Tài liệu CHUẨN HÓA MODULE GIÁM SÁT QUÁ TRÌNH TƯỚI NHỎ GIỌT

CHUẨN HÓA MODULE GIÁM SÁT QUÁ TRÌNH TƯỚI NHỎ GIỌT Tiểu luận được đệ trình đề để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư ngành Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa Tháng 7/2017 LỜI CẢM ƠN Sau 4 năm học tại trường, em đã học chúng em đã học tập và tiếp thu nhiều kiến thức mới từ sự chỉ bảo tận tình của quý thầy cô, sự giúp đỡ của bạn bè. Đây là khoảng thời gian đầy ý nghĩa nhất trong cuộc đời của em. Qua quá trình thực hiện tiểu luận em có cơ hội tổng hợp lại những kiến thức căn bản, rèn luyện các thao tác thực hành, hiểu biết thêm những kiến thức chuyên sâu trong lĩnh vực này. Đặc biệt tôi đã học được cách giải vấn đề như thế nào từ kiến thức đã học và vận dụng hiệu quả nhất để kết quả công việc là tốt nhất. Tiểu luận này là nền tảng quan. Do khoảng thời gian và kiến thức còn hạn hẹp, chúng em đã cố gắng hoàn thành bài tiểu luận này đúng thời hạn. Nên không tránh khỏi những thiếu sót mong quý thầy cô thông cảm. Chúng em mong nhận được những ý giúp đỡ tận tình của quý thầy cô và các bạn. Tôi chân thành cảm ơn tất cả bạn bè đã luôn bên cạnh, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài. Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2017 Sinh viên thực hiện TÓM TẮT Tiểu luận nghiên cứu Chuẩn hóa Module giám sát hệ thống tưới nhỏ giọt đã được thực hiện nhằm mục đích giảm thiểu tối đa sức lao động trong sản xuất.. Tiểu luận đã được một số kết quả:  Sử dụng phần mềm Solidworks để thiết kế phần cơ khí cho máy. Chế tạo phần khung cho mô hình tưới nhỏ giọt.  Sử dụng Arduino Mega 2560 để lập trình và điều khiển.  Đã chạy thử và khảo nghiệm: Mô hình chạy ổn định và có thể đưa vào thực tiễn trên diện tích nhỏ. MỤC LỤC Trang tựa........................................................................................................................i Lời cảm ơn..................................................................................................................... ii Tóm tắt......................................................................................................................... iii Mục lục......................................................................................................................... iv Danh mục hình...........................................................................................................viii BÀI MỞ ĐẦU...............................................................................................................x I. Đặt vấn đề:.................................................................................................................. x II. Mục đích:..................................................................................................................x Phần 1: TỔNG QUAN.................................................................................................1 1.1. Thực trạng sản xuất thực phẩm nông nghiệp của Việt Nam....................................1 1.2. Các phương pháp tưới:............................................................................................1 1.2.1 Phương pháp tưới rãnh...................................................................................1 1.2.2. Phương pháp tưới ngầm................................................................................2 1.2.3. Phương pháp tưới ngập................................................................................2 1.2.4. Phương pháp tưới phun.................................................................................2 1.2.5. Phương pháp tưới nhỏ giọt............................................................................3 1.2.6. Phương pháp tưới dải....................................................................................3 1.3. Ứng dụng tự động hóa vào thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt.....................................3 1.3.1. Lịnh sử hình thành và phát triển của ngành tự động hóa...............................3 1.3.2. Vai trò của Công Nghệ Thông Tin trong Tự động Hóa:...............................4 1.3.3. Vai trò và ứng dụng của tự động hóa trong quá trình sản xuất:....................5 1.4. Thành tựu của tự động hóa trong quá trình sản xuất:..............................................5 1.5. Mục đích và ý nghĩa của việc thiết kế mô hình tưới nhỏ giọt tự động:...................6 1.6. Giới hạn tiểu luận:...................................................................................................6 1.6.1 Mục tiêu tiểu luận:.........................................................................................6 1.6.2. Đối tượng nghiên cứu:..................................................................................6 1.6.3. Nội dung tiểu luận:.......................................................................................6 1.6.4. Ý nghĩa tiểu luận:..........................................................................................6 Phần 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN HỆ THỐNG TƯỚI NHỎ GIỌT TỰ ĐỘNG...............................................................................................7 2.1. Phương pháp:..........................................................................................................7 2.1.1. Địa điểm và thời gian thực hiện tiểu luận:....................................................7 2.1.2. Phương pháp thực hiện:................................................................................7 2.1.3. Nội dung phương pháp:................................................................................7 2.1.4. Hoạt động của hệ thống:...............................................................................8 2.2. Phương tiện điều khiển:..........................................................................................8 2.2.1. Bộ điều khiển lập trình sử dụng ARDUINO MEGA2560:...........................8 2.2.2. Van điện từ:................................................................................................11 2.2.3. Máy bơm nước (Máy bơm ly tâm):.............................................................14 2.2.4. LCD (Liquid Crystal Display):...................................................................16 2.2.5. I2C:.............................................................................................................18 2.2.6. Nguồn tổ ong 12V 10A:..............................................................................19 2.2.7. Relay 4 kinh 5A:.........................................................................................20 2.2.8. Cảm biến độ ẩm đất:...................................................................................21 2.2.9. Đầu tưới nhỏ giọt (béc nhỏ giọt) :...............................................................23 2.2.10. Phao bơm nước:........................................................................................23 2.2.11. Mạch thời gian thực RTC DS1307:..........................................................24 Phần 3: NỘI DUNG THỰC HIỆN, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN........................26 3.1. Thiết kế mô hình 3D:............................................................................................26 3.1.1. Nguyên lý hoạt động:..................................................................................26 3.2. Phương pháp điều khiển........................................................................................27 3.2.1. Sơ đồ nguyên lý và màn hình kết nối hiển thị:............................................27 3.2.2 Sơ đồ khối điều khiển:.................................................................................28 3.2.3 Lưu đồ giải thuật:.........................................................................................29 3.3. Kết quả chế tạo:....................................................................................................31 3.4. Kết quả thử nghiệm:..............................................................................................35 3.5. Nhận xét:............................................................................................................... 35 Phần 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ:.........................................................................36 4.1 Kết luận:.................................................................................................................36 4.2 Đề nghị:.................................................................................................................36 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................37 PHỤ LỤC...................................................................................................................38 DANH MỤC HÌN Hình 1.1 Trồồng cây ăn quả.................................................................................................................... 1 Hình 1.2 Trồồng rau o an toàn............................................................................................................... 1 Hình 2.1 Arduino mega 2560............................................................................................................... 8 Hình 2.2 Sơ đồồ chân Adruino mega 2560.......................................................................................9 Hình 2.3 Vị trí linh kiện trên Adruino mega 2560....................................................................10 Hình 2.4 Van điện từ 12VDC.............................................................................................................. 11 Hình 2.5 Bản veẽ kyẽ thuật van điện từ...........................................................................................13 Hình 2.6 Máy bơm nước...................................................................................................................... 14 Hình 2.7 Câấu tạo máy bơm nước..................................................................................................... 15 Hình 2.8 I2C............................................................................................................................................... 18 Hình 2.9 Mặt sau I2C............................................................................................................................. 18 Hình 2.10: Nguồồn tổ ong 12VDC 10A.............................................................................................19 Hình 2.11: Relay 4 kinh 5A.................................................................................................................. 20 Hình 2.12: Kích thước và câấu tạo.................................................................................................... 20 Hình 2.13 Cảm biêấn độ ẩm đâất......................................................................................................... 21 Hình 2.14 Sơ đồồ mạch nguyên lý cảm biêấn độ ẩm đâất..........................................................22 Hình 2.15 Béc nhỏ giọt......................................................................................................................... 23 Hình 2.16 Phao bơm nước.................................................................................................................. 23 Hình 2.17 Câấu tạo phao bơm nước................................................................................................. 24 Hình 2.18 Mạch thời gian thực RTC DS1307..............................................................................24 Hình 2.19 Hai gói câấu tạo chip DS 1307.......................................................................................25 Hình 3.1 Mồ hình 3D hệ thồấng tưới nhỏ giọt............................................................................26 Hình 3.3 Màn hình kêất nồấi LCD –I2C với Adruino mega 2560 .............................................27 Hình 3.4 Sơ đồồ khồấi điêồu khiển......................................................................................................... 28 Hình 3.5 Lưu đồồ giải thuật................................................................................................................. 30 Hình 3.6 Mồ hình tổng quát hệ thồấng tưới nhỏ giọt .............................................................31 Hình 3.7 Bộ phận châấp hành hệ thồấng tưới nhỏ giọt...........................................................32 Hình 3.8 Tủ điện..................................................................................................................................... 33 Hình 3.9 Bộ phận điêồu khiển hệ thồấng tưới nhỏ giọt ...........................................................34 BÀI MỞ ĐẦU I. Đặt vấấn đềề: Từ xa xưa con người sống với dụng cụ rất thô sơ, theo thời gian thì các công cụ dần dần được cải tiến. Đời sống con người tăng lên nhưng tài nguyên thì càng ngày càng ít đi, chính điều đó đã thúc đẩy con người lao động để tạo ra của cải vật chất phục vụ đời sống. Khi xã hội phát triển thì sản phẩm cung cấp sẽ không đủ nếu hình thức lao động là thủ công. Để giải quyết vấn đề đó thì con đường duy nhất là ứng dụng tự động hóa vào sản xuất. Các nước trên thế giới đã biết điều này nên họ đã ứng dụng tự động hóa vào sản xuất rất là sớm, kết quả họ có một nền sản xuất hiện đại và đưa ra thi trường hàng loạt sản phẩm số lượng lớn chất lượng cao, thêm thu nhập cho quốc gia. Nước ta thuộc nước đang phát triển với nền kinh tế nông nghiệp truyền thống và đang phát triển vững mạnh, sản lượng thu hoạch từ các loại nông sản qua các mùa vụ càng ngày càng nâng cao. Tuy nhiên nhu cầu về nông sản không chỉ có số lượng mà phải đảm bảo về chất lượng, trong điều kiện môi trường đang ô nhiễm nghiêm trọng và sử dụng thuốc bảo vệ thực vật bừa bãi làm ô nhiễm các loại thực phẩm, đây là vấn đề nhức nhối nhất hiện nay. Để giải quyến vấn đề này tôi sử dụng tự động hóa vào sản xuất nông nghiệp chất lượng cao, tưới tiêu, thu hoạch sản phẩm.... Do đó tôi tiến hành nghiên cứu Chuẩn hóa module giám sát quá trình tưới nhỏ giọt. II. Mục đích: Nghiên cứu mồ hình nhỏ giọt tự đồng trong sản xuâất trong th ực tiêẽn t ừ đó thiêất kêấ mồ hình dựa trên cơ sở sử dụng các thiêất b ị có săẽn. Nghiên cứu dựa trên lập trình Vi Điêồu Khiển và ứng dụng để điêồu khiển h ệ thồấng. Phần 1: TỔNG QUAN 1.1. Thực trạng sản xuấất thực phẩm nông nghiệp của Việt Nam. Nồng nghiệp Việt Nam đóng vai trò to lớn trong vi ệc phát tri ển kinh têấ đâất nước. Nồng nghiệp đã trở thành ngành sản xuâất hàng hóa quan tr ọng, tham gia ngày càng sâu săấc vào quá trinh hội nhập kinh têấ quồấc têấ. Nêồn nồng nghi ệp c ủa Việt Nam đã và đang chuyển mạnh từ sản xuâất theo m ục tiêu sồấ l ượng sang hi ệu quả và châất lượng, đảm bảo oan toàn vệ sinh thực th ẩm và bêồn v ững. Nêồn nồng nghiệp của nước ta câồn nguồồn lao động lớn, để giảm thiểu vêồ vâấn đêồ lao đ ộng chúng ta câồn tìm giải pháp mới ít tồấn nguồồn lao đ ộng cho nên chúng em nghiên cứu vêồ CHUẨN HÓA MODULE GIÁM SÁT QUÁ TRÌNH TƯỚI NHỎ GIỌT để giảm thiểu nguồn nhân công.  Các hệ thống tưới nhỏ giọt được sử dụng trong sản xuất. Hình 1.1 Trồng cây ăn quả Hình 1.2 Trồng rau o an toàn 1.2. Các phương pháp tưới: 1.2.1 Phương pháp tưới rãnh. -Tưới rãnh là phương pháp râất thồng dụng, thường đ ược bà con t ưới nhiêồu cho vườn cây ăn quả trong cả nước. Với cách tưới này chỉ áp d ụng cho nh ưng nơi có địa hình tương đồấi băồng phẳng. Phương pháp này có một sồấ hạn chêấ như: o Lãng phí một phâồn nước ở cuồấi rãnh. o Gặp khó khăn trong việc vận chuyển cồng cụ sản xuâất qua rãnh . o Phải trả chi phí khá lớn cho nhân cồng. o Thời gian làm việc cải tạo rãnh nhiêồu....... 1.2.2. Phương pháp tưới ngầm. -Đây là phương pháp tưới cho cây qua hệ thống thiết bị máy bơm kèm theo hệ thống các ống dẫn nước đặc biệt nằm dưới lòng đất hoặc có sự chênh lệch mực nước của các nguồn cung cấp nước. -Tưới ngầm tiết kiệm nước, đất không bị gí chặt, giữ nguyên hiện trang kết cấu đất, đất không bị bào mòn, phân bón không bị rửa trôi. Chi phí đầu từ ban đầu cho phương pháp này rất lớn, chỉ áp dụng đước dối với các loại đất có độ xốp cần thiết cho nước thấm qua dể dàng. 1.2.3. Phương pháp tưới ngập. -Tưới ngập là phương pháp cho 1 lớp nước nhâất định vào ru ộng v ườn, trong một thời gian xác định để cung câấp cho cây. Cách tưới này kêất h ợp đ ược vi ệc tưới nước với tiêu diệt một sồấ loài sâu hại cư trú trong lòng đâất (dêấ căấn rêẽ cây, nhộng, các loài ruồồi, sâu đục hạt quả xoài và quả các lo ại cây khác). Áp d ụng cách tưới này cho cây ưa nước như cây lúa. 1.2.4. Phương pháp tưới phun. -Tưới phun là phương pháp tưới băồng cách phun nước từ mặt đâất lên tán cây qua hệ thồấng máy bơm, ồấng dâẽn nước với các vòi phun cồấ định t ự đ ộng xoay đước với góc 3600, được đặt cao khỏi mặt đâất 0,5 – 1 m (dưới dạng phun sương hay phun mù thường áp dụng cho tưới cây con trong vườn ươm) ho ặc vòi phun hạt to di động câồm tay dùng dể tưới cây ăn quả những ngày năấng nóng, oi b ức. -Phương pháp này có ưu điểm là khăấc phục đc hiện tượng thời tiêất khồng thuận lợi (năấng nóng, độ ẩm khồng khí thâấp), đảm bảo năng suâất, châất l ượng và đảm bảo yêu câồy kyẽ thuật cao trong việc nhân giồấng cây con. -Nhược điểm là vồấn đâồu từ ban đâồu tương đồấi lớn, nơi có điêồu kiện kinh têấ mới áp dụng được. Nêấu tưới nhiêồu băồng vòi phun câồm tay di đ ộng h ạt n ước to, mặt đâất cũng bị gí chặt, phá vỡ kêất câấu mặt đâất, châất dinh d ưỡng b ị r ửa trồi theo dòng nước chảy trên mặt đâất. 1.2.5. Phương pháp tưới nhỏ giọt. -Tưới nhỏ giọt là phương pháp tưới hiện đại thường được áp dụng đồấi v ới những vườn cây ăn trái đặc sản và cí hiệu quả kinh têấ cao ở nh ững vùng thiêấu nước tưới. -Phương pháp này tiêất kiệm lượng nước tưới tồấi đa. Đâất khồng b ị gí ch ặt, giữ nguyên hiện trạng kêất câấu đâất, khồng bị bào mòn, phân bón khồng b ị r ửa trồi đi. Tuy nhiên, đây là phương pháp yêu câồu đâồu t ư l ơn, khó áp d ụng trong s ản xuâất đại trà. 1.2.6. Phương pháp tưới dải. -Đây là phương pháp tưới tạo nên một lớp nước mỏng khoảng 5 – 6 cm chảy men theo chiêồu dồấc mặt đâất và thâấm dâồn vào đâất. Đ ược s ử d ụng đ ể t ưới cho các loại cây trồồng hàng dẹp như lạc, vừng...... -Tưới dải có ưu điểm là sử dụng một lượng nước khá oan toàn, gi ảm thi ểu cồng lao động và thời gian, cung câấp nước đồồng đêồu và hi ệu qu ả s ử dung n ước cao. Tuy nhiên, đồấi với phương pháp này, rộng phải thật băồng ph ẳng, do v ậy chi phí dâồu tư san băồng ruộng lúc đâồu cao và phải có nguồồn n ước dồồi dào. 1.3. Ứng dụng tự động hóa vào thiềất kềấ hệ thôấng tưới nhỏ giọt. 1.3.1. Lịnh sử hình thành và phát triển của ngành tự động hóa. -Đã từ xa xưa, con người luôn mơ ước về các loại máy có khả năng thay thế cho mình trong quá trình sản xuất và các công việc thường nhật khác. Vì thế, mặc dù tự động hóa trong quá trình sản xuất là một trong những đặc trưng của khoa học kỹ thuật hiện đại của thế kỷ 20, nhưng những thông tin về các cơ cấu tự động làm việc không cần có sự giúp đỡ của con người đã tồn tại từ trước công nguyên. -Chiếc máy tự động đầu tiên đưuóc sử dụng trong công nghiệp do một thợ cơ khí người Nga chế tạo năm 1765. -Cuối thế kỷ 19, các cơ cấu điều chỉnh tự động cho các tuabin hơi nước bắt đầu xuất hiện. -Qua nhiều giai đoạn đổi mới và phát triển của ngành tự động hóa trong sản xuất và song song đó là sự phát triển của công nghệ thông tin và công nghệ chế tạo đã làm xuất hiện một loạt các thiết bị và hệ thông tự động hóa hoàn toàn mới như máy điều khiển số, các trung tâm gia công, các hệ thống điều khiển chương trình logic PLC, FMS, CMS, MICROCONTROLLER, cho phép chuyển đổi nhanh sản phẩm gia công với thời gian chuẩn bị ít nhất, rút ngắn chu kỳ sản phẩm, đáp ứng tốt tính thay đổi nhanh của sản xuất hiện đại. -Ngày nay các thành tựu đạt được trong tự động hóa đã cho phép chế tạo nhiều máy tự động nhiều trục chính , máy tổ hợp, dây chuyền tự động và nhờ các thành tự từ công nghệ thông tin và các ngành khác mà ngành tự động hóa đang có những bước phát triển nhanh chóng và mạnh mẽ. 1.3.2. Vai trò của Công Nghệ Thông Tin trong Tự động Hóa: -Đây là một sự phát triển tiềm năng -Máy móc và nguyên lý đã xuất hiện trước máy tính điện tử rất lâu. Kể từ khi máy tính điện tử xuất hiện và sự phát triển của kỹ thuật vi xử lý đã đưa tự động hóa lên một tầm cao mới và được áp dụng trong mọi mặt trên xã hội. -Các hệ thống tự động hóa phát triển trên nhiều công nghệ khác nhau như cam chốt cơ khí, hệ thống tự động bằng khí nén thủy lực, relay cơ điện, mạch điện tử tương tự, mạch điện tử số....... -Trong các hệ thống tin học sử dụng máy tính để hỗ trợ và tự động hóa quá trình quản lý thì các hệ thống điều khiển tự động dùng máy tính để điều khiển và tự động hóa quá trình công nghệ. Chính vì đó thành tự của công nghệ phần cứng và phần mềm của máy tính được áp dụng và phát triển, sự phát triển này kéo theo sự phát triển không ngừng của ngành tự động hóa. -Mới hình thành thì thiết bị của ngành tự động hóa là những đầu đo, cơ cấu chấp hành, thiết bị giao diện mới người vận hành, hay là các contacto, relay, nút bấm hoàn toàn bằng cơ khí, nhờ sự phát triển của công nghệ thông tin thì con người có thể tương tác với tất cả chỉ dựa trên một màn hình HMI. -Nhờ đó mà các đầu đo đã được tích hợp cả chip vi xử lý , biến đổi adc, bộ truyền dữ liệu với phần mềm đo đạc, tính toán, lọc số truyền qua mạng về máy tính trung tâm. 1.3.3. Vai trò và ứng dụng của tự động hóa trong quá trình sản xuất:  Vai trò: -Lịch sử hoàn thiện của công cụ và phương tiện sản xuất cùng với sự phát triển của công nghệ vật liệu, điện tử và tin học thì công nghệ tự động hóa phát triển mạnh mẽ đem lại nhiều lợi ích cho xã hội. Đó là mấu chốt cho năng xuất, chất lượng và giá thành. -Ứng dụng tự động hóa vào sản xuất đã mang lại nguồn lợi đáng kể, cho phép giảm giá thành, tăng năng suất lao động, điều kiện sản xuất thuận lợi hơn như giờ giấc, chất lượng gia công...  Ứng dụng: -Tự động hóa trong quá trình sản xuất được ứng dụng trong nhiều ngành như là: gang, thép, dầu mỏ, hóa chất, ngư nghiệp, nông nghiệp, chăn nuôi, thường dùng những đồng hồ và thiết bị tự động để điều khiển các thông số sản xuất. Những nước có nền kinh tế phát triển thì tự động hóa trong sản xuất đã đạt trình độ cao, họ đã sử dụng rộng rãi kỹ thuật điều khiển tự động. Đến nay, tự động hóa đã phát triển nhanh chóng ở những mặt: người máy, hệ thống sản xuất linh hoạt, thông tin, tự động hóa kho hàng, nhà máy không cần công nhân, hệ thống lắp ráp tự động. -Tự động hóa quá trình: đo lường và khống chế các đại lượng như lưu lượng, áp suất, nhiệt độ, tốc độ, dòng điện, điện áp. -Quản lý nhà hàng, khách sạn: gồm hệ thống cứu hỏa, điện, chống trộm, điều hòa nhiệt độ, hút nước thải. Ngoài ra còn có tự động hóa cho nông nghiệp, nhà ga, sân bay, văn phòng, gia đình..... 1.4. Thành tựu của tự động hóa trong quá trình sản xuấất: -Hàng loạt máy móc tự động đã và đang xuất hiện, robot được chế tạo để thay thế con người ở nhiều mặt. -Hướng dẫn và điều khiển thiết bị không gian: máy bay, tên lửa, tàu, vệ tinh. -Hệ thống sản xuất công nghiệp từ máy tự động đến mạch tích hợp. Những thiết đã có độ chính xác cao, và chất lượng. 1.5. Mục đích và ý nghĩa của việc thiềất kềấ mô hình tưới nhỏ giọt tự động: -Kỹ thuật trồng cây trên mô hình tưới nhỏ giọt là kỹ thuật tiên tiến và hiện đại. Giúp tiết kiệm được công lao động, giải phóng được sức lao động nặng nhọc khi chăm sóc cây. -Vì có nhiều lợi ích cho nền nông nghiệp mà vấn đề áp dụng tự động hóa vào hệ thống tưới là vô cùng quan trọng..  Ngày nay, trong mọi lĩnh vực mọi công nghệ đều có sự góp mặt của tự động hóa. Nó đã gắn liền với năng suất và chất lượng sản phẩm và góp phần lớn vào phát triển xã hội, cải thiện đời sống con người. Vị vậy chúng ta nên đề cao vai trò của tự động hóa trong sản xuất, học tập và nghiên cứu để ứng dụng một cách hiệu quả và hữu ích hơn. 1.6. Giới hạn tểu luận: 1.6.1 Mục tiêu tiểu luận: Áp dụng những kiến thức đã học vào tiểu luận tạo ra một hệ thống tưới nhỏ giọt tự động cho sản xuất nông nghiệp. Tìm hiểu thêm những kiến thức mới và ôn lại những kiến thức đã học để rút ra những kinh nghiệm sau khi ra trường và đi làm. 1.6.2. Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu: Chuẩn hóa module cho hệ thống giám sát tưới nhỏ giọt Phạm vi tiểu luận: Sử dụng Vi điều khiển Arduino Mega 2560 điều khiển và giám sát qua LCD. 1.6.3. Nội dung tiểu luận: Tìm hiểu phương pháp hệ thống tưới nhỏ giọt Thử nghiệm trên mô hình đã làm Điều khiển và giám sát bằng Arduino Mega 2560 1.6.4. Ý nghĩa tiểu luận: Tạo ra một hệ thống tưới nhỏ giọt tự động để giảm thiểu nhân công lao động Phần 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN HỆ THỐNG TƯỚI NHỎ GIỌT TỰ ĐỘNG 2.1. Phương pháp: 2.1.1. Địa điểm và thời gian thực hiện tiểu luận: 2.1.2. Phương pháp thực hiện:  Khảo sát: Sau khi tham khảo một số mô hình, em đã xây dựng được phương án thiết kế và điều khiển mô hình tưới nhỏ giọt tự động.  Chọn phương pháp điều khiển. + Điều khiển bằng vi điều khiển mạch sử dụng chip ARDUINO MEGA328. + Dùng màn hình LCD 16x2 hiển thị dữ liệu.  Chọn phương pháp thực hiện phần cơ khí. + Vẽ mô phỏng bằng phần mềm Solidworks xuất kích thước. + Chọn vật liệu làm khung.  Chọn phương pháp lập trình điều khiển: + Viết chương trình điều khiển trên phần mềm Arduino. + Mô phỏng chạy thử ngoài thực tế. + Chạy thử, kiểm tra tính chính xác của máy 2.1.3. Nội dung phương pháp: -Em đã nghiên cứu một hệ thống tưới nhỏ giọt cho thực phẩm oan toàn trong nhà lưới , hệ thống này còn hoạt động theo kiểu bán tự động, có nghĩa là có thể điều khiển tự động, mặt khác cũng có thể điều khiển bằng tay, sau đây là sơ đồ công nghệ của hệ thống. 2.1.4. Hoạt động của hệ thống: -Cung cấp nước cho hệ thống tưới gồm: + Một bình đựng nước chủ. + Một relay để điều khiển máy bơm nước vào thùng chứa nước chủ + Một máy bơm nước từ thùng chứa nước để phân phối nước theo các luống cây trồng. + Mỗi luống sẽ có một van điện từ để cho nước đi qua ống nước rồi đến các đầu tưới nhỏ giọt. -Quy trình tưới nhỏ giọt gồm: nước được bơm đầy thùng chứa nước chính, khi độ ẩm của đất quá cao thì động cơ bơm hoạt động và các van nước được kích điện, bơm nước vào các van rồi đến các đầu tưới. Khi độ ẩm ổn định thì động cơ và van điện ngừng hoạt động. Vậy độ ẩm của đất sẽ đc ổn định, cây trồng sẽ sinh trưởng tốt. 2.2. Phương tện điềều khiển: 2.2.1. Bộ điều khiển lập trình sử dụng ARDUINO MEGA2560: -Arduino Mega2560 là một vi điêồu khiển băồng cách sử dụng ATmega2560 . -Arduino thật ra là một bo mạch vi xử lý được dùng đ ể l ập trình t ương tác với các thiêất bị phâồn cứng như cảm biêấn, động cơ, đèn hoặc các thiêất b ị khác. Đ ặc điểm nổi bật của Arduino là mồi trường phát triển ứng dụng cực kỳ dêẽ sử dụng, với một ngồn ngữ lập trình có thể học một cách nhanh chóng ngay cả với người ít am hiểu vêồ điện tử và lập trình. Và điêồu làm nên hiện tượng Arduino chính là mức giá râất thâấp và tính châất nguồồn mở từ phâồn cứng t ới phâồn mêồm. Hình 2.1 Arduino mega 2560 Hình 2.2 Sơ đồ chân Adruino mega 2560  Bao gồm: + 54 chân digital. + 16 đầu analog + 4 UARTs (Cổng kết nối phần cứng) + 1 thạch anh 16 MHz + 1 jack cắm điện + 1 đầu ICSP + 1 nút reset -Nó chứa tất cả mọi thứ cần thiết để hỗ trợ Vi Điều Khiển. -Arduino Mega2560 khác với tâất cả các vi xử lý tr ước gi ờ vì khồng s ử d ụng FTDI chip điêồu khiển chuyển tín hiệu từ USB để xử lý. Thay vào đó, nó s ử d ụng ATmega16U2 lập trình như là một cồng cụ chuyển đổi tín hi ệu t ừ USB. Ngoài ra, Arduino Mega2560 cơ bản vâẽn giồấng Arduino Uno R3, chỉ khác sồấ lượng chân và nhiêồu tính năng mạnh meẽ hơn, nên các bạn vâẽn có th ể lập trình cho con vi điêồu khiển này băồng chương trình lập trình cho Arduino.  Arduino MEGA 2560 có sơ đồ linh kiện như sau: Hình 2.3 Vị trí linh kiện trên Adruino mega 2560 Gồm : + 5 chân GND + 3 chân 5V + 1 chân 3.3V + 1 nút reset -Arduino mega 2560 có thể tương thích hầu hết với cai Shield dành cho Arduino Uno. Các shield mở rộng tương thích với Arduino Uno có thể gắn lên Arduino mega với thứ tự các chân không hề thay đổi và việc cài đặt driver và sử dụng hoàn toàn tương tự board Arduino Uno. -Arduino được chọn làm bộ não xử lý của rất nhiều thiết bị từ đơn giản đến phức tạp. Trong số đó có một vài ứng dụng thực sự chứng tỏ khả năng vượt trội của Arduino do chúng có khả năng thực hiện nhiều nhiệm vụ rất phức tạp. Sau đây là danh sách một số ứng dụng nổi bật của Arduino.