Nội Dung Bài Viết
Yêu cầu đề tài nhà kính
Giao diện chính bao gồm giá trị đo tại các điểm – giá trị cài đặt tại các điểm –Trạng thái điều khiển ON OFF tại các vị trí.
- Ngõ vào các kênh analog: nhiệt độ ầm độ trong phòng.
- Ẩm độ trong các luống trồng.
- Cảm biến ánh sáng, mưa
- Giao diện: nhiều kênh đo và điều khiển cho nhà lưới bao gồm:
Nhận:
- Một kênh nhiệt độ chung
- Một kênh ẩm độ chung
- 6 kênh ẩm trong luống
Xuất:
- Điều khiển quạt, che bạt, hay phun nước.
- Các kênh điều khiển tương ứng trên các luống: mở solenoid.
Yêu cầu:
- Đặt giá trị điều khiển tương ứng với các giá trị đo.
- Thể hiện trạng thái điều khiển trên các vị trí.
- Thiết kế module chuẩn hóa gồm: Mạch điều khiển và động lực, 2 chế độ: auto và bằng tay
- Khuyến khích các nhóm giám sát từ xa qua wifi và lưu trữ dữ liệu ra file .txt hoặc Excel
Giới thiệu thiết bị
- Kit Arduino Uno R3 (1 cái)
- Kit MCU node V1.0 (1 cái)
- Module Relay 3 kênh (1 cái)
- Module L298 (1 cái)
- Cảm biến DHT11 (1 cái)
- Cảm biến ánh sáng (1 cái)
- Cảm biến độ ẩm đất (6 cái)
- Cảm biến mưa (1 cái)
1. Cảm biến ánh sáng
Module cảm biến ánh sáng
a.Mô tả hoạt động
Cảm biến ánh sáng sử dụng quang trở có khả năng thay đổi điện trở theo cường độ ánh sáng chiếu vào. Tín hiệu xuất ra của cảm biến là digital HIGH (5V) và LOW tượng trưng cho các trạng thái bật, tắt thiết bị điện tự động mà bạn không cần phải thao tác vào !
b. Thông số kỹ thuật
- Nhỏ gọn.
- Độ chính xác cao.
- Các thành phần phụ như điện trở, tụ điện… cần thiết cho mạch đã được gắn đầy đủ. Bạn chỉ cần cấp nguồn, nối dây điều khiển vào rơ le là có thể tắt/mở bóng đèn hay các thiết bị điện khác theo cường độ ánh sáng chiếu vào cảm biến.
- Sử dụng điện áp chuẩn 5V
- Cảm biến ánh sáng có thể điều chỉnh được độ nhạy
- Trên mạch có 1 biến trở 10K ohm dùng để điều chỉnh độ nhạy sáng:
- Vặn về bên trái (nhìn theo hướng từ dưới lên quang trở): bạn sẽ tăng độ nhạy của cảm biến với ánh sáng: chỉ cần lượng ánh sáng nhỏ thì mạch sẽ tự ngắt.
- Vặn về bên phải: bạn sẽ giảm độ nhạy của cảm biến với ánh sáng, cần lượng ánh sáng với cường độ mạnh hơn để ngắt mạch.
2. Cảm biến mưa
Module cảm biến mưa
a.Mô tả hoạt động
Mạch cảm biến mưa gồm 2 bộ phận:
+ bộ phận cảm biến mưa được gắn ngoài trời
+ bộ phận điều chỉnh độ nhạy cần được che chắn
Mạch cảm biến mưa hoạt động bằng cách so sánh hiệu điện thế của mạch cảm biến nằm ngoài trời với giá trị định trước (giá trị này thay đổi được thông qua 1 biến trở màu xanh) từ đó phát ra tín hiệu đóng / ngắt rơ le qua chân D0.
b. Thông số kỹ thuật
Khi cảm biến khô ráo (trời không mưa), chân D0 của module cảm biến sẽ được giữ ở mức cao (5V-12V). Khi có nước trên bề mặt cảm biến (trời mưa), đèn LED màu đỏ sẽ sáng lên, chân D0 được kéo xuống thấp (0V).
3. Cảm biến độ ẩm đất
Module cảm biến độ ẩm đất
a. Mô tả hoạt động
Cảm biến độ ẩm đất, trạng thái đầu ra mức thấp (0V), khi đất thiếu nước đầu ra sẽ là mức cao (5V), độ nhạy cao chúng ta có thể điều chỉnh được bằng biến trở. Phần đầu đo được cắm vào đất để phát hiện độ ẩm của đất, khi độ ầm của đất đạt ngưỡng thiết lập, đầu ra DO sẽ chuyển trạng thái từ mức thấp lên mức cao. Nhờ thế, các bạn có thể sử dụng Analog hoặc Digital của Arduino để đọc giá trị từ cảm biến.
b.Thông số kỹ thuật
– Điện áp làm việc 3.3V ~ 5V
– Có lỗ cố định để lắp đặt thuận tiện
– PCB có kích thước nhỏ 3.2 x 1.4 cmỗ
– Sử dung chip LM393 để so sánh, ổn định làm việc
Cảm biến độ ẩm đất có 4 chân : Vcc, GND, 2 ngõ ra là D0 ( cho giá trị trả về mức logic 0 1) và A0 (giúp bạn có thể đọc được chính xác hơn độ ẩm của đất ). Bạn có thể dùng 1 trong 2 chân này…Ở đây đọc giá trị của cả 2 chân ( để các bạn hiểu là chính )
- Đầu kết nối sừ dung 3 dây
| VCC | 3.3V ~ 5V |
| GND | GND của nguồn ngoài |
| DO | Đầu ra tín hiệu số (mức cao hoặc mức thấp) |
| AO | Đầu ra tín hiệu tương tự (Analog) |
4. Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm:
Cảm biến DH11 – cảm biến nhiệt độ, độ ẩm đất
a. Mô tả hoạt động
DHT11 gửi và nhận dữ liệu với một dây tín hiệu DATA, với chuẩn dữ liệu truyền 1 dây này, chúng ta phải đảm bảo sao cho ở chế độ chờ (idle) dây DATA có giá trị ở mức cao, nên trong mạch sử dụng DHT11, dây DATA phải được mắc với một trở kéo bên ngoài(thông thường giá trị là 4.7kΩ).
Dữ liệu truyền về của DHT11 gồm 40bit dữ liệu theo thứ tự: 8 bit biểu thị phần nguyên của độ ẩm + 8 bit biểu thị phần thập phân của độ ẩm + 8 bit biểu thị phần nguyên của nhiệt độ + 8 bit biểu thị phần thập phân của nhiệt độ + 8 bit check sum.
Ví dụ: ta nhận được 40 bit dữ liệu như sau:
0011 0101 0000 0000 0001 1000 0000 0000 0100 1101
Tính toán:
8 bit checksum: 0011 0101 + 0000 0000 + 0001 1000 + 0000 0000 = 0100 1101
Độ ẩm: 0011 0101 = 35H = 53% (ở đây do phần thập phân có giá trị 0000 0000, nên ta bỏ qua không tính phần thập phân)
Nhiệt độ: 0001 1000 = 18H = 24°C (ở đây do phần thập phân có giá trị 0000 0000, nên ta bỏ qua không tính phần thập phân)
b. Thông số kỹ thuật
– Điện áp hoạt động: 3 –> 5V
– Dải nhiệt độ đo: 0 -> 50°C với độ chính xác là ±2°C
– Dải độ ẩm đo: 20 -> 80% với độ chính xác là 5%
– Kích thước: 15.5mm x 12mm x 5.5mm
– Tần số lấy mẫu: 1Hz , nghĩa là 1 giây DHT11 lấy mẫu một lần.
– 4 chân: VCC( cực (+) nguồn ), DATA(chân tín hiệu), NC, GND(cực (-) nguồn)
Sơ đồ điều khiển
Sơ đồ khối dự án nhà kính điều khiển từ xa qua wifi – Lập trình Arduino
Giao diện điều khiển
Giao diện web
https://nhakinv1.herokuapp.com/#!/
Giao diện web điều khiển từ xa nhà kính
Giao diện vb6
Giao diện visual basic điều khiển thiết bị iot qua máy tính
Download nguồn code
(Bao gồm code vb, arduino, webapp)
Bài viết các bạn có thể tham khảo thêm: