do-an-tot-nghiep-co-dien-tu-he-thong-tuoi-cay-tu-dong-theo-do-am.pdf

Studocu is not sponsored or endorsed by any college or university
Đồ án tốt nghiệp cơ điện tử Hệ Thống Tưới Cây Tự Động theo
độ ẩm
Điện chuyên ngành (Đại học Điện lực)
Studocu is not sponsored or endorsed by any college or university
Đồ án tốt nghiệp cơ điện tử Hệ Thống Tưới Cây Tự Động theo
độ ẩm
Điện chuyên ngành (Đại học Điện lực)
Downloaded by Nghia ??ng (trongnghias272@gmail.com)
lOMoARcPSD|17603319

i
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
&
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ,
CHẾ TẠO HỆ THỐNG TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG
Sinh viên thực hiện : Hoàng Thiện Phúc
Lớp : Cơ điện tử K51
Giáo viên hướng dẫn: TS. Lê Lăng Vân
HÀ NỘI 05 - 2014
lOMoARcPSD|17603319

ii
LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời gian thực hiện đề tài với nội dung nghiên cứu,thiết kế và chế tạo
hệ thống tưới cây tự động, em đã cố gắng vận dụng những kiến thức đã học ở
trường, trong thực tế. Cùng với sự giúp đỡ của thầy Lê Lăng Vân cho tới nay đã
hoàn thành những yêu cầu của đề tài. Đó là nghiên cứu, thiết kế và thực thi chế tạo
mạch điều khiển của hệ thống tưới cây tự động đạt độ chính xác và hoạt động tốt.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Lăng Vân đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ
em hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Do kiến thức còn hạn chế trong quá trình thực
hiện đồ án em không tránh khỏi những sai xót kính mong quý thầy cô trong hội
đồng thi chỉ dẫn, bỏ qua và giúp đỡ em.Em rất mong được sự đóng góp của thầy
cô và các bạn để nội dung đề tài này ngày càng hoàn thiện hơn.
Sinh viên thực hiện
Hoàng Thiện Phúc
lOMoARcPSD|17603319

iii
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................ii
MỤC LỤC.......................................................................................................iii
DANH MỤC HÌNH VẼ ..................................................................................v
MỞ ĐẦU...........................................................................................................1
1.Tính cấp thiết của đề tài..............................................................................1
2. Lý do chọn đề tài........................................................................................2
3. Mục đích nghiên cứu .................................................................................3
4. Kết cấu .......................................................................................................3
5. Phương pháp nghiên cứu ...........................................................................3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG ....5
1.1. Khái niệm về hệ thống tự động...............................................................5
1.2.Vai trò của tự động hóa trong quá trình sản xuất ....................................5
1.3. Ứng dụng của tự động hóa trong tưới tiêu cho cây trồng.......................6
1.4. Các nghiên cứu ở nước ngoài .................................................................7
1.5.Các nghiên cứu trong nước......................................................................9
1.6. Các vấn đề cần nghiên cứu bổ sung........................................................9
CHƯƠNG 2. CÁC PHẦN TỬ CỦA MẠCH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG
TƯỚI CÂY THEO ĐỘ ẨM .........................................................................10
2.1. Vi điều khiển Pic 16F877A. .................................................................11
2.1.1. Sơ đồ chân và sơ đồ nguyên lý của PIC16F877A..........................11
2.1.2. Cấu trúc vi điều khiển PIC16F877A..............................................12
2.1.3. Các bộ timer của 16F877A.............................................................17
2.2. Cảm biến DHT11..................................................................................18
2.3. Màn hình LCD 2 dòng 16 kí tự.............Error! Bookmark not defined.
2.4. Rơle đóng ngắt thiết bị..........................................................................21
2.5. Tụ điện ..................................................................................................21
2.6.Điot.........................................................................................................22
2.7. Điện trở .................................................................................................22
2.8. Thời gian thực DS1307.........................................................................22
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TƯỚI CÂY..................................25
3.1. Xây dựng bài toán cho hệ thống...........................................................25
3.2. Thiết kế phần cơ....................................................................................26
3.2.1. Xác định lần tưới nhu cầu nước/lần tưới và khả năng cung cấp nước
..................................................................................................................26
lOMoARcPSD|17603319

iv
3.2.2. Phân chia khu tưới.........................................................................27
3.2.3. Tính toán đường ống chính ............................................................27
3.2.4. Tính toán đường ống nhánh, đường ống thứ cấp...........................29
3.2.5. Chọn phương pháp tưới..................................................................30
3.2.6. Vật liệu sử dụng trong xây dựng hệ thống tưới..............................31
3.3.Thiết kế mạch điều khiển.......................................................................33
3.3.1. Thiết kế phần cứng.........................................................................33
3.3.2.Mạch in thực tế sau khi thiết kế (sử dụng phần mềm atium)..........33
3.3.3. Thiết kế phần mềm.........................................................................34
3.3.4. Thuật toán điều khiển.....................................................................38
3.3.5. Mạch thực tế sau khi thiết kế và chạy thử......................................40
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ....................................41
4.1. Đánh giá kết quả ...................................................................................41
4.2. Hạn chế của đề tài.................................................................................41
4.3. Hướng phát triển đề tài .........................................................................41
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................42
PHỤ LỤC .......................................................................................................43
lOMoARcPSD|17603319

v
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1. 1.Bộ hẹn giờ và van điều khiển ................................................................... 8
Hình 2. 1. Sơ đồ khối của mạch........................................ .....................................10
Hình 2. 2.Sơ đồ chân của PIC 16F877A................................................................ 11
Hình 2. 3. Sơ đồ nguyên lý ..................................................................................... 12
Hình 2. 4.Cảm biến DHT11 ................................................................................... 18
Hình 2. 5. Sơ đồ kết nối với VĐK........................................................................... 19
Hình 2. 6. Sơ đồ nguyên lý kết nối của LCD1602 trong mạch điện ...................... 20
Hình 2. 7. Relay 5V và sơ đồ các chân .................................................................. 21
Hình 2. 8. Điot........................................................................................................ 22
Hình 2. 9. Sơ đồ các chân của DS1307.................................................................. 23
Hình 3. 1. Sơ đồ mạch nguyên lý............................................................................33
Hình 3. 2.Mạch in sau khi thiết kế.......................................................................... 34
Hình 3. 3. Giao diện của phần mềm lập trình................................................... 35
Hình 3. 4. PG2C mạch nạp PIC qua cổng COM................................................... 36
Hình 3. 5. Giao diện phần mềm nạp pickit2 .......................................................... 37
Hình 3. 6. Lưu đồ thuật toán điều khiển................................................................. 39
Hình 3. 7. Mạch thực tế sau khi thiết kế và chạy thử............................................. 40
lOMoARcPSD|17603319

1
MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài
Nền nông nghiệp của nước ta là nền nông nghiệp vẫn còn lạc hậu cũng như
chưa có nhiều ứng dụng khoa học kĩ thuật được áp dụng vào thực tế. Rất nhiều
quy trình kĩ thuật trồng trọt, chăm sóc được tiến hành một cách chủ quan và không
đảm bảo được đúng yêu cầu. Có thể nói trong nông học ngoài những kĩ thuật trồng
trọt, chăm sóc thì tưới nước là một trong các khâu quan trọng nhất trong trồng trọt,
để đảm bảo cây sinh trưởng và phát triển bình thường, tưới đúng và tưới đủ theo
yêu cầu nông học của cây trồng sẽ không sinh sâu bệnh, hạn chế thuốc trừ sâu cho
sản phẩm an toàn, đạt năng suất, hiệu quả cao.
Ngoài ra trên những tuyến phố ở khu vực trung tâm thành phố chúng ta vẫn
bắt gặp hình ảnh các xe bồn chở nước tưới cây dọc đường gây ùn tắc, mất an toàn
giao thông.
Mặt khác hiện nay nước ta đang trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại
hóa các thiết bị máy móc tự động được đưa vào phục vụ thay thế sức lao động của
con người. Vì vậy thiết bị tưới đang được nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đưa vào
thực tiễn ngày được áp dụng càng nhiều. Thiết bị tưới cũng rất đa dạng về chủng
loại (vòi phun mưa, phun sương, vòi nhỏ giọt bù áp, vòi không bù áp, dây tưới nhỏ
giọt...) có thông số khác nhau phục vụ cho các loại cây khác nhau được chế tạo từ
nhiều nước như Israel, Hàn Quốc, Đài Loan, Trung Quốc..., sẽ rất thuận tiện cho
người sử dụng lựa chọn phù hợp với nhu cầu sử dụng của mình. Việc tính toán để
lựa chọn thiết bị hệ thống tưới đáp ứng được nhu cầu tưới theo nông học cây trồng
và phù hợp điều kiện kinh tế, kỹ thuật cho hiệu quả cao là việc cần thiết cho việc
phát triển trên diện rộng của hệ thống tưới này. Hệ thống tưới phun đáp ứng độ ẩm
gốc, độ ẩm lá và không khí cho cây trồng phát triển tốt, hệ thống tiết kiệm nước
lOMoARcPSD|17603319

2
tạo điều kiện cho cây trồng hấp thu dinh dưỡng không gây rửa trôi, thoái hóa đất,
không gây ô nhiễm môi trường. Hệ thống tưới nước tự động có thể kết hợp với
bón phân, phun thuốc hóa học. Hơn thế nữa, với việc thiết kế một hệ thống tưới
cây tự động sẽ giúp cho con người không phải tưới cây, không phải tốn chi phí
nhân công tưới nước cũng như giám sát thời gian tưới cây. Với hệ thống này, việc
tưới cây sẽ là tự động tùy theo nhiệt độ thời tiết nắng hay mưa, độ ẩm cao hay
thấp, mùa nào trong năm… Tất cả các điều kiện đó sẽ được đưa vào hệ thống tính
toán và đưa ra thời gian chính xác để bơm nước . Người lao động sẽ không cần
phải quan tâm đến việc tưới cây, cây sẽ được sinh trưởng và phát triển tốt hơn nhờ
việc tưới cây phù hợp và chính xác hơn.
2. Lý do chọn đề tài
Hệ thống tưới tự động (tưới nhỏ giọt, phun sương …) là hệ thống thiết bị
tưới tốt nhất đáp ứng theo yêu cầu sinh trưởng cây trồng đang được ứng dụng rộng
trên các nước phát triển. Hệ thống tưới nước tự động là một hình thức tưới nước
hợp lý, tiết kiệm sức lao động và chi phí nhân công. Vốn đã rất phổ biến từ nhiều
nước trên thế giới. Tuy nhiên ở Việt Nam chỉ vài ba năm trở lại đây việc vận dụng
hệ thống này mới trở thành xu hướng. Hệ thống tưới nước tự động cũng trở nên
phổ biến hơn với người nông dân ở nông thôn cùng với quá trình hiện đại hóa
nông nghiệp nông thôn nhưng không phải người dân nào cũng mạnh dạn đưa vào
xử dụng vì chi phí đầu tư cao.
Mặt khác khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ đã làm thay đổi cuộc sống
con người, làm cho cuộc sống con người ngày càng trở nên tiện nghi và hiện đại.
Kỹ thuật điện tử phát triển con người đã tạo ra những thiết bị máy móc hiện đại
thay thế cho con người những công việc nặng nhọc và đòi hỏi sự chính xác cao.
lOMoARcPSD|17603319

3
Kỹ thuật điện tử phát triển đã nhanh chóng được ứng dụng vào trong nhiều
lĩnh vực: công nghiệp, giao thông vận tải, hàng không vũ trụ...Các thiết bị điều
khiển tự động giữ vai trò cực kỳ quan trọng góp phần lớn cho sự tiến bộ không
ngừng của các lĩnh vực này. Ngành nông nghiệp nước ta hiện nay còn phụ thuộc
nhiều vào khí hậu tự nhiên, và với những phương pháp sản xuất canh tác truyền
thống không mang lại năng suất cao. Khi kinh tế xã hội phát triển thì nhu cầu con
người càng được nâng cao, đòi hỏi chất và lượng nâng cao. Do đó cần đến các
thiết bị kỹ thuật tiên tiến có khả năng đo đạc và điều khiển được các thông số của
môi trường như :nhiệt độ, độ ẩm không khí, chất dinh dưỡng cung cấp phù hợp
với từng giai đoạn phát triển của cây trồng... Xuất phát từ những vấn đề thực tiễn
trên em đã nghiên cứu và tiến hành thiết kế : “Hệ Thống Tưới Cây Tự Động
theo độ ẩm’’ .
3. Mục đích nghiên cứu
Vận dụng kiến thức đã học để nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình hệ
thống tưới tự động, từ đó đưa vào ứng dụng thực tiễn. Giúp cho việc tưới tiêu cây
trồng ở nước ta có những phương án mới và đạt được hiệu quả cao.
4. Kết cấu
- Tổng quan về đề tài
- Giới thiệu các linh kiện sử dụng trong mạch điều khiển
- Thiết kế hệ thống tưới tự động
- Kết quả và định hướng phát triển
5. Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện nội dung đề tài nghiên cứu, em tiến hành phương pháp nghiên
cứu sau:
• Các kết quả nghiên cứu kế thừa
lOMoARcPSD|17603319

4
- Kế thừa công trình nghiên cứu của các thế hệ trước về cơ sở lý thuyết
của các phần mềm lập trình và mô phỏng.
- Kế thừa các nghiên cứu có trong thực tiễn.
• Định hướng nghiên cứu
- Nghiên cứu phần mềm lập trình và mô phỏng trên máy tính.
- Tìm ra phương pháp lập trình đơn giản, dễ sử dụng, hiệu quả.
• Kiểm chứng
- Chạy thử mô hình nhiều lần, kiểm tra phát hiện lỗi và từ đó hoàn
thiện hệ thống.
lOMoARcPSD|17603319

5
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG
1.1. Khái niệm về hệ thống tự động
Hệ thống điều khiển tự động là hệ thống bao gồm các phần tử tự động nhằm
điều khiển các quá trình xảy ra trong thiên nhiên, cuộc sống mà không có sự tham
gia trực tiếp của con người.
Hệ thống điều khiển tự động: là tập hợp các thành phần vật lý có mối liên
quan và tác động qua lại lẫn nhau để chỉ huy, tự hiệu chỉnh hoặc điều khiển một hệ
thống khác.
Hệ thống điều khiển tự động xuất hiện ngày nay rất phổ biến.
- Hệ thống điều hoà không khí.
- Hệ thống điều chỉnh độ ẩm.
- Hệ thống tự động báo cháy v.v..
Trong môi trường sản xuất:
- Các máy tự động.
- Các đường dây sản xuất, lắp ráp tự động.
- Các máy điều khiển theo chương trình, Máy tính, Robot v.v..
1.2.Vai trò của tự động hóa trong quá trình sản xuất
Lịch sử hoàn thiện của công cụ, phương tiện sản xuất phát triển trên cơ sở
cơ giới hóa và điện khí hóa. Khi có những đột phá mới trong lĩnh vực công nghệ
vật liệu và tiếp theo là điện tử và tin học thì công nghệ tự động có cơ hội phát triển
mạnh mẽ, đem lại muôn vàn lợi ích thiết thực cho xã hội. Đó là mấu chốt của năng
suất, chất lượng, giá thành.
Trong thực tiễn khi áp dụng tự động hóa vào sản xuất sẽ mang lại những
hiệu quả không nhỏ cho phép giảm giá thành và nâng cao năng suất lao động, cải
lOMoARcPSD|17603319

6
thiện điều kiện sản xuất, đáp ứng cường độ cao về sản xuất hiện đại, thực hiện
chuyên môn hóa và hoán đổi sản xuất. Từ đó sẽ tăng khả năng cạnh tranh, đáp ứng
yêu cầu sản xuất.
Trong một tương lai gần tự động hóa sẽ đóng vai trò vô cùng quan trọng và
không thể thiếu, bởi vì nó không chỉ ứng dụng trong sản xuất mà còn ứng dụng
phục vụ đời sống con người. Trong sản xuất nó thay thế con người những công
việc cơ bắp nặng nhọc, công việc nguy hiểm, độc hại,công việc tinh vi hiện đại. . .
còn trong đời sống con người những công nghệ này sẽ được ứng dụng phục vụ
nhu cầu sống. Nó sẽ là phương tiện không thể thiếu trong đời sống chúng ta.
1.3. Ứng dụng của tự động hóa trong tưới tiêu cho cây trồng
Công trường thực vật là căn cứ địa sản xuất nông nghiệp của hiện đại hóa.
Toàn bộ quá trình đều có thể điều khiển tự động để giảm bớt sức người, nâng cao
sản lượng…
Mặc dù tự động hóa ứng dụng từ rất lâu cho việc tưới tiêu, song nó chỉ phát
triển ở một số nước phát triển, còn đối với các nước chậm phát triển tuy nền nông
nghiệp chiếm tỉ lệ lớn nhưng việc ứng dụng tự động hóa cho việc tưới cây vẫn còn
rất chậm. Hiện nay, được sự trợ giúp của nước ngoài các nước đang phát triển đã
đưa dần tự động hóa vào đời sống và sản xuất, đặc biệt là các nước đông nam á
trong đó có Việt Nam.
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ chế tạo thiết bị tự động
hóa, kết hợp với thành tựu trong công nghệ vi điện tử và công nghệ thông tin, đã
cho phép tạo nên một giải pháp tự động hóa trong mọi lĩnh vực. Có thể nói tự
động hóa trở thành xu hướng tất yếu cho mọi lĩnh vực cho bất kì quốc gia, vùng
lãnh thổ nào.
lOMoARcPSD|17603319

7
1.4. Các nghiên cứu ở nước ngoài
Ở nước ngoài đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng về hệ thống tưới cây tự động:
Đầu những năm 80, Liên Xô ( cũ ) đã chế tạo ra một loại máy tự động ứng
dụng trong nông nghiệp. Khi làm việc loại máy này có thể quan sát được độ ẩm
của thổ nhưỡng, nhiệt độ không khí, sức gió… Nó có thể xác định được phương
pháp tưới và tiến hành tưới cho cây trồng, nhờ một loại máy làm mưa nhân tạo
khác.
Hãng robot Droplet giới thiệu robot tưới cây tích hợp những công nghệ tự động
mới nhất, điện toán đám mây và một số dịch vụ kết nối khác cho phép Droplet có
khả năng tự động ngắm hướng vòi phun, lượng nước và tần suất tưới để tự động
tưới nước cho cây theo những lịch trình tự tính toán dựa trên phân tích các dữ liệu
đầu vào. Droplet là 1 chiếc vòi phun tự động có khả năng tự điều chỉnh hướng
dòng nước phun ra từ ống đến thân cây trong bán kính 9,14 mét. Trước khi robot
tự động vận hành, người dùng chỉ cần khai báo tên của các loại cây có mặt trong
vườn thông qua điện thoại, máy tính bảng,... được kết nối không dây với robot.
Dựa trên thông tin về tên các loại cây, Droplet sẽ tự tra cứu thông tin trên mạng
nhằm xác định lượng nước cũng như tần số tưới cho phù hợp với từng loại cây.
Bên cạnh đó, Droplet cũng tự tra cứu dữ liệu về tình hình thời tiết của địa điểm
làm việc để xác định mưa/nắng nhằm đưa ra lịch làm việc thích hợp.
Bộ điều khiển tưới cây tự động Israel dễ dàng được lập trình theo yêu cầu tưới
của người sử dụng. Chỉ cần vài thao tác lập trình, cung cấp cho hệ thống một
nguồn nước đầu vào và dẫn các đầu tưới đến các vị trí cần tưới là đã hoàn tất việc
lắp đặt hệ thống tưới tự động theo công nghệ tưới tiên tiến.
Có 2 loại điều khiển: Điều khiển theo giờ tưới và điều khiển theo chu kỳ.
lOMoARcPSD|17603319

8
• Điều khiển theo giờ tưới: Hệ thống hoạt động đúng theo thời gian đồng
hồ yêu cầu.
• Điều khiển theo chu kì tưới: Hệ thống hoạt động theo vòng lặp thời
gian.
*Bộ điều khiển thời gian và van điện từ.
- Bộ điều khiển tự động: dùng để cài đặt thời gian tưới tự động, như giờ hoạt
động, thời gian hoạt động, thời gian dừng hay chuyển đổi các vị trí tưới. Bộ cảm
biến mưa sẽ tự động ngừng tưới khi có mưa hay độ ẩm cao.
- Van điện từ: là thiết bị nhận và truyền tín hiệu từ bộ điều khiển đến các đầu
tưới, để các đầu tưới hoạt động.
Hình 1. 1.Bộ hẹn giờ và van điều khiển
* Hoạt động của hệ thống tưới: Hệ thống được mặc định giờ tưới, đến giờ hoạt
động thì bộ điều khiển sẽ tự động truyền tín hiệu đến các van điện từ, các van sẽ tự
động mở ra và cung cấp nước cho các đầu phun. Thời gian tưới được cài đặt sẵn
theo ý muốn của người sử dụng.
lOMoARcPSD|17603319

9
1.5.Các nghiên cứu trong nước
Ở nước ta đã có nhiều nghiên cứu và ứng dụng hệ thống tự động vào trong
cuộc sống. Người dân đã sáng tạo ra các hệ thống bán tự động giúp tiết kiệm sức
lao động, hiệu quả mang lại cao hơn so với tưới thủ công. Tuy nhiên hệ thống này
còn nhiều nhược điểm cần khắc phục để mang lại hiệu quả cao nhất có thể.
Ở các trường đại học chuyên ngành kĩ thuật đã có nhiều đề tài về hệ thống tưới
nước tự động do sinh viên thực hiện. Tuy nhiên vẫn còn nhiều mặt hạn chế cần
khắc phục.
Hệ thống tưới phun tự động đa năng- một công trình khoa học của 2 giảng viên
trường Cao đẳng Công nghiệp (CĐCN) Huế: tiến sĩ Lê Văn Luận và thạc sĩ Lê
Đình Hiếu. Các thiết bị chính của hệ thống tưới phun đa năng này gồm có 1 cảm
biến đo nhiệt độ và 1 cảm biến đo độ ẩm của đất được cài đặt tại nhà màng trồng
hoa, hệ điều khiển được lập trình trên PLC-S7- 1200. Khi các cảm biến cho thông
số độ ẩm của đất hoặc nhiệt độ không khí tại nhà màng báo hiệu cần nước, tín hiệu
này sẽ đưa đến hộp điều khiển PLC. Tại đây các chức năng sẽ được điều khiển tự
động để nhận nước và đưa tưới tự động tưới phun theo các vòi phun lắp đặt, và sẽ
tự ngừng trong đúng 5 phút, khi cảm biến báo độ ẩm hoặc nhiệt độ đã đạt yêu cầu.
Hệ thống tưới phun tự động đa năng là sản phẩm khoa học có ý tưởng hay, tính
ứng thiết thực và đã được thử nghiệm có hiệu quả thực tế.
1.6. Các vấn đề cần nghiên cứu bổ sung
Các nghiên cứu ở trên đã được ứng dụng từ lâu. Tuy nhiên, do giá thành quá
cao nên nhiều người chưa có điều kiện để sử dụng các thiết bị đó. Vì vậy, tác giả
đã thực hiện nghiên cứu hệ thống tưới sử dụng cảm biến độ ẩm của không khí để
quyết định thời gian tưới cho cây trồng. Hệ thống chế tạo đơn giản, chi phí thấp dễ
sửa chữa. . .
lOMoARcPSD|17603319

10
CHƯƠNG 2. CÁC PHẦN TỬ CỦA MẠCH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG
TƯỚI CÂY THEO ĐỘ ẨM
Thiết kế mạch điều khiển có chức năng thực hiện điều khiển đóng ngắt thiết
bị điện tự động thông qua các cảm biến DHT11 (cảm biến nhiệt độ và độ ẩm).
Hệ thống được thiết kế gồm 5 khối:
• Khối thu gồm cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT11
• Khối xử lý trung tâm sử dụng PIC 16F877A.
• Khối hiển thị sử dụng LCD
• Khối điều khiển thiết bị sử dụng Relay 5VDC để đóng/ cắt thiết bị.
• Khối thời gian thực (hẹn giờ)
Sơ đồ khối của mạch
Hình 2. 1. Sơ đồ khối của mạch.
Khối thu sử dụng
cảm biến DHT11
Khối điều khiển
thiết bị
Khối xử lý
trung tâm
Khối
hiển thị
Khối thời gian
thực
lOMoARcPSD|17603319

11
Chức năng của từng khối:
• Khối xử lý trung tâm: Vi điều khiển PIC 16F877A điều khiển toàn bộ
hoạt động của mạch là nhận dữ liệu giải mã tín hiệu nhiệt độ và độ ẩm.
Đưa hiển thị lên các LCD sau đó đưa ra tín hiệu điều khiển bật /tắt
(hẹn giờ bật /tắt) thiết bị điện.
• Khối hiển thị: Là các LCD 2 dòng 16 kí tự để hiển thị nhiệt độ và độ
ẩm môi trường, thời gian.
• Khối nguồn nuôi: Là khối cơ bản nhất nó cung cấp dòng nuôi cho toàn
bộ linh kiện trong mạch. Nó tạo ra điện áp ổn định thoả mãn các chỉ số
về điện áp và dòng .( Dùng sạc pin điện thoại 5V )
• Khối bật tắt thiết bị điện: Là khối sử dụng Relay 5 VDC để đóng /ngắt
mạch hoạt động của các thiết bị điện khối này nhận tín hiệu từ VĐK
PIC 16F877A
2.1. Vi điều khiển Pic 16F877A.
2.1.1. Sơ đồ chân và sơ đồ nguyên lý của PIC16F877A
Hình 2. 2.Sơ đồ chân của PIC 16F877A.
lOMoARcPSD|17603319

12
Hình 2. 3. Sơ đồ nguyên lý
2.1.2. Cấu trúc vi điều khiển PIC16F877A
Sơ đồ chân và sơ đồ nguyên lý của PIC16F877A được trình bày trên Hình 2.3
và với các đặc điểm cơ bản như sau :
- PIC16F877A có tất cả 40 chân
Chức năng các chân VĐK:
• Chân OSC1/CLK1(13): Ngõ vào kết nối với dao động thạch anh hoặc ngõ
vào nhận xung clock từ bên ngoài.
• Chân OSC2/CLK0(14): Ngõ ra dao động thạch anh hoặc ngõ cấp xung
clock.
• Chân MCLR /Vpp(1) Có 2 chức năng:
MCLR : Ngõ vào reset tích cực ở mức thấp.
Vpp: Ngõ vào nhận điện áp lập trình khi lập trình cho pic.
• Chân RA0/AN0(2), RA1/AN1(3), RA2/AN2 có 2 chức năng:
RA0, 1, 2: Ngõ vào xuất/nhập số.
AN0, 1, 2: Ngõ vào tương tự của kênh 0, 1, 2.
lOMoARcPSD|17603319

13
• Chân RA2/AN2/VREF-/VREF+(4): xuất nhập số/ ngõ vào tương tự kênh
thứ 2/ ngõ vào điện áp chuẩn thấp bộ AD/ ngõ vào điện áp chuẩn cao bộ
AD.
• Chân RA3/AN3/VREF+(5): xuất nhập số/ ngõ vào kênh tương tự 3/ ngõ vào
điện áp chuẩn(cao) của bộ AD.
• Chân RA4/TOCK1/C1OUT(6): xuất nhập số/ ngõ vào xung clock bên ngoài
cho TIMER0/ ngõ ra bộ so sánh 1.
• Chân RA5/AN4/ SS /C2OUT(7): xuất nhập số/ ngõ vào tương tự kênh 4/
ngõ vào lựa chọn SPI phụ/ ngõ ra bộ so sánh 2.
• Chân RB0/INT(33): xuất nhập số/ ngõ vào tín hiệu ngắt ngoài.
• Chân RB1(34), RB2(35): xuất nhập số.
• Chân RB3/PGM(36): xuất nhập số/ cho phép lập trính điện áp thấp ICSP.
• Chân RB4(37), RB5(38): xuất nhập số.
• Chân RB6/PGC(39): xuất nhập số/ mạch gỡ rối và xung clock lập trình
ICSP.
• Chân RB7/PGD(40): xuất nhập số/ mạch gỡ rối và dữ liệu lập trình ICSP.
• Chân RC0/T1OCO/T1CKI(15): xuất nhập số/ ngõ vào dao động Timer1/
ngõ vào xung clock bên ngoài Timer1.
• Chân RC1/T1OSI/CCP2(16): xuất nhập số/ ngõ vào bộ dao động Timer1/
ngõ vào capture2, ngõ ra compare2, ngõ ra PWM2.
• Chân RC2/CCP1(17): xuất nhập số/ ngõ vào Capture1, ngõ ra Compare1,
ngõ ra PWN1.
• Chân RC3/SCK/SCL(18): xuất nhập số/ ngõ vào xung clock nối tiếp đồng
bộ, ngõ ra chế độ SPI/ ngõ vào xung clock đồng bộ, ngõ ra chế độ I2C.
• Chân RC4/SDI/SDA(23): xuất nhập số/ dữ liệu vào SPI/ xuất nhập I2C.
• Chân RC5/SDO(24): xuất nhập số/ dữ liệu ra SPI.
lOMoARcPSD|17603319

14
• Chân RC6/TX/CK(25): xuất nhập số/ truyền bất đồng bộ USART/ xung
đồng bộ USART.
• Chân RC7/RX/DT(26): xuất nhập số/ nhận bất đồng bộ USART.
• Chân RD0÷ 7/PSP0÷ 7(19÷ 30): xuất nhập số/ dữ liệu port song song.
• Chân RE0/ RD /AN5(8): xuất nhập số/ điều khiển port song song/ ngõ vào
tương tự kênh 5.
• Chân RE1/ WR /AN6(9): xuất nhập số/ điều khiển ghi port song song/ ngõ
vào tương tự kênh 6.
• Chân RE2/ CS /AN7(10): xuất nhập số/ chân chọn lựa điều khiển port
song song/ ngõ vào tương tự kênh 7.
• Chân VDD(11, 32) và VSS(12, 31): là chân nguồn của Pic.
- 40 chân trên được chia thành 5 PORT, 2 chân cấp nguồn, 2 chân GND, 2 chân
thạch anh và một chân dùng để RESET vi điều khiển.
- 5 port của PIC16F877A bao gồm :
+ PORTB : 8 chân
+ PORTD : 8 chân
+ PORTC : 8 chân
+ PORTA : 6 chân
+ PORT E : 3 chân
lOMoARcPSD|17603319

15
* Khái quát về chức năng của các port trong vi điều khiển PIC16F877A
PORTA:
PORTA gồm có 6 chân. Các chân của PortA, có thể thực hiện được chức năng
“hai chiều” : xuất dữ liệu từ vi điều khiển ra ngoại vi và nhập dữ liệu từ ngoại vi
vào vi điều khiển.
Việc xuất nhập dữ liệu ở PIC16F877A khác với họ 8051. Ở tất cả các PORT của
PIC16F877A, ở mỗi thời điểm chỉ thực hiện được một chức năng: Xuất hoặc nhập.
Để chuyển từ chức năng này nhập qua chức năng xuất hay ngược lại, ta phải xử lý
bằng phần mềm, không như 8051 tự hiểu lúc nào là chức năng nhập, lúc nào là
chức năng xuất.
Trong kiến trúc phần cứng của PIC16F877A, người ta sử dụng thanh ghi TRISA ở
địa chỉ 85H để điều khiển chức năng I/O trên. Muốn xác lập các chân nào của
PORTA là nhập (input) thì ta “ set bit ’’ tương ứng chân đó trong thanh ghi
TRISA. Ngược lại, muốn chân nào là output thì ta “ clear bit ’’ tương ứng chân đó
trong thanh ghi TRISA. Điều này hoàn toàn tương tự đối với các PORT còn lại
Ngoài ra, PORTA còn có các chức năng quan trọng sau :
- Ngõ vào Analog của bộ ADC: thực hiện chức năng chuyển từ Analog sang
Digital.
- Ngõ vào điện thế so sánh
- Ngõ vào xung Clock của Timer0 trong kiến trúc phần cứng : thực hiện các nhiệm
vụ đếm xung thông qua Timer0…
- Ngõ vào của bộ giao tiếp MSSP (Master Synchronous Serial Port).
lOMoARcPSD|17603319

16
PORTB:
PORTB có 8 chân. Cũng như PORTA, các chân PORTB cũng thực hiện được 2
chức năng: input và output. Hai chức năng trên được điều khiển bới thanh ghi
TRISB. Khi muốn chân nào của PORTB là input thì ta set bit tương ứng trong
thanh ghi TRISB, ngược lại muốn chân nào là output thì ta clear bit tương ứng
trong TRISB.
Thanh ghi TRISB còn được tích hợp bộ điện trở kéo lên có thể điều khiển được
bằng chương trình.
PORTC:
PORTC có 8 chân và cũng thực hiện được 2 chức năng input và output dưới sự
điều khiển của thanh ghi TRISC tương tự như hai thanh ghi trên.
Ngoài ra PORTC còn có các chức năng quan trọng sau:
- Ngõ vào xung clock cho Timer1 trong kiến trúc phần cứng.
- Bộ PWM thực hiện chức năng điều xung lập trình được tần số, duty cycle: sử
dụng trong điều khiển tốc độ và vị trí của động cơ v.v….
- Tích hợp các bộ giao tiếp nối tiếp I2C, SPI, SSP, USART.
PORTD:
PORTD có 8 chân. Thanh ghi TRISD điều khiển 2 chức năng input và output của
PORTD tương tự như trên. PORTD cũng là cổng xuất dữ liệu của chuẩn giao tiếp
song song PSP (Parallel Slave Port).
lOMoARcPSD|17603319

17
PORTE:
PORTE có 3 chân. Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISE. Các chân
của PORTE có ngõ vào analog. Bên cạnh đó PORTE còn là các chân điều khiển
của chuẩn giao tiếp PSP.
2.1.3. Các bộ timer của 16F877A
Bộ vi điều khiển PIC16F877A có 3 bộ Timer đó là: Timer0, Timer1,
Timer2.
* Bộ Timer 0: Là bộ định thời hoặc bộ đếm có những ưu điểm nổi bật sau:
+ 8 bit cho timer hoặc bộ đếm.
+ Có khả năng đọc và viết.
+ Có thể dùng đồng hồ bên trong hoặc bên ngoài.
+ Có thể chọn cạnh xung của xung đồng hồ.
+ Có hệ số chia cho xung đầu vào có thể lập trình lại bằng phần mềm.
+ Ngắt tràn.
* Bộ Timer 1: Bộ Timer1 có thể là bộ đếm hoặc bộ định thời với ưu điểm sau:
+ 16 bít cho bộ đếm hoặc bộ định thời (gồm hai thanh ghi MR1H:TMR1L).
+ Có khả năng đọc và viết.
+ Có thể chọn xung đồng hồ bên trong hoặc đồng hồ bên ngoài.
+ Có thể ngắt khi tràn FFFFh về 0000h.
Nó có thể hoạt động ở một trong các chế độ sau:
+ Là 1 bộ định thời 16 bit.
+ Là một bộ đếm có đồng bộ.
lOMoARcPSD|17603319

18
+ Là một bộ đếm không có đồng bộ.
* Bộ Timer 2: Bộ Timer2 có những đặc tính sau đây:
+ 8 bít cho bộ định thời ( thanh ghi TMR2 ).
+ 8 bít vòng lặp ( thanh ghi PR2 ).
+ Có khả năng đọc và viết ở cả hai thanh ghi nói trên.
+ Có khả năng lập trình bằng phần mềm tỷ lệ trước.
+ Có khả năng lập trình bằng phần mềm tỷ lệ sau.
Hoạt động của bộ Timer2: timer 2 được dùng chủ yếu ở phần điều chế
xung của bộ CCP, thanh ghi TMR2 có khả năng đọc và viết, nó có thể xóa bằng
việc reset lại thiết bị. Đầu vào của xung có thể chọn các tỷ lệ sau: 1:1, 1:4 hoặc
1:16 việc chọn các tỷ này có thể điều khiển các bít sau T2CKPS1và bit T2CKPS0.
2.2. Cảm biến DHT11
- DHT11 là cảm biến nhiệt độ và độ ẩm. Nó ra đời sau và được sử dụng
thay thế cho dòng SHT1x ở những nơi không cần độ chính xác cao về nhiệt
độ và độ ẩm.
Hình 2. 4.Cảm biến DHT11
- DHT11 có cấu tạo 4 chân như hình. Nó sử dụng giao tiếp số theo chuẩn 1 dây.
lOMoARcPSD|17603319

19
Hình 2. 5. Sơ đồ kết nối với VĐK
Nguyên lý hoạt động: Để có thể giao tiếp với DHT11 theo chuẩn 1 chân vi xử lý
thực hiện theo 2 bước:
- Bước 1: gửi tín hiệu Start
+ MCU thiết lập chân DATA là Output, kéo chân DATA xuống 0 trong khoảng
thời gian >18ms. Khi đó DHT11 sẽ hiểu MCU muốn đo giá trị nhiệt độ và độ ẩm.
+ MCU đưa chân DATA lên 1, sau đó thiết lập lại là chân đầu vào.
+Sau khoảng 20-40us, DHT11 sẽ kéo chân DATA xuống thấp. Nếu >40us mà
chân DATA không được kéo xuống thấp nghĩa là không giao tiếp được với
DHT11.
+ Chân DATA sẽ ở mức thấp 80us sau đó nó được DHT11 kéo nên cao trong
80us. Bằng việc giám sát chân DATA, MCU có thể biết được có giao tiếp được
với DHT11 ko. Nếu tín hiệu đo được DHT11 lên cao, khi đó hoàn thiện quá trình
giao tiếp của MCU với DHT.
- Bước 2: đọc giá trị trên DHT11
+ DHT11 sẽ trả giá trị nhiệt độ và độ ẩm về dưới dạng 5 byte
lOMoARcPSD|17603319

20
+ Đọc dữ liệu:
Sau khi giao tiếp được với DHT11, DHT11 sẽ gửi liên tiếp 40 bit 0 hoặc 1 về
MCU, tương ứng chia thành 5 byte kết quả của Nhiệt độ và độ ẩm.
Sử dụng màn hình tinh thể lỏng LCD loại 2 dòng, 16 kí tự LCD1602. Màn
hình LCD đã rất phổ biến trên thị trường và việc lập trình cho nó rất đơn giản
thêm vào đó là nó có mặt thẩm mĩ rất cao. Sử dụng nguồn nuôi thấp (từ 2, 5 đến
5V). Có thể hoạt động ở hai chế độ 4 bit hoặc 8 bit
Hình 2. 6. Sơ đồ nguyên lý kết nối của LCD1602 trong mạch điện
LCD1602 được ghép nối với vi điều khiển thông qua PortD (RD0 đến RD7 Không
sử dụng RD3). RD0 nối với chân E, RD1 nối với chân RS, RD2 nối với chân R/W
là chân đọc ghi dữ liệu và chân RD4 đến RD7 là chân dữ liệu vào.
Trong đó:
- VSS là chân nối đất
- VEE chân chọn độ tương phản, chân này được chọn qua 1 biến trở 5K một đầu
nối VCC, một đầu nối mát.
- Chân VDD nối dương nguồn
- Chân chọn thanh ghi RS (Register Select): có hai thanh ghi trong LCD.
lOMoARcPSD|17603319

21
+ Nếu RS=0 ở chế độ ghi lệnh như xóa màn hình,bật tắt con trỏ. . .
+ Nếu RS =1 ở chế độ ghi dữ liệu như hiển. thị kí tự, chữ số lên màn hình.
- Chân đọc/ ghi (R/W): Đầu vào đọc/ ghi cho phép người dùng ghi thông tin lên
LCD khi R/W = 0 hoặc đọc thông tin LCD khi R/W = 1.
- Chân cho phép E (Enable): Chân cho phép E được sử dụng bởi LCD để chốt dữ
liệu của nó. Khi dữ liệu được đến chân dữ liệu thì cần có 1 xung từ mức cao
xuống mức thấp ở chân này để LCD chốt dữ liệu , xung này phải có độ rộng tối
thiểu 450ns.
- Chân D0 – D7: Đây là 8 chân dữ liệu 8 bít, được dùng để gửi thông tin lên
LCD hoặc đọc nội dung của các thanh ghi trong LCD.
2.4. Rơle đóng ngắt thiết bị
Hình 2. 7. Relay 5V và sơ đồ các chân
Khối điều khiển thiết bị điện sử dụng Relay để đóng/ ngắt mạch điện khối công
suất này nhận lệnh điều khiển từ VĐK PIC 16F877A. ( Sử dụng điện áp thấp
đống mở điện áp cao )
2.5. Tụ điện
Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rộng rãi trong các mạch
điện tử, chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu,mạch truyền tín
hiệu, mạch tạo dao động. vv… Có tác dụng nạp xả điện, ổn định điện áp đầu ra.
lOMoARcPSD|17603319

22
2.6.Điot
Hình 2. 8. Điot
Là các linh kiện điện tử thụ động, cho phép dòng điện đi qua nó theo một chiều
mà không theo chiều ngược lại, sử dụng các tính chất của các chất bán dẫn.
2.7. Điện trở
Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp.
Trị số điện trở : cho biết mức độ cản trở dòng điện của điện trở.
Đơn vị đo là Ôm (Ω).
Điện trở thường được ký hiệu bằng 4 vòng mầu , điện trở chính xác thì ký
hiệu bằng 5 vòng mầu.
2.8. Thời gian thực DS1307
DS 1307 là chip thời gian thực hay RTC ( Read time clock). Đây là một IC tích
hợp cho thời gian bởi vì tính chính xác về thời gian tuyệt đối cho thời gian:
Thứ, ngày, tháng, năm, giờ, phút, giây.
lOMoARcPSD|17603319

23
Hình 2. 9. Sơ đồ các chân của DS1307
Các chân của nó được mô tả như sau:
- X1 và X2 là đầu vào dao động cho DS1307. Cần dao động thạch anh
32.768Khz.
- Vbat là nguồn nuôi cho chip. Nguồn này từ 2V-3,5V. Đây là nguồn cho chip
hoạt động liên tục khi không có nguồn Vcc mà DS 1307 vẫn hoạt động theo
thời gian.
- Vcc là nguồn cho giao tiếp I2C. Điện áp cung cấp là 5V chuẩn và được dung
chung với vi xử lý. Nếu mà Vcc không có mà Vbat có thì DS1307 vẫn hoạt
động bình thường nhưng mà không ghi và đọc dữ liệu.
- GND là nguồn mass chung cho cả Vcc và Vbat
- SQW/OUT là một ngõ ra phụ tạo xung dao động (xung vuông). Chân này
không ảnh hưởng đến thời gian thực nên không sử dụng chân này trong thời
gian thực và bỏ trống chân này.
- SCL và SDA là 2 bus dữ liệu của DS 1307.
lOMoARcPSD|17603319

24
Ghép nối DS1307 với vi điều khiển
Việc ghép nối nó với vi điều khiển khá đơn giản và theo datasheet thì tôi đưa ra sơ
đồ sau:
DS1307 nó chỉ giao tiếp với vi điều khiển với 2 đường truyền SCL và SDA nên do
đó trên vi xử lý cần phải xác định chân nào trên vi xử lý nó có SCL và SDA để nối
với DS1307.
lOMoARcPSD|17603319

25
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TƯỚI CÂY
3.1. Xây dựng bài toán cho hệ thống
Hệ thống tưới cây tự động đã và đang được ứng dụng rộng rãi.
Việc tưới cây tự động sẽ làm tăng hiệu quả canh tác như: giảm thời gian lao
động, tiết kiệm nước, tăng năng suất cho cây trồng, Tuy nhiên để đạt được hiệu
quả cao nhất cần tính toán kĩ về đặc tính cây trồng cũng như điều kiện vùng.
Một hệ thống tưới cây tự động bao gồm:
- Nguồn nước cấp cho hệ thống.
- Máy bơm nước, các van điện từ.
- Hệ thống đường ống chính và phụ.
-Các đầu phun tưới (có hoặc không tùy vào phương pháp tưới ).
-Bộ điều khiển tự động đóng ngắt máy bơm hoặc các van điện từ.
Đề ra phương án cho hệ thống tưới tự động
Phương án để ra quyết định đóng mở hệ thống tưới như sau:
+ Độ ẩm > 90% thì hệ thống không hoạt động.
+ Độ ẩm 85-90% tưới 10 phút
+ Độ ẩm 80-84% tưới 15 phút
+Độ ẩm 75-79% tưới 20 phút
+ Độ ẩm < 74% tưới 25 phút.
lOMoARcPSD|17603319

26
Các phương án lựa chọn trên có thể thay đổi được tùy theo vùng miền, loại
cây, mùa và thời tiết.
Thiết kế bộ hẹn giờ tự động, đến giờ cài đặt hệ thống hoạt động, bơm được
bật lên và tùy thuộc vào khoảng độ ẩm và quyết định đến thời gian đóng bơm.
3.2. Thiết kế phần cơ
Các phương pháp tưới có dùng ống đều có cùng nguyên lý tính toán trên cơ
sở môn học cấp thoát nước và thủy lực đường ống. Đó là: Xác định diện tích tưới,
nguồn nước, nhu cầu nước tưới phù hợp với từng loại cây trồng, diện tích, địa hình
vùng tưới.Từ các thông số này, ta sẽ tính toán đường kính ống chính, ống phụ, ống
nhánh, vận tốc nước chảy trong ống, áp lực nước trong ống; tính toán chiều dài
của các loại ống, các chi tiết nối (co, tê, van, lơi vv...), số lượng các bét phun, bét
đế chân, ống dẫn đến gốc vv..và cuối cùng là lập bảng tổng hợp số lượng các loại
vật tư, tính toán chí ít mua vật tư, tiền công xây lắp vv..
3.2.1. Xác định lần tưới nhu cầu nước/lần tưới và khả năng cung cấp nước
Tùy thuộc mỗi loại cây trồng, ta xác định lần tưới, nhu cầu nước cho mỗi lần
tưới. Số lần tưới phụ thuộc vào đặc tính của loài cây trồng và khả năng giữa ẩm
của đất.
Ta chỉ cần tính toán gần đúng thông số về lần tưới dùng để tính toán nguồn
nước.Trong sản xuất, sẽ dựa vào thực tế đất đai, thời tiết để điều chỉnh số lần tưới
cho phù hợp.
Nhu cầu nước/lần tưới là thông số quan trọng để tính toán, thiết kế hệ thống
tưới và tính toán nguồn nước.Trong thực tế, nhu cầu nước của cây trồng ít hơn
nhiều so với lượng nước ta cung cấp, do vậy mà lượng nước tưới tùy thuộc vào
phương pháp tưới.Thông thường nhu cầu nước tưới cho một cây lâu năm/lần tưới
lOMoARcPSD|17603319

27
giao động từ 5-10 lít (tưới nhỏ giọt); 15-20 lít (tưới phun tia) 30 đến 40 lít nước
(tưới rãnh, tưới phun mưa).
3.2.2. Phân chia khu tưới
Nếu chỉ tưới cho diện tích nhỏ thì là 1 khu tưới, nhưng nếu diện tích tưới lớn
hơn phải phân chia vùng tưới thành nhiều khu tưới. Nếu chia khu tưới quá lớn,
công suất máy bơm và đường kính ống dẫn nước chính sẽ tăng lên rất lớn dẫn đến
không có hiệu quả kinh tế.Cách tốt nhất là tưới lần lượt từng khu tưới.
Khi phân chia khu tưới, phải lên bản vẽ thể hiện rõ hình dáng, diện tích từng
khu tưới, kích thước các cạnh của khu tưới, vẽ các hàng cây và chiều dài mỗi hàng
cây, từ đây ta sẽ tính được số lượng cây trồng trong mỗi khu tưới, tính ra đường
kính, chiều dài của đường ống chính.
3.2.3. Tính toán đường ống chính
Đường ống chính tải nước tưới đến từng khu tưới và cho cả vùng tưới, do đó,
ta phải tính toán được chiều dài và đường kính ống phù hợp và cả áp lực để chọn
loại ống phù hợp (lớn quá sinh thừa tốn tiền, ống nhỏ quá không cung cấp đủ nước
cho khu tưới, ống dởm quá sẽ bị xé vỡ gây tốn kém...) .
Ngoài ra, ta cần tính vị trí lắp đặt đường ống chính và chuyển họa nó lên
bản vẽ. Thông thường nếu khu tưới có địa hình thấp dần thì ta bố trí đường ống
chính đi theo cạnh có cao độ lớn nhất của khu tưới, nhờ đó khi xả nước ra khỏi
đường ống chính, nước sẽ có khuynh hướng chảy từ nơi cao đến nơi thấp. Như
vậy sẽ có lợi về năng lượng.
Nếu đất tương đối bằng phẳng hoặc gợn sóng nhô cao ở giữa thì nên bố trí
đường ống chạy dọc theo các đỉnh cao xuyên qua vùng đất để chia nước tưới về
hai phía.
lOMoARcPSD|17603319

28
+ Tính chiều dài đường ống chính:
Dùng thước kẻ ly đo tổng chiều dài đường ống chính trên bản vẽ, nhân với
tỷ lệ bản vẽ để xác định tổng chiều dài thực của đường ống chính.( Sử dụng máy
vi tính và phần mềm Auto CAD hoặc các phần mềm chuyên).
+ Tính toán đường kính của đường ống chính:
Để tính toán được kích thước của đường ống chính ta cần xác định tổng nhu
cầu nước tưới cho một lần tưới cho khu tưới lớn nhất của vùng tưới.
Trong ngành nước có công thức thông dụng để tính toán đường kính ống
như sau:
Q=S.v
Với Q: lưu lượng dòng nước chảy qua ống (m3
/s).
S: tiết diện đường ống = R2
*Pi (R là bán kính đường ống, Pi=3,1416)
v: Vận tốc nước chảy trong ống (m/s).
Vận tốc nước chảy trong ống theo quy phạm không được vượt quá 3m/s vận
tốc nước chảy trong ống quá lớn sẽ xé vở đường ống, nhưng vận tốc nước chảy
quá nhỏ thì đường kính ống phải lớn gây tốn kém), trong hệ thống tưới nông
nghiệp ta thường chọn vận tốc chảy trong ống từ 0,5 đến 1 m/s.Vận tốc kinh
nghiệm thường áp dụng là 1m/s.
Nhìn chung, quan hệ giữa đường kính ống, vận tốc nước chảy trong ống và
thời gian tưới là bài toán kinh tế, người thiết kế phải cân nhắc sao cho lợi ích kinh
tế mang lại là tối ưu nhất.
lOMoARcPSD|17603319

29
+ Xác định công suất và chọn máy bơm:
Các máy bơm thông thường 1,5 HP thường có công suất (ghi trên nhãn) là
từ 15-36 m3
/giờ. Nhìn chung, loại máy bơm có cùng công suất tiêu thụ điện năng,
nếu công suất bơm thấp thì có khả năng đưa nước lên cao hơn và ngược lại.
Căn cứ vào chiều cao cột nước (tính từ đáy giếng hoặc đáy hồ - nơi đặt đầu
Pin, đến nơi nước bơm lên cao nhất ) để chọn loại máy bơm phù hợp.
Như bài toán cụ thể trên đây, nếu cột nước <5 m, ta có thể chọn máy bơm
loại 1,5 HP; công suất tưới từ 25-35 m3
/giờ là phù hợp, vì khi sử dụng trong thực
tế, ta có thể điều chỉnh tăng, giảm thời gian tưới chút ít để trượng nước tưới đảm
bảo yêu cầu của mình. Nếu cột nước tưới cao hơn và khu tưới không lớn ta chọn
máy bơm có công suất nhỏ hơn và ngược lại.
3.2.4. Tính toán đường ống nhánh, đường ống thứ cấp
Một đường ống chính sẽ có nhiều đường ống nhánh mỗi đường ống nhánh
xuất phát từ đường ống chính mang nước tưới cho 1 vùng diện tích trong khu tưới.
Trong thiết kế, ta cần phân bổ vùng tưới của các đường ống nhánh gần bằng nhau
để có đường ống nhánh tương đối đồng đều về đường kính.
Đường ống thứ cấp là đường ống đi xuyên qua sát hàng cây, mang nước
tưới đến cho các cây trồng có trong hàng.
Các thông số cần tính toán đối với đường ống nhánh cũng là xác định chiều
dài đường ống và đường kính ống. Phương pháp tính toán chiều dài đường ống và
đường kính ống cũng giống như tính toán ở trường hợp đường ống chính: Dùng
thước kẻ ly đo chiều dài trên bản vẽ rồi nhân với tỷ lệ bản vẽ, tính toán đường kính
ống bằng cách xác định số cây cần tưới mà đường ống nhánh đó phụ trách, từ đó
lOMoARcPSD|17603319

30
tính ra lưu lượng nước chảy trong ống, vận tốc nước chảy trong ống vẫn chọn là 1
m/s. Tùy theo diện tích mà ống nhánh đó tưới đến, ta sẽ tính ra đường ống nhánh
có các kích cỡ khác nhau. Sau đó, ta làm tròn số cho phù hợp với đường kính qui
chuẩn có bán ngoài thị trường (các cở ống 16, 21, 27, 32 mm vv).
Việc đo vẽ, tính toán bằng phương pháp thủ công chỉ nên áp dụng khi khu
tưới có diện tích nhỏ và hình dáng khu đất tương đối đơn giản, ít góc cạnh (hình
chữ nhật, hình vuông, hình thang vv...) .Đối với vùng tưới có diện tích lớn, để việc
tính toán được đảm bảo chính xác, thông thường ta phải sử dụng các phần mềm đồ
họa chuyên dùng để lập bản vẽ, xác định chiều dài của các tuyến ống và dùng
phần mềm excel để tính toán đường kính ống chính, ống nhánh và ống thứ cấp.
Trong ngành cấp thoát nước, người ta còn tính toán hao hụt năng lượng dẫn
đến giảm áp lực nước do các co, cút, van, chỗ ống cong..tác động vào.Tuy nhiên,
ở đây giản lược và bỏ qua những tác động đó, coi như đây là bài toán gần đúng, và
thực tế có thể áp dụng trong việc thiết kế hệ thống tưới cỡ nhỏ mà không bị ảnh
hưởng gì lớn và có thể tự điều chỉnh được (ví dụ: có thể tăng thời gian tưới
lên chút ít để bù vào sai số do tính toán).
3.2.5. Chọn phương pháp tưới
Nếu diện tích khu tưới nhỏ, có thể không dùng ống nhánh mà gắn thẳng ống
phân phối vào ống chính.
Đối với phương pháp tưới tràn, các ống nhánh 4 được thay bằng mương,
rãnh; các ống cấp 5 được thay bằng mương thứ cấp.
Với các phương pháp tưới nêu trên, theo chúng tôi, người nông dân rất hạn
hẹp về vốn đầu tư, đặc biệt là giai đoạn đầu khởi sự kiến thiết cơ bản, có hàng
lOMoARcPSD|17603319

31
chục thứ phải chỉ tiêu, do đó mà chọn ra mô hình tưới nào phù hợp nhất, vừa với
túi tiền của chủ đầu tư là điều cần suy xét, tính toán. Sau này, khi có thu hoạch, ta
có thể cải tiến, bổ sung để hệ thống tưới hoàn chỉnh.
Theo đó, nếu quá khó khăn về vốn, và điều kiện địa hình cho phép (khu tưới
bằng phẳng hoặc gốc độ nghiêng tương đối đồng đều) nên chọn mô hình tưới rãnh,
vì mô hình này chỉ cần đầu tư máy bơm, đường ống chính là đủ, các đường ống
nhánh, đường ống thứ cấp được thay bằng mương rãnh nhỏ nên không tốn tiền
mua ống.Tuy nhiên, mô hình tưới rãnh sẽ không thể áp dụng khi khu đệm có địa
hình lồi lõm, bị chia cắt mạnh.
Nếu không áp dụng được mô hình tưới rãnh, nên chọn mô hình tưới phun
tia, lợi thế của mô hình này là toàn bộ đường ống chính, đường ống nhánh, đường
ống thứ cấp đều là ống PVC nên có thể dẫn nước đi qua những nơi mặt đất lồi
lõm, ít hao hụt nước tưới và sử dụng ổn định.
Khi áp dụng mô hình tưới rãnh, cần tính toán tương đối chính xác chiều dài,
đường kính của các loại ống dẫn và lựa chọn vật liệu, phương pháp thi công phù
hợp.
3.2.6. Vật liệu sử dụng trong xây dựng hệ thống tưới
Hiện nay, trên thị trường có bán rất nhiều loại vật liệu sử dụng cho việc
cung cấp nước tưới nông nghiệp, từ các loại ống mềm, ống cứng PVC, HDPV,
ống kim loại vv, với kích thước, chủng loại, giá cả khác nhau.
Đối với đường ống chính, nhất thiết nên chọn mua ống loại tốt và có thông
số chịu lực cao nhất (thường ống dày 2,8-3mm, độ chịu lực 8 bar trở lên), vì
đường ống chính khi làm việc phải chịu áp lực rất cao.
lOMoARcPSD|17603319

32
Đối với đường ống nhánh và đường ống thứ cấp ta có thể sử dụng ống nhựa
tổ hợp. Loại ống này chuyên dùng cho nông nghiệp, có hình dáng, màu sắc và
đường kính quy chuẩn tương tự như ống PVC dùng cho cấp nước sinh hoạt, nhưng
được pha nhiều bột đá nên rẻ tiền hơn nhiều (30-50%) so với ống chính phẩm.
Loại ống này thường hay bị lỗ mọt, nhưng dễ dàng khắc phục bằng cách dùng
khâu nối, hoặc nêu không, cho nước chảy ra từ lỗ mọt cũng góp phần cung cấp
nước cho cây trồng.
Trong trường hợp quá khó khăn, có thể đặt mua loại ống PE đen (ống dẹp
nhựa mềm) để làm đường ống nhánh hoặc ống thứ cấp.Loại ống này được làm
bằng nhựa dẽo và mềm như túi nilon, được cuộn thành bành gần bằng bánh xe
đạp, và đặc biệt là giá bán rất rẻ (loại có đường kính 32 mm khoảng 1.000 đồng/m,
ống D=27 mm rẻ hơn).
Từ đường ống thứ cấp, để đưa nước vào gốc cây, có loại bét chân và ống
nhựa 3-4mm màu đen.Ta dùng khoang điện (có loại khoang chạy pin để thi công
trên đồng ruộng) khoan lỗ có kích thước bằng với bét chân, cắm vào ống PVC, sau
đó nhét ống nhựa dẻo vào.Ống thứ cấp được chôn sâu khoảng 5-10 cm sát hàng
cây, chỉ “lòi” lên ống nhựa dẽo đen khỏi mặt đất ngay tại gốc cây để cung cấp
nước tưới.
lOMoARcPSD|17603319

33
3.3.Thiết kế mạch điều khiển
3.3.1. Thiết kế phần cứng
Sử dụng phần mềm Proteus để thiết kế sơ đồ bố trí mạch.
Hình 3. 1. Sơ đồ mạch nguyên lý
3.3.2.Mạch in thực tế sau khi thiết kế (sử dụng phần mềm atium).
Altium designer là một phần mềm chuyên nghành được sử dụng trong thiết
kế mạch điện tử. Cho phép quản lý thành các project riêng hoặc thành các
workspace. Hỗ trợ thư viện khổng lồ, với nhiều loại IC,linh kiện mới cập nhật.
Thiết kế mạch in với các tính năng cài đặt kích thước dây, cách thức đi dây, hỗ trợ
thư viện, tự động kiểm tra lỗi.Việc tiến hành mạch in có thể được thực hiện thông
qua chế độ tự động. Tuy nhiên thì việc đi dây bằng tay sẽ giúp mạch điện tử sẽ
gọn và đẹp hơn.
RE3/MCLR/VPP
1
RA0/AN0/ULPWU/C12IN0-
2
RA1/AN1/C12IN1-
3
RA2/AN2/VREF-/CVREF/C2IN+
4
RA3/AN3/VREF+/C1IN+
5
RA4/T0CKI/C1OUT
6
RA5/AN4/SS/C2OUT
7
RE0/AN5
8
RE1/AN6
9
RE2/AN7
10
VDD
11
VSS
12
RA7/OSC1/CLKIN
13
RA6/OSC2/CLKOUT
14
RC0/T1OSO/T1CKI
15
RC1/T1OSI/CCP2
16
RC2/P1A/CCP1 17
RC3/SCK/SCL
18
RD0
19
RD1
20
RD2
21
RD3
22
RC4/SDI/SDA
23
RC5/SDO
24
RC6/TX/CK
25
RC7/RX/DT 26
RD4
27
RD5/P1B
28
RD6/P1C
29
RD7/P1D
30
VSS
31
VDD
32
RB0/AN12/INT
33
RB1/AN10/C12IN3- 34
RB2/AN8
35
RB3/AN9/PGM/C12IN2-
36
RB4/AN11
37
RB5/AN13/T1G
38
RB6/ICSPCLK 39
RB7/ICSPDAT
40
U1
PIC18F4523
X2
4Mhz
Cx1
22pF
Cx2
22pF
GND
VCC
GND
5V
0V
Vs
A
K
RS R/W E
|
D0 D1D2D3D4D5D6 D7
2
1
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
LCD1
LCD 16x2A
VCC
VCC
GND
GND
VR1
10K
RS
RW
EN
D
4
D
5
D
6
D
7
RS
RW
EN
D4
D5
D6
D7
1
2
3
4
JP1
DH
T11
VCC
GND
R3
4k7
R7
4k7
VCC
PGD
PGC
RST
1
2
3
4
5
JP2
JP5
RST
PGC
PGD
VCC
GND
1
2
3
4
5
RL1
Relay 10A/12V
1
2
3
HD1
M
A
Y
BO
M
N
U
OC
D1
1
N4
007
VCC
Q1
C1815
GND
R6
1K
R4 330
LED1
LED
ROLE
R5
10k
VCC
ROLE
2
1
SW1
SW
2
1
SW2
SW
2
1
SW3
SW
R10
10k
R9
10k
R8
10k
VCC
GND
MODE
UP
DOWN
Vbat
SDA
SCL SQW
X1 X2
1
2
3
5
6 7
IC1
DS1307
R2
4k7
R1
4k7
VCC
X1
32,768 Khz
+
-
BT1
PIN 3V
GND
SDA
SCL
SCL
SDA
lOMoARcPSD|17603319

34
Hình 3. 2.Mạch in sau khi thiết kế
3.3.3. Thiết kế phần mềm
Lập trình cho PIC
Việc lập trình cho PIC16F877A sử dụng ngôn ngữ C chuẩn, viết bằng phần
mềm CCS PIC C Compiler. Phần mềm CCS hỗ trợ một thư viện với khá nhiều
hàm con nên việc lập trình trở nên dễ dàng hơn. Giao diện của phần mềm khá đẹp
lOMoARcPSD|17603319

35
và có thể sử dụng một cách dễ dàng. Thêm vào đó CCS cung cấp một trang web
có code chuẩn để tham khảo: ccsinfo.com/forum .
Phần mềm biên soạn chương trình CCS
CCS (Custom Computer Services) là trình biên dịch dùng ngôn ngữ C lập trình
cho VĐK có mã lệnh được tối ưu khi biên dịch và chứa rất nhiều hàm phục vụ cho
mọi mục đích điều khiển. Ngoài ra CCS có đủ khả năng để không phải chèn bắt kỳ
dòng lệnh Assembly nào. Điểm nổi bật CCS cung cấp nhiều công cụ tiện ích hỗ
trợ người dùng trong việc biên dịch, bắt lỗi chương trình và quản lý bộ nhớ.
Hình 3. 3. Giao diện của phần mềm lập trình
lOMoARcPSD|17603319

36
Mạch nạp sử dụng nạp chương trình cho PIC 16F877A là mạch nạp PG2C
Hình 3. 4. PG2C mạch nạp PIC qua cổng COM
Chức năng của mạch:
• Có khả năng nạp hầu hết các loại vi điều khiển họ PIC bao gồm các loại 8
chân, 14 chân, 18 chân, 28 chân và 40 chân. Thông qua phần mềm nạp
pickit2
• Có khả năng nạp trực tiếp cho vi điều khiển rời thông qua socket hoặc thông
qua đường ICSP.
Cách thức sử dụng mạch nạp PG2C khá đơn giản.
lOMoARcPSD|17603319

37
Giao diện phần mềm nạp cho PICkit2:
Hình 3. 5. Giao diện phần mềm nạp pickit2
Pickit2 programmer/ Debugger là sản phẩm của microchip được phát triển
trong thời gian gần đây. Điểm đặc biệt của Pickit2 là chi phí thấp, có khả năng
nạp, gỡ rối hầu hết các chip IC và EEPROM, tốc độ cực nhanh và tiện dụng, có
thể nạp trực tiếp trong MPLAB IDE hoặc bằng phần mềm Pickit2 programmer
application.
Ứng dụng Pickit2 programmer cho phép bạn nạp chương trình cho tất cả các
Pic được hỗ trợ liệt kê trong file Pickit2 Readme. Giao diện Pickit2 V20.50.02 .
Em sử dụng phần mềm pickit2 để nạp cho PIC ngay trên mạch theo chuẩn
ICSP. Khi trình dịch CCS đã dịch dữ liệu thành file *.hex, sau đó pickit2 sẽ gửi từ
lOMoARcPSD|17603319

38
máy tính tới vi điều khiển, vi điều khiển sẽ nhận dữ liệu thông qua cổng truyền
thông nối tiếp và ghi lên bộ nhớ chương trình.
3.3.4. Thuật toán điều khiển
lOMoARcPSD|17603319

39
Hình 3. 6. Lưu đồ thuật toán điều khiển.
lOMoARcPSD|17603319

40
3.3.5. Mạch thực tế sau khi thiết kế và chạy thử
Hình 3. 7. Mạch thực tế sau khi thiết kế và chạy thử
Mạch thực tế sau khi thiết kế và chạy thử đã điều khiển đóng ngắt chính xác thiết
bị điện theo thời gian cài đặt.
lOMoARcPSD|17603319

41
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
4.1. Đánh giá kết quả
Trong quá trình thực hiện đề tài em đã tìm hiểu về hệ thống tưới cây tự
động. Do vậy em đã tìm hiểu về hệ thống tự động vì nó là cơ sở lý thuyết quan
trọng trong đề tài này.
- Tìm hiểu về các hệ thống tưới cây tự động: phân loại, nguyên lý, cách
chế tạo…
- Tìm hiểu về vi điều khiển PIC 16F877A, phương pháp sử dụng vi điều
khiển PIC để xử lý và hiển thị kết quả trên LCD.
- Thiết kế mạch và viết chương trình cho vi điều khiển, đảm bảo mạch
điều khiển hoạt động tốt
4.2. Hạn chế của đề tài
Do điều kiện có hạn nên đề tài này em chỉ thực hiện ở việc thiết kế ra mạch
điều khiển đóng ngắt thiết bị điện (bơm) theo độ ẩm.
4.3. Hướng phát triển đề tài
Có thể lập trình lên 3, 4 lần tưới trong ngày thay vì 2 lần tưới hiện tại. Lập
trình điều khiển nhiều thiết bị hơn (các van điện từ).
Thiết kế thêm vào hệ thống bộ phận thông báo cho người sử dụng biết được
tình trạng của hệ thống (Sử dụng Simcom).
lOMoARcPSD|17603319

42
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] TS Nguyễn Trường Giang (2011), Kĩ thuật vi xử lý, NXB: Trường Đại học
Giao thông vận tải.
[2] Trần Xuân Trường (2010), Tài liệu sử dụng CCS, NXB: Trường Đại học
Bách khoa TP Hồ Chí Minh.
[3] Datasheet PIC 16F877a của Microchip
[4] PGS. TS Hoàng Đức Liên (2007),Thủy lực và cấp thoát nước trong Nông
nghiệp, NXB: Trường ĐH Nông Nghiệp.
Danh mục các website tham khảo:
1. http://catalogdatasheet.com
2. http://ccsinfo.com/forum
3. http://dientuvietnam.net
4. http://diendandientu.com
lOMoARcPSD|17603319

43
PHỤ LỤC
Code chương trình
File main.h
#include <16F877A.h>
#device adc=8
#FUSES NOWDT //No Watch Dog Timer
#FUSES WDT128 //Watch Dog Timer uses 1:128 Postscale
#FUSES HS //High speed Osc (> 4mhz for PCM/PCH) (>10mhz for PCD)
#FUSES NOPROTECT //Code not protected from reading
#FUSES NOBROWNOUT //No brownout reset
#FUSES BORV21 //Brownout reset at 2.1V
#FUSES NOPUT //No Power Up Timer
#FUSES NOCPD //No EE protection
#FUSES STVREN //Stack full/underflow will cause reset
#FUSES NODEBUG //No Debug mode for ICD
#FUSES NOLVP //No low voltage prgming, B3(PIC16) or B5(PIC18) used for I/O
#FUSES NOWRT //Program memory not write protected
#FUSES NOWRTD //Data EEPROM not write protected
#FUSES IESO //Internal External Switch Over mode enabled
#FUSES FCMEN //Fail-safe clock monitor enabled
#FUSES NOPBADEN //PORTB pins are configured as digital I/O on RESET
#FUSES NOWRTC //configuration not registers write protected
#FUSES NOWRTB //Boot block not write protected
#FUSES NOEBTR //Memory not protected from table reads
#FUSES NOEBTRB //Boot block not protected from table reads
lOMoARcPSD|17603319

44
#FUSES NOCPB //No Boot Block code protection
#FUSES LPT1OSC //Timer1 configured for low-power operation
#FUSES MCLR //Master Clear pin enabled
#FUSES NOXINST //Extended set extension and Indexed Addressing mode disabled (Legacy
mode)
#use delay(clock=20000000)
#use i2c(Master,Fast,sda=PIN_C4,scl=PIN_C3)
File chương trình chính main.c
#include "main.h"
#include "PIC16F877A_registers.h"
#include "DS1307_interface.c"
#include "dht11.c"
#include <Drive_LCD.c>
#define MODE PIN_C5
#define UP PIN_C6
#define DOWN PIN_C7
#define BOM PIN_C0
unsigned char sec=0,hour=12,min=11,dow=4,day=16,mth=4,year=14;
int8 H_level_1 = 50,H_level_2 = 60,H_level_3 = 70,H_level_4 = 80;
int8 TIMER_RUN_LEVER_1 = 4,TIMER_RUN_LEVER_2 = 3,TIMER_RUN_LEVER_3 =
2,TIMER_RUN_LEVER_4 = 1;
int menu= 0;
int time = 0;
int hour_alarm_first = 6;
int min_alarm_first = 0;
int hour_alarm_second = 18;
int min_alarm_second = 0;
int1 chophep_bom1 = 0,chophep_bom2 = 0;
void Modify_time(void);
lOMoARcPSD|17603319

45
int Thoi_gian_bom(int do_am);
void Dieu_khien_bom(int do_am);
void main()
{
char sec1,sec2;
unsigned char dh_nhiet_do,dh_do_am;
//float temp;
setup_adc_ports(NO_ANALOGS|VSS_VDD);
setup_adc(ADC_OFF|ADC_TAD_MUL_0);
setup_psp(PSP_DISABLED);
setup_spi(SPI_SS_DISABLED);
setup_wdt(WDT_OFF);
setup_timer_0(RTCC_INTERNAL|RTCC_DIV_256);
//set_timer0(55770);
setup_timer_1(T1_DISABLED);
setup_timer_2(T2_DISABLED,0,1);
setup_comparator(NC_NC_NC_NC);
setup_vref(FALSE);
//Setup_Oscillator parameter not selected from Intr Oscillator Config tab
output_low(BOM);
lcd_init();
ds1307_init();
ds1307_get_time(hour,min,sec1);
delay_ms(2000);
ds1307_get_time(hour,min,sec2);
if(sec2 == sec1)
{
ds1307_set_date_time( day, mth, year, dow, hour, min, sec);
}
lOMoARcPSD|17603319

46
printf(lcd_putc,"fTuoi cay");
delay_ms(1000);
printf(lcd_putc,"n Tu Dong");
delay_ms(1000);
// TODO: USER CODE!!
while(true)
{
delay_ms(100);
Modify_time();
if(menu == 0)
{
Dieu_khien_bom(dh_do_am);
ds1307_get_time(hour,min,sec);
if(DHT_GetTemHumi(&dh_nhiet_do,&dh_do_am))
{
printf(lcd_putc,"fRH= %u%% T= %uoC",dh_do_am,dh_nhiet_do);
printf(lcd_putc,"n %u:%u:%u ",hour,min,sec);
}
}
else if(menu == 1)
{
printf(lcd_putc,"f chinh gio ");
printf(lcd_putc,"n %u:%u ",hour,min);
}
else if(menu == 2)
{
printf(lcd_putc,"f chinh phut ");
printf(lcd_putc,"n %u:%u ",hour,min);
}
lOMoARcPSD|17603319

47
else if(menu == 3)
{
printf(lcd_putc,"f Gio tuoi 1 ");
printf(lcd_putc,"n %u:%u ",hour_alarm_first,min_alarm_first);
}
else if(menu == 4)
{
printf(lcd_putc,"f Phut tuoi 1 ");
printf(lcd_putc,"n %u:%u ",hour_alarm_first,min_alarm_first);
}
else if(menu == 5)
{
printf(lcd_putc,"f Gio tuoi 2 ");
printf(lcd_putc,"n %u:%u ",hour_alarm_second,min_alarm_second);
}
else if(menu == 6)
{
printf(lcd_putc,"f Phut tuoi 2 ");
printf(lcd_putc,"n %u:%u ",hour_alarm_second,min_alarm_second);
}
else if(menu == 7)
{
printf(lcd_putc,"f Muc do am 1 ");
printf(lcd_putc,"n %u ",H_level_1);
}
else if(menu == 8)
{
printf(lcd_putc,"fThoi gian chay 1 ");
printf(lcd_putc,"n %u ",TIMER_RUN_LEVER_1);
lOMoARcPSD|17603319

48
}
else if(menu == 9)
{
}
else if(menu == 10)
{
}
else if(menu == 11)
{
}
else if(menu == 12)
{
}
else if(menu == 13)
{
}
else if(menu == 14)
{
lOMoARcPSD|17603319

49
}
}
}
void Modify_time(void)
{
if(input(MODE)== 0)
{
delay_ms(100);
if(input(MODE)== 0)
{
menu ++;
if(menu == 15) menu = 0;
}
}
if(input(UP)== 0)
{
while(!input(UP));
if(menu == 1)// chinh gio
{
hour++;
if(hour == 24) hour = 0;
}
else if(menu == 2)// chinh phut
{
min++;
if(min == 60) min = 0;
}
else if(menu == 3)// chinh gio hen thu nhat
lOMoARcPSD|17603319

50
{
hour_alarm_first ++;
if(hour_alarm_first == 24) hour_alarm_first = 0;
}
else if(menu == 4)// chinh phut hen thu nhat
{
min_alarm_first ++;
if(min_alarm_first == 31) min_alarm_first = 0;
}
else if(menu == 5) // chinh gio hen thu 2
{
hour_alarm_second ++;
if(hour_alarm_second == 24) hour_alarm_second = 0;
}
else if(menu == 6) // chinh phut hen thu 2
{
min_alarm_second ++;
if(min_alarm_second == 31) min_alarm_second = 0;
}
else if(menu == 7) // chinh do am khong che 1
{
H_level_1 ++;
if(H_level_1 == 100) H_level_1 = 0;
}
else if(menu == 8)
{
TIMER_RUN_LEVER_1++;
if(TIMER_RUN_LEVER_1== 30) TIMER_RUN_LEVER_1 = 0;
}
lOMoARcPSD|17603319

51
{
H_level_2 ++;
}
else if(menu == 10)
{
}
{
H_level_3 ++;
}
else if(menu == 12)
{
}
{
H_level_4 ++;
}
else if(menu == 14)
{
lOMoARcPSD|17603319

52
}
}
if(input(DOWN)== 0)
{
while(!input(DOWN));
if(menu == 1)// chinh gio
{
hour--;
if(hour == 255) hour = 23;
}
else if(menu == 2)// chinh phut
{
min--;
if(min == 255) min = 59;
}
else if(menu == 3)// chinh gio hen thu nhat
{
hour_alarm_first --;
if(hour_alarm_first == 255) hour_alarm_first = 0;
}
else if(menu == 4)// chinh phut hen thu nhat
{
min_alarm_first --;
if(min_alarm_first == 255) min_alarm_first = 30;
}
else if(menu == 5) // chinh gio hen thu 2
{
hour_alarm_second --;
lOMoARcPSD|17603319

53
if(hour_alarm_second == 255) hour_alarm_second = 23;
}
else if(menu == 6) // chinh phut hen thu 2
{
min_alarm_second --;
if(min_alarm_second == 255) min_alarm_second = 30;
}
{
H_level_1 --;
if(H_level_1 == 255) H_level_1 = 100;
}
else if(menu == 8)
{
TIMER_RUN_LEVER_1--;
}
{
H_level_2 --;
if(H_level_2 == 255) H_level_2 = 100;
}
else if(menu == 10)
{
}
{
lOMoARcPSD|17603319

54
H_level_3 --;
if(H_level_3 == 255) H_level_3 = 100;
}
else if(menu == 12)
{
}
{
H_level_4 --;
if(H_level_4 == 255) H_level_4 = 100;
}
else if(menu == 14)
{
}
}
}
int Thoi_gian_bom(int do_am)
{
int time_run;
if(do_am <H_level_1)
{
time_run = TIMER_RUN_LEVER_1;
}
else if(do_am <H_level_2)
lOMoARcPSD|17603319

55
{
}
{
}
{
}
else
{
time_run = 0;
}
return(time_run);
}
void Dieu_khien_bom(int do_am)
{
if(chophep_bom1 == 0||chophep_bom2 == 0)
{
time = Thoi_gian_bom(do_am);
}
if(hour == hour_alarm_first && min == min_alarm_first)
{
chophep_bom1 = 1;
}
if(hour == hour_alarm_second && min == min_alarm_second)
{
lOMoARcPSD|17603319

56
chophep_bom2 = 1;
}
if(chophep_bom1 == 1)
{
if(min <= min_alarm_first+time)
{
output_high(BOM);
}
else
{
chophep_bom1=0;
output_low(BOM);
}
}
if(chophep_bom2 == 1)
{
if(min <= min_alarm_second+time)
{
output_high(BOM);
}
else
{
chophep_bom2=0;
output_low(BOM);
}
}
}
File DHT11.h
lOMoARcPSD|17603319

57
#define DHT_DATA_IN PORTA0
#define DHT_DATA_OUT LATA0
#define DHT_DDR_DATA TRISA0
/******************************************
/* Kieu So Nguyen Co Dau */
#ifndef __DHT11_H
#define __DHT11_H
typedef int1 bit;
typedef int int8_t;
typedef long int16_t;
typedef long long int32_t;
/* Kieu So Nguyen Khong Dau */
typedef unsigned int uint8_t;
typedef unsigned long uint16_t;
typedef unsigned long long uint32_t;
/* Kieu So Thuc */
typedef float float32_t;
#define DHT_ER 0
#define DHT_OK 1
/*******************************************************************************
Noi Dung : Kiem tra dap ung cua DHT11 sau yeu cau chuyen doi.
Tham Bien : Khong.
Tra Ve : DHT_ER: Dap ung cua DHT bi loi.
DHT_OK: Dap ung cua DHT thanh cong.
********************************************************************************/
//uint8_t DHT_IsOk(void);
Noi Dung : Doc 1 byte du lieu tu DHT11.
Tham Bien : Khong.
lOMoARcPSD|17603319

58
Tra Ve : 1 byte du lieu.
*******************************************************************************/
uint8_t DHT_ReadByte(void);
/*******************************************************************************
Noi Dung : Doc 1 khung du lieu tu DHT11 gui ve.
Tham Bien : array: mang so nguyen 8 bit luu tru khung du lieu.
Tra Ve : - DHT_OK: Neu DHT va MCU gui du lieu thanh cong.
- DHT_ER: Neu DHT va MCU gui du lieu that bai.
*******************************************************************************/
Noi Dung : Doc gia tri nhiet do, do am tu DHT.
Tham Bien : *tem: con tro luu tru gia tri nhiet do.
*humi: con tro luu tru gia tri do am.
Tra Ve : - DHT_OK: Neu do nhiet do,do am thanh cong.
- DHT_ER: Neu do nhiet do, do am xay ra loi.
*******************************************************************************/
Noi Dung : MCU gui yeu cau chuyen doi den DHT11.
Tham Bien : Khong.
Tra Ve : Khong.
********************************************************************************/
#include "dht11.h"
uint8_t DHT_GetTemHumi (uint8_t *tem,uint8_t *humi)
{
uint8_t buffer[5]={0,0,0,0,0};
uint8_t ii,i,checksum;
DHT_DDR_DATA=0; // set la cong ra
DHT_DATA_OUT=1;
delay_us(60);
DHT_DATA_OUT=0;
delay_ms(25); // it nhat 18ms
lOMoARcPSD|17603319

59
DHT_DATA_OUT=1;
//delay_us(40); // doi DHT dap ung trong vong 20us-40us
DHT_DDR_DATA=1;
delay_us(60);
if(DHT_DATA_IN)return DHT_ER ;
else while(!(DHT_DATA_IN)); //Doi DaTa len 1
delay_us(60);
if(!DHT_DATA_IN)return DHT_ER;
else while((DHT_DATA_IN)); //Doi Data ve 0
//Bat dau doc du lieu
for(i=0;i<5;i++)
{
for(ii=0;ii<8;ii++)
{
while((!DHT_DATA_IN));//Doi Data len 1
delay_us(50);
if(DHT_DATA_IN)
{
buffer[i]|=(1<<(7-ii));
while((DHT_DATA_IN));//Doi Data xuong 0
}
}
}
checksum=buffer[0]+buffer[1]+buffer[2]+buffer[3];
//DHT_DDR_DATA=DDROUT;
//DHT_DATA_OUT=1;
if((checksum)!=buffer[4])return DHT_ER;
*tem = buffer[2];
*humi = buffer[0];
lOMoARcPSD|17603319

60
return DHT_OK;
}
lOMoARcPSD|17603319

do-an-tot-nghiep-co-dien-tu-he-thong-tuoi-cay-tu-dong-theo-do-am.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to do-an-tot-nghiep-co-dien-tu-he-thong-tuoi-cay-tu-dong-theo-do-am.pdf

Similar to do-an-tot-nghiep-co-dien-tu-he-thong-tuoi-cay-tu-dong-theo-do-am.pdf (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

do-an-tot-nghiep-co-dien-tu-he-thong-tuoi-cay-tu-dong-theo-do-am.pdf