Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
1 Xây dựng mô hình cho hệ thống nhà vườn.

1 Xây dựng mô hình cho hệ thống nhà vườn.

Tải bản đầy đủ - 0trang





36



 Vật liệu được lựa chọn

- Phần khung : Sử dụng sắt V loại 3cm có lỗ sẵn với ưu điểm gọn

nhẹ, dễ dàng gia cơng, có thể tùy biến kích thước theo yêu cầu.

- Phần mái : được lợp từ nhựa miếng PP xanh dương, bên dưới là

khung sắt dạng lưới để gia cố và chịu lực. Việc sử dụng PP xanh

dương nhằm mục đích lọc ánh sáng mặt trời đi qua mái vòm , hạn

chế tia UV và các bức xạ khác.

- Phần lưới bao : sử dụng lưới cước trắng, kích thước lỗ lưới rất

nhỏ. Độ đàn hồi và độ bền cao, ngăn chặn sự xâm nhập của côn

trùng gây hại và tránh mưa giông mạnh.

- Phần cửa và chậu gieo trồng : 2 cửa được cấu tạo từ khung nhơm

và bọc lưới. Chậu gieo trồng có kích thước 600 x 400 x150.



Hình 4.3: Chậu gieo trồng

 Ưu điểm của thiết kế :

- Với cửa thơng gió đơi, mơ hình sẽ có sự thơng thống tốt,

giúp giảm diện tích bị nung nóng và làm phân tầng khơng khí

trong nhà kính, nhờ đó tăng được hiệu quả làm mát vào mùa hè,

kiểm soát tốt sự ngưng tụ của hơi nước.. Mái vòm lồi phía trên có

tác dụng che chắn mưa, hệ thống sẽ không bị ảnh hưởng bởi thời

tiết. Giữa phần mái chính và mái lồi được phủ lưới chống côn

trùng gây hại.

Giới hạn của thiết kế : Do những hạn chế về vật tư cũng như yêu

cầu của đề tài nên mơ hình chỉ được che phủ bằng lưới, các vật

liệu khác sử dụng trong mơ hình cũng khơng đạt độ tối ưu. Tính

khí động học của mơ hình cũng chưa được chú trọng.



37



4.1.2 Sơ đồ khối tương quan hệ thống



Hình 4.4: Sơ đồ khối tương quan hệ thống

Nguồn nuôi của hệ thống (Acquy) sẽ phải cấp nguồn 12V cho

các thiết bị ngoại vi, đồng thời sẽ cấp nguồn 5V cho hệ thống xử lý

trung tâm và các cảm biến. Do đó khối nguồn đóng vai trò rất quan

trọng đến sự ổn định của toàn hệ thống, việc sụt nguồn, khơng đủ

dòng hoặc nguồn nóng lên q nhanh sẽ gây hại đến toàn bộ hệ

thống .

Các cảm biến sẽ lấy các thông số từ môi trường về (nhiệt độ, độ

ẩm) từ đó ta có thể xem xét điều khiển đóng mở các thiết bị sao cho

phù hợp với với nhu cầu của chúng ta, và căn chỉnh được lưu lượn

ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm một cách hợp lý.

Tất cả đều được xử lý và phản hồi tín hiệu thơng qua mạng

Internet, thơng qua Ethernet shield. Khi ta truyền dữ liệu từ Internet

xuống bộ phận xử lý thơng qua Blynk, ta có thể điều khiển được thiết

bị mở và tắt, cũng như có thể giám sát được chúng từ xa.



38



4.1.3 Vị trí các khối cảm biến và bộ phận thực thi



Hình 4.5: Sơ đồ bố trí cảm biến và các bộ phận thực thi

Chú thích :

1 : Động cơ bơm 12V



5 : Cảm biến độ ẩm đất



2 : Cảm biến DHT11



6 : Đèn chiếu sáng



3 : Quạt tản nhiệt (4 cái)



7 : Các module cảm biến và vi điều khiển



4: Ống tưới và béc tưới



9 : Cảm biến ánh sáng quang trở



39



4.1.4 Xây dựng khối xử lý của hệ thống



Hình 4.6: Sơ đồ nhánh cây xử lý hệ thống

4.1.4.1 Khối cảm biến

4.1.4.1.1 Cảm biến ẩm đất

Nước là một yếu tố không thể thiếu trong đời sống của mỗi cây

trồng. Tùy từng giai đoạn phát triển khác nhau mà nhu cầu cây trồng

cần nhiều hay ít nước. Tuy nhiên, độ ẩm đồng ruộng mà cây rau màu

cần luôn ở mức từ 75- 80%. Do đó để rau màu phát triển được thuận

lợi chúng ta cần chú ý dưỡng ẩm cho cây được liên tục nhất là thời kì

phát triển thân lá, ra hoa đậu quả và nuôi quả. Đất luống rau cần ẩm

nhưng không ướt( đất nắm trong tay vẫn còn ngun hình dạng

nhưng khơng có nước rỉ ra kẽ tay).

Vì lý do đó, giá trị độ ẩm đất ta thu về phải có sự chính xác và

phù hợp với yếu tố phần cứng hiện có. Module cảm biến ẩm trên thị

trường hiện nay chỉ có thể trả về cho chúng ta giá trị analog chứ

không phải giá trị phần trăm ẩm độ đất. Giá trị analog ta nhận được

thể hiện : 1023 – khơng có ẩm độ , 0 - ẩm độ tối đa.Việc chúng ta cần

làm là xử lý giá trị analog nhận được từ cảm biến và cho ra giá trị ẩm

độ dưới dạng phần trăm. Từ đó vi xử lý sẽ thao tác trên giá trị phần

trăm và người dùng sẽ dể hiểu hơn khi đọc giá trị ẩm độ đất.



40



Lần đo



1



2



3



4



5



Cắm ½ đầu dò ẩm



273



260



255



265



250



Cắm tồn bộ đầu dò ẩm



220



213



228



212



221



Cách cắm



Bảng 4.1 : Giá trị analog thu được khi đo độ ẩm

*Công thức chuyển đổi khi đọc tín hiệu analog truyền về

arduino:

Tín hiệu analog có độ phân giải mặc định trong Arduino là 01023. Vì thế để quy đổi qua phẩn trăm ta dùng hàm “map” để đưa tín

hiệu về 0-100%.

int percent = map(value, 0, 1023, 0, 100);

Kết quả thu được:



Hình 4.7: Kết quả cảm biến ẩm đất đổi ra phần trăm



41



4.1.4.1.2 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11

Tương tự như độ ẩm đất, nhiệt độ và độ ẩm khơng khí cũng

đóng vai trò quan trọng trong q trình sinh trưởng của cây. Đó là sự

phân chia tế bào, q trình quang hợp, sự vận chuyển nước, tốc độ

tăng trưởng của cây trồng, và cuối cùng là sản lượng mà cây trồng

mang lại cũng giảm đi đáng kể. Lá là cơ quan tiếp xúc nhiều và trực

tiếp tới khơng khí do đó chịu được khoảng nhiệt độ thay đổi lớn hơn.

Do đó, việc thu thập dữ liệu từ môi trường là vô cùng quan

trọng. Giúp cho chúng ta nắm được và đưa ra biện pháp để kiểm sốt

tốt yếu tố mơi trường. DHT11 với các đặc tính kĩ thuật cao và sai số

thấp sẽ trả về giá trị nhiệt độ, độ ẩm không khí cho vi điều khiển và

truyền thơng tin đến người dùng.



Hình 4.8: Cách ly cảm biến DHT11 với ảnh hưởng mưa gió



42



 Kết quả đo được từ DHT11



Hình 4.9: Kết quả thu được từ cảm biến DHT11 trong khoảng 1 đêm

 So sánh độ chính xác với thiết bị đồng hồ đo độ ẩm, nhiệt độ K1

Lần đo

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10



Nhiệt độ(0C)

DHT11

K1

34

35.2

32

30.6

31

31.4

30

31.5

29

30.1

35

36.6

36

37.2

31

32.4

34

33.4

33

34.2



43



Độ ẩm(%)

DHT11

K1

44

47

50

52

49

50

60

62

56

59

67

68

69

72

74

75

65

67

75

74



 Hình thực tế đo được của DHT11 và đồng hồ K1



Hình 4.10: So sánh DHT11 và đồng hồ K1

Ta thấy sự tương đồng giữa 2 thiết bị đo cho giá trị gần giống

nhau và khơng có sự chêch lệch q đáng kể chỉ là 2% đối với ẩm độ

và 1.1oC với nhiệt độ. Điều đó cho ta thấy sự chính xác cao của cảm

biến DHT11.



44



4.1.4.1.3 Khối thực thi và module thực thi



Hình 4.11: Bộ relay điều khiển

Khối relay dùng để điều khiển việc bật và tắt bơm cũng như đèn

từ xa thông qua Internet.

Để điều khiển được relay để bật tắt thông qua việc điều khiển trên

Internet, ta dùng ứng dụng Blynk. Với ứng dụng này ta có thể điều

khiển thiết bị của ta từ xa thông qua Internet một cách dễ dàng mà

không cần thao tác mở Port phức tạp và phải qua các thao tác đăng ký

tên miền phức tạp khác mới có thể điều khiển được cho các thiết bị từ

xa thông qua Internet.

Đối với relay điều khiển bơm: do chỉ dùng điều khiển điều khiển

bật tắt nên dùng một relay để điều khiển việc bật tắt cho bơm, do

dùng máy bơm 12v DC với công suất tiêu thụ nhỏ(3W) nên thích hợp

cho việc sử dụng nguồn điện từ Acquy, mà không sợ tiêu hao nhiều

năng lượng.

Đối với relay điều khiển đèn, quạt ta cũng điều khiển bật tắt thông

qua relay và ứng dụng Blynk.



45



4.1



Ứng dụng điều khiểu hệ thống



Để điều khiển hệ thống thông qua Internet ta dùng ứng dụng có

tên là Blynk. Là ứng dụng giúp ta có thể kết nối và điều khiển dễ dàng

các thiết bị thông qua Internet cho phép truy cập từ bất cứ nơi đâu mà

ta không phải lo ngại về khoảng cách. Ứng dụng cho phép ta kết nối

được với cả Wifi lẫn mạng 3G rất thuận tiện trong việc giám sát và

điều khiển các thiết bị từ xa.



4.2.1 Ưu điểm của ứng dụng:

 Dễ dàng sử dụng, lập trình đơn giản, và mang tính hiệ quả cao.

 Sử dụng kết nối được với cả Wifi, Bluetooth,USB,…

 Liên kết được với nhiều phần cứng khác nhau rất tiện lợi:

Arduino101, Arduino Due, Arduino Uno, ESP8266,…

 Có thể chia sẻ được với các thiết bị khác.

 Có thể dùng được trên hệ điều hành IOS và Android.



46



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

1 Xây dựng mô hình cho hệ thống nhà vườn.

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×