Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong quá trình phát triển kinh tế xã hội, nông nghiệp Việt Nam đang từng bước chuyển mình nhưng mức độ ứng dụng khoa học kỹ thuật vào thực tế sản xuất tại nhiều địa phương vẫn còn hạn chế. Quy trình chăm sóc và kỹ thuật tưới tiêu cây trồng phần lớn vẫn tiến hành theo phương pháp thủ công, dựa vào sức người hoặc sử dụng máy bơm điện với hệ thống ống dẫn cơ bản. Phương pháp này bộc lộ nhiều điểm bất cập như tốn kém nhân công, chi phí vận hành cao, lượng nước tưới phân bổ không đồng đều do phụ thuộc vào cảm tính người canh tác, dẫn đến tình trạng thừa hoặc thiếu nước gây ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cây trồng.
Ở khu vực đô thị, xu hướng tự trồng rau sạch tại các hộ gia đình (với các loại cây phổ biến như cải xanh, xà lách, hành lá, ớt, rau thơm) đòi hỏi chu kỳ tưới đều đặn 1 đến 2 lần mỗi ngày. Tuy nhiên, việc chăm sóc thường bị gián đoạn khi người dân vắng nhà hoặc bận rộn. Đồng thời, tại các đô thị lớn, hoạt động tưới cây công cộng bằng xe bồn chở nước trên đường phố vẫn diễn ra, dễ gây ùn tắc giao thông, mất an toàn và ảnh hưởng mỹ quan đô thị.
Trước thực trạng đó, đề tài khóa luận tốt nghiệp "Nghiên cứu và mô phỏng hệ thống tưới cây tự động có hiển thị màn hình LCD" được thực hiện nhằm giải quyết bài toán tự động hóa quá trình cấp nước tưới tiêu.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài bao gồm:
- Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của mạch vi điều khiển ứng dụng trong hệ thống tưới cây tự động.
- Nghiên cứu nền tảng vi điều khiển Arduino cùng các thiết bị ngoại vi và mô-đun phần cứng liên quan (mô-đun thời gian thực, cảm biến độ ẩm, mô-đun rơ-le, bàn phím, màn hình hiển thị).
- Lập trình giải thuật điều khiển trên môi trường Arduino IDE cho vi điều khiển.
- Thiết kế và mô phỏng sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển hệ thống tưới cây tự động dựa trên độ ẩm đất và thời gian thực, xuất thông tin giám sát ra màn hình LCD.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Mạch điều khiển nhúng sử dụng board Arduino Uno R3 kết hợp cảm biến độ ẩm đất, mô-đun thời gian thực DS1307, bàn phím ma trận Keypad 4x4, màn hình LCD và mô-đun rơ-le kích hoạt động cơ bơm DC.
- Phạm vi thực hiện: Đồ án được nghiên cứu, thiết kế, mô phỏng và thử nghiệm thực nghiệm bởi nhóm sinh viên Đặng Trung Trực và Nguyễn Văn Trường thuộc Lớp DHDI11B, Khoa Công nghệ Điện, Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM vào năm 2019 dưới sự hướng dẫn của thầy Phan Lâm Vũ.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khóa luận dựa trên nền tảng kiến trúc phần cứng vi điều khiển họ AVR 8-bit và các chuẩn truyền thông nhúng tiêu chuẩn. Hệ thống vận hành dựa trên cơ chế đo lường điện trở của đất để xác định độ ẩm và so sánh với ngưỡng cài đặt hoặc lịch trình hẹn giờ thực.
Nhu cầu độ ẩm tiêu chuẩn của các loại cây trồng được nhóm tác giả khảo sát và thống kê làm cơ sở thiết lập thông số điều khiển:
| STT |
Loại cây trồng |
Độ ẩm tối ưu (%) |
| 1 |
Cần ô |
85% |
| 2 |
Xà lách |
80% |
| 3 |
Ớt |
80% |
| 4 |
Lan hồ điệp |
75% |
| 5 |
Cải ngọt |
70% |
| 6 |
Ngò gai |
70% |
| 7 |
Rau muống |
70% |
| 8 |
Hành lá |
65% |
| 9 |
Rau răm |
55% |
Phương pháp nghiên cứu được triển khai bao gồm:
- Phương pháp phân tích và khảo sát tài liệu: Tổng hợp tài liệu chuyên ngành về vi điều khiển, khí cụ điện và kỹ thuật lập trình C/C++ từ các giáo trình thực hành và tài liệu kỹ thuật chuyên sâu.
- Phương pháp thiết kế và mô phỏng mạch: Sử dụng phần mềm Fritzing để thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điện tử, kết nối linh kiện và mô phỏng bố trí dây dẫn.
- Phương pháp thực nghiệm và lập trình nhúng: Xây dựng thuật toán, viết mã nguồn trên phần mềm Arduino IDE, nạp chương trình vào vi điều khiển ATmega328, tiến hành kết nối phần cứng trên bảng mạch thử nghiệm (Breadboard) và chạy thử tải với động cơ bơm DC.
- Nguồn dữ liệu tham khảo: Dữ liệu kỹ thuật trích xuất từ tài liệu cấu hình phần cứng của nhà sản xuất (datasheet ATmega328, DS1307), giáo trình vi xử lý của Khoa Công nghệ Điện và tài liệu lập trình nhúng C cơ sở, nâng cao.
Thiết kế và triển khai
Hệ thống điều khiển được cấu trúc thành các khối chức năng rõ ràng xoay quanh vi điều khiển trung tâm:
1. Kiến trúc phần cứng và sơ đồ khối
+-------------------------------------------------------------+
| KHỐI NGUỒN CẤP |
| (Nguồn 5V DC / Adapter 7-12V / Pin 9V) |
+------------------------------+------------------------------+
|
v
+-------------------------------------------------------------+
| KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM |
| (Arduino Uno R3) |
+---------+--------------------+--------------------+---------+
^ ^ |
| (I2C) | (Analog) | (Digital)
+---------+--------+ +--------+--------+ +--------v---------+
| KHỐI THỜI GIAN | | KHỐI CẢM BIẾN | | KHỐI CÔNG SUẤT |
| (Mô-đun RTC | | (Cảm biến độ | | (Mô-đun Rơ-le |
| DS1307) | | ẩm đất) | | 5VDC & Bơm DC) |
+------------------+ +-----------------+ +------------------+
^ ^ |
| (Keypad) | (Biến trở) | (LCD Bus)
+---------+--------+ +--------+--------+ +--------v---------+
| KHỐI CÀI ĐẶT GIỜ | | KHỐI ĐIỀU CHỈNH | | KHỐI HIỂN THỊ |
| (Bàn phím ma | | NGƯỠNG ĐỘ ẨM | | (Màn hình LCD |
| trận 4x4) | | (Biến trở xoay) | | 20x4 / 16x2) |
+------------------+ +-----------------+ +------------------+
2. Thông số kỹ thuật của mạch điều khiển trung tâm (Arduino Uno R3)
| Thông số phần cứng |
Giá trị kỹ thuật |
| Vi điều khiển chính |
ATmega328 họ 8-bit |
| Điện áp hoạt động |
5V DC (cấp qua cổng USB) |
| Điện áp nguồn vào khuyên dùng |
7 - 12V DC |
| Điện áp nguồn vào giới hạn |
6 - 20V DC |
| Tần số dao động thạch anh |
16 MHz |
| Dòng điện tiêu thụ |
Khoảng 30 mA |
| Số chân Digital I/O |
14 chân (trong đó có 6 chân hỗ trợ PWM) |
| Số chân Analog Input |
6 chân (A0 - A5, độ phân giải 10-bit) |
| Dòng tối đa trên mỗi chân I/O |
30 mA - 40 mA |
| Dòng tải tối đa đầu ra 5V |
500 mA |
| Dòng tải tối đa đầu ra 3.3V |
50 mA |
| Bộ nhớ Flash |
32 KB (với 0.5 KB dùng cho Bootloader) |
| Bộ nhớ SRAM |
2 KB |
| Bộ nhớ EEPROM |
1 KB |
3. Cấu hình giao tiếp ngoại vi
- Mô-đun RTC DS1307: Giao tiếp qua chuẩn I2C, sử dụng 2 chân tín hiệu Analog A4 (SDA) và A5 (SCL) của Arduino Uno.
- Cảm biến độ ẩm đất: Trả tín hiệu Analog tương ứng với độ ẩm về chân Analog A0 để vi điều khiển chuyển đổi sang giá trị phần trăm (0 - 100%).
- Khối nhập liệu và cài đặt: Bàn phím ma trận Keypad 4x4 kết nối với các chân Digital để quét phím cài đặt giờ thực và giờ hẹn tưới; Biến trở Analog phân áp để thiết lập ngưỡng so sánh độ ẩm.
- Khối chấp hành: Chân Digital xuất tín hiệu kích hoạt mô-đun rơ-le 5VDC (1 kênh) đóng tiếp điểm cấp nguồn cho động cơ DC bơm nước.
- Khối hiển thị: Màn hình LCD kết nối qua bus dữ liệu hiển thị đồng thời thời gian thực, độ ẩm hiện tại và trạng thái hoạt động.
4. Logic điều khiển và giải thuật chương trình
Quy trình vận hành phần mềm nhúng được lập trình theo các hàm chức năng:
- Hàm chuyển đổi cơ số
bcd2dec() và dec2bcd() phục vụ đọc và ghi dữ liệu nhị phân - thập phân qua giao thức I2C với mô-đun DS1307.
- Hàm
readDS1307() liên tục cập nhật giờ (H), phút (MI), giây (S) từ thanh ghi đồng hồ thời gian thực.
- Khâu xử lý hiển thị với cơ chế nhấp nháy (
chop = !chop) cho phép người dùng quan sát vị trí con trỏ khi nhập thông số cài đặt từ phím A (cài giờ thực), phím B/C (cài đặt khung giờ hẹn tưới 1 và 2) và phím # (lưu và thoát về màn hình chính).
- Hàm
dieu_kien() kiểm tra logic: Nếu thời gian thực trùng khớp với thời gian hẹn giờ (H11 == H && M11 == MI hoặc H12 == H && M12 == MI) đồng thời giá trị độ ẩm đất đo được nhỏ hơn ngưỡng thiết lập (doam > bientro theo logic thang đo), vi điều khiển xuất tín hiệu HIGH ra chân Rơ-le để đóng mạch bơm nước. Khi độ ẩm đã đạt yêu cầu hoặc thời gian tưới vượt quá giới hạn thiết lập (tối đa 10 phút nhằm tránh úng rễ hoặc sự cố hỏng cảm biến), rơ-le tự động chuyển về trạng thái LOW ngắt bơm.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Thực trạng
Chương 1 khái quát vai trò thiết yếu của nguồn nước đối với nông nghiệp thông qua câu đúc kết dân gian "nhất nước, nhì phân, tam cần, tứ giống". Tác giả phân tích những hạn chế của phương thức tưới truyền thống dựa vào sức lao động thủ công hoặc máy bơm đóng ngắt bằng tay tại nông thôn: tốn thời gian, hao phí sức lực và khó kiểm soát chính xác lượng nước cần thiết.
Bên cạnh đó, chương này đề cập đến thực trạng trồng rau sạch quy mô gia đình tại các đô thị và hình ảnh các xe bồn tưới cây trên đường phố gây cản trở giao thông. Từ đó, chương khẳng định việc ứng dụng thiết bị máy móc, tự động hóa tưới tiêu là nhu cầu cấp thiết nhằm phục vụ tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp và đô thị.
Chương 2: Tính cấp thiết của đề tài
Chương 2 đi sâu vào tầm quan trọng của nước đối với sự sinh trưởng và năng suất cây trồng. Tác giả chỉ ra nhược điểm của việc tưới nước theo cảm tính: dễ gây lãng phí tài nguyên nước hoặc làm cây bị ngập úng, thối rễ khi tưới quá nhiều, hay khô héo khi tưới quá ít.
Từ bảng nhu cầu độ ẩm của các loại rau và hoa kiểng, đề tài đưa ra giải pháp thiết kế hệ thống tưới thông minh kết hợp hai yếu tố:
- Đo lường độ ẩm đất thực tế thông qua cảm biến để quyết định tưới.
- Hẹn giờ tưới tối đa 2 lần/ngày thông qua thời gian thực và bàn phím cài đặt, đồng thời tích hợp cơ chế bảo vệ tự ngắt sau tối đa 10 phút tưới nếu cảm biến gặp sự cố hư hỏng.
Chương 3: Nội dung
Chương 3 là phần trọng tâm kỹ thuật của khóa luận, trình bày chi tiết từ phần cứng, phần mềm đến thuật toán:
- Khảo sát thiết bị: Phân tích các dòng vi điều khiển (Arduino Mega, Arduino Nano, Arduino Micro, Arduino Uno R3) và các shield mở rộng. Đề tài lựa chọn Arduino Uno R3 dùng chip ATmega328 làm trung tâm xử lý nhờ tính phổ biến, chi phí thấp và đáp ứng đầy đủ yêu cầu I/O.
- Chi tiết các mô-đun phần cứng:
- Mô-đun thời gian thực DS1307: Cấu trúc thanh ghi, sơ đồ chân kết nối I2C, sử dụng nguồn pin nuôi để duy trì giờ khi mất điện.
- Cảm biến độ ẩm đất: Nguyên lý đo độ dẫn điện của đất, chuyển đổi tín hiệu analog thành tỷ lệ phần trăm.
- Mô-đun rơ-le 5VDC cách ly quang và động cơ bơm DC.
- Bàn phím ma trận 4x4 (Keypad) và màn hình LCD hiển thị dữ liệu.
- Công cụ phần mềm: Giới thiệu phần mềm vẽ mạch Fritzing và môi trường lập trình Arduino IDE.
- Lập trình hệ thống: Cung cấp chi tiết lưu đồ thuật toán và toàn bộ mã nguồn C++ điều khiển vi điều khiển, bao gồm xử lý ngắt, quét phím, đọc thanh ghi DS1307, tính toán độ ẩm và thuật toán so sánh điều kiện đóng ngắt rơ-le.
Chương 4: Kết luận và hướng phát triển
Chương 4 tổng kết toàn bộ kết quả thực hiện của đề tài:
- Ưu điểm đạt được: Xây dựng và mô phỏng thành công mạch điều khiển tưới tự động; tiết kiệm nước và điện năng; giao tiếp trực quan qua màn hình LCD; thao tác cài đặt ngưỡng và thời gian thuận tiện qua phím bấm và biến trở.
- Nhược điểm còn tồn tại: Dây dẫn nối từ cảm biến cắm trong đất đến board mạch gây vướng víu; giới hạn hẹn giờ tối đa 2 lần/ngày; hệ thống gặp sai lệch thời gian thực nếu nguồn nuôi tạm thời bị ngắt hoàn toàn.
- Hướng phát triển: Tác giả đề xuất giải pháp ứng dụng mô-đun truyền thông không dây NRF24L01 kèm bộ khuếch đại công suất PA dải tần 2.4GHz của hãng Nordic Semiconductor (cho tầm phát lên đến 1000m ở tốc độ 250Kbps) để truyền dữ liệu cảm biến không dây; mở rộng ứng dụng trên quy mô lớn và kết nối máy tính để giám sát từ xa.
- Bảng dự toán kinh phí: Thống kê chi tiết giá thành linh kiện thực hiện đề tài.
Kết quả và đóng góp
1. Kết quả kỹ thuật đạt được
Khóa luận đã hoàn thành việc nghiên cứu, mô phỏng và chế tạo thành công mạch điều khiển tưới cây tự động với các tính năng:
- Thu thập liên tục dữ liệu độ ẩm đất qua kênh Analog (A0) và thời gian thực qua giao tiếp I2C với mô-đun DS1307.
- Hiển thị trực quan toàn bộ thông số vận hành (thời gian, độ ẩm đo được, độ ẩm cài đặt) trên màn hình LCD.
- Cho phép người sử dụng chủ động thiết lập giờ tưới qua bàn phím ma trận 4x4 và căn chỉnh ngưỡng độ ẩm đóng ngắt thông qua núm xoay biến trở.
- Tự động đóng ngắt rơ-le điều khiển động cơ bơm nước chính xác theo điều kiện phối hợp giữa ngưỡng độ ẩm và lịch trình thời gian.
2. Chi phí thực hiện mô hình phần cứng
Hệ thống được thiết kế tối ưu với chi phí linh kiện thấp, phù hợp cho việc triển khai ứng dụng thực tế:
| STT |
Tên linh kiện |
Đơn vị tính |
Số lượng |
Đơn giá (VNĐ) |
Thành tiền (VNĐ) |
Ghi chú |
| 1 |
Arduino Uno R3 |
Cái |
1 |
115.000 |
115.000 |
Vi điều khiển ATmega328 |
| 2 |
Module Rơ-le |
Cái |
1 |
25.000 |
25.000 |
Loại 1 kênh 5VDC |
| 3 |
Cảm biến độ ẩm đất |
Cái |
1 |
30.000 |
30.000 |
Cảm biến điện trở đất |
| 4 |
Module DS1307 |
Cái |
1 |
40.000 |
40.000 |
Thời gian thực I2C |
| 5 |
Keypad 4x4 |
Cái |
1 |
70.000 |
70.000 |
Bàn phím ma trận |
| 6 |
Động cơ DC Motor |
Cái |
1 |
10.000 |
10.000 |
Động cơ bơm mini |
| 7 |
Dây cắm |
Bó |
1 |
14.000 |
14.000 |
Dây cắm Breadboard |
| 8 |
Breadboard |
Cái |
2 |
5.000 |
10.000 |
Bo mạch cắm thử nghiệm |
| 9 |
Nguồn 5V |
Cái |
1 |
5.000 |
5.000 |
Cấp nguồn vi điều khiển |
| 10 |
Biến trở |
Cái |
1 |
5.000 |
5.000 |
Điều chỉnh ngưỡng ẩm |
| 11 |
Tấm mica |
Tấm |
1 |
90.000 |
90.000 |
Khung gá lắp thiết bị |
| Tổng cộng |
|
|
|
|
414.000 |
Tổng chi phí phần cứng |
3. Đóng góp về mặt giải pháp
- Đề xuất mô hình tự động hóa quy mô nhỏ gọn, tiết kiệm chi phí (414.000 VNĐ) giúp các hộ gia đình tự trồng rau sạch giải quyết triệt để bài toán tưới tiêu khi vắng nhà.
- Giải quyết bài toán lãng phí điện nước trong nông nghiệp nhờ cơ chế tưới chính xác theo nhu cầu sinh học từng loại cây thay vì tưới theo cảm tính.
- Tích hợp cơ chế an toàn: Tự động ngắt tưới sau 10 phút giúp bảo vệ cây trồng khỏi tình trạng ngập úng cục bộ nếu cảm biến độ ẩm gặp sự cố sai số hoặc hư hỏng.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
1. Hạn chế của đề tài
- Kết nối vật lý có dây: Cảm biến độ ẩm đất cắm trực tiếp vào đất phải sử dụng dây dẫn nối về board Arduino, gây bất tiện và khó khăn khi triển khai ở các khu vực vườn có diện tích lớn hoặc nhiều luống cây cách xa nhau.
- Số lần hẹn giờ giới hạn: Chương trình hiện tại chỉ hỗ trợ cài đặt tối đa 2 mốc thời gian hẹn giờ tưới trong một ngày.
- Độ ổn định thời gian thực: Khi nguồn nuôi chính và pin dự phòng của mạch bị ngắt đồng thời, dữ liệu thời gian thực trên hệ thống sẽ bị sai lệch và yêu cầu người dùng phải thao tác cài đặt lại bằng tay.
2. Hướng nghiên cứu tiếp
- Ứng dụng truyền thông không dây: Tích hợp mô-đun thu phát sóng vô tuyến NRF24L01 (hoạt động ở dải tần 2.4GHz của hãng Nordic Semiconductor) có trang bị mạch khuếch đại công suất PA (Power Amplifier). Cấu hình này cho phép truyền dữ liệu cảm biến đo độ ẩm đất từ khoảng cách xa lên đến 1000m với tốc độ truyền 250Kbps trong không gian thoáng về bộ điều khiển trung tâm mà không cần dây nối.
- Mở rộng quy mô và quản trị tập trung: Phát triển hệ thống phục vụ cho các vùng sản xuất rau an toàn diện rộng, kết nối máy tính để giám sát tập trung, lưu trữ dữ liệu lịch sử độ ẩm và điều khiển hệ thống tưới từ xa.
Giá trị tham khảo
Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho:
- Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật: Sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Điện, Điện tử, Tự động hóa và Cơ điện tử có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các đồ án môn học vi điều khiển, hệ thống nhúng và đồ án tốt nghiệp ứng dụng Arduino.
- Người nghiên cứu nông nghiệp công nghệ cao: Cung cấp số liệu tham khảo về ngưỡng độ ẩm tối ưu của 9 loại rau củ, hoa kiểng phổ biến (Bảng 2.1) cùng giải pháp kỹ thuật tưới tiết kiệm nước.
- Giá trị học thuật và kỹ thuật: Tài liệu trình bày rõ ràng quy trình giao tiếp I2C với mô-đun RTC DS1307, kỹ thuật chuyển đổi cơ số BCD/thập phân trong lập trình C nhúng, phương pháp quét phím ma trận 4x4, cách thức xử lý hiển thị LCD không bị giật nháy màn hình và toàn bộ bảng dự toán kinh phí linh kiện.
Câu hỏi thường gặp
1. Hệ thống sử dụng vi điều khiển nào làm trung tâm xử lý và có những thông số phần cứng cơ bản nào?
Hệ thống sử dụng board mạch Arduino Uno R3 tích hợp vi điều khiển ATmega328 họ 8-bit. Thiết bị hoạt động ở tần số 16 MHz, điện áp hoạt động 5V DC (nguồn khuyên dùng 7 - 12V DC), có 14 chân Digital I/O (6 chân hardware PWM), 6 chân Analog Input (độ phân giải 10-bit), bộ nhớ Flash 32 KB, SRAM 2 KB và EEPROM 1 KB.
2. Cơ chế kích hoạt tưới nước tự động của hệ thống vận hành theo nguyên lý nào?
Hệ thống kết hợp giữa thời gian thực và độ ẩm đất. Khi đến khung giờ hẹn trước (lấy từ mô-đun RTC DS1307 qua giao thức I2C), vi điều khiển sẽ so sánh độ ẩm đo được từ cảm biến đất (chân A0) với ngưỡng độ ẩm thiết lập bằng biến trở. Nếu độ ẩm thực tế thấp hơn ngưỡng yêu cầu, vi điều khiển xuất tín hiệu mức cao kích hoạt mô-đun rơ-le 5VDC đóng tiếp điểm cho động cơ bơm nước chạy. Bơm sẽ dừng khi đất đủ ẩm hoặc khi thời gian tưới đạt tối đa 10 phút.
3. Người dùng thao tác cài đặt thời gian thực và giờ hẹn tưới bằng cách nào?
Người dùng sử dụng bàn phím ma trận Keypad 4x4 với các phím chức năng: Nhấn phím A để vào chế độ cài đặt giờ thực; nhấn phím B hoặc C để cài đặt khung giờ hẹn tưới cho động cơ (hỗ trợ 2 lần/ngày); và nhấn phím # để lưu thông số và quay lại màn hình hiển thị chính.
4. Tổng chi phí linh kiện để thực hiện hoàn chỉnh mô hình phần cứng là bao nhiêu?
Theo bảng thống kê chi phí chi tiết tại Chương 4 của khóa luận, tổng chi phí linh kiện để hoàn thiện mô hình hệ thống tưới tự động là 414.000 VNĐ (bao gồm đầy đủ 11 hạng mục như Arduino Uno R3, mô-đun rơ-le, cảm biến độ ẩm đất, DS1307, bàn phím Keypad 4x4, động cơ DC, nguồn, biến trở và tấm mica).
5. Tác giả đề xuất giải pháp gì để khắc phục nhược điểm nối dây cảm biến ở khoảng cách xa?
Tác giả đề xuất giải pháp thay thế dây tín hiệu bằng mô-đun truyền nhận không dây NRF24L01 sử dụng chip sóng 2.4GHz của hãng Nordic Semiconductor tích hợp bộ khuếch đại công suất PA. Giải pháp này giúp truyền dữ liệu đo độ ẩm từ các vị trí cách xa bộ điều khiển trung tâm lên đến 1000m với tốc độ 250Kbps mà không cần kéo dây phức tạp.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Đặng Trung Trực và Nguyễn Văn Trường đã thiết kế, lập trình và mô phỏng thành công hệ thống tưới cây tự động sử dụng vi điều khiển Arduino Uno R3 kết hợp cảm biến độ ẩm đất và mô-đun thời gian thực DS1307. Đề tài giải quyết hiệu quả bài toán tự động hóa tưới tiêu quy mô gia đình với giao diện giám sát LCD trực quan, khả năng tùy biến ngưỡng ẩm bằng biến trở và hẹn giờ linh hoạt qua bàn phím ma trận. Mặc dù còn hạn chế về kết nối có dây và giới hạn 2 lần hẹn giờ mỗi ngày, công trình đã đề xuất hướng mở rộng khả thi với mô-đun không dây NRF24L01 và mang lại giá trị tham khảo ứng dụng thực nghiệm cao cho sinh viên ngành kỹ thuật điện - tự động hóa.