đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án. Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương này trình bày tổng quát về các lý thuyết bộ thí nghiệm HOBI IoT LabBox. Giới thiệu các kiến thức liên quan tới đề tài, giới thiệu các cảm biến, linh kiện, thiết bị sử dụng để thiết kế hệ thống và các loại giao thức truyền dữ liệu. Chương 3: Thiết kế và tính toán Tính toán, thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển nhà kính trồng hoa Lan trên nền tảng: giám sát nhiệt độ, độ ẩm, độ ẩm đất và ánh sáng ứng dụng IoT.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 5 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 4: Thi công hệ thống Trong chương này, nhóm tác giả sẽ thi công hệ thống, đóng gói và thi công mô hình, lập trình hệ thống và viết tài liệu hướng dẫn sử dụng, thao tác. Chương 5: Kết quả_ nhận xét_đánh giá Đưa ra các kết quả đạt được của hệ thống sau một thời gian hoạt động, các hình ảnh về mô hình hệ thống, đưa ra các nhận xét, đánh giá các số liệu đạt được. Chương 6: Kết luận và hướng phát triển. Trình bày các kết luận về hệ thống những gì đã làm được, chưa làm được và hướng cải tiến, phát triển hệ thống.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 6 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH TRỒNG HOA LAN 2.1 Cách trồng lan a. Điều kiện nhiệt độ khi trồng lan Hoa lan sinh trưởng thích hợp nhất ở những vùng có khí hậu ấm áp. Ban ngày nhiệt độ từ 27 đến 32 độ C, ban đêm từ 16 đến 18 độ C và đặc biệt cây lan sẽ rất dễ bị rụng lá khi nhiệt độ quá thấp. Điều kiện ánh sáng khi trồng lan Lượng ánh sáng loài hoa này cần là rất lớn, cần khoảng 70% ánh sáng mặt trời để hoa phát triển tốt.
Tuy nhiên, ánh sáng cao quá sẽ khiến cho cây bị cháy và rộp lá. Còn khi thiếu sáng thì cây sẽ ngày một ốm yếu, lá mỏng, hoa nhỏ và có thể không ra hoa. Độ ẩm cần thiết khi trồng lan Lan cần khoảng 50% đến 80% độ ẩm để có thể nuôi dưỡng nó. Độ thông gió Môi trường luôn ẩm, mát mẻ và thông thoáng thì lan rất dễ để phát triển.
Để giữ ẩm cho lan có thể làm với vòi nước phun sương, tưới nhiều nước hơn để giữ ẩm cho cây,… 2.2 Cách chăm sóc lan a. Điều kiện ánh sáng khi chăm sóc lan Do cây rất ưa sáng nên khi cây trưởng thành đặc biệt là giai đoạn ra hoa, cần phải cho cây hấp thu 100% ánh sáng. Càng được chiếu ánh sáng thì cây sẽ càng khỏe mạnh và cho hoa càng đẹp. Điều kiện nhiệt độ và độ ẩm khi chăm sóc lan Các dòng lan nắng xưa phù hợp với các chỉ số môi trường: - Nhiệt độ: Ban ngày từ 80 đến 90F( 27 đến 32 độ C), ban đêm không được dưới 50F (10 độ C).
- Nắng: Cần thật nhiều nắng nhưng phải có lưới che cây để tránh bị cháy, rộp lá. - Độ ẩm: Độ trung bình dao động từ 60 đến 70%. Chế độ nước tưới khi chăm sóc lan BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 7 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Để cách chăm sóc cho lan phát huy hiệu quả cao nhất, cần cung cấp độ ẩm thích hợp cho cây. Đặc biệt cây con cần khoảng 70 đến 75%.
Trong chu trình chăm sóc cây con rất quan trọng về độ ẩm, nếu tưới quá ẩm rễ cây dễ bị úng, cây vàng và chậm lớn. Bên cạnh đó, nếu thiếu ẩm rễ cây phát triển kém, hạn chế hấp thu dinh dưỡng. Nước tưới cho cây yêu cầu không mặn, phèn, không cứng (chứa các ion như Ca2+, Mg2+,…) có độ pH tối ưu từ 5,5 đến 6,8. Khi tưới nước cho cây cần chú ý nguyên tắc: Tưới tạo độ ẩm xung quanh môi trường trồng (tưới vòm tròn xung quanh cây) sẽ tốt hơn thay vì chỉ tưới ẩm cục bộ trong chậu hay trong giá thể.
Chỉ nên cung cấp nước đủ ẩm cho cây, nên tưới vào sáng sớm hay chiều mát, tránh tưới buổi trưa khi trời đang nắng gắt hoặc tưới quá muộn làm cho cây dễ bị bệnh. Bên cạnh đó, cũng có thể bổ sung tưới nước trên mái che hoặc dưới giàn ươm nhằm tăng độ ẩm, giảm nhiệt độ vườn ươm,… Có thể tăng số lần tưới trong ngày tùy điều kiện thời tiết để cây phát triển tốt.2 GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN LOPY 2.1 Nền tảng IoT đa giao thức LoPy LoPy là một nhóm phát triển kích hoạt MicroPython bốn mạng nhỏ gọn (LoRa, Sigfox, WiFi, Bluetooth) và là nền tảng IoT hoàn hảo cho những thiết bị được kết nối. LoPy mang đến sự kết hợp giữa tốc độ xử lý mạnh, sự thân thiện và tính linh hoạt. LoPy có thể hoạt động như một cổng nano LoRa và nền tảng phát triển đa năng (LoRa, Sigfox, WiFi và BLE) phù hợp với tất cả các mạng LoRa và Sigfox trên toàn cầu.
Nó được lập trình với các plugin MicroPython và Pymakr để phát triển ứng dụng IoT nhanh chóng, lập trình dễ dàng trong lĩnh vực và khả năng phục hồi nhanh hơn với chuyển đổi dự phòng mạng. Có thể định cấu hình LoPy ở chế độ LoRa để gửi các gói trực tiếp giữa các LoPy. Sự pha trộn tốt nhất của tốc độ để triển khai và truy cập vào các mạng LPWAN mới được triển khai trên khắp Châu Âu, Hoa Kỳ, Châu Phi và Ấn Độ. LoPy được chứng nhận CE, FCC, LoRaWAN và Sigfox.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 8 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.1 Vi điều khiển LoPy a. Thông số LoPy - 2 x UART, SPI, 2 x I2C, I2S, thẻ micro SD. - Kênh tương tự: ADC 8 × 12 bit. - Bộ hẹn giờ: 4 × 16 bit với PWM và chụp đầu vào.
- Tần số: 32KHz. - Nguồn: • Đầu vào: 3,3V → 5,5V. • Đầu ra 3,3V có khả năng tìm nguồn lên tới 400mA. • WiFi: 12mA ở chế độ hoạt động, 5uA ở chế độ chờ.
• LoRa: 15mA ở chế độ hoạt động, 1uA ở chế độ chờ. • Sigfox (Châu Âu): 12mA ở chế độ Rx, 42mA ở chế độ Tx và 0,5uA ở chế độ chờ. • Sigfox (Úc, New Zealand và Nam Mỹ): 12mA ở chế độ Rx, 120 mA ở chế độ Tx và 0,5uA ở chế độ chờ.1 Bộ nhớ RAM của vi điều khiển LoPy Tên Mô tả Kích thước On–chip SRAM Bộ nhớ RAM bên trong được sử dụng bởi 2 xtensa 520KB CPU. Fast RTC RAM Vùng RAM nhanh có thể truy cập bằng lõi xtensa 8KB trong chế độ khởi động và ngủ.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 9 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Slow RTC RAM Vùng RAM chậm có thể truy cập bằng Ultra Ultra 8KB Low. Bộ đồng xử lý điện trong khi ngủ sâu. External pSRAM Bộ nhớ RAM ngoài QSPI có xung nhịp @ 4MB 40MHz.2 Bộ nhớ RAM của vi điều khiển LoPy Tên Mô tả Kích thước On–chip ROM Chứa các chức năng cốt lõi và mã khởi động. 448KB eFuse 256 bit được sử dụng cho hệ thống (địa chỉ MAC 1Kbit và cấu hình chip) và 768 còn lại bit được dành riêng cho các ứng dụng của khách hàng, bao gồm Mã hóa Flash Flash và ID Chip Chip.
Sơ đồ chân LoPy Hình 2.2 Sơ đồ chân vi điều khiển LoPy BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 10 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.3 Sơ đồ chi tiết chân vi điều khiển LoPy Bảng 2.3 Bảng chi tiết chân vi điều khiển LoPy STT ESP32 TÊN CHỨC ADC PWM RTC(ℑ) GHI CHÚ GPIO CHÂN NĂNG 1 - - Reset Hoạt động thấp, được kết nối với nút trên LoPy. 2 3 P0 RX0 • 3 1 P1 TX0 4 0 P2 2* • Nếu được gắn với GND trong khi khởi động. Thiết bị sẽ vào chế độ bộ nạp khởi động. Đã kết nối với bảng LED RGB trên bảng mạch.
5 4 P3 TX1 2* • 6 15 P4 TX2 2* • • JTAG TDO, thẻ SD. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 11 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 7 5 - Lora/Sigfox • Không khuyến xung SPI khích sử dụng bên CLK ngoài. 8 27 - Lora/Sigfox 2* • • Không khuyến xung SPI khích sử dụng bên MOSI ngoài. 9 19 - Lora/Sigfox • Không khuyến xung MISO khích sử dụng bên ngoài.
10 2 P8 2* • • Thẻ SD DAT0 11 12 P9 SDA 2* • • JTAG TDI 12 13 P10 SCL(I2C)/C 2* • • JTAG TCK LK(SPI) 13 22 P11 MOSI • 14 21 P12 • Nếu được gắn với 3,3V trong khi khởi động thiết bị vào chế độ khởi động an toàn. 15 36 P13 1 • Input 16 37 P14 MISO 1 • Input 17 38 P15 1 • Input 18 39 P16 1 • Input 19 35 P17 1 • Input 20 34 P18 1 • Input 21 32 P19 1 • • 22 33 P20 1 • • 23 26 P21 2* • • DAC 24 25 P22 2* • • DAC 25 14 P23 2* • • JTAG TMS, SD card SCLK. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 12 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 26 - - Nguồn 3,3V Chỉ đầu ra, không cho 3,3V vào pin. 27 - - GND 28 - - Voltage Input Chấp nhận điện áp giữa 3,5V và 5,5V.
- 18 - LoRa Reset - 16 - Công tắc ăng-ten WiFi / BT bên ngoài, Low = on–board, High = U.FL - 23 - Ngắt sóng vô tuyến LoRa / Sigfox. - 17 - Chọn chip vô tuyến LoRa / Sigfox. (ℑ) Các chân trên miền nguồn RTC có thể được sử dụng trong khi ngủ sâu, cụ thể là các chân GPIO sẽ duy trì trạng thái của chúng trong khi ngủ sâu. (*) ADC2 hiện không được hỗ trợ trong fimware micropython.
❖ Lưu ý khi Reset mạch: - Bộ tải khởi động cấp thấp: P2+GND. Để cập nhật fimware của LoPy, nó cần được đặt vào chế độ bootloader. Để thực hiện việc này, P2 cần được kết nối GND khi thiết bị khởi động lại. Khi ở trong chế độ bootloader có thể sử dụng firmware Pycom công cụ cập nhật để cập nhật lên firmware chính thức mới nhất.
Sau đó LED nhấp nháy có nghĩa là được cung cấp với mã nguồn. - Chế độ khởi động và khởi động an toàn: P12+3V3. Điều này rất hữu ích nếu thiết bị được lập trình với mã gây ra thiết bị gặp sự cố hoặc không thể truy cập. Để truy cập chế độ này, cần kết nối P12 với 3,3V và đặt lại thiết bị.