đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, các giới hạn đề tài và bố cục đề tài. Chương 2: Cơ sở lí thuyết Giới thiệu các kiến thức, sử dụng các để tài khác để nghiên cứu và tham khảo phần cứng liên quan tới đề tài, giới thiệu các linh kiện, chức năng và thông số kĩ thuật, cách thức giao tiếp sử dụng. Chương 3: Tính toán và thi ết kế Thiết kế sơ đồ khối, tính toán các khối, tính toán điện áp, dòng điện, công suất cho các linh kiện, đưa ra sơ đồ nguyên lí và giải thích hoạt động, thiết kế lưu đồ giải thuật. Chương 4: Thi công hệ thống Thiết kế và thi công phần cứng, viết chương trình và thiết kế phần mềm Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá Chương này trình bày kết quả hoàn thành, đưa hình ảnh của mô hình và đánh giá nhận xét Chương 6: Kết luận và hướng phát triển Trình bày mức độ hoàn thành, kết luận về khả năng hoạt động của hệ thống, đưa ra hướng phát triễn của hệ thống.
3 Chương 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 2. Các mô hình hệ thống chăm sóc và giám sát 2. Mô hình chăm sóc hồ thủy sinh tự động và giám sát từ xa Hiện nay nuôi cá cảnh là loại mô hình giải trí phổ biến, để có một hồ cá sạch đẹp thì cần những yếu tố như: các loại cây trồng thủy sinh, hệ thống máy lọc nước, máy bơm oxi, đèn chiếu sáng, thức ăn, nguồn nước, nền trồng cây thủy sinh, đá sỏi,… Người nuôi phải trang bị những kiến thức kĩ năng nuôi cá để tránh rủi ro. Đề tài “Thiết kế và thi công hệ thống chăm sóc hồ thủy sinh tự động và được giám sát từ xa” được thực hiện nhằm phục vụ người sử dụng có được thời gian làm việc, giám sát hiệu quả khung cảnh bể cá.
Mô hình sử dụng sử dụng vi điều khiển Arduino Mega2560 làm bộ xử lý trung tâm. Sử dụng các dữ liệu nhận được để điều khiển các thiết bị sevor, relay đóng ngắt, quan sát các giá trị cảm biến độ đục, cảm biến nhiệt độ của nước và cảm biến mực nước thông qua Web nhờ Module ESP826. Có thể cài đặt thời gian bật tắt bằng các bút nhấn trên hệ thống điều khiển, các thông tin dử liệu được hiển thị trên màn hình LCD 20x4. Giúp người dùng dễ dàng quản lí và thực hiện.
Vào đó, đề tài còn có nhược điềm là chưa có tính ổn định cao, người dùng chưa thể thêm một số thiết bị cần thiết. Thiết bị hỗ trợ nuôi cá tự động Xã hội hiện nay có nhiều cuộc vui chơi giải trí, thú vui nuôi cá được trải rộng khắp nơi trong nước lẫn ngoài nước khá phổ biến. Để có những điều kiện cần thì có những kinh nghiệm và thời gian, nhằm thực hiện công việc đó thì đề tài “Thiết bị hỗ trợ nươi cá tự động” gióp phần làm cho người dùng có thêm thời gian làm việc và hoạt động khi vắng nhà, đảm bảo lượng thức ăn cho cá và hệ thống các thiết bị được hoạt động tốt. Thiết bị sử dụng Esp32 làm bộ xử lí trung tâm, có thể kế nối với với website dùng để giám sát và thu thập dữ liệu để điều khiển các thiết bị: máy lọc, máy oxi, đèn led, có thể thao tác bằng phương pháp bán tự động với nút nhấn trên hệ thống qua màn hình LCD và điều chỉnh tự động bằng website tùy thuộc vào người sử dụng.
4 Thiết bị có nhược điểm các thiết bị có tính ổn định chưa cao, thời gian phản hồi còn chậm, khoảng cách truyền còn hạn chế. Các hệ thống điều khiển và giám sát 2. Hệ thống quản lý nhà yến sử dụng công nghệ IoT Để có một môi trường làm việc thoải mái trong thời đại công nghệ hiện nay, nhận thấy việc chăm sóc và theo dõi hoạt động của các thú nuôi chưa được thuận tiện đề tài “Thiết kế, thi công hệ thống quản lý nhà yến sử dụng công nghệ IoT” ra đời để cả thiện những yếu tố công việc thời gian của mọi người, việc áp dụng thiết bị có thể cho các lĩnh vực chăn nuôi khác. Đề tài sử dụng Arduino Mega2560 làm vi điều khiển xử lý trung tâm điều khiển thiết bị và cập nhật các giá trị cảm biến hiển thị lên màn hình LCD bằng chế độ tự động hoặc bằng tay, đồng thời các thông tin được hiển thị và thao tác trên Web Blynk thông qua ESP8266 để người dùng dễ dàng nắm bắt và quan sát.
Ngoài ra, đề tài còn có những nhược điểm ảnh hưởng về kết nối mạng Wifi, tốc độ xử lý chậm. Mô hình trồng nấm rơm Với sự phát triển bởi công nghệ IOT việc trồng trọt, chăn nuôi càng được cải tiến hơn, hiện đại hơn với công nghệ không dây, Wifi,… để phục vụ cho công việc đó đề tài “Thiết kế và thi công mô hình trồng nấm rơm” nhằm mục đích giúp người dùng thuận tiện hơn công việc nuôi trồng. Đề tài sử dụng vi điều khiển ESP32 làm nhiệm vụ điều khiển các thiết bị, đọc các giá trị cảm biến, hệ thống sử dụng module relay để điều khiển và các cảm biến nhiệt độ, độ ẩm được hiển thị trực tiếp qua màn hình LCD, đồng thời người dùng có thể quan sát qua dao diện Web Blynk, có thể giám sát và điều khiển thiết bị từ xa thông qua ứng dụng trên điện thoại. Tuy nhiên, hệ thống còn có nhược điểm thời gian đáp ứng của các thiết bị phản hồi chưa ổn định, không có nguồn năng lượng dự trữ khi xảy ra sự cố mất điện.
Giới thiệu phần cứng 2. Cảm biến độ đục của nước ( Water turbcidity sensor ) 5 Cảm biến sử dụng phương pháp đo quang học cho độ bền và độ chính xác cao, thích hợp cho các ứng dụng cảm biến môi trường nước, đo độ ô nhiễm, thủy sinh,. như đề tài [2] đã sử dụng. Dựa vào cơ sở đó, nhóm đã đã lựa chọn cảm biến đo độ đục của nước để thực hiện kiểm tra chất lượng nước trong bể cá cũng như các mô trường khác.
Độ đục là một thuộc tính của các hạt nước. Cảm biến đo độ đục của nước đọc và xuất ra giá trị analog tương ứng với giá trị của độ đục. Độ đục này cần hiệu chỉnh về giá trị chuẩn thông qua biến trở để so sánh, cảm biến này sử dụng nguồn cung cấp 3,3 – 5V, dòng cung cấp tối đa 40mA, dải đo để so sánh mật độ nước từ 0 – 1000 NTU, thời gian đáp ứng nhỏ hơn 500ms. [2] Phương trình NTU: 𝑨 = 𝟏𝟎𝟎𝟎 − 𝑿 (2.1) Trong đó: - A là chỉ số NTU.
- X là giá trị cảm biến. Cảm biến độ pH Sau khi tham khảo đề tài liên quan đến sử dụng cảm biến DFRobot Gravity Analog pH Meter Kit để đo nồng độ nước, đất thì trong để tài [8] đã sử dụng, với những tính năng đo pH của nước giúp hiệu quả hơn trong việc kiểm tra chất lượng nước, nhóm đã lựa chọn cảm biến DFRobot Gravity Analog pH Meter Kit có chức năng tạo ra tín hiệu Analog. Cụ thể hơn là module Esp32 nhận tín hiệu từ cảm biến để đưa ra giá trị. Cảm biến bao gồm: một que đo, một mạch vi điều khiển hoạt động với điện áp 5V, dòng điện 10mA, phạm vi đo từ 0 – 14, thời gian đáp ứng 60 gây, độ chính xác 0,1pH ở nhiệt độ 25℃.
Module thời gian thực DS1307 Thời gian rất quan trong trên mọi nơi, để thực hiện điều đó và tham khảo các để tài liên quan đến Module DS1307 ( RTC : Real-time clock ) được sử dụng như trong đề tài [1], [4] để cung cấp thông tin thời gian: ngày, tháng, năm, giờ, phút, giây,. 6 Nhóm đã lựa chọn module DS1307 cho việc cài đặt thời gian cũng như thời gian cho cá ăn. Module DS1307 giao tiếp ESP32 với chuẩn giao tiếp I2C, mạch tích hợp sẵn pin backup để duy trì thời gian trong trường hợp không cấp nguồn, ngoài ra mạch còn được tích hợp thêm IC EEPROM để lưu trữ thông tin khi cần, khả năng lưu trữ 32Kbit, điện áp hoạt động từ 3,3 – 5V gồm chân VCC và GND, hai chân truyền giao thức là SLC và SDA, dao động thạch anh 32. Màn hình LCD 20x4 Nhóm sử dụng LCD 20x4 tích hợp I2C để hiện thị các thông tin và thông số như các đề tài [1-3], [5],.
LCD 20x4 nghĩa là loại LCD có 4 dòng và mỗi dòng chỉ hiển thị được 20 kí tự. Đây là loại màn hình được sử dụng rất phổ biến trong các loại mạch điện. [2], [5] Với giao thức truyền I2C với hai chân SCL và SDA để hỗ trợ giao tiếp với ESP32, LCD 20x4 hoạt động với điện áp là 5V, dòng điện hoạt động 5mA, có kích thước là 98x60x13,5 mm, có đèn nền là 2 chân Anode và Kathode, có thể dùng biến trở hoặc PWM điều chình độ tương phản để sử dụng ít điện năng hơn. Vi điều khiển Module ESP32 Module ESP-WROOM-32 mới nhất với Dual core.
Với thiết kế dễ dàng sử dụng trực tiếp trình biên dịch của Arduino IDE để lập trình và nạp code mà đề tài [1],[6] đã sử dụng, nhóm đã tìm hiểu và lựa chọn dùng để trao đổi dữ liệu để điều khiển thông qua Wifi, để phục vụ cho mục đích cho cá ăn đi đôi vơi bật tắt các thiết bị như: bơm lọc nước, bơm oxi và đèn led. [7] Với kích thước nhỏ gọn và dễ dàng sử dụng ESP-WROOM-32 với chip nạp CP2102 giao tiếp UART mới và ổn định nhất. Nguồn sử dụng là 5V và 3,3V, tích hợp Led báo trạng thái, nút Reset, Boot, Tốc độ xử lý 160MHZ lên đến 240 MHz, gồm có: 18 chân chuyển đổi ADC, 3 chân truyền SPI, 2 chân truyền I2C, 3 chân truyền UART, 10 chân GPIO cảm biến điện dung, 2 chân chuyển đổi DAC, 16 kênh đầu ra PWM. Module ESP32-Cam 7 Để thuận tiện cho việc giám sát bể cá nhóm đã ESP32-CAM là mô-đun bảng phát triển có kích thước 27×40mm, điện áp hoạt động Vin là 5V, đòng hoạt động 160mA, tích hợp các chức năng Bluetooth, Wifi, Giao diện hỗ trợ: UART, SPI, I2C, PWM, hỗ trợ thẻ TF tối đa 4G, gồm 9 chân giao tiếp I/O, tốc độ truyền 115200 bause (pbs), định dạng đầu ra hình ảnh JPG.
Máy lọc nước ( ZY-003 ) Với việc giúp cho bể cá có môi trường nước tốt thì không thể thiếu lọc nước được biết đến qua đề tài [2] với tính năng giúp làm sạch nước trong hồ cá, với cấu tạo từ hệ thống lọc cơ học, hóa học và sinh học tiêu chuẩn, đem tới một nguồn nước sạch cho các cảnh sinh sống và phát triển. Nhóm đã tìm hiểu và sự dụng lọc thác ZY - 003 [2] được sử dụng với mọi lọai bể cá.