Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu thế phát triển của nông nghiệp hiện đại, nhu cầu sử dụng thực phẩm sạch và an toàn ngày càng gia tăng. Việc canh tác cây trồng truyền thống ngoài trời thường xuyên chịu ảnh hưởng tiêu cực từ thời tiết bất lợi, sâu bệnh và sự biến đổi khí hậu, dẫn đến năng suất không ổn định và tốn nhiều công lao động. Mô hình canh tác trong nhà màng nổi lên như một giải pháp kỹ thuật giúp người trồng chủ động kiểm soát các yếu tố môi trường then chốt như nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng. Tuy nhiên, việc vận hành nhà màng theo phương thức thủ công đòi hỏi nhiều thời gian, nhân lực và khó đảm bảo sự chính xác liên tục.

Nhằm giải quyết bài toán trên, đồ án "Thiết kế hệ thống IoT giám sát và điều khiển nhà màng" của tác giả Lê Vũ Lộc (Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, dưới sự hướng dẫn của PGS. TS Phan Văn Ca) tập trung vào việc ứng dụng công nghệ Internet vạn vật (IoT) và vi điều khiển để tự động hóa quá trình giám sát, chăm sóc cây trồng trong nhà màng quy mô thực nghiệm.

Mục tiêu nghiên cứu:

  • Nghiên cứu và xây dựng hệ thống giám sát, điều khiển tự động nhằm tiết giảm thời gian, chi phí và sức lao động. Hệ thống phát triển các thiết bị thu thập dữ liệu qua cảm biến và kết nối với nền tảng Blynk để truyền thông tin từ xa, phục vụ công tác quản lý và vận hành trực quan.
  • Tìm hiểu nguyên tắc vận hành, tính năng kỹ thuật và thông số của các linh kiện điện tử, vi xử lý và module truyền thông sử dụng trong hệ thống.

Nhiệm vụ nghiên cứu:

  1. Tìm hiểu các kỹ thuật và mô hình trồng trọt công nghệ cao đang được áp dụng phổ biến.
  2. Nghiên cứu chu kỳ phát triển, đặc tính sinh thái và quy trình chăm sóc của đối tượng cây trồng thực nghiệm (cây rau muống).
  3. Nghiên cứu các thuật toán và logic điều khiển nhằm xác định chính xác các ngưỡng thông số môi trường cài đặt cho cây trồng.
  4. Đo đạc và hiển thị độ ẩm đất, nhiệt độ môi trường trong nhà màng lên màn hình LCD cục bộ và truyền dữ liệu lên ứng dụng Blynk để phục vụ giám sát, điều khiển.
  5. Thiết lập hệ thống phần cứng IoT hoàn chỉnh có khả năng cập nhật, lưu trữ và điều khiển thiết bị chấp hành.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống phần cứng và phần mềm IoT phục vụ thu thập dữ liệu môi trường và điều khiển thiết bị chấp hành trong nhà màng.
  • Đối tượng thực nghiệm nông học: Cây rau muống – loại rau phổ biến có chu kỳ ngắn, đòi hỏi kiểm soát ổn định về độ ẩm và nhiệt độ.
  • Phạm vi nghiên cứu: Mô hình nhà màng được thiết kế ở quy mô nhỏ, phục vụ mục đích nghiên cứu và học tập; sử dụng các cảm biến có độ chính xác tương đối; hệ thống tập trung vào các thông số cơ bản gồm nhiệt độ, độ ẩm đất, phát hiện mưa và ánh sáng; điều khiển các thiết bị tải gồm máy bơm tưới, màng che tự động và đèn LED chiếu sáng; hệ thống sử dụng nguồn cấp một chiều 12VDC; thời gian thực hiện từ ngày 22/02/2024 đến ngày 24/06/2024.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng nền tảng nghiên cứu dựa trên sự kết hợp giữa kiến thức nông học về cây trồng nhà màng và kỹ thuật điện tử, vi xử lý, truyền thông mạng:

  • Khung lý thuyết nông học và nhà màng: Đồ án tổng hợp các mô hình nông nghiệp công nghệ cao hiện đại (hệ thống IoT, thiết bị bay không người lái UAV, robot tự động hóa và máy tưới tự động). Về đặc tính của cây rau muống: cây sinh trưởng tối ưu ở dải nhiệt độ 20°C – 30°C (nhiệt độ vượt quá 40°C gây căng thẳng cho cây), độ ẩm tương đối thích hợp từ 50% – 90%, nhu cầu chiếu sáng từ 6 – 8 giờ/ngày (bổ sung đèn chiếu sáng nhân tạo khi thiếu sáng), độ pH đất dao động từ 5, và yêu cầu không gian chiều cao khu vực trồng tối thiểu 30 – 40 cm.
  • Lý thuyết truyền thông và nền tảng IoT: Nghiên cứu nguyên lý mạng không dây Wi-Fi chuẩn IEEE 802.11 b/g/n, cấu trúc phân lớp IoT và nền tảng đám mây Blynk (bao gồm Blynk App giao diện người dùng, Blynk Server điều phối và Blynk Library tích hợp trên thiết bị nhúng).
  • Phương pháp nghiên cứu:
    • Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Thu thập, phân tích và chọn lọc các tài liệu kỹ thuật, bảng dữ liệu linh kiện (datasheet), giáo trình vi xử lý, các công trình nghiên cứu về tự động hóa nông nghiệp.
    • Phương pháp phân tích – tính toán kỹ thuật: So sánh thông số kỹ thuật giữa các giải pháp phần cứng (vi điều khiển, vi xử lý Wi-Fi, cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, quang trở, mạch cầu H) để lựa chọn linh kiện tối ưu về hiệu năng và chi phí; tính toán tổng dòng điện tiêu thụ của hệ thống để thiết kế khối nguồn.
    • Phương pháp thiết kế và thực nghiệm mô hình: Thiết kế sơ đồ khối, vẽ sơ đồ nguyên lý, thiết kế mạch in (PCB), thi công lắp ráp phần cứng, lập trình thuật toán nhúng cho hai vi điều khiển, cấu hình giao diện Blynk và tiến hành đo đạc, kiểm thử vận hành thực tế ở hai chế độ tự động và thủ công.

Thiết kế và triển khai hệ thống

Hệ thống được thiết kế theo kiến trúc phân tầng phần cứng kết hợp truyền thông đám mây, sử dụng cấu trúc xử lý kép gồm vi điều khiển PIC16F877A đóng vai trò xử lý trung tâm và module ESP8266 NodeMCU đảm nhiệm kết nối truyền thông không dây.

+-------------------------------------------------------------+
|                     HỆ THỐNG IOT NHÀ MÀNG                    |
|                                                             |
|  [Khối Cảm Biến]                                            |
|   - Nhiệt độ (DS18B20)      [Khối Xử Lý Trung Tâm]          |
|   - Độ ẩm đất (DAT)   --->     (PIC16F877A)                 |
|   - Cảm biến mưa (YL83)             |                        |
|   - Cảm biến quang (LDR)            | (UART)                 |
|                                     v                        |
|  [Khối Chấp Hành]           [Khối Giao Tiếp Wi-Fi]          |
|   - Bơm nước (12V)    <---    (ESP8266 NodeMCU)              |
|   - Màng che (ĐC giảm tốc)          |                        |
|   - Đèn LED 2835                    | (Wi-Fi 802.11 b/g/n)   |
|   - LCD 16x02                       v                        |
|                              [Nền Tảng Blynk]                |
|                              (App / Web Server)              |
+-------------------------------------------------------------+

1. Kiến trúc phần cứng và lựa chọn linh kiện

Hệ thống thực hiện so sánh và lựa chọn linh kiện kỹ thuật dựa trên các tiêu chí về độ chính xác, dải đo, tính tương thích và chi phí:

  • Khối xử lý trung tâm (PIC16F877A): Được lựa chọn nhờ kiến trúc 8-bit RISC, tần số hoạt động 20 MHz, 14 KB bộ nhớ Flash, 368 bytes RAM, 33 chân I/O, độ ổn định cao và đáp ứng đầy đủ các ngoại vi điều khiển cục bộ.
  • Khối giao tiếp (ESP8266 NodeMCU V1.0): Tích hợp SoC Wi-Fi chuẩn 802.11 b/g/n, giao tiếp với PIC16F877A qua chuẩn nối tiếp UART, chịu trách nhiệm nhận/gửi dữ liệu lên máy chủ Blynk.
  • Khối cảm biến:
    • Cảm biến nhiệt độ DS18B20: Dải đo -55°C đến +125°C, độ phân giải 9 – 12 bit, sai số ±0.5°C, giao tiếp 1-Wire, có vỏ chống thấm nước.
    • Cảm biến độ ẩm đất DAT: Dải đo 0 – 100%, sai số ±3%, tích hợp IC so sánh LM393 cung cấp ngõ ra số (DO) và tương tự (AO).
    • Cảm biến mưa YL83: Hoạt động theo nguyên lý thay đổi điện dung bề mặt, dải đo 0 – 20 mm/h, sai số ±0.5 mm, thời gian đáp ứng 1s.
    • Cảm biến quang trở LDR: Dải quang phổ 400 – 1100 nm, thang đo 10 – 10.000 lux, sai số ±3%, phục vụ bật/tắt đèn chiếu sáng.
  • Khối cơ cấu chấp hành và hiển thị:
    • Màn hình LCD 16x02 hiển thị trực quan nhiệt độ, độ ẩm và chế độ vận hành.
    • Mạch cầu H L298N (dòng tối đa 2A/kênh) điều khiển động cơ giảm tốc V1 (9V, tỷ số truyền 1:48, momen xoắn 0.8 kg.cm) để kéo/đóng màng che.
    • Động cơ bơm mini 12VDC (áp suất 1.5 – 3 kg, độ hút sâu 1 – 2.5 m) phục vụ tưới tiêu.
    • Thanh LED 2835 (12V, 11 W/m, quang thông 1400 lm/m) bổ sung quang kỳ.

2. Tính toán và thiết kế khối nguồn

Để đảm bảo toàn bộ hệ thống hoạt động ổn định và an toàn, tác giả đã lập bảng tính toán dòng tiêu thụ danh định của từng khối chức năng:

STT Tên thiết bị Số lượng Điện áp hoạt động (VDC) Dòng tiêu thụ (mA)
1 Module ESP8266 NodeMCU 1 5.0 50
2 Vi điều khiển PIC16F877A 1 2.0 – 5.5 50
3 Màn hình LCD 16x02 1 5.0 350
4 Cảm biến độ ẩm đất DAT 1 5.0 10
5 Cảm biến nhiệt độ DS18B20 1 5.0 10
6 Cảm biến quang trở LDR 1 5.0 10
7 Cảm biến mưa YL83 1 5.0 10
8 Đèn LED chiếu sáng 1 12.0 20
9 Động cơ máy bơm 1 12.0 220
10 Động cơ giảm tốc kéo màng 1 9.0 240
11 Mạch điều khiển cầu H L298N 1 12.0 10
Tổng Dòng điện tiêu thụ toàn hệ thống ($I_{\text{tổng}}$) 980 mA

Dựa trên kết quả tính toán $I_{\text{tổng}} = 980\text{ mA} \approx 1\text{ A}$, hệ thống lựa chọn nguồn cấp chính là Adapter 12VDC – 1A. Nguồn 12V được cấp trực tiếp cho bơm, LED và mạch cầu H, đồng thời đi qua module hạ áp xung LM2596 để chuyển đổi thành nguồn 5VDC ổn định cung cấp cho vi điều khiển, LCD và các cảm biến.

3. Nguyên lý và lưu đồ thuật toán điều khiển

Hệ thống hoạt động theo hai chế độ được chuyển đổi qua nút nhấn phần cứng hoặc công tắc trên ứng dụng Blynk:

  • Chế độ thủ công (ttc = 1): Người dùng trực tiếp điều khiển đóng/mở màng che, bật/tắt máy bơm nước và bật/tắt đèn chiếu sáng thông qua các nút bấm vật lý trên bo mạch hoặc qua các widget nút nhấn trên giao diện Blynk.
  • Chế độ tự động (ttc = 0): PIC16F877A liên tục đọc dữ liệu từ các cảm biến:
    • Khi cảm biến YL83 phát hiện trời mưa hoặc nhiệt độ môi trường từ DS18B20 vượt ngưỡng thiết lập, vi điều khiển kích hoạt động cơ giảm tốc qua mạch L298N để kéo màng che lại.
    • Khi cảm biến DAT ghi nhận độ ẩm đất giảm xuống dưới ngưỡng cài đặt (dưới 50%), vi điều khiển kích hoạt rơ-le bật máy bơm nước để tưới cho cây.
    • Khi cảm biến LDR phát hiện cường độ ánh sáng môi trường xuống thấp, hệ thống tự động bật thanh LED 2835 để bổ sung ánh sáng quang hợp.
    • Toàn bộ dữ liệu đo đạc được xuất ra màn hình LCD 16x02 và truyền qua UART sang ESP8266 để cập nhật liên tục lên ứng dụng Blynk qua mạng Wi-Fi.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 trình bày lý do chọn đề tài xuất phát từ nhu cầu thực tiễn về tự động hóa trồng trọt nông nghiệp công nghệ cao và cung cấp thực phẩm sạch. Tác giả xác định rõ 2 mục tiêu nghiên cứu, 5 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể, giới hạn phạm vi nghiên cứu ở quy mô mô hình phòng thí nghiệm và đưa ra phương pháp tiếp cận bao gồm nghiên cứu tài liệu kết hợp thiết kế, xử lý số liệu thực nghiệm. Bố cục toàn bộ đồ án gồm 5 chương được phân bổ logic từ lý thuyết, thiết kế, thi công đến đánh giá kết quả.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2 tổng quan về 4 mô hình công nghệ cao tiêu biểu trong nông nghiệp (IoT, UAV, robot tự động hóa, máy tưới cảnh quan). Tiếp đó, chương phân tích sâu các yếu tố nông học đối với cây rau muống (không gian phát triển tối thiểu 30 – 40 cm, ánh sáng 6 – 8 giờ/ngày, nhiệt độ sinh trưởng 20°C – 30°C, độ ẩm 50% – 90%, độ pH đất quanh mức 5, nguồn nước tưới và các nhóm phân bón thường dùng). Chương cũng cung cấp kiến thức nền tảng về mạng IoT, lịch sử và nguyên lý hoạt động của các chuẩn Wi-Fi (từ 802.11 ban đầu đến Wi-Fi 7), cùng cơ chế lập trình giao diện trên nền tảng đám mây Blynk.

Chương 3: Thiết kế và xây dựng hệ thống

Chương 3 là nội dung kỹ thuật trọng tâm, mô tả chi tiết các yêu cầu người dùng và thông số kỹ thuật (độ ẩm đất đo từ 50% – 100%, sai số ±3%; nhiệt độ đo từ 20°C – 40°C, sai số ±0.5°C; ngưỡng phát hiện mưa < 0.5 mm). Tác giả tiến hành phân tích so sánh kỹ thuật giữa các dòng linh kiện cạnh tranh (ESP32 vs ESP8266; cảm biến độ ẩm DAT vs Decagon EC-5 vs Acclima TDR-315L; cảm biến nhiệt độ DS18B20 vs LM35 vs DHT11; cảm biến quang trở LDR vs FDR vs InGaAs; vi điều khiển PIC16F877A vs PIC16F886 vs Arduino Uno). Từ đó, chương đưa ra sơ đồ nguyên lý chi tiết khối nguồn (dòng tổng 980 mA dùng LM2596), sơ đồ nguyên lý toàn hệ thống, cùng lưu đồ thuật toán điều khiển chi tiết cho PIC16F877A và ESP8266 NodeMCU.

Chương 4: Thi công mô hình và kết quả

Chương 4 thể hiện quá trình hiện thực hóa thiết kế từ bản vẽ sơ đồ sang phần cứng thực tế, bao gồm thiết kế mạch in (PCB), sơ đồ bố trí linh kiện, thi công mô hình khung nhà màng vật lý và đóng gói mạch điện. Tác giả xây dựng giao diện giám sát và điều khiển trên ứng dụng di động Blynk, đồng thời tiến hành các bài đo thực nghiệm so sánh thông số nhiệt độ, độ ẩm đất đo được từ hệ thống cảm biến nhằm đánh giá độ tin cậy và độ ổn định của hệ thống ở cả hai chế độ vận hành tự động và thủ công.

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển

Chương 5 tóm tắt các kết quả đạt được của đồ án về mặt thiết kế phần cứng, lập trình điều khiển và khả năng ứng dụng thực tế của hệ sinh thái IoT trong giám sát nhà màng. Đồng thời, tác giả đề xuất các định hướng nghiên cứu mở rộng nhằm hoàn thiện hệ thống trong tương lai.


Kết quả và đóng góp

1. Kết quả kỹ thuật đạt được

  • Chế tạo thành công mô hình phần cứng nhà màng tích hợp mạch in (PCB) hoàn chỉnh, bố trí gọn gàng các khối vi điều khiển PIC16F877A, module ESP8266 NodeMCU, module hạ áp LM2596 và các rơ-le/mạch cầu H L298N.
  • Khối nguồn 12VDC – 1A và mạch ổn áp 5V hoạt động chính xác theo tính toán dòng tiêu thụ 980 mA, đảm bảo các thiết bị không bị sụt áp hay quá nhiệt trong quá trình vận hành.
  • Thu thập và hiển thị chính xác các thông số môi trường (nhiệt độ dải 20°C – 40°C với sai số trong ngưỡng ±0.5°C; độ ẩm đất dải 50% – 100% với sai số ±3%) đồng thời trên màn hình LCD 16x02 tại chỗ và truyền không dây lên ứng dụng Blynk.
  • Vận hành tin cậy hai chế độ:
    • Chế độ tự động: Tự động kích hoạt đóng màng chắn khi phát hiện mưa (thời gian phản hồi ~1s) hoặc nhiệt độ cao; tự động tưới nước khi độ ẩm đất thấp; tự động bật LED khi trời tối.
    • Chế độ thủ công: Phản hồi lệnh bật/tắt các thiết bị ngoại vi (bơm, đèn, màng che) trực tiếp từ nút nhấn vật lý hoặc thông qua giao diện điều khiển trên điện thoại thông minh.

2. Đóng góp của đề tài

  • Đề xuất một giải pháp phần cứng kết hợp xử lý phân tán chi phí thấp: sử dụng PIC16F877A đảm nhiệm các tác vụ đọc cảm biến, điều khiển ngoại vi thời gian thực và dùng ESP8266 làm cầu nối truyền thông Wi-Fi, giúp hệ thống hoạt động ổn định, tránh tình trạng nghẽn vi điều khiển khi mất kết nối mạng.
  • Cung cấp tài liệu thiết kế chi tiết bao gồm các bảng so sánh linh kiện định lượng, tính toán nguồn và sơ đồ nguyên lý phục vụ cho việc nghiên cứu, chế tạo thiết bị IoT nông nghiệp quy mô nhỏ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

1. Hạn chế

  • Mô hình mới chỉ được thiết kế và thử nghiệm ở quy mô phòng thí nghiệm nhỏ, chưa triển khai thử nghiệm trên diện tích canh tác thực địa lớn.
  • Các cảm biến sử dụng (DAT, YL83, LDR) là dòng linh kiện phục vụ nghiên cứu – học tập, tuổi thọ và độ bền trong môi trường nông nghiệp khắc nghiệt lâu dài còn hạn chế so với các dòng cảm biến công nghiệp chuyên dụng.
  • Hệ thống chưa tích hợp các chức năng nâng cao như đo nồng độ dinh dưỡng (EC), độ pH của đất tự động hay điều khiển hệ thống châm phân bón tự động.
  • Hệ thống giao tiếp phụ thuộc vào mạng Wi-Fi cục bộ và máy chủ Blynk trung gian, có thể bị gián đoạn giám sát từ xa khi mất kết nối Internet.

2. Hướng nghiên cứu tiếp

  • Nâng cấp phần cứng với các dòng cảm biến công nghiệp có độ bền cao, hỗ trợ chuẩn kết nối công nghiệp như RS485/Modbus.
  • Tích hợp thêm cảm biến đo độ pH và hệ thống châm phân bón tự động theo từng giai đoạn phát triển của cây trồng.
  • Mở rộng diện tích nhà màng và triển khai các giao thức truyền thông tầm xa, công suất thấp như LoRa hoặc Zigbee trong trường hợp nhà màng nằm xa vùng phủ sóng Wi-Fi.
  • Phát triển cơ sở dữ liệu lớn (Big Data) và ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để phân tích lịch sử vi khí hậu, dự đoán sâu bệnh và tối ưu hóa lượng nước tưới tự động.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao đối với:

  • Sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Điện tử – Viễn thông, Tự động hóa và Cơ điện tử: Cung cấp phương pháp luận chuẩn xác về quy trình thiết kế hệ thống nhúng từ sơ đồ khối, so sánh lựa chọn linh kiện, tính toán công suất tải đến thiết kế mạch in PCB và lập trình giao tiếp UART giữa vi điều khiển PIC và vi xử lý Wi-Fi ESP8266.
  • Người nghiên cứu các giải pháp IoT nông nghiệp: Tham khảo quy trình tích hợp nền tảng Blynk để xây dựng giao diện điều khiển giám sát vi khí hậu nhà kính/nhà màng với chi phí tối ưu.
  • Nội dung đáng tham khảo nhất: Bảng tính toán dòng tải nguồn chi tiết (Mục 3.4.1.g) và lưu đồ thuật toán điều phối đa chế độ (Mục 3.4.2).

Câu hỏi thường gặp

1. Vì sao hệ thống sử dụng kết hợp cả PIC16F877A và ESP8266 thay vì chỉ dùng một vi điều khiển?
PIC16F877A được sử dụng làm bộ xử lý trung tâm chuyên trách việc đọc tín hiệu analog/digital từ các cảm biến, xuất hiển thị LCD và điều khiển ngoại vi nhờ số lượng chân I/O lớn (33 chân) và khả năng hoạt động ổn định. ESP8266 NodeMCU đóng vai trò module truyền thông Wi-Fi chuyên dụng để đẩy dữ liệu lên máy chủ Blynk và nhận lệnh từ xa qua giao tiếp UART, giúp tối ưu hóa tài nguyên và đảm bảo hệ thống vẫn tự động điều khiển cục bộ ngay cả khi mất kết nối mạng.

2. Tổng dòng điện tiêu thụ danh định của toàn hệ thống là bao nhiêu và nguồn cấp được thiết kế như thế nào?
Tổng dòng điện tiêu thụ của tất cả 11 linh kiện trong hệ thống khi hoạt động đồng thời là 980 mA. Do đó, hệ thống sử dụng bộ nguồn Adapter 12VDC – 1A để cấp nguồn trực tiếp cho các tải 12V (máy bơm, đèn LED, mạch cầu H) và tích hợp mạch hạ áp xung LM2596 để chuyển đổi xuống 5VDC cấp cho vi điều khiển, LCD và các cảm biến.

3. Ngưỡng thông số nhiệt độ và độ ẩm đất được cài đặt dựa trên cơ sở nông học nào?
Hệ thống thiết lập dựa trên đặc tính sinh thái của cây rau muống: nhiệt độ sinh trưởng tối ưu từ 20°C đến 30°C (trên 40°C gây căng thẳng cho cây) và độ ẩm đất duy trì lý tưởng trong khoảng 50% đến 90%. Do đó, hệ thống cài đặt kích hoạt tưới khi độ ẩm đất dưới 50% và kích hoạt đóng màng che tản nhiệt khi nhiệt độ môi trường vượt quá ngưỡng tối ưu.

4. Cảm biến nhiệt độ DS18B20 có ưu điểm gì so với LM35 và DHT11 trong đề tài này?
DS18B20 có dải đo rộng (-55°C đến +125°C), sai số nhỏ (±0.5°C), giao tiếp theo chuẩn 1-Wire chỉ cần 1 dây tín hiệu, độ bền cao và đặc biệt có phiên bản bọc kim loại chống thấm nước, rất phù hợp với môi trường có độ ẩm cao trong nhà màng.

5. Cơ chế hoạt động của cảm biến mưa YL83 trong việc điều khiển màng che diễn ra như thế nào?
Cảm biến mưa YL83 hoạt động theo nguyên lý thay đổi điện dung khi có nước rơi trên bề mặt, với dải phát hiện 0 – 20 mm/h và thời gian đáp ứng 1 giây. Khi phát hiện nước mưa (ngưỡng phát hiện < 0.5 mm), tín hiệu được gửi về PIC16F877A để lập tức xuất lệnh điều khiển mạch cầu H L298N quay động cơ giảm tốc V1 kéo đóng màng che, ngăn nước mưa làm dư thừa độ ẩm hoặc dập nát cây trồng.


Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế hệ thống IoT giám sát và điều khiển nhà màng" của sinh viên Lê Vũ Lộc đã hoàn thành trọn vẹn các mục tiêu kỹ thuật đề ra, từ khâu khảo sát lý thuyết, tính toán thiết kế phần cứng đến thi công mô hình thực tế và lập trình nhúng. Hệ thống kiểm soát tốt các thông số môi trường then chốt như nhiệt độ, độ ẩm đất, ánh sáng và mưa cho cây rau muống thông qua sự phối hợp giữa vi điều khiển PIC16F877A, module ESP8266 và nền tảng đám mây Blynk. Kết quả thực nghiệm khẳng định tính khả thi, sự ổn định của giải pháp và mở ra hướng ứng dụng hiệu quả cho các mô hình nông nghiệp thông minh quy mô vừa và nhỏ.