Báo cáo đồ án môn học đề tài hệ thống vườn rau tự động

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Ngày nay, nhu cầu về thực phẩm của con người ngày càng lớn, do đó việc ứng dụng công nghệ tự động vào sản xuất nông nghiệp cụ thể là trồng trọt đang rất cần thiết để n

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO ĐỒ ÁN

Môn học:

GVHD: ThS Nguyễn Duy Thảo

HVTH: Nguyễn Tấn Tính MSSV: 19161301

Tp Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 01 năm 2023

Trang 2

Lời cảm ơn

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những

sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp Chính vì vậy em cảm thấy rất biết ơn vì trong suốt thời gian học tập em đã nhận được rất nhiều

sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè

Em xin chân thành cảm ơn thầy Ths Nguyễn Duy Thảo đã tận tâm hướng dẫn em hoàn thành đồ án môn học này Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của thầy thì em nghĩ đồ án môn học này của em rất khó có thể hoàn thiện được như hiện tại Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy Sau cùng, em xin kính chúc thầy luôn dồi dào sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp của mình là truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai sau

Trân trọng

Trang 3

Nhận xét

LỜI CAM ĐOAN

Đề tài này là do tôi tự thực hiện dựa vào một số tài liệu và không sao chép từ tài liệu

hay công trình đã có trước đó Nếu có sao chép tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm

Trang 4

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 3

Chương 1: GIỚI THIỆU YÊU CẦU – GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI 5

1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 5

1.2 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI 5

Chương 2: THIẾT KẾ (HOẶC KHẢO SÁT SƠ ĐỒ KHỐI) 6

2.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI (HOẶC KHẢO SÁT SƠ ĐỒ KHỐI) 6

2.1.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 7

2.1.2 LƯU ĐỒ VÀ CHƯƠNG TRÌNH (NẾU DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN VÀ PHẢI VIẾT THEO ĐÚNG CHUẨN) 10

Chương 3: THI CÔNG MẠCH 13

3.1 VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 13

3.2 MÔ HÌNH THỰC TẾ 14

3.3 GIA CÔNG MẠCH VÀ LẮP RÁP KIỂM TRA MẠCH 14

Chương 4: KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KẾT LUẬN 15

4.1 KẾT QUẢ THỰC HIỆN 15

4.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 15

TÀI LỆU THAM KHẢO 17

PHỤ LỤC 18

P1 DATASHEET 18

Trang 5

Đồ án môn học 2 – HỆ THỐNG VƯỜN RAU TỰ ĐỘNG

Chương 1: GIỚI THIỆU YÊU CẦU – GIỚI HẠN CỦA

ĐỀ TÀI

1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Ngày nay, nhu cầu về thực phẩm của con người ngày càng lớn, do đó việc ứng dụng công nghệ tự động vào sản xuất nông nghiệp cụ thể là trồng trọt đang rất cần thiết để nâng cao năng suất làm việc và sản lượng thu hoạch; đây cũng chính là

xu hướng phát triển của công nghiệp trong xã hội hiện đại Hiện nay, nhu cầu sử dụng hệ thống tự động này là rất lớn không chỉ phổ biến tại các nông trại lớn hàng nghìn ha hay các mô hình trồng rau sạch trong nhà kính mà còn xuất hiện rộng rãi trong các mô hình vườn rau sạch trong các gia đình thành thị, hay mới xuất hiện trong những năm gần đây là mô mình trang trại tự động công nghệ cao có thể trồng rau thuỷ canh kết hợp ánh sáng nhân tạo được đánh giá rất cao Từ đó ta thấy rằng vai trò của của các công nghệ tự động ngày càng trở nên quan trọng trong đời sống Tuy nhiên không gì là hoàn hảo, chúng vẫn còn nhiều hạn chế và giới hạn cần được cải thiện và phát triển hơn

Cùng với sự bùng nổ thông tin thì sự ra đời của nhiều Module LCD, Module thời gian thực, các bo điều khiển như Arduino, Raspberry giúp cho việc thiết kế những hệ thống tự động hướng tới thông minh ứng dụng trong cuộc sống ngày càng trở nên dễ dàng hơn

Từ những khảo sát trên, cùng với các kiến thức đã được trang bị, nhóm làm đề tài kiến nghị thực hiện việc thiết kết và thi công một hệ thống tự động điều khiển vào vườn rau Đồ án này xin phép được trình bày các bước xây dựng một hệ thống tưới

cơ bản cho một vườn rau

1.2 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI

Hệ thống cập nhật và hiển thị độ ẩm đất Dựa vào thông số độ ẩm đất để điều khiển máy bơm làm duy trì độ ẩm trong đất trong khoảng đã cài đặt

4 Nguyễn Tấn Tính

Trang 6

Chương 2: THIẾT KẾ (HOẶC KHẢO SÁT SƠ ĐỒ

KHỐI)

2.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI (HOẶC KHẢO SÁT SƠ

ĐỒ KHỐI)

Theo yêu cầu của đề tài thì nhóm đã tiến hành thiết kế sơ đồ khối của mạch đếm sản phẩm như hình 2-1:

Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống bơm tự động.

Chức năng từng khối:

 Khối nguồn: có chức năng cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống để hoạt động

 Khối cảm biến: có chức năng cập nhật độ ẩm đất đưa đến khối xử lý trung tâm

Trang 7

Recommandé pour toi

Chapter 3 Management Fourteenth Edition Managing the External Environment and the Organization’s Culture…

international Business Management 100% (1)

Ajzen The theory of planned behavior OB and Human decision process

Institute of Geography, Vietnamese Academy of

Science and Technology 100% (3)

Chapter 19 - Lecture notes 1

Institute of Geography, Vietnamese Academy of

Science and Technology 100% (1)

Lab 1 - Wireshark Intro v7

Introduction to Computer Science 100% (2)

Suite du document ci-dessous

3

33

4

10

Trang 8

 Khối động cơ: có chức năng nhận tín hiệu điều khiển từ khối điều khiển trung tâm để tắt mở máy bơm

 Khối hiển thị: có chức năng hiển thị thông số độ ẩm đất liên tục từ cảm biến

 Khối điều khiển trung tâm: có chức năng nhận thông tin từ khối cảm biến để

2.1.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

a KHỐI HIỂN THỊ:

Khối hiển sử dụng màn hình LCD, được cấu tạo nên bởi các tế bào (các điểm ảnh) chứa tinh thể lỏng với khả năng thay đổi tính phân cực của ánh sáng và thay đổIc cường độ ánh sáng truyền qua khi kết hợp với các loại kính lọc phân cực

Hình: lcd có kết nối i2c

Màn hình LCD 16X2 kèm I2C nền xanh dương chữ trắng sử dụng driver HD44780 có khả năng hiển thị 2 dòng với mỗi dòng

20 ký tự Màu nền xanh dương chữ bên trong màu trắng hiển thị

rõ nét

Trang 9

Module I2C dùng để giao tiếp giữa arduino và LCD, giúp tiết kiệm chân kết nối, từ 16 chân còn 4 chân kết nối

Hình 2-1 Sơ đồ kết nối lcd với module I2C

b KHỐI NGUỒN:

- Khối này bao gồm nguồn cung cấp cho toàn bộ hệ thống

- Sử dụng nguồn điện một chiều

- Sử dụng đúng nguồn phù hợp với Arduino,

- Đủ dòng và đủ áp để arduino cung cấp cho các thiết bị ngoại vi khác

- Sử dụng hiệu quả và tiết kiệm năng lượng

- Thiết kế đơn gian, không phức tạp

c KHỐI CẢM BIẾN:

Khi module cảm biến độ ẩm phát hiện, khi đó sẽ có sự thay đổi điện áp ngay tại đầu vào của ic LM393 Ic này nhận biết có sự thay đổi nó sẽ đưa ra một tín hiệu 0V để báo hiệu và thay đổi như thế nào sẽ được tính toán để đọc độ ẩm đất

Trang 10

Hình: Cảm biến độ ẩm đất

 Điện áp làm việc 3.3V ~ 5V

 Khi độ ẩm đất vượt quá giá trị được thiết lập, ngõ ra của module D0 ở mức giá trị là 0V

 Ngõ ra D0 có thể được kết nối trực tiếp với vi điều khiển như (Arduino, PIC, AVR, STM), để phát hiện cao và thấp,

và do đó để phát hiện độ ẩm của đất

 Đầu ra Analog AO có thể được kết nối với bộ chuyển đổi ADC có thể nhận được các giá trị chính xác hơn độ ẩm của đất

d KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM:

e SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CHO TOÀN MẠCH

Trang 11

2.1.2 LƯU ĐỒ VÀ CHƯƠNG TRÌNH (NẾU DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN VÀ PHẢI VIẾT THEO ĐÚNG CHUẨN)

Trang 12

a CHƯƠNG TRÌNH

Trang 13

b GIẢI THÍCH CÁC LỆNH SỬ DỤNG TRONG CHƯƠNG TRÌNH.

Trang 14

Chương 3: THI CÔNG MẠCH

3.1 VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

Giới thiệu phần mềm vẽ, cách vẽ, cách kiểm tra lỗi, …

Lập danh sách linh kiện:

Trang 15

3.2 MÔ HÌNH THỰC TẾ

3.3 GIA CÔNG MẠCH VÀ LẮP RÁP KIỂM TRA

MẠCH

Danh sách linh kiện cho mạch, lắp ráp, kiểm tra

Các lỗi xảy ra, cách hiệu chỉnh, các thông cần đo, kiểm tra trong quá

trình thi công

Phương trình sử dụng để tính toán điện áp trên Led như sau:

(3.1)

Trang 16

Chương 4: KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KẾT LUẬN

4.1 KẾT QUẢ THỰC HIỆN

Sau khi thực hiện để tài thì cá nhân đã hoành thành các nội dung sau:

Về kỹ năng:

 Có thêm kinh nghiệm trong việc lâp kế hoạch thiết kế và thi công hoàn thiện một

 Sản phẩm

 Có cơ hội được vận dụng cũng như rèn luyện những kiến thức đã học

để tạo ra

 Những sản phẩm công nghệ có ích cho cuộc sống

 Phát triển thêm những kỹ năng giải quyết vấn đề

Về kiến thức:

 Có thêm kiến thức, hiểu biết về vi điều khiển Arduino

 Biết được cách giao tiếp giữa Arduino với các thiết bị ngoại vi và đặc biệt là cảm biến và động cơ

 Mở rộng kiến thức về lập trình trên phần mềm Ảduino IDE

Về sản phẩm:

 Sản phẩm hoạt động được đúng theo yêu cầu đặt ra tuy nhiên vẫn còn chưa ổn định và chưa hoạt động thật sự tốt

Hạn chế chưa khắc phục:

 Thiết kế chưa được thẩm mỹ

 Chưa tối ưu được các kỹ thuật lập trình

 Động cơ chưa ổn định đôi khi bơm nước yếu hơn bình thường ảnh hưởng đến chức năng chính của hệ thống

4.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN

 Ứng dụng kết nối wifi với các modun khác để xây dựng khu vườn thông minh

 Mở rộng thêm các modun cảm biến có thể tích hợp vào hệ thống

Trang 17

 Xây dựng web, database để kiểm soát dữ liệu và điều khiển từ xa

Trang 18

TÀI LỆU THAM KHẢO

[1] Tên tác giả, “tên tài liệu”, tên của nhà xuất bản, năm

[2] Nguyen Dinh Phu, Nguyen Truong Duy, “Giáo Trình: Kỹ Thuật Số”,

Xuất bản ĐH Quốc Gia, Tp.HCM, 2013

Trang 19

PHỤ LỤC

Kèm theo những datasheet của IC hay những tài liệu phổ biến khác

Tiêu đề	Hệ Thống Vườn Rau Tự Động
Tác giả	Nguyễn Tấn Tính
Người hướng dẫn	ThS. Nguyễn Duy Thảo
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Hệ thống vườn rau tự động
Thể loại	Đề án môn học
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	19
Dung lượng	3,29 MB