2. Thiết kế chi tiết cỏc thành phần trong hệ thống
2.6.5.Thiết bị đo nồng độ oxi
• Mục tiờu, nhiệm vụ thiết kế
• Mục tiờu thiết kế
Nghiờn cứu, thiết kế chế tạo thành cụng hệ thống tự động hoỏ kết hợp với cụng nghệ sinh học để ứng dụng trong cỏc nhà trồng thụng minh theo một số quy trỡnh sinh học đó xõy dựng. Hệ thống đo lường và điều khiển đảm bảo cỏc thụng số mụi trường cho nhà trồng cõy (điều kiện vi khớ hậu) như: nhiệt độ, độ ẩm, ỏnh sỏng, giú, nồng độ O2, CO2... Oxi là loại khớ cần thiết để đỏnh giỏ quỏ trỡnh quang hợp của cõy nờn hệ thống cần chế tạo được đầu đo Oxi nhằm đỏnh giỏ được mụi trường để đưa ra tớn hiệu điều khiển thớch hợp
• Nhiệm vụ thiết kế
Thiết bịđược thiết kếđểđo nồng độ Oxi với cỏc thụng số cụ thể như sau: Dải đo O2: (0ữ25)% độ chớnh xỏc ±5% giỏ trịđo
Số lượng: 4 thiết bị
•Thiết kế phần cứng và lựa chọn linh kiện
Mạch cứng được thiết kế với 5 khối:
• Khối nguồn: sử dụng 7805 để chuyển từđiện ỏp 9-12V AC về điện ỏp 5V DC cấp nguồn cho cỏc thiết bị trờn mạch.
• Khối xử lý tớn hiệu tương tự: sử dụng mạch khuờch đại vi sai đểđưa ra ỏp vào ADC của vi điều khiển.
• Khối hiển thị: sử dụng LED 7 thanh hiển thị giỏ trị nồng độ Oxi.
• Khối xử lý tớn hiệu số: sử dụng vi điều khiển Atmega164 là trung tõm xử lý và điều phối cỏc tớn hiệu của mạch đầu đo.
Hỡnh 3.49: Sơđồ khối mạch cứng đầu đo Oxi
• Chọn cảm biến
Trong khuụn khổ đề tài nhà trồng chỳng tụi thấy rằng cảm biến Oxi loại mao dẫn cú cỏc giỏ trị phự hợp với cỏc điều kiện đề tài
- Khoảng hoạt động: 0-25% - Khoảng đo lớn nhất: 30%
- Thời gian sống: 2 năm trong khụng khớ - Tớn hiệu ra: 0.10 ± 0.02mA in air - Thời gian đỏp ứng: <15 giõy - Nhiệt độ hoạt động: -20°C to +50°C - Hệ số nhiệt độ: 0.2% signal/°C - Áp suất hoạt động: Atmospheric ± 10% - Hệ số ỏp suất: <0.03% signal/mBar - Độẩm hoạt động: 0 to 99% RH khụng bóo hũa
- Điện trở: 100Ω
- Đặc tớnh đầu ra:
• Mạch nguyờn lý được thiết kế chi tiết trong phụ lục tài liệu cụng nghệ của đề tài
• Thiết kế phần mềm
Đầu đo Oxi được thiết kế thuật toỏn như sau: