Thiết kế hệ thống mô hình nông nghiệp tự động

Mục đích của bài viết này là giúp giảm đến mức tối thiểu nhất những ảnh hưởng xấu trên. Giúp người nông dân có thể trồng trọt tốt hơn và cho năng suất cao, giúp tạo ra thị trường lượng thực phẩm sạch, đảm bảo chất lượng đó chính là lý do nhóm quyết định cho ra đời‚ Thiết kế mô hình nông nghiệp tự động. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế hệ thống mô hình nông nghiệp tự động THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÔ HÌNH NÔNG NGHIỆP TỰ ĐỘNG Phạm Quốc Nhân, Phạm Đăng Khoa Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP.Hồ Chí Minh GVHD: ThS. Nghiêm Hoàng HảiTÓM TẮTNgười nông dân chịu rất nhiều thiệt hại trong trồng trọt do bị ảnh hưởng của thời tiết phần lớnnguồn thu nhập dựa vào chăn nuôi và trồng trọt. Bên cạnh đó nguồn thực phẩm đang ngày càngđáng lo ngại khi bị bảo quản, kích thích tốc độ tăng trưởng bởi nhiều chất hóa học gây hại. Nhómnghiên cứu quyết định chọn đề tài ‛Thiết kế mô hình hệ thống nông nghiệp tự động‛ nhằm giúpgiảm đến mức tối thiểu nhất những ảnh hưởng xấu trên. Giúp người nông dân có thể trồng trọt tốthơn và cho năng suất cao, giúp tạo ra thị trường lượng thực phẩm sạch, đảm bảo chất lượng đóchính là lý do nhóm quyết định cho ra đời ‚Thiết kế mô hình nông nghiệp tự động‛[5 ].1 GIỚI THIỆUTa cần ba khối chính cho mạch: Khối vi xử lý, khối cảm biến nhiệt độ và độ ẩm, động cơ bên cạnhđó ta còn có nguồn (dùng cục sạc điện thoại 5VDC 1A) và hệ thống quạt gió làm mát (12VDC) [5,6,7].Mạch này dùng để cảm biến nhiệt độ và độ ẩm của đất. Khi nhiệt độ thấp hoặc cao hơn nhiệt độcho phép thì động cơ hoạt động tưới nước cho cây trồng, đồng thời có quạt làm mát hạ nhiệt độxuống phù hợp với sự thích nghi tốt nhất cho cây trồng. – Để nhận biết nhiệt độ và độ ẩm đất ta dùng SHT10. – Dùng PIC16F887 để kết nối và xử lý các khối trong mạch. – Để khắc phục những hậu quả trên và làm giảm tỷ lệ thiệt hại xuống mức thấp, giúp người nông dân chủ động hơn trong việc trồng trọt và tăng năng suất cây trồng cũng như không tốn nhiều công sức thời gian như trước. – Chỉ với một khoản kinh phí nhỏ, nhưng đảm bảo sức khỏe, an toàn cho mọi gia đình, giúp cuộc sống của người nông dân ổn định hơn, có nhiều thời gian rảnh để chăn nuôi giúp tăng nguồn thu nhập. Đồng thời cung cấp cho thị trường nguồn lương thực dồi dào và sạch [1-5].2 THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG2.1 Sơ đồ khối Hình 1. Sơ đồ khối của hệ thống 105Khối nguồn: Cung cấp nguồn cho hệ thống, ta chọn nguồn +5V cho mạch chính và +12V chođộng cơ. Trong mô hình này ta sử dụng jack cắm điện thoại[5].Khối vi xử lý: Khối này có nhiệm vụ xử lý các tín hiệu nhận được từ các thiết bị. Ở đây dùngpic16F887, đây là khối quan trọng nơi nạp code vào để mạch hoạt động[1-5].Khối cảm biến nhiệt độ, độ ẩm: Sử dụng SHT10 có vỏ bảo vệ V2 nhận biết nhiệt độ, độ ẩm hiệntại của đất để xử lý và có sự điều chỉnh cho phù hợp[1-5].Khối động cơ: Hoạt động dựa vào khối cảm biến nhiệt độ, độ ẩm. Nếu nhiệt độ và độ ẩm đấtthấp hoặc cao hơn mức cho phép thì khối này mới hoạt động và xử lý để đưa nhiệt độ, độ ẩm vềtrạng thái ban đầu. Ở đây ta sử dụng hai động cơ: động cơ bơm P385 và quạt mini[1-5].2.2 Sơ đồ nguyên lý của thiết kế mô hình hệ thống nông nghiệp tự động Hình 2. Sơ đồ nguyên lý thiết kế mô hình nông nghiệp tự động (khối động cơ) Hình 3. Sơ đồ nguyên lý thiết kế mô hình nông ngiệp tự động (khối nguồn, khối vi xử lý, khối cảm biến nhiệt độ, độ ẩm)[5]106Hình 4. Sơ đồ layout của thiết kế mô hình nông nghiệp tự động Hình 5. Sơ đồ 3D của thiết kế mô hình nông nghiệp tự độngHình 6. Sơ đồ mạch in của thiết kế mô hình nông nghiệp tự động 1072.3 Tính toán các thông số cho từng khốiKhối vi xử lý:Dùng VR10k để chỉnh độ sáng tối cho LCD.Khối cảm biến nhiệt độ, độ ẩmDùng điện trở 10k để giảm điện áp qua mạch vì SHT10 chỉ chịu được điện áp từ 3-5V DC, bảo vệcảm biến hoạt động được hiệu quả và kéo dài thời gian sử dụng hơn.Khối động cơGắn diode qua relay nhằm mục đích: Cuộn dây của relay là phần tử có tính cảm. Khi ta đột ngộtngắt dòng điện nó đang dẫn thì sẽ sinh ra sức điện động tự cảm rất lớn có thể làm hỏng cuộn dây.Đồng thời dòng tự cảm rất lớn sẽ gây hồ quang tại tiếp điểm đóng cắt cho cuộn dây relay. ConDiode đó nhằm mục đích dẫn dòng tự cảm chạy qua chính cuộn dây để tiêu tán năng lượng; bảovệ cho RL và cho tiếp điểm đóng cắt cho RL[1-5].2.4 Nguyên lý hoạt động của mạchKhi cấp nguồn 5VDC, pic16f887 có nguồn và hoạt động thông qua chương trình code đã nạp sẵn,nếu nhiệt độ, độ ẩm SHT10 lớn hơn hoặc thấp hơn mức quy định thì khối động cơ nhận được lệnhvà hoạt động. LCD khi nhận được nguồn và chương trình từ pic thì sẽ hiển thị các thông số màchúng ta đã lập trình.2.5 Đo đạc, kiểm tra các thông số hoạt động của mạch Pic: 4.6 V. Enable lcd: 0.5 V. Nguồn lcd: 4.6 V. Sht10: 4.4 V. Động cơ: 11 V.3 KẾT LUẬN3.1 Kiểm nghiệm quá ...