BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU
--------
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MÔ HÌNH GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG
NƯỚC THÔNG QUA ỨNG DỤNG IOT
Giảng viên hướng dẫn
: Trần Thái Sơn
Sinh viên thực hiện
: Nguyễn Hoàng Giang
Nguyễn Công Minh
Lớp
: DH16CD
Ngành đào tạo
: Cơ khí
Chuyên ngành
: Cơ điện tử
Niên khóa
: 2016 - 2020
Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2020
MỤC LỤC
I.Giới thiệu tổng quan ..................................................................... 7
A. Nội dung nghiên cứu ................................................................. 8
B. Lợi ích của mô hình ................................................................... 8
C. Cơ Sở lý thuyết .......................................................................... 9
Giới thiệu phần cứng .............................................................. 9
Chuẩn giao tiếp Wifi ............................................................. 12
Kit RF Thu Phát Wifi ESP8266 Node MCU ....................... 15
PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG .............................. 18
II.Thi Công Hệ Thống ................................................................... 19
Giới Thiệu .................................................................................. 19
Danh sách linh kiện điện tử: ....................................................... 19
Thiết Kế Mạch TDS ................................................................. 20
Sơ đồ nguyên lý .......................................................................... 20
Test và chạy thử mạch TDS ...................................................... 24
Lập Trình ESP 8266 MCU ...................................................... 27
Mô Phỏng Hệ Thống ................................................................ 34
III.Kết Luận .................................................................................... 37
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................. 39
2
MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1 Arduino UnoR3......................................................................................................9
Hình 2 Arduino UnoR3......................................................................................................9
Hình 3 Sơ đồ chân Arduino ..........................................................................................11
Hình 4 Sơ đồ chân ESP8266 Node MCU ...........................................................16
Hình 5 Bảng Đơn Vị TDS..............................................................................................17
Hình 6 Sơ Đồ Nguyên Lý ................................................................ 18
Hình 7 Giao Diện Mô Hình TDS ..............................................................................18
Hình 8 Sơ Đồ Nguyên Lý...............................................................................................20
Hình 9 Vẽ Mạch Nguyên Lý ........................................................................................20
Hình 10 Check Fails...........................................................................................................21
Hình 11 Xuất File MML .................................................................................................21
Hình 12 Phủ Đồng Mạch In ..........................................................................................22
Hình 13 In Mạch In ............................................................................................................22
Hình 14 Ủi Mạch In ...........................................................................................................22
Hình 15 Board Mạch Sau Khi Ủi .................................................... 22
Hình 16 Mạch Đầy Đủ Phụ Kiện ..................................................... 22
Hình 17 Kết Nối Đầu Lọc TDS vs TDS .......................................... 22
Hình 18 Đo TDS ...................................................................................................................25
Hình 19 Đọc Mạch TDS ................................................................................................22
Hình 20 Sơ Đồ Chân MCU .............................................................. 22
Hình 21+22+23 Cài Đặt MCU Trên IDE ....................................... 22
Hình 24 Lập Wifi và Password ........................................................ 29
Hình 25 Source Code ...................................................................... 30
Hình 26 Test chương trình ............................................................... 31
Hình 27+28 Kết quả hiển thị .......................................................... 32
Hình 29 ->35 Chạy Test Chương Trình ......................................... 36
3
PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1.
Họ và tên sinh viên được giao đề tài
Nguyễn Hoàng Giang
MSSV: 16031603
Nguyễn Công Minh
MSSV: 16030012
2.
Tên đề tài
3.
MÔ HÌNH GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG NƯỚC THÔNG QUA ỨNG DỤNG
IOT
4.
Nội dung
THIẾT KẾ MÔ HÌNH GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG NƯỚC THÔNG QUA
ỨNG DỤNG IOT
5.
Kết quả
Đề tài hoàn thành mô hình, lập trình được cho hệ thống và chạy thử nghiệm
thành công.
Giảng viên hướng dẫn
Vũng Tàu, tháng 4 năm 2020
Sinh viên
Nguyễn Hoàng Giang
Nguyễn Công Minh
4
LỜI CAM ĐOAN
Chúng tôi: Nguyễn Hoàng Giang và Nguyễn Công Minh xin cam đoan.
Đồ án tốt nghiệp là thành quả của sự nghiên tìm tòi từ các số liệu được thu thập,
kiểm tra và so sánh trên thực tế và được thực hiện dưới sự hướng dẫn của giáo viên
hướng dẫn.
Đồ án được thực hiện hoàn toàn mới, là thành quả nghiên cứu của riêng bản thân
nhóm chúng tôi, không sao theo bất cứ đồ án tương tự nào.
Mọi sự tham khảo sử dụng trong đồ án được trích dẫn từ các nguồn tài liệu trong
báo cáo và danh mục tài liệu tham khảo.
Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế của nhà trường, tôi xin hoàn toàn chịu
mọi trách nhiệm.
Vũng Tàu, ngày tháng năm 2020
Sinh viên
5
LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành gửi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc đối với các thầy
cô của trường Đại học Bà Rịa-Vũng Tàu, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Công
Nghệ Kỹ Thuật và Nông Nghiệp Công Nghệ Cao, những người đã trực tiếp giảng
dạy, truyền đạt những kiến thức bổ ích cho em trong 4 năm học vừa qua. Những
kiến thức này là nền tảng cũng như những hành trang vô cùng quý báu để chúng em
phát triển sau này. Sau quá trình học tập và rèn luyện nghiệm túc, cùng với sự
hướng dẫn và đôn đốc tận tình của giảng viên Trần thái Sơn, chúng em đã hoàn
thành Đồ án tốt nghiệp Đại học.
Và em cũng xin chân thành cảm ơn Công ty TNHH Cường Tiến Thịnh-SDVICO
cũng như toàn thể nhân viên đã hỗ trợ, hướng dẫn nhiệt tình, tạo điều kiện thuận lợi
cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài tại công ty.
Trong quá trình thiết kế, chế tạo, cũng như là trong quá trình làm bài báo cáo đề tài
nghiên cứu do chưa có nhiều kinh nghiệm thực tiễn nên bài báo cáo không thể tránh
khỏi có nhiều thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp các thầy, để em
học hỏi thêm được nhiều kinh nghiệm và sẽ hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp.
Vũng Tàu, ngày … tháng … năm 2020
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Hoàng Giang
Nguyễn Công Minh
6
I.Giới thiệu tổng quan
Theo định nghĩa của ITU-T “ Internet of things (IoT): A global infrastructure for the
information society, enabling advanced services by interconnecting (physical and
virtual) things based on existing and evolving interoperable information and
communication technologies”
Có thể dịch thành IoT là cơ sở hạ tầng toàn cầu cho xã hội thông tin, cho phép các
cải thiện dịch vụ bằng cách kết nối (các thực thể vật lý và thực thể ảo) dựa trên các
công nghệ thông tin và truyền thông tương thích hiện có và phát triển. Chính vì vậy
mà khả năng thu thập dữ liệu của IoT rất là vượt trội so với các công nghệ truyền
thống. Bên cạnh đó, IoT có thể tích hợp những công nghệ hiện đại khác để mang lại
những khả năng ứng dụng mà chúng ta chưa thì hình dung được hết. Khi khối trung
tâm xử lý của IoT được tích hợp công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) sẽ đem lại khả năng
dự báo, cảnh báo gần như là theo thời gian thực hay khi ta tích hợp Bigdata với IoT
sẽ mang lại khả năng phân tích xử lý dữ liệu chiếm tỷ lệ cao nhất, thống kê, lưu trữ
dữ liệu rất tuyệt vời đây là hướng nghiên cứu rất được các nhà sáng chế quan tâm.
Ứng dụng IoT mang lại những lợi ích thiết thực không chỉ cho người dân, doanh
nghiệp, mà còn là các cơ quan quản lý như phân tích dữ liệu lớn trong các ứng dụng
IoT như là số liệu thống kê để tham khảo phân tích các dự báo, hành vi người dùng
và phương pháp xử lý dữ liệu nâng cao (bao gồm AI). Việc ứng dụng IoT để giám
sát, cảnh báo mức độ ô nhiễm nước là một giải pháp để giải quyết vấn đề chất lượng
nước hiện nay.
Chỉ Số TDS
TDS là viết tắt của “Total Dissolved Solids”, có thể gọi nôm na là Tổng chất rắn
hòa tan.
TDS là một trong những chỉ số dùng để kiểm tra chất lượng của nước, hàm lượng
tất cả các chất hữu cơ, vô cơ chứa trong chất lỏng (cụ thể là nước)
Đơn vị TDS: mg/l (minigrams/liter) hoặc ppm (part/million)
Chỉ số TDS càng nhỏ thì nước càng sạch, nhưng nếu nhỏ quá mức thì nước gần như
không có khoáng chất, tuy nhiên không phải chỉ số TDS cao là nước bẩn
TDS không được coi là chỉ số gây ô nhiễm, nó là chỉ số tổng hợp về sự hiện diện
của các hợp chất hóa học.
Cảm biến TDS giúp đo được chỉ số TDS của nước
Ứng dụng:
Kiểm tra chất lượng nước ở sông ngòi, nước sinh hoạt, quá trình xử lý nước thải hay
bất kỳ ứng dụng nào cần đo chỉ số TDS
7
A. Nội dung nghiên cứu
Để thực hiện dự án, mỗi thành viên trong nhóm đều có nhiệm vụ cụ thể:
Nguyễn Hoàng Giang đảm nhiệm vai trò lập trình - thiết kế mạch điện, truyền
thông cho dự án.
Nguyễn Công Minh là người thiết kế hình dáng cho sản phẩm và có vai trò lập
trình webserver, tìm hiểu nghiên cứu thị trường.
Nói về ý tưởng thực hiện dự án, các thành viên trong nhóm cho biết, trong quá trình
nghiên cứu thực tiễn nhóm nhận thấy, tại một vài nhà máy lọc nước hiện nay vẫn
đang thực hiện những biện pháp thủ công trong việc kiểm tra các chỉ số chất lượng
nước. Những biện pháp thủ công này rất mất thời gian và gây tốn kém chi phí về
nguồn nhân lực lao động.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó, các thành viên trong nhóm đã cùng nhau xây dựng
hệ thống giám sát chất lượng nguồn nước và tự động thu thập dữ liệu về chỉ số nước
tiêu thụ theo mô hình mạng Internet kết nối vạn vật nhằm giải quyết những yêu cầu
cấp bách trên. Giải pháp này không chỉ cho phép các nhà máy nước giám sát được
chất lượng nguồn nước sau khi lọc từ máy lọc nước trước khi cung cấp cho khách
hàng mà còn cho phép khách hàng giám sát được chất lượng nguồn nước họ đang
sử dụng.
Ngoài việc quản lý chất lượng nguồn nước sau khi lọc từ máy lọc nước của công ty
thì có thể đo chất lượng nước tại các trạm quan sát khác, hoặc chất lượng không khí,
hay các chỉ số môi trường khác tùy theo mục đích cần thiết.
B. Lợi ích của mô hình
Khi người dùng sử dụng dịch vụ, họ có thể biết được các thông tin về nguồn nước
lọc họ sử dụng nhờ các ứng dụng trên thiết bị di động hoặc trên các cổng thông tin
điện tử hiển thị theo thời gian thực. Không chỉ có vậy dịch vụ còn đưa ra cho họ
những cảnh báo, dự báo chính xác và nhanh, nhờ đó họ có đủ thời gian để đưa ra
các quyết định ứng phó phù hợp. Ví dụ như từ những dữ liệu đo đạc được dịch vụ
đưa ra cảnh báo cho người dùng về việc nước vẫn còn quá bẩn chưa làm sạch hết
hoặc chưa đạt tiêu chuẩn uống được, từ đó người sử dụng có thể đưa ra phương
pháp giải quyết phù hợp.
8
C. Cơ Sở lý thuyết
• Giới thiệu phần cứng
• Arduino UNO R3
Hình 1 Arduino UnoR3
Hình 2 Arduino UnoR3
Arduino UNO có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ 8bit AVR là ATmega8,
ATmega168, ATmega328. Bộ não này có thể xử lí những tác vụ đơn giản như điều
khiển đèn LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, làm một trạm đo
nhiệt độ - độ ẩm và hiển thị lên màn hình LCD,… hay những ứng dụng khác. Đây
là giải pháp dễ dàng, tiết kiệm để tạo ra những thiết bị có khả năng tương tác với
môi trường thông qua các cảm biến.
9
• Thông số kỹ thuật
Vi điều khiển
ATmega328 8bit
Điện áp hoạt động
5V DC
Tần số hoạt động
16 MHz
Dòng điện tiêu thụ
~ 30mA
Điện áp vào khuyên
dùng
7-12V DC
Điện áp vào giới hạn
6-20V DC
Số chân Digital I/O
14 (6 chân hardware PWM)
Số chân Analog
6 (độ phân giải 10bit)
Dòng tối đa mỗi chân
I/O
30 mA
Dòng ra tối đa (5V)
500 mA
Dòng ra tối đa (3.3V)
50 mA
Bộ nhớ flash
32 KB (ATmega328)
SRAM
2 KB (ATmega328)
EEPROM
1 KB (ATmega328)
10
• Sơ đồ chân
Hình 3 Sơ đồ chân Arduino
Arduino UNO có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu. Chúng chỉ có 2 mức
điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là 40mA. Ở mỗi chân đều
có các điện trở pull-up từ được cài đặt ngay trong vi điều khiển ATmega328 (mặc
định thì các điện trở này không được kết nối).
Một số chân digital có các chức năng đặc biệt như sau:
o
2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): dùng để gửi (transmit – TX) và nhận (receive
– RX) dữ liệu TTL Serial. Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết bị khác thông
qua 2 chân này. Kết nối bluetooth thường thấy nói nôm na chính là kết nối
Serial không dây. Nếu không cần giao tiếp Serial, bạn không nên sử dụng 2
chân này nếu không cần thiết
o Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép bạn xuất ra xung PWM
với độ phân giải 8bit (giá trị từ 0 → 28-1 tương ứng với 0V → 5V) bằng
hàm analogWrite(). Nói một cách đơn giản, bạn có thể điều chỉnh được
11
điện áp ra ở chân này từ mức 0V đến 5V thay vì chỉ cố định ở mức 0V và
5V như những chân khác.
o
o
Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ngoài các
chức năng thông thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu bằng giao
thức SPI với các thiết bị khác.
LED 13: trên Arduino UNO có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L). Khi bấm
nút Reset, bạn sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu. Nó được nối với chân
số 13. Khi chân này được người dùng sử dụng, LED sẽ sáng.
Arduino UNO có 6 chân analog (A0 → A5) cung cấp độ phân giải tín hiệu 10bit (0
→ 210-1) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V. Với chân AREF trên board,
bạn có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân analog. Tức là nếu
bạn cấp điện áp 2.5V vào chân này thì bạn có thể dùng các chân analog để đo điện áp
trong khoảng từ 0V → 2.5V với độ phân giải vẫn là 10bit.
Đặc biệt, Arduino UNO có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp I2C/TWI
với các thiết bị khác.
• Chuẩn giao tiếp Wifi
• Giới thiệu
Wili là viết tắt của Wireless Fidelity, được gọi chung là mạng không dây sử
dụng
sống vô tuyến, loại sóng vô tuyến này tương tự như sóng truyền hình, điện thoại và
radio.
Wifi phát sóng trong phạm vi nhất định, các thiết bị điện tử tiêu dùng ngày nay như
laptop, smartphone hoặc máy tính bảng có thể kết nổi và truy cập internet trong tắm
phủ
sóng.
Nguyên tắc hoạt động
Để tạo được kết nói Wifi nhất thiết phải có Router (bộ thu phát), Router này lây
thông tin từ mạng Internet qua kết nói hữu tuyến rồi chuyên nó sang tín hiệu vô
tuyến và
gửi đi, bộ chuyên tín hiệu không đây (adapter) trên các thiết bị đi động thu nhận tín
hiệu
này rồi giải mã nó sang những đữ liệu cần thiết. Quá trình này có thẻ thực hiện
ngược lại,
Roukr nhận tín hiệu vô tuyến từ A dapter và giải mã chúng rồi gởi qua Internet.
Một số chuẩn kết nối Wifi
12
Tuy nói wifi tương tự như sứng vô tuyến truyền hình, radio hay điện thoại nhưng nó
vẫn khác các loại sóng kia ở mức độ tần số hoạt động.
Sóng wifi truyền nhận dữ liệu ở tần số 2,5Ghz đến 5Ghz. Tản số cao này cho phép
nó mang nhiều đữ liệu hơn nhưng phạm vi truyền của nó bị giới hạn; còn các loại
sóng
khác, tuy tần số thấp nhưng có thẻ truyền đi được rất xa.
Kết nối wifi sử dụng chuẩn kết nối 802.11 trong thư viện IEEE (Institute of
Eleetrical and Eleetronics Engineers), chuẩn này bao gồm 4 chuẩn nhỏ a/b/g/n:
Chuẩn wifi đầu tiên 802.11: năm 1997, IEEE đã giới thiệu chuẩn đầu tiên này cho
WLAN. Tuy nhiên, 802.11 chỉ hỗ trợ cho băng tản mạng cực đại lên đến 2Mbps —
quá chậm đối với hẳu hết mọi ứng dụng, Và với lý do đó, các sản phẩm không dây
thiết kế theo chuẩn 802.11 ban đầu không được sản xuất nữa.
Chuẩn wifi 802.11b: IEEE đã mở rộng trên chuẩn gốc 802.11 đẻ tạo ra chuẩn
802.11b vào tháng 7/1999. Chuẩn này hỗ trợ băng thông lên đến 11Mbps, tương
ứng với Ethemet truyền thông.
Chuẩn nảy sử dụng tần số tín hiệu vô tuyến không được kiểm soát 2.4Ghz,
các nhà sản xuất rất thích sử dụng tần số này đề giảm chỉ phí sản xuất. Tuy
nhiên, các thiết bị 802.11b có thẻ bị xuyên nhiều từ các thiết bị điện thoại
không dây, lò vi sóng hoặc các thiết bị khác sử đụng cùng đải tản số. Tuy
nhiên, ta có thẻ giảm được hiện tượng xuyên nhiều này bằng cách lắp thiết bị
802.1 1b cách xa các thiết bị như vậy
Ưu điểm của 802.1 1b: giá thành thấp nhất, phạm vì tín hiệu tốt vả không để
bị cản trở.
Nhược điểm của 802.11b: tốc độ tối đa thấp nhất, các thiết bị gia dụng có thể
gây cán trở.
Chuẩn wifi 802.11a: trong khi 802.11b vẫn đang được phát triển, IEEE đã
tạo ra
13
một mở rộng thứ 2 có tên gợi là 802.11a. Do giá thành cao hơn nên 802.11a thường
được sử dụng cho các mạng doanh nghiệp, còn 802.1 1b thích hợp hơn cho các hộ
gia đình.
802.11a hỗ trợ băng thông lên đến 54Mbps và sử dụng tần số SGhz. Do
802.11a và 802.11b sử đựng 2 tằn số khác nhau, nên 2 công nghệ này không
thẻ tương thích với nhau. Do đó, một số hãng đã cung cấp các thiết bị mạng
bài cho 802. 11a/b, nhưng sản phẩm nảy chỉ đơn thuần là thực hiện 2 chuẩn
xong song.
Ưu điềm: tốc độ cực nhanh, tằn số được kiểm sóat nên tránh được sự xuyên
nhiễu từ các thiết bị khác.
Nhược điểm: giá thành đắt, phạm vi hẹp và đễ bị cản trở.
Chuẩn wili 802.11g: vào năm 2002 và 2003, các sản phẩm WLAN hỗ trợ
một
chuẩn mới hơn đó là 802.11g, rất được đánh giá cao trên thị trường, Đây là một nỗ
lực kết hợp ưu điểm của cả 802.11a và 802.11b, hỗ trợ băng thông lên đến 54Mbps
và sử dụng tắn số 2.4Ghz đẻ có phạm vi rộng.
Ưu điểm: tốc độ cực nhanh, phạm vỉ tín hiệu tốt và ít bị cản trở.
Nhược điểm: giá thành đắt hơn 802.1 Ib, các thiết bị có thẻ để bị xuyên nhiều
từ những đỏ gia dụng sử dụng củng tần số tín hiệu vô tuyến không được kiểm
soát.
Chuẩn wifi 802.11n: 802.11n - đôi khi được gọi tắt là wireless, được thiết kế
đề cải
thiện cho 802.11g trong tổng số băng thông được hỗ trợ bằng cách tận dụng nhiều
tín hiệu không dây và anten. Được phê chuẩn vào năm 2009, với băng thông tối đa
lên đến 600Mbps, 802.11n cũng cung cấp phạm vi tốt hơn những chuẩn wifi trước
đó, do cường độ tín hiệu cửa nó đã tăng lên.
Ưu điểnr tốc độ tối đa nhanh nhất, phạm vì tín hiệu tốt nhất và khả năng
chống nhiều tốt hơn từ các nguồn bên ngoài.
Nhược điểm: giá thành đất hơn 802.11g, việc sử dụng nhiều tín hiệu có thể
14
gây nhiễu với các mạng dựa trên chuân 802.1 1b và 802. 11g ở gắn.
Chuẩn wifi 802.11ac: đây là chuẩn wifi lớn nhất, được sử dụng phô biến nhất hiện
nay. 802.11ac sử dụng công nghệ không đây băng tần kép, hỗ trợ các kết nối đồng
thời trên cả băng tần 2.4Ghz và 5SGhz. 802.1 lac có băng thông đạt tới 1.300Mbns
trên băng tần 5Ghz và 450Mbps trên 2.4Ghz.
• Kit RF Thu Phát Wifi ESP8266 Node MCU
Mô tả: Kit RF thu phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua là kit phát triển dựa trên nền
chip Wifi SoC ESP8266 với thiết kế dễ sử dụng và đặc biệt là có thể sử dụng trực
tiếp trình biên dịch của Arduino để lập trình và nạp code, điều này khiến việc sử
dụng và lập trình các ứng dụng trên ESP8266 trở nên rất đơn giản.
Kit RF thu phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua được dùng cho các ứng dụng cần kết
nối, thu thập dữ liệu và điều khiển qua sóng Wifi, đặc biệt là các ứng dụng liên
quan đến IoT. Ở đây sử dụng Kit RF thu phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua để Thu
phát tin hiệu Wifi kết nối với phần websever.
• Thông số kỹ thuật:
o
IC chính: ESP8266 Wifi SoC.
o
Phiên bản firmware: NodeMCU Lua
o
Chip nạp và giao tiếp UART: CP2102.
o
GPIO tương thích hoàn toàn với firmware Node MCU.
o
Cấp nguồn: 5VDC MicroUSB hoặc Vin.
o
GIPO giao tiếp mức 3.3VDC
o
Tích hợp Led báo trạng thái, nút Reset, Flash.
o
Tương thích hoàn toàn với trình biên dịch Arduino.
o
Kích thước: 25 x 50 mm
15
Hình 4 Sơ đồ chân ESP8266 Node MCU
• Cảm Biến Chất Lượng Nước TDS
Tổng chất rắn hòa tan (TDS - Total dissolved solids) là thước đo hàm lượng kết hợp
hòa tan của tất cả các chất vô cơ và hữu cơ có trong chất lỏng ở dạng phân tử, ion
hóa hoặc hạt nhỏ (dạng keo).
Nói chung, định nghĩa hoạt động là các chất rắn phải đủ nhỏ để tồn tại quá trình lọc
thông qua bộ lọc có lỗ chân lông 2 micromet (kích thước danh nghĩa hoặc nhỏ hơn).
Tổng chất rắn hòa tan thường chỉ được thảo luận cho các hệ thống nước ngọt, vì độ
mặn bao gồm một số ion cấu thành định nghĩa của TDS. Ứng dụng chính của TDS
là trong nghiên cứu về chất lượng nước cho suối, sông và hồ. Thành phần hóa học
phổ biến nhất trong nước là canxi , phốt phát , nitrat , natri , kali và clorua , được
tìm thấy trong nước phù sa, nước mưa, nước biển,… Các chất này có thể là cation ,
anion , phân tử hoặc kết tụ theo thứ tự một nghìn hoặc ít hơn các phân tử, miễn là
một hạt vi mô hòa tan được hình thành.
Nước có thể được phân loại theo mức tổng chất rắn hòa tan (TDS) trong nước:
Nước ngọt: TDS dưới 1.000 mg / L
Nước lợ: TDS = 1.000 đến 10.000 mg / L
Nước muối: TDS = 10.000 đến 35.000 mg / L
16
Hypersaline: TDS lớn hơn 35.000 mg / L
Nước uống thường có TDS dưới 500 mg / L.
Hình 5 Bảng Đơn Vị TDS
17
• PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• Sơ đồ nguyên lý
Hình 6 Sơ Đồ Nguyên Lý
•
Giao diện TDS Sensor với NodeMCU
Hình 7 Giao Diện Mô Hình TDS
18
II.Thi Công Hệ Thống
❖ Giới Thiệu
Sau khi tính toán và lựa chọn thiết bị cụ thể, ta sẽ bước sang giai đoạn cuối cùng là
thi công hệ thống. Về phần cứng , phần lớn các thiết bị được sử dụng trong đề tài là
các module và cảm biến điều có sẵn trên thị trường Arduino Nano, ESP8266
Đối với phần mềm chúng ta sẽ tiến hành lập trình điều khiển Modul ESP8266 Node
MCU và cảm biến TDS đồng thời thiết kế giao diện websever xây dựng cơ sở dữ
liệu Realtime Database Firebase.
➢
➢
➢
➢
➢
o
➢
➢
➢
▪ Danh sách linh kiện điện tử:
o Linh kiện chính:
Cảm Biến TDS
Board ESP8266 NODE MCU
Dây nối male-female header
Điện trở 5K Ohm
Cable kết nối giữa board ESP8266 và máy tính
Linh kiện phụ thử nghiệm:
Đèn led
Cable kết nối board ESP8266 và máy tính
Đầu lọc cảm biến
19
❖
Thiết Kế Mạch TDS
▪ Sơ đồ nguyên lý
Hình 8 Sơ Đồ Nguyên Lý
Vẽ mạch cụ thể bằng phần mềm CaptureCIS của OrCad
Hình 9 Vẽ Mạch Nguyên Lý
20
- Xem thêm -