino
Board arduino ATMega2560 được thực hiện chọn làm bộ xử lý trung tâm trong phần đề tài này. Board có thề sử dụng nguồn từ USB máy tính cấp hoặc có thể sử dụng nguồn ngoài tùy theo ý muốn của người sử dụng. Với ưu điểm của board là dễ
sử dụng, được hỗ trợ nhiều trên các diễn đàn. Ngoài ra nó còn được hổ trợ nhiều thư viện lập trình từ nhà sản xuất cũng như người dùng. Riêng Chip ATmega328 gắn trên board còn được tích hợp thêm bộ xử lý ADC 10bit. Về trình biên dịch có giao diện dễ
sử dụng cũng như code lập trình đơn giản. Với những ưu điểm trên nên board rất thích hợp cho mọi tầng lớp người dùng sử dụng.
c. Khối wifi
Khối mạch wifi ESP8266
Module ESP8266-01 hỗ trợ chuẩn giao tiếp UART, thích hợp giao tiếp với vi điều khiển để truyền tải dữ liệu hay điều khiển các thiết bị thông qua WiFi. Module ESP8266-01 có khả năng hoạt động độc lập với 2 chân I/O (cho phép module kết nối trực tiếp với cảm biến, thiết bị ngoại vi hoặc điều khiển máy chủ thông qua Wifi) và có khả năng lưu trữ với bộ nhớ Flash 1MB. 2 chân I/O cho mức điện áp ra tối đa 3.6V nên cần một bộ chuyển đổi mức điện áp đối với các thiết bị điện áp cao hơn như Arduino (5V). ESP8266 sử dụng nguồn áp 3.3V.
d. Khối cảm biến
- Cảm biến nhiệt độ: dùng để đo nhiệt độ trong máy ấp trứng
- Cảm biến chuyển động thân nhiệt: dùng để báo khi gà nở
- Cảm biến khoảng cách: dùng để đo khoảng cách, để từ đó điều khiển servo đóng, mở nắp máy ấp trứng.
e. Khối đóng ngắt Relay
Khi có tín hiệu từ hệ thống, thì khối đóng/cắt thiết bị. Tùy theo tính hiệu mà khối sẽ thực hiện đóng hay ngắt, điều khiểu thiết bị.
3.3 Lưu đồ thuật toán cho hệ thống cung cấp nhiệt độ
Chương trình khởi tạo hệ thống, chip ATMega2560 sẽ được lập trình để đọc các giá trị của cảm biến nhiệt độ. Giá trị nhiệt độ sẽ được đưa đến so sánh với giá trị nhiệt độ thiết lập sẵn là 380C. Nếu nhiệt độ thấp hơn hoặc bằng 380C thì máy ấp trứng hoạt động khi đó, bóng đèn sáng cung cấp nhiệt độ cho máy ấp trứng và ngược lại, nếu nhiệt độ cao hơn 380C thì máy ấp trứng ngừng hoạt động, bóng đèn tắt, ngừng cung cấp nhiệt độ cho máy ấp trứng. Công việc cứ lặp đi lặp lại.
Hình 3.2 Lưu đồ thuật toán cho hệ thống cung cấp nhiệt độ 3.4 Mạch sau khi lắp đặt
Từ những mục tiêu, yêu cầu đề ra em đã tiến hành xây dựng hệ thống dựa vào sơ đồ khối, lưu đồ thuật toán cho mạch, cuối cùng em tiến hành lắp đặt mạch cho hệ thống. Bắt đầu là kết nối cảm biến nhiệt độ, cảm biến chuyển động, cảm biến siêu âm, module wifi Esp8266, replay 8 kênh với ARDUINO MEGA2560. Tiếp theo, em tiến hành lắp đặt các thiết bị ngoại vi như bóng đèn 60W, còi báo động, khay đảo trứng với relay. Kết nối các chân của thiết bị theo code đã được lập trình
từ trước qua phần mềm arduino IDE. Chạy thử hệ thống hoạt động ổn định rồi gắn vào mô hình. Sau đó sẽ kết nối ADRUINO MEGA2560 với Blynk bằng internet thông qua module wifi Esp8266 để hiển thị nhiệt độ. Mô hình sau khi lắp đặt và hoàn thành như các hình dưới đây:
Hình 3.3 Linh kiện sau khi nối dây
Hình 3.4 Linh kiện sau khi lắp đặt
Hình 3.4 Hình ảnh phía ngoài máy ấp trứng
Hình 3.5 Hình ảnh phía trong máy ấp trứng