đồ án điện tử tìm hiểu và thiết kế mô phỏng lò ấp trứng

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học máy tính và điện tử đã hỗ trợ rất
lớn đến sự ra đời và phát triển của công nghệ tự động. Công cuộctự động hóa đã tạo ra
một bước ngoặt trong quá trình sản xuất cũng như sinh hoạt của con người. Các máy
móc dần dần thay thế sức lao động tay chân của con người, thực hiện các công việc phức
tạp và tốn nhiều công sức thay cho con người với hiệu quả và khối lượng công việc rất
cao.
Công việc ấp trứng gia cầm vốn được làm thủ công yêu cầu phải thực hiện nhiều thao
tác liên tục trong nhiều ngày đêm với sự giám sát chặt chẽ các yếu tố về nhiệt độ, độ ẩm,
độ thông thoáng khí…
Máy ấp trứng là sản phẩm tự động hóa tất yếu ra đời để thay thế con người trong
công việc này. Với sự có mặt của kỹ thuật điện tử, chiếc máy ấp trứng không chỉ hoạt
động độc lập và chính xác trong thời gian dài. Nó còn giao tiếp được với máy tính để
giúp người giám sát nắm được các thông số cũng như cài đặt các yêu cầu một cách đơn
giản.
Xuất phát từ tính thực tiễn của một máy ấp trứng gà, trên cở sở các kiến thức đã có
và ham muốn về lĩnh vực này, tôi xin chọn đề tài làm đồ án tốt nghiệp: “Tìm hiểu việc giám
sát, điều khiển thông số của lò ấp trứng công nghiệp”. Trên cơ sở những kiến thức đã học,
đồ ánsẽ tập trung tìm hiểu, nghiên cứucơ chế làm việc cơ bản của 1 máy ấp trứng gia cầm.
Đặc biệt, từ đó để thiết kế, chế tạo một mạch điện tử đơn giản với chức năng, nhiệm vụ và
nguyên lí làm việc tương đồng với một máy ấp trứng gà tự động phù hợp với giá thành và
điều kiện kinh tế trong nước, đặc biệt là khu vực nông thôn.
Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến với các thầy cô trong trường Đại Học Điện
Lực, đặc biệt là các thầy cô trong Khoa Điện Tử - Viễn Thông đã tận tâm dạy dỗ, truyền đạt
những kiến thức quý báu trong những năm học qua tại trường.
Em xin gửi lời cám ơn chân thành nhất đến với Thầy Đỗ Quốc Đáng, giảng viên trường
ĐH Điện Lực đã tận tâm hướng dẫn, cung cấp tài liệu và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em
hoàn thành tốt tập đồ án tốt nghiệp này.
Và cuối cùng gửi lời cám ơn đến tất cả những người thân, ba mẹ, bạn bè đã quan tâm,
giúp đỡ và động viên em trong quá trình học tập cũng như trong quá trình thực hiện đồ án
này.

Mặc dù đã cố gắng hết sức để thực hiện luận văn này nhưng chắc chắn sẽ không tránh
khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo tận tình từ các Thầy cô và các bạn.
Hà Nội, tháng 01 năm 2015
Sinh viên thực hiện :
Phùng Hữu Hải
TÓT TẮT ĐỒ ÁN
Đồ án tìm hiểu về nguyên lí làm việc cơ bản của 1 lò ấp trứng. Từ đó thiết kế một mạch
mô phỏng đơn giản với chức năng mô tả minh họa tương đồng.
Nội dung Đồ án này gồm có 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về lò ấp trứng công nghiệp
Chương 2: Thiết kế hệ thống giám sát điều khiển
Chương 3: Phần mềm giám sát, điều chỉnh trên máy tính
NHẬN XÉT
( Của giảng viên hướng dẫn )













Giảng viên hướng dẫn
(Ký, ghi rõ họ tên)
NHẬN XÉT

( Của giảng viên phản biện )












Giảng viên hướng dẫn
(Ký, ghi rõ họ tên)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phùng
Hữu Hải
GVHD: Th.s Đỗ Quốc Đáng Trang 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phùng
Hữu Hải
MỤC LỤC
GVHD: Th.s Đỗ Quốc Đáng Trang 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phùng
Hữu Hải
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình Tên hình ảnh Trang
1 Máy ấp trứng tự động 12
2 Bộ xử lý trung tâm, hiển thị và nút bấm 13
3 Khay trứng dùng trong máy ấp trứng điều áp 13
4 Sơ đồ chân chip Atmega328P 16

5 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 18
6 Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động cảm biến DHT21 19
7 Quá trình gửi tín hiệu start của MCU 20
8 Text LCD 16x2 21
9 Kết nối textLCD với vi điều khiển 23
10 Cổng RS232 và 1 số linh kiện để ghép nối với UART 24
11 Cổng COM (RS232) 27
12 Sơ đồ ghép nối RS232 ra ngoài sử dụng IC Max232 29
13 Sơ đồ mạch chuẩn giao tiếp RS232 dùng DS275 30
14 Sơ đồ mạch chuẩn giao tiếp RS232 dùng transitor 30
15 Khối xử lý trung tâm 31
16
Khối hiển thị
32
17 Khối cảm biến nhiệt độ, độ ẩm 32
18 Khối cảnh báo và nút ấn 33
19 Khối điều khiển thiết bị 33
20 Mạch in mặt dưới 34
21 Mạch in 3D mặt trên 34
22 Giao diện phần mềm arduino IDE 35
23 Giao diện phần mềm terminal v1.9b 36
24 Terminal nhận tín hiệu từ mạch và hiển thị 37
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LÒ ẤP CÔNG NGHIỆP
1.1. Giới thiệu
Dựa trên các yếu tố của việc ấp trứng tự nhiên do gia cầm thực hiện. Máy ấp
trứng đưa ra các giải pháp kĩ thuật tương tự.Với các ưu thế hơn hẳn về sản lượng
ấp cho một mẻ trứng.Trong đề tài này, em xin giới thiệu về cấu trúc tổng quát của
máy ấp trứng được tổng kết sau quá trình tham khảo tài liệu.
GVHD: Th.s Đỗ Quốc Đáng Trang 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phùng

Hữu Hải
Các loại trứng gia cầm khác có các yêu cầu khác nhau về nhiệt độ, độ ẩm và
thời gian ấp nở.Về cơ bản, máy ấp trứng tự động gồm bốn khâu: nhiệt độ, đảo
trứng, độ ẩm và thông gió, các thông số kỹ thuật đều được điều chỉnh bằng mạch
bán dẫn và vi điện tử. Để có giống mạnh khoẻ, tỷ lệ nở cao, máy phải giải quyết
được triệt để bốn khâu trên.
Khâu nhiệt đóng vai trò quan trọng nhất, quả trứng ấp không đủ nhiệt thì phôi
sẽ không phát triển.Để giữ nhiệt, các vỏ máy được thiết kế dày và có chức năng
cách ly tốt, góp phần lưu nhiệt khi mất điện.Trong máy có các hệ thống dây điện
trở, có chức năng sinh nhiệt, mỗi dây có công suất tùy thuộc vào thể tích của lồng
ấp.Để đóng, ngắtmạch điện và dây điện trở sinh nhiệt, có thể sử dụng rơle điện tử
không tiếp điểm, dùng tri-ắc công suất lớn, bộ đóng ngắt hoạt động với độ tin cậy
cao.
Khâu đảo trứng là khâu thứ hai trong quá trình ấp.Thông thường trứng được
đảo vài giờ một lần, một lần kéo dài khoảng 10 phút. Việc đảo trứng thực hiện
chậm vì tránh hiện tượng va đập làm hư trứng. Dàn đảo sẽ đảo với một góc
không quá 60
o
hoặc thấp hơn tùy vào thiết kế của giá để trứng.
Một quả trứng bình thường chứa 6,5% đến 6,6% lượng nước. Trong quá trình
tiếp nhiệt độ để phát triển thành con giống, lượng nước sẽ bị bay hơi dần. Máy ấp
trứng phải có hệ thống cung cấp độ ẩm tự động và điều chỉnh được tuỳ ý.Thông
thường máy ấp có giàn phun nước tự động để giữ cho độ ẩm không thay đổi tùy
thuộc vào từng giai đoạn của trứng.
Thông gió là phần không thể thiếu trong quá trình ấp.Các quạt thông gió phải
gắn với cửa chớp mở tự động mỗi khi quạt hoạt động.Việc gắn với cửa chớp là để
đảm bảo việc cách ly với môi trường bên ngoài, đảm bảo việc giữ nhiệt.Việc
thông gió có thể kết hợp với việc giảm nhiệt cho máy ấp.
1.2. Công nghệ ấp trứng của lò
Một hệ thống thu thập dữ liệu của lò ấp bao gồm:

- Các cảm biến.
GVHD: Th.s Đỗ Quốc Đáng Trang 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phùng
Hữu Hải
- Chuyển đổi dữ liệu.
- Xử lý dữ liệu.
- Đa hợp dữ liệu.
- Truyền dữ liệu.
- Xử lý tính toán dữ liệu.
- Lưu trữ dữ liệu.
- Hiển thị dữ liệu.
1.2.1. Cấu tạo máy ấp trừng: Gồm vỏ máy và ruột máy
a. Vỏ máy:
Khung vỏ làm bằng sắt, có kết cấu rất chắc chắn để trong quá trình vận chuyển
không bị biến dạng, là nơi chứa ruột máy và khối lượng trứng khá lớn
Vỏ được làm bằng 3 lớp với các vật liệu: carton, xốp, kẻm tảng nhiệt để trong
quá trình ấp không chịu sự tác động của môi trường, làm nhiệt độ trong buồng ấp
luôn luôn ổn định, tiết kiệm điện
Bộ điều khiển đặt trên nóc vỏ trong hộp, cách nhiệt hoàn toàn với buồng ấp
GVHD: Th.s Đỗ Quốc Đáng Trang 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phùng
Hữu Hải
b. Ruột máy
Ruột máy làm bằng sắt, có kết cấu chắc chắn, tách rời với vỏ máy.Tất cả các hệ
thống cấp nhiệt, quạt đối lưu, hệ thống đảo dính liền với ruột máy.Ưu điểm của thiết
kế này là rất tiện lợi cho quá trình bảo hành, bảo dưỡng, dễ dàng vệ sinh máy.
1.2.2. Giá và khay trứng:
Trong máy phải thiết kế giá để đặt các khay trứng vào.Giá phải có trục
quay để có thể quay khay trứng nghiêng vào phía trong, nghiêng ra phía ngoài, ở vị
trí thăng băng.Trục quay giúp ta đảo vị trí của khay trứng trong máy có tác dụng đều

hòa nhiệt trên quả trứng ởcác vị trí khác nhau giúp cho phôi phát triển tốt hơn.Vị trí
thăng bằng để ta thao tác khi đưa khay trứng vào hoặc lấy khay trứng ra.
1.2.3. Nguyên lý hoạt động:
Bằng việc sử dụng vi xử lý kết hợp các linh kiện điện tử cũng như lập trình từ
phía người thiết kế, khối xử lý trung tâm sẽ nhận các thông số đầu vào từ: cảm biến
nhiệt độ, cảm biến độ ẩm trong máy và các chế độ, thông số từ phía giao diện người
dùng, từ đó cho ra các tín hiệu hợp lý đưa tới các khối hệ thống riêng biệt để các hệ
thống thực hiện chức năng, nhiệm vụ của mình.
Sơ đồ khối của hệ thống
GVHD: Th.s Đỗ Quốc Đáng Trang 11
Hệ thống nút bấm
điều khiển
Cảm biến nhiệt độ
LCD hiển thị nhiệt
độ và độ ẩm
Khối xử lý trung tâm
Hệ thống hút khí
nóng
Hệ thống báo hiệu
Hệ thống đảo tự
động
Hệ thống cấp ẩm
tuyệt đối
Hệ thống cấp
nhiệt tự động
Cảm biến độ ẩm
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phùng
Hữu Hải
1.2.4. Hệ thống cấp nhiệt tự động.
Vận hành nhờ một cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ trong buồng ấp. Khi nhiệt độ

trong buồng ấp chưa đạt (đạt) ngưỡng nhiệt độ đã cài đặt thì hệ thống cách nhiệt
hoạt động nhờ một rơ le (hoặc khởi động từ) đóng (mở) bóng đèn, dây mayso cấp
nhiệt (không cấp nhiệt) cho lò ấp. Để nhiệt độ trong máy luôn ổn định thì linh kiện
phải được bố trí có hệ thống, các linh kiện phải được cân chỉnh để đạt được thông số
kỹ thuật tối ưu.
1.2.5. Hệ thống cấp ẩm tuyệt đối.
Khi độ ẩm trong buồng ấp thiếu, cảm biến ẩm báo lên hệ thống điều khiển, hệ
thống điền khiển mở van điện tử cho giàn nước chảy vào buồng ấp (hoặc quạt phun
sương) làm tăng độ ẩm.Đây là quá trình bốc hơi nước tự nhiên không làm cho gia
cầm mới nở bị nặng bụng, nhờ vậy chất lượng con giống tốt.
Bộ điều ẩm thường gồm một bộ cảm biến ẩm đặt trong máy để tác động vào bộ
phận ngắt van nước đế đóng ngắt dòng chảy vào máy, khi độ ẩm thấp hay cao quá
mức qui định.
1.2.6. Hệ thống đảo tự động
Cứ một hoặc hai giờ (tùy người điều khiển cài đặt) hệ thống đảo hoạt động một
lần với góc nghiêng 45
0
và giữ nguyên đến chu kỳ sau. Mục đích của hệ thống đảo
là không để phôi dính vào vỏ và để phôi phát triển đều trong vỏ trứng.Để đạt tỷ lệ
nở cao thì hệ thống đảo phải đảo thật nhẹ nhàng, không để trứng lắc mạnh và đảo đủ
độ nghiêng.
1.2.7. Hệ thống hút khí nóng.
Đều là quạt hướng trục, lắp ở giữa thành sau bên trong máy. Cửa hút gió được bố
trí gần trục quạt có nắp điều gió, điều chính độ mở bằng tay. Cửa thoát gió thường
bố trí trên nóc máy hay ở thành trước máy, có nắp điều gió. Với hệ thống này, người
điều khiển tùy chọn chế độ mùa hè hoặc mùa đông, nhờ vậy nhiệt độ trong buồng ấp
luôn ổn định trong tất cả các mùa.
GVHD: Th.s Đỗ Quốc Đáng Trang 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phùng
Hữu Hải

GVHD: Th.s Đỗ Quốc Đáng Trang 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phùng
Hữu Hải
1.2.8. Hệ thống báo hiệu
Hệ thống báo hiệu cũng rất quan trọng. Khi các thông số về nhiệt độ và độ ẩm
không thể đạt được theo yêu cầu của khối xử lý trung tâm thì hệ thống báo hiệu sẽ
được kích hoạt. Thường bao gồm: những bộ khởi động từ, những cụm tiếp điểm
tổng, những rơle điện từ, cầu chì, nút bấm, cụm đầu nối điện, chuông đèn báo hiệu.
Ngoài ra còn có: Hệ thống trộn khí và thông khí
Hệ thống trộn khí hoạt động theo nguyên lý khí vòng cung. Nhờ hệ thống quạt
đối lưu không khí trong buồng ấp được trộn đều, tránh tình trạng nóng cục bộ hoặc
thời tiết có nhiệt độ quá cao.
Nguyên lý khí động học được áp dụng trong hệ thống thông khí.Các lỗ thông khí
được bố trí hợp lý để trong quá trình ấp, trứng nhận được lượng oxy cần thiết và xả
khí độc.
GVHD: Th.s Đỗ Quốc Đáng Trang 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phùng
Hữu Hải
1.3. Kỹ thuật ấp trứng bằng máy ấp tự động (áp dụng trứng gà)
Thời gian ấp trứng gà bắt đầu đưa vào ấp đến ngày 21 là nở ra gà con.Trứng to
nở trễ, trứng nhỏ nở sớm, thời gian nở chênh lệch khoảng 5-10 giờ.
1.3.1. Công đoạn chuẩn bị máy ấp:
• Máy ấp trứng phải được vệ sinh lau chùi sạch sẽ bên trong, dùng thuốc
khử trùng trong máy thì càng tốt.
• Hiện nay, một số máy ấp trứng có chức năng khử trùng diệt khuẩn bằng
tia cực tím. Sẽ rất tiện lợi thay thế chúng ta diệt khuẩn bằng thuốc.
• Nên bật máy ấp từ 2 – 4 giờ để đạt đúng nhiệt độ thích hợp sau đó mới
cho trứng vào khay.
• Hoặc có thể cho trứng vào máy và tiến hành xông khử trùng 1 lượt.
Phương pháp này chỉ áp dụng cho trứng ấp đơn kỳ.

• Khi đưa trứng vào ấp, nên ghi lại ngày trên khayđể chúng ta dễ quan sát
theo dõi.
• Sau khi nở thành gà con, lấy gà ra khỏi máy và tiến hành vệ sinh để cho
đợt ấp kế tiếp.
1.3.2. Nhiệt độ ấp trứng:
a. Nhiệt độ cho ấp trứng gà đơn kỳ:
Ngày ấp Nhiệt độ máy
Từ 1 – 7 ngày 37,8 độ C
Từ 8 – 18 ngày 37,6 độ C
Từ 19 – 21 ngày 37,2 độ C
b. Nhiệt độ cho ấp trứng gà đa kỳ:
Trong máy có nhiều lô trứng được đưa vào thời gian khác nhau.Vì vậy, phải sử
dụng chế độ nhiệt mà tất cả các lô trứng đều có thể chấp nhận được.
GVHD: Th.s Đỗ Quốc Đáng Trang 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phùng
Hữu Hải
Số trứng đầu tiên từ 1 – 15 ngày 37,8 độ C
Sau đó cố định nhiệt độ máy ấp 37,6 độ C
Gà bắt đầu nở 35 độ C
1.3.3. Độ ẩm ấp trứng:
• Những ngày đầu tiên nhiệt độ ấp cao nên độ ẩm phải cao để giảm bớt sự
bốc hơi nước trong trứng.
• Vào vài ngày cuối của thời kỳ ấp, sự trao đổi chất của phôi mạnh nhất nên
nhiệt độ của trứng tăng lên cao. Vì vậy, nhiệt độ của máy ấp phải giảm đồng
thời độ ẩm của máy phải tăng.
a. Độ ẩm cho máy ấp đơn kỳ:
Ngày ấp Độ ẩm
Từ 1 – 5 ngày 60 - 61%
Từ 6 – 11 ngày 55 - 57%
Từ 12 – 18 ngày 50 - 53%

Từ 19 ngày 60%
Từ 20- 21 ngày 70 – 75%

Số trứng đầu tiên từ 1 – 7 ngày 58 - 60%
Sau đó ổn định độ ẩm máy 55 - 57%
b. Độ ẩm cho máy ấp đa kỳ:

• Trong những ngày nóng cần hạ nhiệt độ phòng ấp bằng cách mở cửa,
phun nước ấm (35 – 36
0
C ) làm mát phòng ấp.
• Nếu trong quá trình ấp, độ ẩm quá cao gà con nở ra sẽ nặng bụng, bên
trong vỏ dính đầy chất nhớt. Nếu độ ẩm thiếu lông gà sẽ dính vỏ trứng và
không thể đạp ra khỏi cơ thể dẫn đến chết trong vỏ, nếu gà nở lông sẽ không
bông, khối lượng thấp, có khi có tật ở chân, mỏ và cổ.
GVHD: Th.s Đỗ Quốc Đáng Trang 16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phùng
Hữu Hải
• Độ ẩm thích hợp gà nở có khối lượng đạt 60 - 61% so với khối lượng
trứng.
Chất lượng sản phẩm
Trong công việc chế tạo máy ấp trứng, nhờ tuân thủ tất cả các nguyên lý cơ bản
dựa theo những thông số kỹ thuật trong ấp trứng gia cầm nên chất lượng sản phẩm
và hiện tỷ lệ nở đạt từ 80 đến 97%.
Tính sáng tạo trong máy ấp trứng công nghiệp hiện đại
Hiện nay công nghệ phát triển tạo điều kiện thuận lợi cho các ngành sản xuất,
chế tạo trong nước nói chung và ngành sản xuất máy ấp trứng nói riêng. Từ
việcnghiên cứu, chế tạo ra các thiết bị đo lường để cân chỉnh các thống số đạt mức
tối ưu, nhờ vậy máy ấp đạt tỷ lệ nở cao
Độ ẩm tuyệt đối và vận hành theo cơ chế bốc hơi tự nhiên làm cho chất lượng

con giống được cải thiện (long bông, bụng sẹp, chân ướt…)
Cơ chế nhiệt vòng cung không gây nóng cục bộ
GVHD: Th.s Đỗ Quốc Đáng Trang 17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phùng
Hữu Hải
Một số hình ảnh thực tế về máy ấp trứng:
GVHD: Th.s Đỗ Quốc Đáng Trang 18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phùng
Hữu Hải
Hình Máy ấp trứng tự động
Hình Bộ xử lý trung tâm, hiển thị và nút bấm
Hình Khay trứng dùng trong máy ấp trứng điều áp
GVHD: Th.s Đỗ Quốc Đáng Trang 19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phùng
Hữu Hải
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT ĐIỀU KHIỂN
Từ việc tìm hiểu cấu tạo, cơ chế hoạt động của máy ấp trứng công nghiệp cũng
như các thông số, yêu cầu của kỹ thuật ấp trứng gà trong Chương I, Chương II từ
cơ sở đó sẽ tiến hành xây dựng 1 hệ thống giám sát điều khiển đơn giản có tính
tương đồng với hệ thống giám sát điều khiển của lò, từ đó giúp nâng cao nhận thức
về hệ thống và làm cơ sở để hiểu hơn và phát triển các ứng dụng của lĩnh vực điện
tử.
2.1. Sơ đồ khối hệ thống
Hệ thống được thiết kế dựa trên sơ đồ khối phía dưới, với các tín hiệu đầu vào là:
cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, tín hiệu từ phím bấm chọn chế độ nhiệt. Tín hiệu ra đưa
tới các khối điều khiển nhiệt độ và độ ẩm, LCD, khối cảnh báo khi nhiệt độ không
thể điều chỉnh theo yêu cầu, và cuối cùng là khối giao tiếp với máy tính hỗ trợ việc
hiển thị thông số 2 cảm biến đồng thời nạp code điều chỉnh cho chip khi cần thiết.
Hình Sơ đồ khổi hệ thống giám sát, điều khiển
GVHD: Th.s Đỗ Quốc Đáng Trang 20

Nút bấm điều
chỉnh chế độ
LCD hiển thị
nhiệt độ và độ
ẩm
Khối cảnh báo
Cảm biến nhiệt độ
Khối giao tiếp với
máy tính
Khối xử lý trung tâm
Khối cấp ẩm tự
động
Khối cấp nhiệt tự
động
Cảm biến độ ẩm
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phùng
Hữu Hải
2.2. Thiết kế phần cứng.
Phần cứng bao gồm:
- Khối xử lý trung tâm: chip ATmega328P
- Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT21, (cảm biến nhiệt độ DS18B20):đo nhiệt
độ, độ ẩm của môi trường từ đó sẽ có điều khiển thích hợp với từng thời kỳ
ấp trứng.
- Khối hiển thị LCD 16x2: hiển thị độ ẩm vànhiệt độ theo ngưỡng đã định sẵn
và hiển thị độ ẩm và nhiệt độ hiện tại của môi trường.
- Khối điều khiển: Sử dụng opto quang cách ly ngăn sự xung đột giữa nguồn
điều khiển quạt, bóng đèn sưởi dội ngược lại vi điều khiển gây ra tình trạng
treo chip. Có thể sử dụng để bật tắt thiết bị 220v xoay chiều
- Khối giao tiếp với máy tính: giao tiếp qua cổng UART với chip
- Một số thiết bị khác: Nguồn, xung thạch anh, tụ điện, điện trở, đèn, moto, loa

và các thiết bị phụ trợ khác.
 Vi điều khiển:Atmega328P
+ Kiến trúc: AVR 8bit
+ Xung nhịp lớn nhất: 20Mhz
+ Bộ nhớ chương trình (FLASH): 32KB
+ Bộ nhớ EEPROM: 1KB
+ Bộ nhớ RAM: 2KB
+ Điện áp hoạt động rộng: 1.8V - 5.5V
+ Số timer: 3 timer gồm 2 timer 8-bit và 1 timer 16-bit
+ Số kênh xung PWM: 6 kênh (1timer 2 kênh)
GVHD: Th.s Đỗ Quốc Đáng Trang 21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phùng
Hữu Hải
Hình 4: Sơ đồ chân chip Atmega328P
Chức năng cơ bản các chân của chip trong bảng sau:
GVHD: Th.s Đỗ Quốc Đáng Trang 22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phùng
Hữu Hải
STT Ký hiệu (tên) Chức năng chân
1 PC6 (PCINT14/RESET)
Chân reset. Kéo chân này xuống đất thì chip
reset
2 PD0 (PCINT16/RXD)
Chân RxD của giao thức UART, RxD là
chân nhận
3 PD1 (PCINT17/TXD)
Chân TxD của giao thức UART, TxD là
chân truyền
4 PD2 (PCINT18/INT0) Ngắt ngoài 0
5 PD3 (PCINT19/OC2B/INT1) Ngắt ngoài 1

6 PD4 (PCINT20/XCK/T0)
7 VCC Nguồn
8 GND Tiếp đất
9
PB6
(PCINT6/XTAL1/TOSC1)
2 chân kết nối với thạch anh ngoài tạo dao
động cho IC
10
PB7
(PCINT7/XTAL2/TOSC2)
11 PD5 (PCINT21/OC0B/T1)
12 PD6 (PCINT22/OC0A/AIN0)
13 PD7 (PCINT23/AIN1)
14 PB0 (PCINT0/CLKO/ICP1)
15 PB1 (OC1A/PCINT1)
16 PB2 (SS/OC1B/PCINT2) Select chip (dành cho giao thức SPI)
17 PB3 (MOSI/OC2A/PCINT3)
Master out Slave in (chân MOSI) của giao
thức SPI
18 PB4 (MISO/PCINT4) Master In Slave Out
19 PB5 (SCK/PCINT5) Chân clock của giao thức SPI
20 AVCC Chân cấp VCC cho khối analog của chip
21 AREF
Chân cung cấp điện áp để so sánh (dùng so
sánh với các kênh analog)
22 GND Tiếp đất
23 PC0 (ADC0/PCINT8)
Các kênh Analog
24 PC1 (ADC1/PCINT9)

25 PC2 (ADC2/PCINT10)
26 PC3 (ADC3/PCINT11)
27 PC4 (ADC4/SDA/PCINT12) Chân SDA của giao thức I2C
28 PC5 (ADC5/SCL/PCINT13) Chân SCL của giao thức I2C
GVHD: Th.s Đỗ Quốc Đáng Trang 23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phùng
Hữu Hải
Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT11
DHT21/AM2301 là module tích hợp cảm biến độ ẩm điện dung và cảm biến
nhiệt độ có độ chính xác cao, đầu ra tín hiệu số có thể kết nối với một Vi điều khiển
8-bit, Sản phẩm chất lượng cao, đáp ứng nhanh, khả năng chống nhiễu mạnh, giao
tiếp duy nhất 1 dây. Kích thước nhỏ, tiêu thụ điện năng thấp, khoảng cách truyền
dẫn tín hiệu lên đến 20m. Điện năng tiêu thụ cực thấp, khoảng cách truyền dẫn, hiệu
chuẩn hoàn toàn tự động, sử dụng các cảm biến độ ẩm điện dung, hoàn toàn hoán
đổi cho nhau, tiêu chuẩn kỹ thuật số đầu ra duy nhất- một bust, ổn định lâu dài tuyệt
vời, thiết bị đo nhiệt độ chính xác cao.
Hình 5: Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11
Thông tin kỹ thuật:
• Áp nguồn: 3.3 - 5V
• Dòng tiêu thụ: 300 uA
• Kích thước: 58.8 x 26.7 x 13.8 (mm)
• Model: AM2301
• Độ phân giải chính xác: 0.1
• Khoảng đo: 0-100% RH
• Khoảng đo nhiệt độ: -40 ℃ ~ 80 ℃
• Đo lường chính xác độ ẩm: ± 3% RH
GVHD: Th.s Đỗ Quốc Đáng Trang 24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Phùng
Hữu Hải
• Đo lường chính xác nhiệt độ: ± 0.3℃

- Nguyên lý hoạt động:
+ Sơ đồ khối:
Cảm biến DHT21 có 3 dây ra, với 3 màu đen, đỏ, vàng có chức năng như
sau:
Dây màu đen: GND
Dây màu đỏ: VCC: 3.3-5V
Dây màu vàng: dây truyền dữ liệu (DATA).
Hình 6: Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động cảm biến DHT21
+ Nguyên lý hoạt động:
Để có thể giao tiếp với DHT21 theo chuẩn 1 chân vi xử lý thực hiện theo 2 bước:
Gửi tin hiệu muốn đo (Start) tới DHT21, sau đó DHT21 xác nhận lại.
Khi đã giao tiếp được với DHT21, Cảm biến sẽ gửi lại 5 byte dữ liệu và nhiệt độ đo
được.
GVHD: Th.s Đỗ Quốc Đáng Trang 25