THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CUNG CẤP THỨC ĂN TỰ ĐỘNG CHO HEO

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH
CUNG CẤP THỨC ĂN TỰ ĐỘNG CHO HEO

Họ và tên sinh viên: PHAN NGUYỄN BÍCH TRÂM
Ngành: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
Niên khóa: 2008–2012

Tháng 6/2012


THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH
CUNG CẤP THỨC ĂN TỰ ĐỘNG CHO HEO

Tác giả

PHAN NGUYỄN BÍCH TRÂM

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng kỹ sư ngành:
ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Giáo viên hướng dẫn:
ThS. Nguyễn Văn Công Chính

Tháng 6 năm 2012

LỜI CẢM TẠ
Đầu tiên con xin gửi lời cảm ơn đến ba mẹ, chị em trong gia đình đã động viên,
an ủi con trong suốt thời gian vừa qua.
Sau đó, em xin được gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô trường đại học Nông Lâm
Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là toàn thể thầy cô khoa Cơ khí – Công nghệ đã tận
tình dạy dỗ và truyền đạt kiến thức cho em trong suốt thời gian em học ở trường.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy ThS. Lê Văn Bạn, trưởng bộ môn
ngành Điều Khiển Tự Động, đã trực tiếp giúp đỡ, hướng dẫn em trong suốt quá trình
học và thực hiện đề tài.
Em xin cảm ơn thầy ThS. Nguyễn Văn Công Chính đã tận tình hướng dẫn em
hoàn thành đề tài.
Em xin cảm ơn xưởng cơ khí Hai Nghiệp xã Thới Lai, huyện Bình Đại, tỉnh
Bến Tre đã tạo điều kiện cho em gia công mô hình.
Cuối cùng, mình xin cảm ơn tập thể lớp DH08TD nói riêng và các bạn nói
chung đã động viên, giúp đỡ mình trong suốt thời gian vừa qua.

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2012
Sinh viên thực hiện
Phan Nguyễn Bích Trâm

ii


TÓM TẮT
1.Tên đề tài:
“THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CUNG CẤP THỨC ĂN TỰ ĐỘNG CHO
HEO”
2.Thời gian và địa điểm:
- Thời gian: từ ngày 22 tháng 03 đến ngày 15 tháng 06 năm 2012.

- Địa điểm:
o Xưởng thực tập Tự Động, khoa Cơ khí – Công nghệ, trường Đại học
Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh.
o Xưởng cơ khí Hai Nghiệp xã Thới Lai, huyện Bình Đại, tỉnh Bến Tre.
3.Mục đích của đề tài:
- Thể hiện một trong những phương án giao tiếp giữa người và vi điều khiển
thông qua thiết bị kết nối ngoại vi keypad 4x4 và lcd 16x2.
- Ứng dụng vi điều khiển vào trong ứng dụng thực tế.
- Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình cung cấp thức ăn tự động cho heo.
4. Đối tượng và thiết bị nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: mô hình cung cấp thức ăn tự động cho heo.
- Thiết bị nghiên cứu:
o

Các loại động cơ: động cơ bước nam châm vĩnh cửu đơn cực 2 pha 6
dây có hộp giảm tốc, động cơ DC 12V có hộp giảm tốc.

o Thiết bị giao tiếp ngoại vi: lcd 16x2, keypad 4x4.
o Các máy gia công cơ khí: máy tiện, máy hàn, máy khoan, máy cắt…
5. Kết quả:
- Giao tiếp được giữa người sử dụng và vi điều khiển.
- Thiết kế, chế tạo và lắp ráp được mô hình.
- Thiết kế mạch và chương trình điều khiển mô hình.
- Mô hình có thể vận hành được.

MỤC LỤC
iii


Trang

Trang tựa ...................................................................................................................... i
Lời cảm ơn ................................................................................................................... ii
Tóm tắt ......................................................................................................................... iii
Mục lục ....................................................................................................................... iv
Danh sách các hình ................................................................................................... vii
Chương 1 MỞ ĐẨU.......................................................................................................1 
1.1.Dẫn nhập ....................................................................................................................1 
1.2.Mục tiêu đề tài ...........................................................................................................2 
Chương 2 TỔNG QUAN...............................................................................................3 
2.1.Các phương pháp cung cấp thức ăn trong chăn nuôi heo..........................................3 
2.2.Các yêu cầu về chuồng trại trong chăn nuôi heo .......................................................4 
2.2.1.Tường .....................................................................................................................4 
2.2.2.Nền

.....................................................................................................................4 

2.2.3.Hành lang................................................................................................................4 
2.2.4.Đường dẫn nước thải ..............................................................................................4 
2.2.5.Lỗ thoát nước ..........................................................................................................4 
2.2.6.Cửa chuồng .............................................................................................................5 
2.2.7.Máng ăn ..................................................................................................................5 
2.2.8.Máng uống ............................................................................................................10 
2.2.9.Xử lý bể nước và hố ủ phân..................................................................................10 
2.3.Một số phương pháp định lượng theo khối lượng ...................................................11 
2.3.1.Định lượng bằng vít xoắn .....................................................................................11 
2.3.2.Định lượng theo thể tích .......................................................................................11 
2.3.3.Định lượng bằng phương pháp cân ......................................................................12 
2.3.4.Định lượng bằng cánh quay chữ thập ...................................................................12 
2.4.Vi điều khiển PIC 16F887 .......................................................................................13 
2.4.1.Giới thiệu chung về vi điều khiển PIC .................................................................13 

2.4.2.Vi điều khiển Pic 16F887 .....................................................................................15 
2.5.Ngôn ngữ lập trình Mikro C ....................................................................................21 
iv


2.6.Động cơ bước ..........................................................................................................22 
2.6.1.Giới thiệu chung ...................................................................................................22 
2.6.2.Nguyên lý hoạt động và phương pháp điều khiển động cơ bước nam châm vĩnh
cửu đơn cực 2 pha: ........................................................................................................24 
2.6.3.Sơ đồ kết nối lcd 16x2, keypad 4x4 với 16F887: .................................................27 
Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................28 
1.3.Địa điểm thực hiện ..................................................................................................28 
1.4.Phương tiện thực hiện ..............................................................................................28 
1.5.Phương pháp nghiên cứu .........................................................................................28 
1.5.1.Phương pháp nghiên cứu lý thuyết .......................................................................28 
1.5.2.Phương pháp thực hiện .........................................................................................29 
Chương 4 THỰC HIỆN ĐỀ TÀI ...............................................................................30 
4.1.Thiết kế mô hình cơ khí ...........................................................................................30 
4.1.1.Sơ đồ cấu tạo chung..............................................................................................30 
4.1.2.Nguyên lý hoạt động của mô hình........................................................................31 
4.1.3.Thiết kế mô hình ...................................................................................................31 
4.2.Thiết kế mạch điều khiển ........................................................................................38 
4.2.1.Mạch điều khiển chính .........................................................................................38 
4.2.2.Mạch điều khiển động cơ bước ............................................................................39 
4.2.3.Mạch điều khiển động cơ DC ...............................................................................42 
4.3.Lưu đồ giải thuật......................................................................................................42 
4.3.1.Quy ước tên gọi ....................................................................................................42 
4.3.2.Lưu đồ giải thuật...................................................................................................43 
4.4. Chương trình điều khiển .........................................................................................56 
4.5. Kết nối chạy thử .....................................................................................................57 

4.5.1. Mạch điện ............................................................................................................57 
4.5.2. Cơ khí ..................................................................................................................58 
4.6.Khảo nghiệm ...........................................................................................................61 
4.6.1.Mục đích khảo nghiệm .........................................................................................61 
4.6.2.Phương pháp bố trí khảo nghiệm .........................................................................61 
4.6.3. Thảo luận: ............................................................................................................62 
v


Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................63 
5.1.Kết luận ...................................................................................................................63 
5.2.Đề nghị ...................................................................................................................63 
Tài liệu tham khảo
Phụ lục

DANH SÁCH CÁC HÌNH
......................................................................................................................... Trang
vi


Hình 2.1. Máng ăn tự động ......................................................................................5
Hình 2.2. Định lượng tự động ..................................................................................6
Hình 2.3. Động cơ phân phối ...................................................................................6
Hình 2.4. Xích vận chuyển ......................................................................................7
Hình 2.5. Tháp chứa thức ăn ....................................................................................7
Hình 2.6. Sơ đồ cung cấp thức ăn lỏng ....................................................................7
Hình 2.7. Bộ phận trộn thức ăn lỏng ........................................................................8
Hình 2.8. Turbin khuấy thức ăn ...............................................................................8
Hình 2.9. Cân định lượng thức ăn ............................................................................8
Hình 2.10. Van phân phối đến các chuồng ..............................................................9

Hình 2.11. Máy tính điều khiển ...............................................................................9
Hình 2.12. Định lượng bằng vít xoắn ....................................................................11
Hình 2.13. Định lượng theo thể tích ......................................................................11
Hình 2.14. Định lượng bằng phương pháp cân ......................................................12
Hình 2.15. Định lượng bằng cánh chữ thập ...........................................................12
Hình 2.16. Kiến trúc Harvard và kiến trúc Von – Neuman ...................................13
Hình 2.17. Các dạng sơ đồ chân ............................................................................15
Hình 2.18. Sơ đồ khối 16F887 ...............................................................................16
Hình 2.19. Động cơ biến từ trở ..............................................................................23
Hình 2.20. Động cơ nam châm vĩnh cửu đơn cực .................................................23
Hình 2.21. Động cơ nam châm vĩnh cửu lưỡng cực ..............................................23
Hình 2.22. Động cơ nhiều pha ...............................................................................24
Hình 2.23. Động cơ nam châm vĩnh cửu đơn cực .................................................24
Hinh 2.24. Nguyên lý điều khiển động cơ bước ....................................................25
Hình 2.25. Điều khiển bước đủ một pha kích ........................................................25
Hình 2.26. Điều khiển bước đủ hai pha kích .........................................................26
Hình 2.27. Điều khiển nửa bước ............................................................................26
Hình 2.28. Sơ đồ kết nối có sẵng của hãng Mikroelektronika ...............................27
Hình 4.1. Sơ đồ cấu tạo chung của mô hình ..........................................................28
Hình 4.2. Phễu chứa ...............................................................................................30
Hình 4.3. Phễu chứa thiết kế 3D ............................................................................30
vii


Hình 4.4. Ống dẫn ..................................................................................................31
Hình 4.5. Ống dẫn thiết kế 3D ...............................................................................31
Hình 4.6. Con chạy ................................................................................................31
Hình 4.7. Con chạy thiết kế 3D..............................................................................32
Hình 4.8. Các thanh ráp đế đỡ ...............................................................................32
Hình 4.9. Đế đỡ thiết kế 3D ...................................................................................33

Hình 4.10. Cánh chữ thập định lượng ....................................................................33
Hình 4.11. Ống chứa cánh chữ thập.......................................................................33
Hình 4.12. Nắp đậy hai đầu ống chứa cánh định lượng.........................................33
Hình 4.13. Cụm định lượng thiết kế 3D ................................................................34
Hình 4.14. Sơ đồ pha..............................................................................................35
Hình 4.15. Động cơ DC có hộp giảm tốc...............................................................35
Hình 4.16. Mô hình lắp ráp 3D ..............................................................................36
Hình 4.17. Mạch điều khiển ...................................................................................37
Hình 4.18. Mạch nguồn ổn áp ................................................................................37
Hình 4.19. Các header nhận và xuất tín hiệu .........................................................38
Hình 4.20. Mạch công suất điều khiển động cơ bước ...........................................39
Hình 4.21. Mạch cầu H điều khiển động cơ DC ....................................................40
Hình 4.22. Kiểm tra dữ liệu ban đầu ......................................................................41
Hình 4.23. Nhập thông tin số heo chuồng 1 ..........................................................42
Hình 4.24. Lưu thông tin vào ô nhớ thứ nhất.........................................................43
Hình 4.25. Yêu cầu lưu thông tin số heo chuồng 1................................................43
Hình 4.26. Nhập thông tin khẩu phần chuồng 1 ....................................................44
Hình 4.27. Lưu thông tin vào ô nhớ thứ hai...........................................................45
Hình 4.28. Yêu cầu lưu thông tin khẩu phần chuồng 1 .........................................45
Hình 4.29. Nhập thông tin số heo chuồng 2 ..........................................................46
Hình 4.30. Lưu thông tin vào ô nhớ thứ ba ............................................................47
Hình 4.31. Yêu cầu lưu thông tin số heo chuồng 1................................................47
Hình 4.32. Nhập thông tin khẩu phần chuồng 2 ....................................................48
Hình 4.33. Lưu thông tin vào ô nhớ thứ tư ............................................................49
Hình 4.34. Yêu cầu lưu thông tin khẩu phần chuồng 2 .........................................49
viii


Hình 4.35. Yêu cầu nhấn start để chạy mô hình ....................................................50
Hình 4.36. Đọc thông tin đã lưu và tính toán.........................................................51

Hình 4.37.Cung cấp thức ăn cho chuồng 1 ............................................................52
Hình 4.38. Cung cấp thức ăn cho chuồng 2 và chạy lại chương trình ...................53
Hinh 4.39. Chương trình MikroC ..........................................................................56
Hình 4.40. Chương trình mô phỏng Protuse ..........................................................56
Hình 4.41. Mạch điều khiển ...................................................................................57
Hình 4.42. Mạch công suất động cơ bước .............................................................57
Hình 4.43. Mạch cầu H điều khiển động cơ DC ....................................................58
Hình 4.44. Động cơ DC kéo con chạy ...................................................................58
Hình 4.45. Cụm định lượng ...................................................................................59
Hình 4.46. Bộ điều khiển .......................................................................................59
Hình 4.47.Mô hình .................................................................................................60
Hình 4.48. Một vài hình ảnh hiển thị Lcd khi chạy mô hình .................................60

ix


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1.

Dẫn nhập
Ngày nay, với tốc độ phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, nhất là trong

lĩnh vực điều khiển tự động đã có những bước tiến nhanh và xa, đi theo đó là những
thành tựu ứng dụng trong công nghiệp và các lĩnh vực đời sống.
Càng ngày xã hội càng phát triển và nhu cầu của con người ngày càng tăng lên,
điều khiển tự động đã trên nên quen thuộc và không thể thiếu trong hoạt động sản
xuất, trong lĩnh vực mang tính chất nguy hiểm, đòi hỏi độ chính xác cao.
Không chỉ trong công nghiệp mà nông nghiệp, cũng có những yêu cầu về ứng
dụng điều khiển tự động do thiếu lao động, giá nhân công ngày càng cao, đồng thời

tăng năng suất và hiệu quả lao động.
Chăn nuôi ở nước ta nói chung và chăn nuôi heo nói riêng ngày càng phát triển
với quy mô lớn. Chăn nuôi heo công nghiệp với quy mô ngày càng lớn và đòi hỏi các
dây chuyền tự động cung cấp thức ăn, cho heo uống nước tự động để đảm bảo sức
khỏe và tiết kiệm chi phí chăn nuôi.
Hiện nay, đã các trại chăn nuôi đã sử dụng các máng ăn và vòi cho heo uống
nước tự động nhưng giá thành máng ăn tự động vẫn còn cao và việc cấp thức ăn đến
các máng là một vấn đề cần được giải quyết hiện nay.
Do đó việc đảm bảo vệ sinh sức khỏe vật nuôi, tiết kiệm chi phí chăn nuôi,
giảm sức lao động, tiết kiệm thời gian nhưng vẫn đạt hiệu quả kinh tế cao là vấn đề
đáng quan tâm hiện nay trong lĩnh vực chăn nuôi hiện nay.


1.2.

Mục tiêu đề tài

- Thực hiện việc giao tiếp giữa người sử dụng và vi điều khiển.
- Ứng dụng vi điều khiển PIC 16F887 vào trong hoạt động thực tế.
- Thể hiện ý tưởng ứng dụng tự động vào trong việc cung cấp thức ăn cho heo.

2


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1.

Các phương pháp cung cấp thức ăn trong chăn nuôi heo

Chăn nuôi hộ gia đình: chủ yếu là chăn nuôi nhỏ lẻ, thường không trang bị các thiết
bị công nghệ, chăn nuôi theo kiểu cổ truyền là chính, thức ăn thường là thức ăn đã
được pha nước sẵng. Cách cho ăn này tuy đỡ tốn chi phí công nghệ, lấy công làm lời là
chính nhưng cách cho ăn này dễ làm heo bị nhiễm bệnh, tốn nhiều công sức và thời
gian.
Chăn nuôi công nghiệp truyền thống: các trại chăn nuôi đã thay đổi về kết cấu
chuồng trại và cách cho ăn hợp lý hơn, đảm bảo được vệ sinh trong thực phẩm và đạt
hiệu quả kinh tế hơn. Thức ăn cung cấp là thức ăn khô và nước được cung cấp tự động,
không tốn nhiều công sức khi cho heo ăn nhưng vẫn tốn thời gian vì phải cho heo ăn
đúng giờ.
Chăn nuôi công nghiệp hiện đại: hiện nay một số trại chăn nuôi có quy mô lớn đã
sử dụng các máng cho heo ăn tự động. Các máng ăn tự động này sẽ có thùng chứa
khoảng 50l và sẽ tự rớt thức ăn xuống khi heo chạm vào. Việc ứng dụng này sẽ làm
giảm công sức và thời gian cho ăn rất nhìêu, tuy nhiên giá thành các máng ăn vẫn con
khá cao. Áp dụng phương pháp này, khó có thể kiểm soát được lượng thức ăn mỗi
ngày mà heo đã ăn.
Nhìn chung các phương pháp điều có ưu điểm và khuyết điểm nhưng khuyết điểm
chung của các phương pháp là người chăn nuôi tiếp xúc với chuồng, thức ăn quá
nhiều, điều này dễ lây lang mầm móng dịch bệnh cho người và vật nuôi. Đề tài “Thiết
kế và chế tạo mô hình cung cấp thức ăn tự động cho heo” là mô hình thử nghiệm việc
3


ứng dụng điều khiển tự động và việc cung cấp thức ăn cho heo và phần nào giải quyết
các vần đề đáng quan tâm trong chăn nuôi heo là giảm lượng hao phí thức ăn.
2.2.

Các yêu cầu về chuồng trại trong chăn nuôi heo

2.2.1. Tường

Phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Kiên cố.
- Sự thông thoáng tự nhiên.
- Rẻ tiền, không quá đắt.
- Không quá cao.
- Xây tường phải có móng.
2.2.2. Nền
Là phần chịu đựng sức nặng của vật nuôi và cũng là nơi giữ thân nhiệt khi vật
nuôi ngủ. Nền chuồng phải kiên cố để tránh hư hỏng, không gây đọng nước, đọng
phân, nước tiểu… tạo môi trường cho mầm bệnh phát triển. Chuồng cao hơn mặt đất
khoảng 20 cm. Nền có độ dốc 2 – 3 % để dồn nước rửa. Nền không được trơn tuột.
Chuồng nền gạch hay xi măng cần được chống lạnh bằng rơm.
2.2.3. Hành lang
Hành lang không được đọng nước ẩm thấp, trơn tuột, phải đủ rộng không quá
hẹp, có hướng thoát nước tập trung. Hành lang giữa không nên làm đường mương quá
to, sâu. Hành lang cần phải phẳng, giữa các dãy chuồng cần quy hoạch kỹ hệ thống
đường đi giữa các dãy chuồng.
2.2.4. Đường dẫn nước thải
Cần có quy hoạch hệ thống đường dẫn nước thải cho từng dãy chuồng, từng
khu trại và toàn trại để tập trung nước thải về một khu vực, từ đó lọc lắng, tẩy uế trước
khi thải ra môi trường. Chuồng 2 dãy cần 4 rãnh mương: 2 rãnh nhỏ ở bên trong hành
lang chuồng để thoát nước, rộng 10 cm, sâu 8 – 10 cm.
2.2.5. Lỗ thoát nước
Nên làm nhiều lỗ thoát nước từ nền chuồng xuống đường mương với bề rộng
10 – 15 cm, cao 2 – 4 cm. Nếu làm 1 lỗ thì phải có độ dốc từ các chiều đổ về lỗ thoát
nước, tránh đọng nước.
Lòng máng phải có độ dốc để nước dồn về lỗ và thoát đi dễ dàng.
4

2.2.6. Cửa chuồng
Mỗi ô chuồng cần phải có 1 cửa chuồng, cửa ra vào ngăn chuồng có bề cao
bằng với tường vách và rộng tối thiểu là 60 cm, cửa cao hơn mặt nền 1 – 2 cm.
2.2.7. Máng ăn
2.2.7.1. Máng ăn thông thường
Máng ăn có thể làm bằng nhiều chất liệu như: gỗ, xi măng đúc rời, máng cố
định vào tường, lốp xe ô tô phế thải…
2.2.7.2. Máng ăn tự động
 Yêu cầu kỹ thuật:
Máng có thể chứa đủ thức ăn cho cả ngày.
Đồng thời chiều dài máng phải đảm bảo cho mọi con
vật đứng ăn không chen chúc. Chiều cao thành máng
bảo đảm sao cho con vật đứng ăn thuận tiện và hạn
chế thức ăn vung vãi ra ngoài. Máng ăn phải bền
vững, chống gỉ, dể vệ sinh.
 Nguyên lý cấu tạo:
Máng chứa thức ăn khô có dung tích 500-600 l.
Khi heo ăn phải lấy mõm lật nắp máng lên, nhờ có
thanh khuấy động ở nắp phía trong, sẽ tự khuấy cho
thức ăn khô xuống đều. Ở hai bên máng có thể có các
tấm ngăn cho từng con. Khe hở để thức ăn chảy xuống
máng có thể điều chỉnh được, đủ rộng, thức ăn sẽ
xuống đều, tới khi lấp kín khe hở đó sẽ không tụt
xuống nữa.
 Ưu điểm:
- Tránh được tình trạng thức ăn thừa.
- Đáp ứng thức ăn cho heo khi đói.
- Không phải cần phải canh cho ăn mỗi bữa.
 Nhược điểm:
- Không giới hạn được lượng thức ăn heo ăn.

5

Hình 2.1: Máng ăn tự động


- Đối với heo thịt đang giai đoạn ăn thúc chuẩn bị xuất chuồng, sử dụng máng
ăn sẽ khó thúc.
- Sẽ có một lượng thức ăn bị lãng phí khi heo ủi đầu vào máng mà heo chưa
đói.
- Giá thành tương đối cao, nếu đầu tư mỗi chuồng một máng thì chi phí đầu tư
khá lớn và việc vận chuyển thức ăn đến các máng chứa cũng tốn rất nhiều thời gian và
công sức.
2.2.7.3. Các dây chuyền cho heo ăn trên thực tế
 Dây chuyền cung cấp thức ăn khô

Hình 2.2: Định lượng thức ăn tự động

Hình 2.3: Động cơ phân phối thức ăn
6


Hình 2.4: Xích vận chuyển

Hình 2.5: Tháp chứa thức ăn
Khẩu phần ăn sẽ được định trước tại các chuồng thông qua việc tăng hay giảm độ
cao của các phao trong hình 2.2. Khi bắt đầu cho ăn thì thức ăn sẽ được động cơ hình
2.3 sẽ kéo xích vận chuyển hình 2.4 vận chuyển thức ăn đến khu vực chuồng heo.
Dây chuyền đơn giản, có thể thay đổi khẩu phần linh hoạt nhưng tốn thời gian,
giảm được thức ăn thừa, xích nhiều đồng tiền đạt hiệu quả phân phối cao.
Hệ thống thích hợp cho trại nuôi heo lớn, số lượng 1 con/chuồng.

 Dây chuyền cung cấp thức ăn lỏng

Hình 2.6: Sơ đồ cung cấp thức ăn lỏng
7


Hình 2.7: Bộ phận trộn và phân phối thức ăn lỏng

Hình 2.8: Turbin khuấy thức ăn

Hình 2.9: Cân định lượng thức ăn
8


Hình 2.10: Van phân phối đến các chuồng

Hình 2.11: Máy tính điều khiển
Hệ thống được điều khiển bằng máy tính, các dữ liệu sẽ được nhập và chỉnh sửa,
quan sát, theo dõi thông qua máy tính.

9


Thức ăn sau khi trộn xong sẽ được vận chuyển đến các chuồng bằng khí nén, thông
qua các van phân phối thức ăn sẽ được đưa đến các chuồng.
Hệ thống hiện đại, quản lý thông minh nên chi phí đầu tư tương đối lớn và đòi hỏi
kỹ thuật của người sử dụng.
2.2.8. Máng uống
2.2.8.1. Máng uống thông thường
Máng uống có thể tương tự máng ăn hoặc lắp đặt các núm uống tự động.

2.2.8.2. Máng uống tự động
 Yêu cầu kỹ thuật:
Yêu cầu kỹ thuật của máng uống tự động cho heo là đảm bảo dung tích nước đủ
cho heo uống, theo từng con hay từng nhóm, khi con vật cần uống lúc nào thì có ngay
lúc đó. Đồng thời không bị làm bẩn, máng phải bền vững không gỉ, dễ vệ sinh.
 Nguyên lý cấu tạo:
Máng uống tự động cho heo có hai chậu và giữa có cụm phao–van. Khi hai
chậu cạn nước phao sẽ hạ xuống và van mở ra, nước chảy vào hai chậu, mức nước cao
dần sẽ nâng phao lên tới lúc van đóng lại, nước ngừng chảy. Máng có hai nắp bảo đảm
cho nước đỡ bẩn, có lỗ thoát để rửa máng.
2.2.9. Xử lý bể nước và hố ủ phân
Nhu cầu thoát nước hết sức quan trọng, cần có quy hoạch kỹ từ đầu hệ thống
đường mương thoát nước cho từng dãy chuồng, từng khu trại và toàn trại để tập trung
nước thải về một khu vực và từ đó lọc lắng tẩy uế trước khi thải ra ngoài. Đường
mương không được quy hoạch trước dễ xảy ra tình trạng nước thải hay đọng ở một số
khu vực gây dơ bẩn, tốn nhiều công nạo vét mà ảnh hưởng đến sức khỏe thú nuôi. Khi
có quy hoạch trước, lúc đổ đất san mặt bằng cần tạo độ dốc thoát nước. Nếu độ dốc
vừa phải nước không thoát nhanh thì cần làm một số hầm gạn nhỏ để lắng cặn và phải
thường xuyên vét cặn để gom về nhà phân.
Đường mương không nên quá rộng hoặc quá sâu. Vật liệu làm đường mương phải
chắc chắn. Bề rộng đường mương giữa các ô chuồng trung bình là 20-30cm, cần có
nắp sâu.
Thể tích bể chứa được tính toán theo lưu lượng nước thải trong giờ cao điểm tắm
rửa chuồng. Độ sâu của bể gạn không nên quá 1.5 m (vì sâu quá sẽ khó vớt cặn bã)
10


cho nên muốn tăng thể tích bể thường tăng chiều dài của bể hơn là bề rộng hoặc chiều
sâu.
Chăn nuôi với quy mô lớn cần phải có hố ủ phân riêng, nước thải riêng để tăng

nguồn phân bón cho cây trồng và tránh ô nhiễm môi trường. Phân còn được ủ để tạo
khí biogas để thắp sáng và đun nấu trong gia đình.
2.3.

Một số phương pháp định lượng theo khối lượng

2.3.1. Định lượng bằng vít xoắn

Hình 2.12: Định lượng bằng vít xoắn
Ưu điểm: khả năng tải lớn, có thể định lượng với tốc độ cao, điều khiển đơn giản,
thường dung định lượng với nguyên liệu có độ kết dính cao.
Nhược điểm: chế tạo khó, đòi hỏi độ chính xác chế tạo cao.
2.3.2. Định lượng theo thể tích

Hình 2.13: Định lượng theo thể tích
Ưu điểm: chính xác, có thể định lượng chất lỏng.
11


Nhược điểm: định lượng chậm, tốc độ định lượng phụ thuộc vào tốc độ rơi của vật
liệu.
2.3.3. Định lượng bằng phương pháp cân

Hình 2.14: Định lượng bằng phương pháp cân
Ưu điểm: độ chính xác cao.
Nhược điểm: cần có mạch điều khiển, định lượng chậm do phụ thuộc vào tốc chảy
của nguyên liệu.
2.3.4. Định lượng bằng cánh quay chữ thập

Hình 2.15: Định lượng bằng cánh chữ thập

Ưu điểm: dễ chế tạo, điều khiển đơn giản.
Nhược điểm: không định lượng được nguyên liệu có độ kết dính cao.

12


 Đề tài chọn phương án định lượng bằng cánh chữ thập do bộ đinh lượng này dễ
chế tạo, nguyên liệu được sử dụng là thức ăn dạng hạt khô nên chọn phương án này
đơn giản, tiết kiệm và kích thước bộ định lượng dễ dàng thiết kế cân đối với mô hình.
2.4.

Vi điều khiển PIC 16F887

2.4.1. Giới thiệu chung về vi điều khiển PIC
PIC là viết tắt của từ “Programable Intelligent Computer”, có thể tạm dịch là “Máy
tính thông minh khả trình” do hãng Genenral Instrument đặt cho vi điều khiển PIC
1650 đầu tiên của họ. Ngoài ra họ PIC này còn được dùng để giao tiếp với các thiết bị
ngoại vi cho máy chủ 16 bit CP1600, vì vậy, người ta còn gọi PIC là “Peripheral
Interface Cotroller” (Bộ điều khiển giao tiếp ngoại vi). Sau này vi điều khiển này được
nghiên cứu thêm và phát triển. Từ đó, hình thành nên dòng vi điều khiển PIC ngày
nay.
Cấu trúc của một vi điều khiển được thiết kế theo hai dạng kiến trúc:
 Kiến trúc Von - Neuman: bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình nằm
chung một bộ nhớ, do đó ta có thể tổ chức, cân đối một cách linh hoạt bộ nhớ chương
trình và bộ nhớ dữ liệu. Tuy nhiên điều này chỉ có ý nghĩa khi tốc độ xử lí của CPU rất
cao, vì với cấu trúc đó, trong cùng một thời điểm CPU chỉ có thể tương tác với bộ nhớ
dữ liệu hoặc bộ nhớ chương trình.
 Kiến trúc Harvard: bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu tách ra làm
hai bộ nhớ riêng biệt. Do đó trong cùng một thời điểm CPU có thể tương tác với cả hai
bộ nhớ, như vậy tốc độ xử lý của vi điều khiển được cải thiện một cách đáng kể. Ngoài

ra tập lệnh trong kiến trúc Havard có thể tối ưu tùy theo yêu cầu kiến trúc của vi điều
khiển mà không phụ thuộc vào cấu trúc dữ liệu.

Hình 2.16: Kiến trúc Harvard và kiến trúc Von – Neuman
13


PIC sử dụng tập lệnh RISC với dòng PIC có độ dài mã lênh 12 bit và độ dài mã
lệnh 14 bit, tập lệnh bao gồm khoảng 35 lệnh, và 70 lệnh đối với các dòng PIC có độ
dài mã lệnh là 16 bit. Tập lệnh trên bao gồm các lệnh tính toán trên các thanh ghi, với
các hằng số, hoặc các vị trí bộ nhớ, cũng như có các lệnh điều kiện, lệnh nhảy/gọi
hàm, và các lệnh để quay về, nó cũng có các chức năng phần cứng như ngắt hoặc sleep
(chế độ tiết kiệm điện).
Các ký hiệu của vi điều khiển PIC:
 PIC 12xxxx: độ dài lệnh 12 bit.
 PIC 16xxxx: độ dài lệch 14 bit.
 PIC 18xxxx: độ dài lệnh 16 bit.
-

C: PIC có bộ nhớ EEPROM (chỉ có 16C84 là EEPROM)

-

F: PIC có bộ nhớ flash.

-

LF: PIC có bộ nhớ flash hoạt động ở điện áp thấp.

-

LV: tương tự như LF, đây là ký hiệu cũ của LF.

 Bên cạnh đó một số vi điều khiển có ký hiệu xxFxxx là EEPROM, nếu
có thêm chữ A ở cuối là flash, ví dụ như 16F887 là bộ nhớ EEPROM, 16F877A là bộ
nhớ flash.
Cách lựa chọn vi điều khiển PIC cho phù hợp:
 Trước hết cần chú ý đến số chân của vi điều khiển cần thiết cho ứng
dụng vì có nhiều vi điều khiển có số chân khác nhau như 8 chân, 28 chân, 40 chân, 44
chân…
 Cần chọn vi điều khiển có bộ nhớ flash để có thể nạp xóa chương trình
nhiều lần hơn. Và quan trọng hơn là chú ý đến các khối chức năng được tích hợp sẵng
trong vi điều khiển, các chuẩn giao tiếp bên trong.
 Tùy theo độ phức tạp của ứng dụng mà có sự chọn lựa bộ nhớ chương
trình cho phù hợp.

14


2.4.2. Vi điều khiển Pic 16F887

Hình 2.17: Các dạng sơ đồ chân
15