đặt vấn đề. Chương 2: Cơ sở lí thuyết. Ở chương này, trình bày về các linh kiện được sử dụng trong đề tài. Chương 3: Thiết kế hệ thống.
Ở chương này, trình bày yêu cầu thiết kế, sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý, nguyên lý hoạt động, lưu đồ giải thuật và mạch in của đề tài. Chương 4: Kết quả và đánh giá. Ở chương này, trình bày kết quả thi công phần cứng và phần mềm cho các khối của hệ thống. Chương 5: Kết luận – Đánh giá và hướng phát triển.
Ở chương này trình bày kết quả đạt được sau khi thiết kế và thi công. Tổng kết lại, trình bày những ưu điểm, khuyết điểm trong quá trình nghiên cứu và hướng phát triển của đề tài. 6 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 KỸ THUẬT NUÔI TÔM THẺ CHÂN TRẮNG 2.1 Đặc điểm sinh học của tôm thẻ chân trắng Tôm thẻ chân trắng xuất phát từ vùng biển xích đạo của Đông Thái Bình Dương (khu vực Tây Mỹ Latinh), và phân bố rộng rãi ở Tây Thái Bình Dương, Châu Mỹ,. Đến nay, tôm thẻ chân trắng đã có mặt ở hầu hết các vùng biển Đông Nam Á, và ở Việt Nam, số lượng nuôi tôm thẻ chân trắng chủ yếu ở miền Nam.
Tôm thẻ chân trắng có màu trắng sữa, không có sọc trên thân, chân có màu trắng ngà, chân bơi màu vàng, viền đuôi màu xanh đỏ nhạt. Râu có màu đỏ gạch và dài gấp rưỡi chiều dài thân. Là loài tôm nhiệt đới nên tôm thẻ chân trắng có khả năng thích nghi cao và giới hạn rộng về nhiệt độ. Tôm có thể sống trong môi trường kiềm 150, pH 6-8 và nhiệt độ từ 24-350 C.[5] Tôm thẻ chân trắng không có nhu cầu nhiều chất đạm như tôm sú, việc đồ ăn có thêm mực tươi sẽ hoàn hảo hơn cho một ao nuôi tôm thẻ chân trắng.
Trong môi trường tự nhiên, tôm thẻ chân trắng trưởng thành, giao phối và sinh sản ở biển với độ sâu khoảng 70 mét, nhiệt độ từ 16 – 28 độ C, và độ mặn cao. Trứng nở ra ấu trùng và vẫn loanh quanh ở độ sâu này, cho đến giai đoạn Potlarvae chúng bơi vào gần bờ và sinh sống ở đáy tại những khu vực cửa sông nông (nơi có nhiều thức ăn, độ mặn thấp hơn và nhiệt độ cao), sau vài tháng, tôm thẻ chân trắng trưởng thành rồi bơi ra biển và tiếp tục vòng đời sinh sống, giao phối và sinh sản bình thường.2 Thông số pH Trong tất cả các thông số thì pH là thông số dễ bị biến động theo môi trường nhất. Khi pH biến động sẽ ảnh hưởng tới các quá trình sinh lý, sinh hóa trong cơ thể tôm, ảnh hưởng đến các yếu tố khác trong ao như tảo, khí độc. Nồng độ pH dao động mạnh, dù thấp hay cao, đều có thể gây tổn hại đến các bộ phận và mang của tôm, gây khó khăn cho quá trình lột xác và khiến tôm bị mềm vỏ.
Chỉ cần sau một cơn mưa lớn 7 cũng có thể làm biến động giá trị pH của ao làm tôm mất sức đề kháng. Để tôm không bị sốc pH thì cần ổn định ở mức pH từ 7.5 tuy nhiên sự chênh lệch pH giữa buổi sáng và chiều không quá 0.1: Thông số pH[6] Khi giá trị pH giảm xuống thấp có thể sử dụng vôi bột liều lượng 10-20kg/1000m3 nước dựa vào giá trị đo được vào thời điểm đó. Khi trời mưa phèn trên thành ao có thể trôi xuống ao làm giảm pH có thể xử lý bằng cách rải trước một lương CaO trên bờ ao để trung hòa giá trị pH của nước mưa. Khi pH tăng nhất là vào những mùa nắng nóng nên xử lý bằng cách thay nước cho ao nhưng cần chú ý thay đổi từ từ tránh để tôm bị sốc nhiệt độ và sốc môi trường.3 Thông số nồng độ Oxy hòa tan (DO) [5] Lượng oxy thích hợp cho tôm sinh trưởng và phát triển là trên 5mg/l.
Ở nồng độ oxy nhỏ hơn 4gm/l, tôm vẫn bắt mồi bình thường nhưng tiêu hóa thức ăn không hiệu quả. Do tỷ lệ chuyển hóa thức ăn giảm khi nồng độ oxy thấp nên tôm dễ nhiễm bệnh, tăng trưởng chậm, dẫn đến giảm lợi nhuận. Nếu nồng độ quá thấp (2mg/l – 3mg/l), tôm sẽ dừng bắt mồi và yếu đi nhanh chóng.1: Thông số Oxy của tôm Oxy hòa tan (mg/l) Phản ứng của tôm <1,0 Tôm ngạt rồi chết <2,0 Tôm không lớn <3,0 Tôm rất chậm lớn <4,0 Tôm chậm lớn 4,0-5,0 Tôm tăng trưởng bình thường 5,0-7,0 Tôm khỏe mạnh và tăng trường nhanh Phương pháp cung cấp oxy và điều chỉnh oxy hòa tan trong ao: Tăng cường độ tảo cho ao nuôi ở mức tương đối vì tảo là nguồn cung cấp oxy chủ yếu cho ao. Thả mật độ vừa phải 50-80 con/m2, mực nước vừa phải 1,2m nếu bể cao hơn thì tạo Oxy đáy.
Dùng quạt cánh hoặc quạt muỗng để tạo Oxy cho ao. Tăng cường chạy quạt ban đêm và chạy quạt trước khi ăn với tốc độ quạt 100-120 vòng/phút.4 Thông số độ mặn (EC) Độ mặn là thông số ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của tôm, quá trình lột xác chịu ảnh hưởng sâu sắc bởi yếu tố độ mặn. Độ mặn không hợp lý có thể làm tôm chậm lớn, mềm vỏ và tỷ lệ tôm chết tăng lên. Độ mặn thích hợp để nuôi tôm chân trắng là từ 10‰ - 25‰.
Nếu độ mặn quá cao (>30‰) tôm sẽ chậm lớn vì quá trình lột xác của tôm sẽ gặp khó khăn khi có hàm lượng các khoáng cao. Nếu độ mặn thấp tôm cũng dễ phát bệnh do trong nước thiếu các khoáng (Na, Cl, Ca, Fe, .) là những khoáng chất cần thiết cho sự tạo vỏ của tôm.2: Thông số độ mặn[6] Khi độ mặn trong ao hạ xuống thấp có thể dùng các phương pháp sau để tăng độ mặn: Xiphong đáy thường xuyên nhất là những mùa thời tiết nắng gắt, nước sẽ bốc hơi 9 làm tăng độ mặn của ao. Dọn lớp mùn bã cho đáy ao giúp làm giảm mùi hôi và khí độc do tảo. Thay nước thường xuyên 3 lần/ngày.5 Thông số nhiệt độ (T) Tôm chân trắng thuộc loài máu lạnh, nhiệt độ cơ thể thay đổi theo nhiệt độ môi trường.
Do đó đây chính là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và phát triển của tôm. Nhiệt độ có ảnh hưởng tới các quá trình hô hấp, tiêu thụ thức ăn, đồng hóa thức ăn, miễn nhiễm bệnh tật, sự tăng trưởng. Đây cũng là yếu tố có sự thay đổi nhanh và có mức chênh lệch đáng kể theo mùa, vị trí địa lý, ngày và đêm. Thường nhiệt độ trong ngày cao nhất trong khoảng từ 14-16h và thấp nhất trong khoảng từ 2-5h.
Sự thay đổi nhiệt độ cao nhất trong một phút mà tôm có thể chịu được là 0,20C. Sự thay đổi nhiệt độ đột ngột từ 3-40C/phút sẽ gây sốc, thậm chí chết tôm.2: Thông số nhiệt độ Nhiệt độ Trạng thái tôm < 15 Chết 15 - 22 Chậm phát triển 23 - 30 Phát triển tốt 30 - 33 Chậm phát triển >33 Chết Tại các ao hồ nhiệt đới, nhiệt độ thích hợp cho tôm là từ 230C – 300C. Trong các thí nghiệm xem xét mức chịu đựng của tôm ở Hawaii, tôm chân trắng sẽ chết nếu nhiệt độ môi trường nước thấp hơn 150C hoặc cao hơn 340C trong thời gian lớn hơn 24h. Ở khoảng nhiệt độ từ 150C-220C hoặc 300C-330C tôm sẽ bị ngạt.
Khoảng nhiệt độ phù hợp để tôm chân trắng sống và phát triển bình thường là 230C – 300C. Thí nghiệm cũng cho thấy khi tôm còn nhỏ (1g) sẽ lớn nhanh hơn ở nhiệt độ 300C, khi tôm ở mức 12g-18g thì nhiệt độ tăng trưởng nhanh nhất là 270C, khi tôm lớn hơn thì nhiệt độ trên 270C sẽ gây bất lợi cho sự tăng trưởng.2 THIẾT BỊ PHẦN CỨNG 2.1 ESP32 Devkit v1 ESP32 Devkit v1 là một bo mạch phát triển được xây dựng dựa trên module vi điều khiển ESP32-WROOM-32 của Espressif Systems. Với vi xử lý hai nhân Tensilica Xtensa LX6 hoạt động ở tốc độ xung nhịp lên đến 240MHz, ESP32-WROOM-32 được tích hợp sẵn Wi-Fi chuẩn 802.11 b/g/n và Bluetooth Low Energy (BLE), cho phép truyền dữ liệu và kết nối mạng không dây một cách linh hoạt.[9] Bo mạch này cung cấp các giao diện ngoại vi đa dạng như GPIO, UART, SPI, I2C, ADC, DAC và nhiều giao tiếp khác, mở ra khả năng kết nối với nhiều thiết bị và cảm biến khác nhau trong các ứng dụng IoT và nhúng. Đồng thời, ESP32-WROOM-32 hỗ trợ các môi trường lập trình phổ biến như Arduino IDE, Espressif IoT Development Framework (ESP-IDF), và PlatformIO, tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển ứng dụng.[10] Một trong những điểm đặc biệt của ESP32-WROOM-32 là khả năng cấp nguồn từ cổng microUSB hoặc nguồn ngoại vi qua chân nối DC, giúp nó trở thành lựa chọn ưu việt cho các dự án IoT và các ứng dụng yêu cầu kết nối không dây và đòi hỏi hiệu suất tính toán cao trong một thiết bị nhỏ gọn.
Điều này làm cho nó trở thành một lựa chọn lý tưởng trong việc phát triển các sản phẩm và dự án IoT hiện đại.3: Sơ đồ chân ESP32 [10] ESP32 DevKit V4 có các chân nối (pin headers) để giao tiếp với các module và board mở rộng khác. Dưới đây là mô tả sơ bộ về các chân chính trên ESP32 DevKit V1: * Chân GPIO: ESP32 devboard có 25 chân GPIO (General Purpose Input/Output) có thể được gán các chức năng khác nhau thông qua việc lập trình các thanh ghi tương ứng. Có một số loại GPIO khác nhau: chỉ kỹ thuật số, có khả năng cho phép analog, có khả năng cảm ứng điện dung, vv. Các GPIO có khả năng cho phép analog và cảm ứng điện dung có thể được cấu hình như GPIO kỹ thuật số.
Hầu hết các GPIO kỹ thuật số này có thể được cấu hình với pull-up hoặc pull-down nội bộ, hoặc được đặt ở trạng thái trở kháng cao.[9] * Input Only GPIOs: Các chân GPIO34, GPIO35, GPIO36 (VP) và GPIO39 (VN) không thể được cấu hình làm chân output. Chúng có thể được sử dụng làm đầu vào kỹ thuật số hoặc analog, hoặc cho các mục đích khác. Chúng cũng thiếu các điện trở pull-up và pull-down nội bộ, khác với các chân GPIO khác. 12 * Chân ngắt trên ESP32 Tất cả các chân GPIO đều có thể cấu hình ngắt.
* Chân ADC: ESP32 tích hợp hai bộ ADC SAR 12-bit và hỗ trợ đo trên 15 kênh (các chân cho phép analog). ADC của ESP32 là ADC 12-bit, có nghĩa là nó có thể phát hiện 4096 (2^12) mức analog rời rạc. Nói cách khác, nó sẽ chuyển đổi các điện áp đầu vào từ 0 đến 3.3V (điện áp hoạt động) thành các giá trị nguyên từ 0 đến 4095. Điều này dẫn đến độ phân giải là 3.3 volt / 4096 đơn vị, tương đương 0.8 mV) mỗi đơn vị.