Thiết kế và thi công hệ thống chăm sóc vườn lan sử dụng năng lượng mặt trời

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
---------------------------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG
CHĂM SÓC VƯỜN LAN SỬ DỤNG
NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
GVHD

: ThS. Võ Đức Dũng

SVTH1

: Hàn Văn Hải

MSSV

: 13141078

Tp. Hồ Chí Minh - 01/2019


NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TP. HỒ CHÍ MINH
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH

Tp. HCM, ngày 07 tháng 01 năm 2019

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên:

Hàn Văn Hải

MSSV: 13141078

Chuyên ngành:

Điện tử công nghiệp

Mã ngành:

141

Hệ đào tạo:

Đại học chính quy

Mã hệ:

1

Khóa:

2013

Lớp:

13141DT3A

I. TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG CHĂM SÓC
VƯỜN LAN SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
II. NHIỆM VỤ
1. Các số liệu ban đầu:
[1] Mr Good, “Tổng Quan Về Website”, />[2] Lê Chí Huy, “Học lập trình”, />[3] “Language Reference”, />
[4] Internet Of Things (IoT) với ESP8266 ,
2. Nội dung thực hiện:
Nội dung 1: Tổng quan.
Nội dung 2: Cơ sở lý thuyết.
Nội dung 3: Tính toán và thiết kế hệ thống.
Nội dung 4: Thi công hệ thống.
Nội dung 5: Kết quả-Nhận xét-Đánh giá.
Nội dung 6: Kết luận và hướng phát triển.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:
01/10/2018
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 07/01/2019
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

ThS. Võ Đức Dũng

BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

i


LỜI CAM ĐOAN
TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TP. HỒ CHÍ MINH
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
Tp. HCM, ngày 13 tháng 10 năm 2018

LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên 1: Hàn Văn Hải
Lớp: 13141DT3A

MSSV: 13141078

Tên đề tài: Thiết kế và thi công hệ thống chăm sóc vườn lan sử dụng năng lượng
mặt trời.
Tuần/ngày
Tuần 1
1/10 – 07/10

-

Tuần 2
08/10 – 14/10

-

Nội dung
Gặp giáo viên hướng dẫn,
nhận nhiệm vụ đồ án.
Viết đề cương chi tiết.
Khảo sát hệ thống ngoài thực
tế
Tìm hiểu các linh kiện có thể
phục vụ nghiên cứu đề tài.
Thiết kế sơ đồ khối hệ thống.

Tuần 3
15/10 – 21/10
Tuần 4
22/10 – 28/10

-

Lập trình kết nối Internet với
mạch điều khiển ESP.

Tuần 5
29/10 – 4/11

-

Lập trình giao tiếp giữa ESP
với arduino.

Tuần 6
5/11 – 11/11

-

Thiết kế và thi công khối
nguồn dùng pin năng lượng
mặt trời.

Tuần 7
12/11 – 18/11
Tuần 8
19/11 – 25/11
Tuần 9
26/11 – 02/12
Tuần 10
03/12 – 09/12
Tuần 11
10/12 – 16/12
Tuần 12
17/12 – 23/12

-

Thiết kế và lập trình web.

-

Thiết kế giám sát và điều
khiển qua web.
Thiết kế, tính toán mạch, cắm
chạy thử trên test board.
Truyền nhận dữ liệu từ cơ sở
dữ liệu xuống hệ thống.
Thi công mạch.
Viết báo cáo
Chạy thử mạch, kiểm tra tổng
thể hoạt động của sản phẩm so

-

Xác nhận GVHD

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

ii


LỜI CAM ĐOAN

Tuần 13
24/12 – 30/12

-

Tuần 14
31/12 – 06/01

-

sánh với mục tiêu ban đầu của
đồ án, hoàn thiện sản phẩm.
Viết báo cáo.
Viết báo cáo.
Làm poster và side thuyết
trình.
Giáo viên hướng dẫn kiểm tra
báo cáo và điều chỉnh sai sót.
GV HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ và tên)

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

ii


LỜI CAM ĐOAN

LỜI CAM ĐOAN
Đề tài này là do nhóm sinh viên Hàn Văn Hải và Bùi Văn Hải tự thực hiện, dựa
vào một số tài liệu trước đó và không sao chép từ tài liệu hay công trình đã có trước đó.

Người thực hiện đề tài

Hàn Văn Hải

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

ii


LỜI CẢM ƠN

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện đề tài, những người thực hiện được sự giúp đỡ của gia
đình, quý thầy cô và bạn bè nên đề tài đã được hoàn thành. Những người thực hiện xin
chân thành gửi lời cảm ơn đến:
Thầy Võ Đức Dũng, giảng viên trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM đã
trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để nhóm có thể hoàn thành tốt đề
tài.
Những người thực hiện cũng xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô trong khoa
Điện - Điện tử của trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM đã tận tình dạy dỗ, chỉ
bảo, cung cấp cho những người thực hiện những kiến thức nền, chuyên môn làm cơ sở
để hoàn thành đề tài này.
Cảm ơn gia đình đã động viên và luôn luôn bên cạnh trong những lúc khó khăn
nhất.
Xin gửi lời cảm ơn đến những người bạn sinh viên khoa Điện-Điện tử đã giúp đỡ
những người thực hiện đề tài để có thể hoàn thành tốt đề tài này.
Xin chân thành cảm ơn!
Người thực hiện đề tài:

Hàn Văn Hải

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

vii


MỤC LỤC

MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ............................................................................. i
LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP…………………….………..iii
LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................... iv
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. vii
MỤC LỤC ...................................................................................................................viii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................ xi
DANH MỤC BẢNG BIỂU ......................................................................................... xv
TÓM TẮT ................................................................................................................... xvi
Chương 1. TỔNG QUAN ............................................................................................. 1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ ...................................................................................................... 1
1.2 MỤC TIÊU ........................................................................................................... 1
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ................................................................................ 2
1.4 GIỚI HẠN ............................................................................................................ 2
1.5. BỐ CỤC ............................................................................................................... 2
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................................. 4
2.1 GIỚI THIỆU PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ................................................. 4
2.2 QUY TRÌNH TRỒNG HOA LAN ...................................................................... 5
2.2.1 Đặc tính sinh trưởng của hoa lan ................................................................... 5
2.2.2 Mô tả quy trình chăm sóc hoa lan .................................................................. 7
2.3 TỔNG QUAN VỀ ARDUINO ............................................................................. 8
2.4 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG ................................................................................. 8
2.4.1 Arduino UNO R3 ........................................................................................... 9
2.4.2 Module Wifi ESP8266 V1 ........................................................................... 10

2.4.3 Cảm biến DHT11 ......................................................................................... 11
2.4.4 Cảm biến độ ẩm đất ..................................................................................... 12
2.4.5 Màn hình LCD 20x4 .................................................................................... 13
2.4.6 Mạch chuyển giao tiếp LCD 20x4 ............................................................... 14
2.4.7 Nút nhấn đơn R13 ........................................................................................ 15
2.4.8 Động cơ bơm nước 5V ................................................................................ 15
2.4.9 Mạch phun sươn 5V .................................................................................... 16
2.4.10 Relay 5V 10A 5 chân ................................................................................ 16
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

viii


MỤC LỤC
2.4.11 Quạt tản nhiệt 12V .................................................................................... 17
2.5 HỆ THỐNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ................................................ 17
2.5.1 Tấm pin năng lượng mặt trời ...................................................................... 17
2.5.2 Bộ điều khiển sạc ....................................................................................... 19
2.5.3

Bình ắc-quy ............................................................................................... 20

2.5.4 Mạch giảm áp L2596 ................................................................................. 21
2.6 CÁC CHUẨN GIAO TIẾP ................................................................................ 21
2.6.1 Chuẩn giao tiếp UART ................................................................................ 21
2.6.2 Chuẩn giao tiếp SPI ..................................................................................... 22
2.6.3 Chuẩn giao tiếp I2C ...................................................................................... 22
Chương 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ................................................................ 23
3.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI .................................................................................. 23
3.2 Tính toán và thiết kế mạch .................................................................................. 24

3.2.1 Khối xử lý trung tâm.................................................................................... 24
3.2.2 Khối module wifi ESP 8266 V1 .................................................................. 25
3.2.3 Khối cảm biến độ ẩm đất. ............................................................................ 27
3.2.4 Khối cảm biến DHT11 ................................................................................ 28
3.2.4 Khối chấp hành. ........................................................................................... 28
3.2.5 Khối hiển thị ............................................................................................... 29
3.2.6 Khối ngoại vi ............................................................................................... 31
3.2.7 Khối relay ................................................................................................... 33
3.2.8 Khối nguồn ................................................................................................. 34
3.2.9 Sơ đồ nguyên lý của toàn mạch ................................................................... 37
Chương 4. THI CÔNG HỆ THỐNG ....................................................................... 39
4.1 GIỚI THIỆU ...................................................................................................... 39
4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG .................................................................................... 39
4.2.1 Thi công mạch hệ thống điều khiển ............................................................. 39
4.2.2 Lắp ráp và kiểm tra bo mạch hệ thống ........................................................ 40
4.3 ĐÓNG GÓI VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH ............................................................ 40
4.3.1 Đóng gói bộ điều khiển................................................................................ 40
4.3.2 Thi công mô hình ......................................................................................... 43
4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG ................................................................................... 46
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

ix


MỤC LỤC
4.4.1 Lưu đồ giải thuật .......................................................................................... 46
4.4.2 Phần mềm lập trình cho vi điều khiển ......................................................... 54
4.4.3 Phần mềm lập trình web .............................................................................. 59
4.5 VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC ............................... 63
Chương 5. KẾT QUẢ - NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ ................................................ 64

Chương 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .............................................. 73
6.1 KẾT LUẬN ......................................................................................................... 73
6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ...................................................................................... 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 75
PHỤ LỤC .........................................................................................................................

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

x


DANH MỤC HÌNH ẢNH

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Các loại Board Arduino. ................................................................................. 8
Hình 2. 2: Hình ảnh board Aduino Uno R3. .................................................................. 9
Hình 2.3: Module wifi ESP8266 V1. ........................................................................... 10
Hình 2.4: Sơ đồ kết nối Arduino với ESP 8266. .......................................................... 11
Hình 2.5: Cảm biến DHT11. ........................................................................................ 11
Hình 2.6: Sơ đồ kết nối vi điều khiển với DHT11. ...................................................... 12
Hình 2.7: Cảm biến độ ẩm đất...................................................................................... 12
Hình 2.8: Sơ đồ kết nối vi điều khiển với cảm biến độ ẩm đất. ................................... 13
Hình 2.9: Màn hình LCD 20x4..................................................................................... 13
Hình 2.10: Mạch chuyển giao tiếp LCD 20x4. ............................................................ 14
Hình 2.11: Màn hình LCD 20x4 voi I2C. .................................................................... 14
Hình 2.12: Sơ đồ kết nối vi xử lý với I2C. ................................................................... 14
Hình 2.13: Nút nhấn R13.............................................................................................. 15
Hình 2.14: Sơ đồ nút nhấn. ........................................................................................... 15
Hình 2.15: Động cơ tạo hơi nước 5 VDC.................................................................... 15
Hình 2.16: Động cơ bơm nước 5V ............................................................................... 15

Hình 2.17: Mạch tạo hơi sương 5V. ............................................................................. 16
Hình 2.18: Sơ đồ cấu tạo của Relay 5V10A 5 chân ..................................................... 16
Hình 2.19: Quạt 12V. ................................................................................................... 17
Hình 2.20: Tấm pin năng lượng mặt trời 10W. ............................................................ 17
Hình 2.21: Ứng dụng pin năng lượng mặt trời vào trồng trọt. ..................................... 19
Hình 2.22: Bình ắc-quy 12V-5Ah. ............................................................................... 20
Hình 2.23: Mạch giảm áp L2596. ................................................................................ 21
Hình 2.24: Hệ thống truyền dữ liệu bất đồng bộ. ......................................................... 21
Hình 2.25: Hệ thống truyền dữ liệu bất đồng bộ. ......................................................... 22
Hình 2.26. Biểu đồ thời gian của giao thức I2C. .......................................................... 22
Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống vườn lan sử dụng năng lượng mặt trời. ..................... 23
Hình 3.2 Sơ đồ khối hệ thống thiết bị thực tế............................................................... 24
Hình 3.3 Khối xử lý trung tâm sử dụng board Arduino UNO R3. ............................... 25
Hình 3.4: Module wifi ESP 8266 V1. .......................................................................... 25
Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý Module wifi ESP 8266 V1 với Arduino UNO R3. ........... 26
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

xi


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 3.6: Hình ảnh thực tế của Module cảm biến độ ẩm đất. ...................................... 27
Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý Module độ ẩm đất kết nối Arduino UNO R3. .................... 27
Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý kết nối cảm biến DHT11 vào Arduino UNO .................... 28
Hình 3.9: Động cơ 5V DC........................................................................................... 29
Hình 3.10: Mạch tạo hơi sương 5V. ............................................................................ 29
Hình 3.11: LCD 20x4. .................................................................................................. 30
Hình 3.12: Mạch chuyển giao tiếp LCD sang I2C. ....................................................... 30
Hình 3.12: Sơ đồ nguyên lý kết nối Arduino UNO R3 với I2C. .................................. 31
Hình 3.13: Hình ảnh thực tế của nút nhấn và led. ........................................................ 31

Hình 3.14: Sơ đồ nguyên lý kết nối Arduino UNO với nút nhấn. ............................... 32
Hình 3.15. Sơ đồ nguyên lý kết nối Arduino UNO với led. ......................................... 32
Hình 3.16: Relay 5V 10A 5 chân ................................................................................. 33
Hình 3.17: Sơ đồ nguyên lý hoạt động khối Relay. ..................................................... 34
Hình 3.18: Bình ắc-quy 12V-5Ah. ............................................................................... 35
Hình 3.19: Tấm pin năng lượng mặt trời. .................................................................... 35
Hình 3.20: Nguồn tổ ong 12V 3A. ............................................................................... 37
Hình 3.21: Mạch giảm áp LM2596 . ............................................................................ 37
Hình 4.1: Sơ đồ bố trí linh kiện mạch hệ thống điều khiển. ........................................ 39
Hình 4.2. Tủ điện thực tế 20x20x10 cm. ...................................................................... 41
Hình 4.3: Sơ đồ bố trí linh kiện hiển thị ra bên ngoài mặt trước tủ điều khiển. .......... 41
Hình 4.4: Sơ đồ bố trí mặt trước hệ thống. ................................................................... 42
Hình 4.5: Sơ đồ bố trí mặt phía trên hệ thống. ............................................................. 42
Hình 4.6: Giao diện mặt trước tủ điều khiển. ................................................................. 43
Hình 4.7: Hình dạng bên trong tủ. ................................................................................ 43
Hình 4.8: Bộ điều khiển sạc pin năng lượng mặt trời. ................................................. 44
Hình 4.9: Hình dạng mặt trước mô hình ...................................................................... 44
Hình 4.10: Hình dạng mặt trên mô hình. ..................................................................... 44
Hình 4.11: Vị trí các ống dẫn. ...................................................................................... 45
Hình 4.12: Vị trí các khối trong mô hình. .................................................................... 45
Hình 4.12: Vị trí chậu lan . ........................................................................................... 45
Hình 4.13: Vị trí treo chậu lan...................................................................................... 45
Hình 4.13: Lưu đồ hệ thống điều khiển hệ thống tưới lan. .......................................... 47
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

xii


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 4.14: Lưu đồ chế độ AUTO. ............................................................................... 49

Hình 4.15: Lưu đồ chế độ TAY(MANUAL). .............................................................. 51
Hình 4.16: Lưu đồ chuyển dữ liệu lên web. ................................................................. 52
Hình 4.17: Lưu điiều khiển bằng web. ......................................................................... 54
Hình 4.18: Quy trình làm việc của arduino .................................................................. 54
Hình 4.19: Giao diện lập trình arduino. ....................................................................... 55
Hình 4.20 : Giao diện menu arduino IDE .................................................................... 55
Hình 4.21: Giao diện file menu arduino IDE. .............................................................. 55
Hình 4.22: Giao diện Examples menu arduino IDE .................................................... 56
Hình 4.23: Giao diện Sketch Menu Arduino IDE ........................................................ 56
Hình 4.24: Giao diện edit menu arduino IDE .............................................................. 57
Hình 4.25: Giao diện Tool Menu Arduino IDE ........................................................... 57
Hình 4.26: Board Arduino sử dụng ............................................................................. 58
Hình 4.27: Arduino Toolbar ......................................................................................... 58
Hình 4.28: Chương trình nạp thành công. .................................................................... 58
Hình 4.29. Tạo file mới trên Sublime Text .................................................................. 59
Hình 4.30. Lưu file php ................................................................................................ 59
Hình 4.31. Phác thảo giao diện website. ...................................................................... 60
Hình 4.32. Khởi tạo CSDL ........................................................................................... 61
Hình 4.33: Khởi tạo tài khoản. ..................................................................................... 62
Hình 4.34: Tải file lên web........................................................................................... 62
Hình 5.1. Màn hình chính tủ điều khiển. ...................................................................... 65
Hình 5.2: Mặt trước tủ. ................................................................................................. 66
Hình 5.3: Mặt phía trong tủ. ......................................................................................... 66
Hình 5.4: Chế độ tự động(AUTO). .............................................................................. 67
Hình 5.5: Tưới hoa lan. ................................................................................................ 67
Hình 5.6: Chế độ AUTO trên WEB. ............................................................................ 67
Hình 5.7: Nhập giá trị mới. .......................................................................................... 68
Hình 5.8: Cặp nhật giá trị mới. ..................................................................................... 68
Hình 5.9: Nhấn phím chế độ tay. ................................................................................. 68
Hình 5.10: Nhấn phím bơm .......................................................................................... 68

Hình 5.11: Nhấn phím phun sương. ............................................................................. 69
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

xiii


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 5.12: Hệ thống bắt đầu tọa hơi sương. ................................................................... 69
Hình 5.13. Điều khiển trên web.................................................................................... 69
Hình 5.14. Gía trị tại hệ thống. ..................................................................................... 69
Hình 5.15: Bật quạt. ..................................................................................................... 70
Hình 5.16: Quạt chạy. .................................................................................................. 70
Hình 5.17: Hiển thị dung lượng ắc-quy. ...................................................................... 70
Hình 5.18: Hiển thị dung lượng ắc-quy. ...................................................................... 71

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

xiv


DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Các chân của LCD. ....................................................................................... 13
Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật pin năng lượng mặt trời 10w.......................................... 18
Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật Bộ Điều Khiển Sạc Solar 12V/24V 5A ......................... 19
Bảng 4.1. Danh sách các linh kiện. ............................................................................... 40

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

xv


TÓM TẮT

TÓM TẮT
Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang dần lan rộng ra nhiều lĩnh vực trong sản
xuất. Cụ thể là ứng dụng của IoTs đang được phổ biến khá rộng rãi trong lĩnh vực nông
nghiệp. Nhiều mô hình trồng trọt chăn nuôi đang được xây dựng theo xu hướng thông
minh hơn, nhằm giảm kinh phí cũng như nhân lực, tăng năng suất cho sản phẩm.
Nhóm chọn đề tài Thiết kế và thi công hệ thống chăm sóc vườn lan sử dụng năng
lượng mặt trời, đồng thời áp dụng công nghệ IOTs trong việc giám sát vườn lan để giảm
chi phí chăm sóc. Giúp vườn lan phát triển tốt, tránh được sâu bệnh.
Hệ thống có các chức năng như sau:
 Hệ thống chính là tưới lan tự động thông qua các giá trị cài đặt nhiệt độ không
khí, độ ẩm không khí và độ ẩm đất sao cho phù hợp với chỉ số sinh trưởng của cây lan .
Sau đó, các giá trị cảm biến sẽ được gửi lên web để giám sát quá trình trồng lan. Thêm
nữa là chế độ tay cho phép người chăm sóc vườn lan trực tiếp điều khiển tưới lan hay
phun sương khi cần thiết. Nguồn cấp từ pin năng lượng mặt trời.
 Hệ thống mở rộng bao gồm:
 Hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thông qua Internet, hiển thị trạng thái đóng
mở của thiết bị thông qua giao diện web điều khiển.
 Hệ thống đo đạc nhiệt độ, đổ ẩm thông qua cảm biến, được hiển thị trực tiếp
trên màn hình LCD, đồng thời cũng được hiển thị trên giao diện web điều khiển tạo điều
kiện thuận lợi cho người dùng có thể giám sát hệ thống từ xa thông qua Internet
Khi cấp điện vào hệ thống, khởi động Arduino, module wifi ESP 8266 V1, cảm
biến nhiệt độ độ ẩm DHT11, LCD, …. Sau khi khởi động xong mặc định sẽ hiển thị giá
trị cảm biến trên LCD và hệ thống chạy chế độ tự động(AUTO, Mode = 1). Muốn đổi
chế độ thì ta nhấn phím chế độ tay(MANUAL, Mode = 0) tương ứng với chức năng chế
độ tay, sau đó chỉ nhấn nút Bơm hoặc Hơi sương thì có thể điều khiển trực tiếp.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

xvi


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

Chương 1. TỔNG QUAN
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang dần lan rộng ra nhiều lĩnh vực trong sản
xuất. Cụ thể là ứng dụng của IoTs đang được phổ biến khá rộng rãi trong lĩnh vực nông
nghiệp. Nhiều mô hình trồng trọt chăn nuôi đang được xây dựng theo xu hướng thông
minh hơn, nhằm giảm kinh phí cũng như nhân lực, tăng năng suất cho sản phẩm.
Song song với đó là sự phát triển các công nghệ năng lượng mặt trời, trong đó
công nghệ điện Pin năng lượng mặt trời có vai trò quan trọng nhất. Việt Nam được đánh
giá là có nguồn tài nguyên năng lượng mặt trời vào loại tốt trên thế giới. Nguồn năng
lượng sạch và tiềm năng lớn này hoàn toàn có thể tham gia đóng góp vào các lĩnh vực
khác nhau, đặc biệt là ngành trồng trọt.
Hiện nay mô hình vườn lan đang đem lại hiệu quả kinh tế cao. Tiêu biểu như
vườn lan tại trung tâm nông nghiệp công nghệ cao Khánh Hòa, vườn lan nhiệt đới tại
trung tâm kỹ thuật Tiền Giang...Những mô hình trên sử dụng công nghệ tưới nhỏ giọt
và phun sương Isarel được nhập từ nước ngoài với chi phí cao. Công nghệ trên hoạt
động theo chế độ bán tự động cần mở van. Hạn chế của công nghệ này là chăm sóc vườn
lan tốn nhiều chi phí do tốn nhiều nhân công chăm sóc.
Để khắc phục hạn chế trên nhóm chọn đề tài Thiết kế và thi công hệ thống chăm
sóc vườn lan sử dụng năng lượng mặt trời, đồng thời áp dụng công nghệ IOTs trong việc
giám sát vườn lan để giảm chi phí chăm sóc. Giúp vườn lan phát triển tốt, tránh được
sâu bệnh.

1.2 MỤC TIÊU
Thiết kế và thi công được hệ thống vườn lan sử dụng pin năng lượng mặt trời,
giám sát và điều khiển thông qua hệ thống IOTs. Giúp việc lên kế hoạch chăm sóc vườn
lan tốt hơn.
Nghiên cứu, tìm hiểu về kit Arduino, module cảm biến độ ẩm đất, module cảm
biến nhiệt độ và độ ẩm không khí, module thu phát wifi và thiết bị điện và cách kết nối
giữa chúng để hoàn thiện thành một mô hình.
Nghiên cứu, thiết kế hệ thống đọc nhiệt độ, độ ẩm của đất và không khí của vườn
lan sau đó hiển thị chúng lên màn hình LCD và đưa lên Web.
Nghiên cứu kết hợp nguồn pin năng lượng mặt trời vào trong mô hình vườn lan.
Nguồn điện dự phòng khi thời tiết không có nắng.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

1


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
 NỘI DUNG 1: Tìm hiểu và nghiên cứu về cấu tạo phần cứng, nguyên lý hoạt
động, tính năng của các module Arduino, module cảm biến độ ẩm đất, module cảm biến
nhiệt độ và độ ẩm không khí DHT11, module thu phát wifi ESP8266.
 NỘI DUNG 2: Tìm hiểu và nghiên cứu về lập trình Web Server, tìm hiểu về
ngôn ngữ HTML, CSS, PHP, cơ sở dữ liệu MySQL.
 NỘI DUNG 3: Các giải pháp thiết kế hệ thống, thi công mô hình.
 NỘI DUNG 4: Thiết kế hệ thống điều khiển, lưu đồ giải thuật và chương trình
điều khiển mô hình.
 NỘI DUNG 5: Thiết kế hoàn chỉnh mô hình thực tế.
 NỘI DUNG 6: Chạy thử nghiệm hệ thống.
 NỘI DUNG 7: Cân chỉnh hệ thống.
 NỘI DUNG 8: Viết sách luận văn.

 NỘI DUNG 9: Bảo vệ đề tài tốt nghiệp

1.4 GIỚI HẠN
 Thiết kế mô hình cửa có kích thước dài, rộng, cao là 60 x 60 x 60 cm bằng
mica và khung nhôm.
 Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm sai số <=2%.
 Module wifi ESP 8266 V1 đưa dữ liệu lên web.
 Sử dụng nguồn cung cấp bằng pin năng lượng mặt trời sạc vào acqui 12V 5A
 Hệ thống nguồn điện dự phòng ardapter 12V 3A.
 Sử dụng động cơ bơm nước 5V cung cấp nước cho lan.
 Sử dụng quạt 12V.
 Điều khiển quạt, hệ thống phun sương để mô phỏng hệ thống làm mát của
vườn lan thông qua webserver bằng máy tính, smartphone.

1.5. BỐ CỤC
 Chương 1: Tổng Quan
Chương này trình bày về 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.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
 Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết
Trong chương này trình bày về các lý thuyết có liên quan đến các vấn đề mà đề
tài sẽ dùng để thực hiện thiết kế, thi công cho đề tài.
 Chương 3: Tính Toán Và Thiết Kế
Chương này giới thiệu tổng quan về các yêu cầu của đề tài mà mình thiết kế và

các tính toán, thiết kế gồm những phần nào như: Thiết kế sơ đồ khối hệ thống, sơ đồ
nguyên lý toàn mạch, tính toán thiết kế mạch.
 Chương 4: Thi Công Hệ Thống
Chương này trình bày về quá trình lắp ráp các thiết bị, đo kiểm tra mạch, lắp ráp
mô hình. Thiết kế lưu đồ giải thuật cho chương trình và viết chương trình cho hệ thống.
Hướng dẫn quy trình sử dụng hệ thống.
 Chương 5: Kết Quả_Nhận Xét_Đánh Giá
Trình bày về những kết quả đã được mục tiêu đề ra sau quá trình nghiên cứu
thi công. Từ những kết quả đạt được để đánh giá quá trình hoàn thành được bao nhiêu
phần trăm.
 Chương 6: Kết Luận Và Hướng Phát Triển
Chương này trình bày về những kết quả mà đồ án đạt được, những hạn chế, từ
đó rút ra kết luận và hướng phát triển để giải quyết các vấn đề tồn đọng để đồ án
hoàn thiện hơn.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

3


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 GIỚI THIỆU PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
Pin năng lượng Mặt trời hay pin mặt trời hay pin quang điện (Solar panel) bao
gồm nhiều tế bào quang điện (solar cells) - là phần tử bán dẫn có chứa trên bề mặt
một số lượng lớn các cảm biến ánh sáng là điốt quang, thực hiện biến đổi năng
lượng ánh sáng thành năng lượng điện.
Sự chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện này thực hiện
theo hiệu ứng quang điện.

Các pin năng lượng Mặt trời có nhiều ứng dụng trong thực tế, đặc biệt thích
hợp cho các vùng mà điện lưới khó vươn tới như núi cao, ngoài đảo xa, hoặc phục
vụ các hoạt động trên không gian; Cụ thể như các vệ tinh quay xung quanh quỹ
đạo trái đất, máy tính cầm tay, các máy điện thoại cầm tay từ xa, thiết bị bơm nước...
Các Pin năng lượng Mặt trời được thiết kế như những modul thành phần, được ghép
lại với nhau tạo thành các tấm năng lượng Mặt trời có diện tích lớn, thường được đặt
trên nóc các tòa nhà nơi chúng có thể có thể đó ánh sáng nhiều nhất, và kết nối với
bộ chuyển đổi của mạng lưới điện. Các tấm pin Mặt Trời lớn ngày nay được lắp thêm
bộ phận tự động điều khiển để có thể xoay theo hướng ánh sáng, giống như loài hoa
hướng dương hướng về ánh sáng Mặt Trời.
Pin năng lượng mặt trời công suất 10W có kích thước nhỏ gọn. Phù hợp để sạc
cho bình ắc quy 12V/4.5Ah hoặc 12V/7.2Ah – loại bình ắc quy rất phổ biến hiện nay.
Công suất mỗi tấm pin là 10W và có thể ghép nối các tấm lại với nhau để tăng
điện áp hoặc công suất lên trong những trường hợp cần thiết. Pin năng lượng mặt
trời được sản xuất tại Việt Nam với công nghệ tiên tiến, hiệu suất cao lên đến 98%
giúp cho hệ thống vận hành luôn luôn ổn định.
Bộ điều khiển sạc (Solar Regulator) là thiết bị thực hiện chức năng điều tiết sạc
cho ắc-quy, bảo vệ cho ắc-quy chống nạp quá tải và xả quá sâu nhằm nâng cao tuổi thọ
của bình ắc-quy, và giúp hệ thống pin mặt trời sử dụng hiệu quả và lâu dài. Bộ điều
khiển còn cho biết tình trạng nạp điện của Panel mặt trời vào ắc-quy giúp cho người sử
dụng kiểm soát được các phụ tải. Bộ điều khiển còn thực hiện việc bảo vệ nạp quá điện
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

4


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
thế (>13,8V) hoặc điện thế thấp (<10,5V). Mạch bảo vệ của bộ điều khiển sẽ thực hiện
việc ngắt mạch khi bộ điều khiển xác nhận bình ắc-quy đã được nạp đầy hoặc điện áp
bình quá thấp.

Ắc quy (Battery) là thiết bị lưu trữ điện để sử dụng vào ban đêm hoặc lúc trời ít
hoặc không còn ánh nắng, dạng khô, kín khí, không cần bảo dưỡng.
Ắc-quy có nhiều loại, kích thước và dung lượng khác nhau, tùy thuộc vào công suất
và đặc điểm của hệ thống pin năng lượng mặt trời. Hệ thống có công suất càng lớn thì cần
sử dụng ăc-quy có dung lượng lớn hoặc dùng nhiều bình ắc-quy kết nối lại với nhau.
Khung, gá và dây cáp để đảm bảo cho hệ thống pin mặt trời đặt đúng vị trí tốt
nhất (nắng nhiều và lâu nhất), hiệu suất sử dụng hệ thống luôn được ổn định lâu dài,
chúng ta cần dùng đến bộ khung gá và dây cáp chuyên dụng.
Để tối đa hóa hiệu suất của hệ thống, các tấm pin mặt trời cần được lắp đặt theo
1 góc nghiêng và 1 hướng nhất định (tùy thuộc từng vị trí lắp đặt cụ thể). Khi lắp đặt
tránh các vùng có khả năng bị che, khuất nắng, nên lựa chọn những vị trí có thể hứng
được nắng tốt nhất cho cả ngày.
Pin mặt trời có nhiều ưu điểm như:
Độ tin cậy và độ bền của hệ thống pin mặt trời rất cao, một hệ thống điển hình có
thể hoạt động tới 35 năm mà hầu như không cần bảo dưỡng. Với một hệ thống pin mặt trời,
bạn chỉ cần đầu tư một lần duy nhất và tiền điện hằng tháng của bạn sẽ giảm đi rất nhiều.
Pin mặt trời mang lại hiệu quả kinh tế, gọn nhẹ, lắp ở mọi nơi có ánh sáng mặt
trời, tuyệt đối an toàn khi sử dụng và hoàn toàn thân thiện với môi trường. Các hệ thống
pin năng lượng mặt trời có khả năng hòa lưới điện hoặc hoạt động độc lập, và có thể
cung cấp điện cho nhiều ứng dụng: từ các hệ thống cấp điện cho các tòa nhà, căn hộ, tới
các hệ thống cấp điện cho các hệ thống chiếu sáng công cộng, hay cho các đài tiếp âm
viễn thông từ xa…

2.2 QUY TRÌNH TRỒNG HOA LAN
2.2.1 Đặc tính sinh trưởng của hoa lan
a. Ảnh hưởng của độ ẩm đối với hoa lan
Nước là thành phần quan trọng chiếm tỷ lệ 60-90% trọng lượng của cây lan .Nước
ở trong cây ở 3 trạng thái. Phần lớn là nước tự do làm tan các chất, như nước ở nhựa
cây; chính sự thoát hơi nước làm cây héo đi vì mất lượng nước này. Phần còn lại là nước
liên kết như nước ở các mao quản, nước tẩm ở trong celuloz, ở trong tinh bột … và cuối

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

5


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
cùng là nước cấu tạo dự phần mật thiết trong sinh thái của cây. Mất lượng nước này thì
cây sẽ chết.
Việc chọn địa điểm thích hợp cho việc lập vườn lan sẽ giúp ta giảm được rất
nhiều công sức chăm sóc cho lan, trong đó yếu tố độ ẩm là yếu tố quan trọng bậc nhất
vì trong thiên nhiên chính yếu tố độ ẩm chi phối việc xuất hiện các vùng có lan. Về
phương diện này, cần lưu ý 3 loại độ ẩm:
 Độ ẩm của vùng là độ ẩm của khu vực rộng lớn, nơi mà ta sẽ thiết lập vườn
lan. Ẩm độ của vùng do điều kiện địa hình, địa lý ở nơi ấy định đoạt. Ví dụ độ ẩm của
vùng cạnh sông rạch cao hơn độ ẩm của vùng đồng trống nhiều gió, độ ẩm của vùng đồi
trọc sẽ thấp hơn ẩm được của vùng có vườn cây ăn trái …
 Độ ẩm của vườn là độ ẩm chính ngay trong vườn lan, độ ẩm này có thể cải tạo
theo ý muốn bằng cách đào ao, làm mương rãnh, trồng cây, rải cát, làm giàn che, tưới
nước …
 Độ ẩm trong chậu còn gọi là độ ẩm cục bộ, tuỳ thuộc cấy tạo giá thể (chất
trồng), thể tích của chậu, loại chậu, vị trí đặt chậu, cách tưới nước, nghĩa là hoàn toàn
tuỳ thuộc vào kỹ thuật của người trồng lan.
b. Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với hoa lan.
Nhiệt độ còn ảnh hưởng đến sự ra hoa của một số loài hoa lan: hoa lan Bạch câu
Dendrobium crumenatum đòi hỏi giảm nhiệt độ đột ngột khoảng 5-6 đô C trong vài giây
đồng hồ thì khoảng 9 ngày sau chúng sẽ nở hoa đồng loạt. Ở 18,5 độ C Paphiopedilum
insigne và Dendrobium nobile chỉ tiếp tục tăng trưởng mà không ra hoa nhưng chúng sẽ
ra hoa khi nhiệt độ hạ xuống 13 độ C hay thấp hơn.
Tuy nhiên, nếu nhiệt độ quá thấp thì sẽ làm cho nước trong tế bào của cây kết
tinh thành nước đá, làm gia tăng thể tích, phá vỡ các cấu trúc tế bào. Ngược lại, nhiệt độ

tăng quá cao thì sự quang hợp ngừng lại vì nguyên sinh chất trong tế bào đặc quánh lại
do mất nước, cây ngừng hô hấp và chết đi.
Và như vậy, chúng chỉ phát triển tốt nhất ở trong khoảng nhiệt độ cực đại là 35
độ C, nhiệt độ tối hảo là 27 độ C. Rõ ràng nhu cầu nhiệt độ ở cây lan có khác nhau nên
ta gặp chúng tập trung thành những nhóm lan khác nhau ở những vùng nhiệt độ khác
nhau: lan vùng núi cao, lan vùng đồng bằng, lan vùng nhiệt đới, lan vùng ôn đới ….
Căn cứ vào nhu cầu nhiệt độ, ta chia lan ra thành 3 nhóm:

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

6


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
 Nhóm ưa nóng: chịu nhiệt độ ban ngày không dưới 21 độ C, ban đêm không
dưới 18,5 độ C. Chúng thường ở vùng nhiệt đới.
 Nhóm ưa lạnh: chịu nhiệt độ ban ngày không quá 14 độ C, ban đêm không quá
13 độ C. Chúng thường ở vùng hàn đới, ôn đới và các chỏm núi cao vùng nhiệt đới.
 Nhóm chịu nhiệt độ trung bình: thích hợp với nhiệt độ ban ngày không dưới
14,5 độ C, ban đêm không dưới 13,5 độ C.
c. Ảnh hưởng của độ thông thoáng đối với hoa lan
Độ thông thoáng cũng là một yếu tố cần thiết cho cây lan phát triển tốt. Không
khí nơi vườn lan cần được thay đổi mỗi phút. Nhiệt độ ở lá dưới ánh nắng vào bất kỳ
thời gian nào cũng luôn luôn cao hơn nhiệt độ của không khí quanh nó. Sự tổn thương
do nhiệt độ tuỳ vào thời gian phơi bày ra nắng. Không khí luân chuyển sẽ giúp tránh
được điều đó. Phần lớn cây lan chịu được nhiệt độ thấp của ban đêm, ngắn hạn thôi chứ
không dai dẳng. Ngược lại nhiệt độ cao dai dẳng trong đêm không tốt cho cây vì tiến
trình hô hấp gia tăng. Quang hợp thì diễn tiến suốt ngày còn hô hấp thì diễn ra suốt ngày
và đêm. Bằng cách làm chậm đi sự hô hấp về đêm, thì các chất tổng hợp được ban ngày
sẽ không bị sử dụng hết! Có thể làm giảm sự hô hấp ấy bằng cách hạ nhiệt độ ban đêm

xuống. Như vậy sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm (biên độ nhiệt) có ảnh hưởng
đến sự phát triển của cây lan.
2.2.2 Mô tả quy trình chăm sóc hoa lan
Áp dụng quy trình tưới tự động với các giá trị đã được cài đặt trước như:
 Nhiệt độ trên – nhiệt độ dưới, đảm bảo biên độ nhiệt cho hoa lan phát triển tốt.
 Độ ẩm không khí trên – độ ẩm không khí dưới, đảm bảo sự thông thoáng và
nhiệt độ cho hao lan quang hợp.
 Độ ẩm đất trên - độ ẩm đất dưới, cung nước cho hoa lan sinh trưởng tốt và ra
cây con.
Đồng thời chế độ tay cho phép trực tiếp tác động đến quá trình chăm sóc lan
thông qua việc bật tắt các thiết bị như: Bơm tưới, độ ẩm không khí, quạt.
Người trồng lan có thể trực tiếp giám sát các thông số giá trị thông qua web.
Toàn hệ thống trên hoạt động ứng dụng pin năng lượng mặt trời làm nguồn
cung cấp.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

7


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.3 TỔNG QUAN VỀ ARDUINO

Hình 2.1: Các loại Board Arduino.
Arduino[3] thật ra là một bo mạch vi xử lý được dùng để lập trình tương tác với
các thiết bị phần cứng như cảm biến, động cơ, đèn hoặc các thiết bị khác. Đặc điểm nổi
bật của Arduino là môi trường phát triển ứng dụng cực kỳ dễ sử dụng, với một ngôn
ngữ lập trình có thể học một cách nhanh chóng ngay cả với người ít am hiểu về điện tử
và lập trình. Và điều làm nên hiện tượng Arduino chính là mức giá rất thấp và tính chất

nguồn mở từ phần cứng tới phần mềm.
Các ứng dụng nổi bật của board mạch Arduino: robot đơn giản, điều khiển nhiệt
độ, phát hiện chuyển động, game tương tác...

2.4 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG
 Thiết bị đầu vào: nút nhấn đơn, module cảm biến DHT11, module wifi
ESP8266, cảm biến độ ẩm đất.
 Thiết bị đầu ra: màn hình LCD 20x4, động cơ bơm nước 5V, mạch relay điều
khiển thiết bị, mạch tạo sương bằng song siêu âm 5V.
 Thiết bị điều khiển trung tâm: Board Arduino UNO R3.
 Các chuẩn truyền dữ liệu UART, SPI, , I2C
 Thiết bị cung cấp nguồn: Tấm pin năng lượng mặt trời 10W, bộ điều khiển
sạc 12V 5A, acqui 12V 5A.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

8


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.4.1 Arduino UNO R3

Hình 2. 2: Hình ảnh board Aduino Uno R3.

Arduino Uno là 1 bo mạch thiết kế với bộ xử lý trung tâm là vi điểu khiển AVR
Atmega328. Cấu tạo chính của Arduino Uno bao gồm các phần sau:
 Cổng USB: đây là loại cổng giao tiếp để ta upload code từ máy tính lên vi
điều khiển. Đồng thời nó cũng là giao tiếp serial để truyền dữ liệu giữa vi điều khiển
và máy tính.

 Jack nguồn: nguồn từ 9V - 12V.
 Có 14 chân vào/ra số đánh số thứ tự từ 0-13, ngoài ra có một chân nối đất
(GND) và một chân điện áp tham chiếu (AREF).
 Vi điều khiển AVR: sử dụng ATMega328.
 2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): dùng để gửi (transmit – TX) và nhận (receive
– RX) dữ liệu TTL Serial. Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết bị khác thông qua 2
chân này. Kết nối bluetooth thường thấy nói nôm na chính là kết nối Serial không dây.
 Chân giao tiếp SPI:10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13(SCK). Ngoài các chức
năng thông thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu bằng giao thức SPI với
các thiết bị khác.
 Led 13: trên Arduino UNO có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L). Khi bấm
nút Reset, sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu. Nó được nối với chân số 13. Khi chân
này được người dùng sử dụng, Led sẽ sáng.
 Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép xuất ra xung PWM với độ phân
giải 8bit (giá trị từ 0 → 28-1 tương ứng với 0V → 5V) . Nói một cách đơn giản, có thể
điều chỉnh được điện áp ra ở chân này từ mức 0V đến 5V .

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

9


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
o Hàm analogWrite() trong Arduino giúp việc tạo 1 xung dễ dàng hơn. Hàm
này truyền vào tham số cho phép thay đổi chu kì xung, bạn có thể tính toán ra được chu
kì xung như ở bảng trên. Tần số xung được Arduino thiết lập mặc định.
o Đối với board Arduino UNO, xung trên các chân 3,9,10,11 có tần số là
490Hz, xung trên chân 5,6 có tần số 980Hz.
 Arduino UNO còn có 6 chân analog (A0 → A5): cung cấp độ phân giải tín
hiệu 10bit (0 → 210-1) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V. Với chân AREF trên

board, có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân analog. Tức là nếu
bạn cấp điện áp 2.5V vào chân này thì có thể dùng các chân analog để đo điện áp trong
khoảng từ 0V → 2.5V với độ phân giải vẫn là 10bit.
 Nhiệm vụ của analogRead() là đọc giá trị điện áp từ một chân Analog (ADC.
AnalogRead() luôn trả về 1 số nguyên nằm trong khoảng từ 0 đến 1023 tương ứng với
thang điện áp (mặc định) từ 0 đến 5V. Bạn có thể điều chỉnh thang điện áp này bằng
hàm analogReference().
 Đặc biệt, Arduino UNO có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp
I2C/TWI với các thiết bị khác.

2.4.2 Module Wifi ESP8266 V1

Hình 2.3: Module wifi ESP8266 V1.
ESP8266 là một chip tích hợp cao - System on Chip (SoC), có khả năng xử lý và
lưu trữ tốt, cung cấp khả năng vượt trội để trang bị thêm tính năng wifi cho các hệ thống
khác hoặc đóng vai trò như một giải pháp độc lập.
Module wifi ESP8266 v1 cung cấp khả năng kết nối mạng wifi đầy đủ và khép
kín, có thể sử dụng nó để tạo một web server đơn giản hoặc sử dụng như một access
point.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH

10