Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chương 2. HIẾT KẾ MÔ HÌNH VƯỜN TRỒNG VÀ TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ

Chương 2. HIẾT KẾ MÔ HÌNH VƯỜN TRỒNG VÀ TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ

Tải bản đầy đủ - 0trang

Đồ án tốt nghiệp



2.2 Tính chọn thiết bị cho mơ hình

- Cùng với u cầu thiết kế mơ hình:

+ hệ thống chiếu sáng đạt chuẩn cung cấp đầy đủ ánh sáng cho cây trồng.

+ hệ thống tưới nước nhỏ giọt tiện dụng cung cấp đầy đủ nước cho cây cùng hệ thống

chống tràn, chống ngập úng cho cây nếu có xảy ra xự cố.

+ hệ thống điện an toàn, tiết kiệm điện năng. (dòng điện trong mơ hình <= 12v không

gây nguy hiểm, hệ thống điện cách xa hệ thống nước không gây chập cháy).

+ nhỏ gọn phù hợp với các căn hộ trong thành phố

+ có thể đóng hộp để di chuyển xa

+ tối giản việc lắp ráp cho người dùng

+ tính thẩm mỹ cao

+ sự vững chắc, tiện dụng (di chuyển dễ dàng vị trí mơ hình với các bánh lăn)

+ vừa tầm tay với mọi người khi chăm sóc cây trồng (các khay đất có thể nâng lên hạ

xuống).

+ giảm chi phí giá thành tối đa phù hợp điều kiện kinh tế đất nước cũng như tạo lợi ích

tối đa cho người mua sử dụng.

qua một thời gian ngiên cứu chúng em đã thiết kế mơ hình dưới đây phù hợp với các

u cầu đưa ra.

Mơ hình thiết kế trên solidwork:

2.2.1 Khung kim loại

- Lựa chọn vật liệu thép không gỉ để đảm bảo sự chắc chắn, bền, đẹp.

- Mơ hình khi thu gọn cho vừa vào hộp cao 60cm, rơng 65cm, dày 45cm.

- Mơ hình có chiều cao tối đa khi đưa ra sử dụng là 1m7, chiều rộng 65cm, bề dày

45cm.



Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội



Trang36



Đồ án tốt nghiệp

Ảnh phẩn cơ khí của mơ hình:



Hình 2.1: Khung mơ hình

Mơ hình khi thu gọn:



Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội



Trang37



Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.2: Khung mơ hình khi thu gọn

Các phần chi tiết:

- Phần đế của mơ hình, thiết kế 4 cột chắc

chắn,

+ Tầng dưới để bể nước cung câp nước cho

khu vườn cũng có thể tận dụng bể nước làm

bể cá cảnh rấp đẹp.

+Tầng 2 để chậu đất.



- Tầng ở giữa tiếp theo để chậu đất

cũng như gắn led quang hợp mặt

dưới để chiếu sáng cho tầng ở

dưới.



- Tầng trên cùng để bộ điều khiển ở

trên và gắp led quang hợp để

chiếu sáng cho tầng ở dưới.



Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội



Trang38



Đồ án tốt nghiệp



2.2.2 Chậu trồng cây

Vật liệu: Nhựa

Kích thước: 60x40x15 cm

Chậu nhựa có thiết kế bắt mắt, chắc chắn, có lỗ thốt nước chống ngập úng, giá thành

hợp lý, có thể đặt lên các loại giá kệ.



Hình 2.3: Chậu trồng cây

2.2.3 Hệ thống tưới nhỏ giọt gồm:



Béc tưới 8 tia có chân cắm



ống tưới 6mm



Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội



bơm nước mini 12v

Trang39



Đồ án tốt nghiệp

2.2.4 Đèn led chiếu sáng

Như chúng ta đã biết ánh sáng mặt trời là tổng hợp của ánh sáng trắng trong khi cây

trồng chỉ hấp thụ hai dải ánh sáng chính là ánh sáng màu xanh dương( 425nm- 475nm)

và dải ánh sáng đỏ( 620nm-730nm) cho việc quang hợp, chính vì vậy đèn led nơng

nghiệp mà chúng em lựa chọn sẽ chiếu ra đúng hai dải bước sóng phổ này để cho cây

trồng quang hợp, như vậy ánh sáng của đèn led nông nghiệp phát ra được cây trồng

hấp thụ hồn tồn nên rất hữu ích cho cây trồng đồng thời cũng tối ưu hóa điện năng

tiêu thụ mà đèn phát ra, khơng bị lãng phí như những loại đèn chiếu sáng thông thường

khác.

Để đáp ứng yêu cầu này nhóm chúng em đã lựa chọn loại đèn led nơng nghiệp dạng

tp màu tím. Loại đèn này vừa đáp ứng được nhu cầu hấp thụ hai dải ánh sáng là ánh

sáng màu xanh dương và ánh sáng màu đỏ của cây, vừa thuận lợi cho việc lắp đặt và

chiếu sáng đối với mơ hình trồng cây nhiều tầng.

Thơng số:

Chiều dài 60cm

Cơng suất 20W

Nguồn



Hình 2.4: Led chiếu sáng cho mơ hình trồng rau trong nhà

Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội



Trang40



Đồ án tốt nghiệp

2.3 Tính chọn thiết bị điều khiển

2.3.1 Vi điều khiển Arduino

2.3.1.1 Lịch sử phát triển

Arduino là một bo mạch vi điều khiển do một nhóm giáo sư sinh viên ý thiết kế và đưa

ra đầu tiên năm 2005. Mạch Arduino được sử dụng để cảm nhận và điều khiển đối

tượng khác nhau. Nó có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ từ lấy tín hiệu từ cảm biến đến

điều khiển đèn, động cơ và nhiều đối tượng khác. Ngồi ra mạch còn có khả năng liên

kết với nhiều module khác nhau như module đọc thẻ từ, ethernet shield, sim900A,... để

tăng khả năng ứng dụng của mạch.

Phần cứng bao gồm một boad mạch nguồn mở được thiết kế trên nền tảng vi xử lý

AVR Atmel 8-bit, hoặc ARM Atmel 32-bit... Hiện phần cứng của Arduino có rất nhiều

phiên bản, tuy nhiên phiên bản thường được sử dụng nhiều nhất là Arduino Uno và

Arduino Mega.



Hình 2.5: Một số các board Arduino

Khả năng của bo mạch Arduino

Bo mạch Arduino sử dụng dòng vi xử lý 8-bit megaAVR của Atmel với hai chip phổ

biến nhất là ATmega328 và ATmega2560. Các dòng vi xử lý này cho phép lập trình

các ứng dụng điều khiển phức tạp do được trang bị cấu hình mạnh với các loại bộ nhớ



Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội



Trang41



Đồ án tốt nghiệp

ROM, RAM và Flash, các ngõ vào ra digital I/O trong đó có nhiều ngõ có khả năng

xuất tín hiệu PWM, các ngõ đọc tín hiệu analog và các chuẩn giao tiếp đa dạng như

UART, SPI, TWI (I2C).

Sức mạnh xử lý











Xung nhịp: 16MHz

EEPROM: 1KB (ATmega328) và 4KB (ATmega2560)

SRAM: 2KB (Atmega328) và 8KB (Atmega2560)

Flash: 32KB (Atmega328) và 256KB (Atmega2560)



Đọc tín hiệu cảm biến ngõ vào:

 Digital:

- Các bo mạch Arduino đều có các cổng digital có thể cấu hình làm ngõ vào hoặc ngõ

ra bằng phần mềm. Do đó người dùng có thể linh hoạt quyết định số lượng ngõ vào và

ngõ ra.

- Tổng số lượng cổng digital trên các mạch dùng Atmega328 là 14, và trên

Atmega2560 là 54.

 Analog:

- Các bo mạch Arduino đều có trang bị các ngõ vào analog với độ phân giải 10-bit

(1024 phân mức, ví dụ với điện áp chuẩn là 5V thì độ phân giải khoảng 0.5mV).

- Số lượng cổng vào analog là 6 đối với Atmega328, và 16 đối với Atmega2560.

- Với tính năng đọc analog, người dùng có thể đọc nhiều loại cảm biến như nhiệt độ,

áp suất, độ ẩm, ánh sáng, gyro, accelerometer…

Xuất tín hiệu điều khiển ngõ ra:

 Digital output:

- Tương tự như các cổng vào digital, người dùng có thể cấu hình trên phần mềm để

quyết định dùng ngõ digital nào là ngõ ra.

- Tổng số lượng cổng digital trên các mạch dùng Atmega328 là 14, và trên

Atmega2560 là 54.

 PWM output:

- Trong số các cổng digital, người dùng có thể chọn một số cổng dùng để xuất tín hiệu

điều chế xung PWM. Độ phân giải của các tín hiệu PWM này là 8-bit.



Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội



Trang42



Đồ án tốt nghiệp

- Số lượng cổng PWM đối với các bo dùng Atmega328 là 6, và đối với các bo dùng

Atmega2560 là 14.

- PWM có nhiều ứng dụng trong viễn thông, xử lý âm thanh hoặc điều khiển động cơ

mà phổ biến nhất là động cơ servos trong các máy bay mơ hình.

Chuẩn Giao tiếp

 Serial:

- Đây là chuẩn giao tiếp nối tiếp được dùng rất phổ biến trên các bo mạch Arduino.

Mỗi bo có trang bị một số cổng Serial cứng (việc giao tiếp do phần cứng trong chip

thực hiện). Bên cạnh đó, tất cả các cổng digital còn lại đều có thể thực hiện giao tiếp

nối tiếp bằng phần mềm (có thư viện chuẩn, người dùng không cần phải viết code). --- Mức tín hiệu của các cổng này là TTL 5V. Lưu ý cổng nối tiếp RS-232 trên các

thiết bị hoặc PC có mức tín hiệu là UART 12V. Để giao tiếp được giữa hai mức tín

hiệu, cần phải có bộ chuyển mức, ví dụ như chip MAX232.

- Số lượng cổng Serial cứng của Atmega328 là 1 và của Atmega2560 là 4.

- Với tính năng giao tiếp nối tiếp, các bo Arduino có thể giao tiếp được với rất nhiều

thiết bị như PC, touchscreen, các game console…

 USB:

Các bo Arduino tiêu chuẩn đều có trang bị một cổng USB để thực hiện kết nối

với máy tính dùng cho việc tải chương trình. Tuy nhiên các chip AVR khơng có cổng

USB, do đó các bo Ardunino phải trang bị thêm phần chuyển đổi từ USB thành tín

hiệu UART. Do đó máy tính nhận diện cổng USB này là cổng COM chứ không phải là

cổng USB tiêu chuẩn.

 SPI:

Đây là một chuẩn giao tiếp nối tiếp đồng bộ có bus gồm có 4 dây. Với tính

năng này các bo Arduino có thể kết nối với các thiết bị như LCD, bộ điều khiển video

game, bộ điều khiển cảm biến các loại, đọc thẻ nhớ SD và MMC…

 TWI (I2C):

Đây là một chuẩn giao tiếp đồng bộ khác nhưng bus chỉ có hai dây. Với tính

năng này, các bo Arduino có thể giao tiếp với một số loại cảm biến như thermostat của



Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội



Trang43



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chương 2. HIẾT KẾ MÔ HÌNH VƯỜN TRỒNG VÀ TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×