THIẾT kế mô HÌNH NUÔI tảo LIÊN tục

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA CƠ ĐIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ MÔ HÌNH NUÔI TẢO LIÊN TỤC

Người thực hiện

: ĐỖ HỒNG QUÂN

Lớp

: K57TDHA

Khóa

: 57

Chuyên ngành

: TỰ ĐỘNG HÓA

Giáo viên hướng dẫn

: TS. NGÔ TRÍ DƯƠNG

Hà Nội - 2018


LỜI CẢM ƠN

Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban giám đốc Học viện Nông
nghiệp Việt Nam, Ban chủ nhiệm khoa Cơ Điện cùng toàn thể các thầy, cô giáo trong
khoa, trong trường đã dạy bảo dìu dắt em trong suốt thời gian qua dưới mái trường Đại
học.
Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo TS. Ngô Trí Dương đã
tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình hoàn thành đề tài tốt nghiệp này.
Em cũng xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo, bạn bè và những người thân đã
động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành tốt đợt thực tập này.
Do kiến thức và thời gian còn hạn chế nên khóa luận không thể tránh khỏi
những thiếu sót, mong quý thầy cô, và các bạn đóng góp ý kiến để khóa luận của em
được hoàn chỉnh tốt hơn.
Cuối cùng em xin kính chúc toàn thể các thầy cô giáo trong khoa Cơ Điện, các
thầy cô trong Học viện Nông nghiệp Việt Nam cùng toàn thể bạn bè người thân sức
khỏe, hạnh phúc và thành đạt.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày...tháng...năm 2018
Sinh viên thực hiện

Đỗ Hồng Quân

i


MỞ ĐẦU
1 Đặt vấn đề
Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học kỹ thuật,
công nghệ kỹ thuật điện tử mà trong đó là kỹ thuật tự động đóng vai trò quan trọng
trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật... Do đó là một sinh viên chuyên ngành Điều
khiển tự động chúng ta phải biết nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm
góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát

triển kỹ thuật điện tử nói riêng. Bên cạnh đó còn là sự thúc đẩy sự phát triển của nền
kinh tế nước nhà.
Xuất phát là một sinh viên trường Nông Nghiệp nên ý tưởng về một hệ thống
ứng dụng vào nông nghiệp chăn nuôi được hình thành đó là hệ thống nuôi tảo thu liên
tục. Nó hoạt động dựa trên các cảm biến và được xử lí bởi một mạch điều khiển
Arduino. Bình thường, Nông dân có thể nuôi tảo trên các đầm nhưng vẫn rất thủ công
và không thể điều khiển được một số điều kiện khí hậu mà vẫn phụ thuộc nhiều vào
môi trường, thời tiết. Còn khi ta áp dụng khoa học công nghệ vào nuôi trồng thì ta có
thể điều khiển được các điều kiện đó như là độ sáng phù hợp để tảo dễ quang hợp ,
nồng độ oxi trong nước... Như vậy việc nuôi tảo đơn giản hơn rất nhiều khi mà ta chỉ
cần cài đặt các thông số sao cho phù hợp.
Đi theo hướng phát triển tự động hóa nông nghiệp nên em đã chọn đề tài “Thiết
kế mô hình nuôi tảo liên tục” để đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người
và góp phần vào sự tiến bộ, văn minh, hiện đại của nước nhà.
Với đề tài trên em đã thực hiện thiết kế một mô hình để phù hợp với việc điều
khiển nuôi tảo phù hợp như sau:
Mô hình được thiết kế bằng mica có độ dày phù hợp để chịu áp suất nước và
được gia cố khung inox bên ngoài. Mô hình còn được gắn rất nhiều cảm biến và thiết
bị để vận hành.
Dùng cảm biến và vi điều khiển để điều khiển các thông số như mức nước, dung
dịch nuôi, độ sáng và nồng độ oxi trong nước để cho phù hợp với từng giai đoạn phát
triển của tảo.

1


2 Mục đích nghiên cứu
- Nghiên cứu quá trình sinh trưởng, phát triển của tảo và các môi trường ảnh
hưởng tới quá trình phát triển của tảo trong bể nuôi. Từ đó đưa ra quy trình nuôi tảo để
đạt năng suất và chất lượng cao nhất.

- Nghiên cứu quá trình truyền,nhận tín hiệu và khả năng làm việc của
Các thiết bị như: cảm biến ánh sáng MAX44009, cảm biến siêu âm HC SR04 đo mức
nước, cảm biến đo nồng độ Oxy trong nước...Từ đó tác động vào bộ điều khiển và cơ
cấu chấp hành để điều khiển quá trình nuôi và thu tảo liên tục một cách chính xác và
hiệu quả.
- Lựa chọn thiết bị và xây dựng mô hình.
3 Phạm vi nghiên cứu
Trong phạm vi của đề tài này tác giả sẽ đi tìm hiểu về tảo silic và từ đó chế tạo
mô mình phù hợp nuôi tảo,
4 Ý nghĩa khoa học của đề tài
Đề tài : “Thiết kế mô hình nuôi tảo liên tục”, giúp ta có cái nhìn tốt hơn khi xây
dựng hệ thống tự động trong thực tế ( các vấn đề về kinh phí,về cách thức lựa chọn
cũng như sử dụng các thiết bị nào cho phù hợp,lắp đặt thiết bị sao cho đúng,...) để đạt
hiệu quả cao,nâng cao được năng suất,chất lượng của đối tượng điều khiển,giảm thiểu
tối đa,giảm sức lao động của con người và các yếu tố gây ảnh hưởng tới sức khỏe của
người lao động. Đề tài này sẽ được nghiên cứu phát triển và có thể ứng dụng rộng rãi
trong thực tế.
5 Nội dung và phương pháp nghiên cứu:
Nội dung chính trong đồ án này được tóm tắt thành các chương sau:
 Chương 1: Tổng quan đề tài.
 Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu.
 Chương 3: Kết quả và thảo luận.
6 Thời gian và địa điểm thực hiện
- Thời gian: Từ tháng 8/2018-12/2018
- Địa điểm: Học viện Nông nghiệp Việt Nam.

2


CHƯƠNG I

TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1 Tổng quan về tảo silic
a. Khái niệm chung về tảo
Tảo là một nhóm lớn và đa dạng, bao gồm các sinh vật thông thường là tự dưỡng,
gồm một hay nhiều tế bào có cấu tạo đơn giản, có màu khác nhau, luôn luôn có chất
diệp lục nhưng chưa có rễ, thân, lá. Hầu hết tảo sống trong nước. Đây là những sinh
vật mà vách thân chứa xenluloza, là những sinh vật tự dưỡng vì chứa diệp lục, quang
hợp nhờ ánh sáng và CO 2. Cơ quan dinh dưỡng còn gọi là tản. Tảo có nhiều dạng: đơn
bào, sợi xiên, sợi phân nhánh, hình ống, hình phiến. Tảo không có mô dẫn truyền.
Nhóm tảo có trên 20000 loài hiện sống trên trái đất.
b. Tảo silic
* Khái niệm:

Hình 1.1: Tảo silic
Tảo silic hay tảo cát là một nhóm tảo chính, và là một trong những loại
phytoplankton phổ biến nhất. Hầu hết tảo cát là đơn bào, mặc dù chúng có thể tồn tại
thành cụm ở dạng các sợi mảnh (Fragillaria), quạt (Meridion), zic-zắc (Tabellaria), hay
hình sao (Asterionella). Tảo cát là nguồn trong chuỗi thức ăn. Điểm đặc trưng của các
tế bào tảo cát là chúng được bao bọc bên trong một thành tế bào được làm bằng silica,
được gọi là vỏ tảo cát. Các vỏ này rất đa dạng về hình dạng nhưng chúng thường được
cấu tạo bởi hai mặt không đối xứng có vách ngăn ở giữa. Các hóa thạch cho thấy rằng
chúng xuất hiện trong, hoặc sớm hơn kỷ Jura sớm. Các nhóm tảo cát là công cụ được

3


dùng phổ biến để quan trắc các điều kiện môi trường trong quá khứ và hiện tại, đặc
biệt liên quan đến chất lượng nước.
* Hình dạng tế bào:
Tế bào sillic có nhiều hình dạng khảo nhau: hình hộp tròn, hình trụ ngắn/ dài

hình trứng, hình hộp nhọn hai đầu, hoặc cong như hình chữ s, hình thuyền. . . Có thể
phân biệt 2 hình thái cơ bản:
- Hình phóng xạ đối xứng: đa số có hình tròn, một số có hình tam giảc, hình đa
giác, hình bầu dục ,hình trứng…
- Hình dài, hai bên đối xứng nhau: có hình sợi, hình kim, hình bầu gdục, hình
trứng, hình trăng non, hình cung, hình chữ S hình trụ, hình củ âu, hình thuyên, hình vĩ
cầm…
Nhiều tảo Silic có cấu trúc hoa văn trên mặt vỏ. Hoa văn cấu tạo bởi các lỗ nhỏ
hay cảc rãnh nhỏ. Có khi có cảc khe hở.

Hình 1.2: Hình dạng tế bào của tảo silic
* Kích thước và màu sắc:
-Tảo có kích thước rất nhỏ, từ vài µm đến 1mm. Kích thước của mỗi loài tảo
khác nhau thì khác nhau.
-Tảo có màu vàng lục hay vàng nâu.

4


Hình 1.3: Màu sắc của tảo silic
* Vai trò của tảo silic trong nuôi trồng thủy sản:
Đặc điểm: dễ tiêu hóa, dễ nuôi trồng và nhân giống nhân tạo, chứa nhiều chất
dinh dưỡng cần thiết, đặc biệt là kích thước nhỏ phù hợp làm thức” ăn cho nhiều loại
ấu trùng. Làm thức" ăn trong nuôi trồng thủy sản: ấu trùng các loài giáp xác, hai mảnh
vỏ, ấu trùng cua… .Có ý nghĩa trong sản xuất giống tôm cá
-Gây màu nước
-chỉ thị môi trường
- Tăng oxy, giảm cacbonic qua quá trình quang hợp.
- Giảm cường độ ánh sáng mặt trời gây hại lên động vật thủy sản.
- Hấp thụ các chất dinh dưỡng trong nước, làm sạch môi trường nước.

*Phân bố:
Tảo silic có số loài nhiều thứ hai sau tảo lục. chúng phân bố hết sức rộng rãi
trên Trái Đất: trên thân cây ở đỉnh núi cao, trên đất, đá ẩm, mọi thủy vực nước ngọt,
nước lợ, nước mặn.
1.2 Một số công nghệ nuôi tảo thực tế
Diện tích đất nông nghiệp ngày càng thu hẹp, nguồn năng lượng hóa thạch cũng
dần cạn kiệt, lượng khí thải tạo ra tăng cao và biến đổi khí hậu diễn biến phức tạp hơn,
do đó công nghệ sinh học vi tảo là hướng phát triển tiềm năng. Công nghệ vi tảo bao
gồm các công đoạn chính như: sàng lọc chủng giống vi tảo; nhân giống, nhân sinh
khối ở quy mô lớn để sử dụng trực tiếp hoặc tách chiết các hợp chất có hoạt tính sinh
học.

5


Hình 1.4: Công nghệ nuôi vi tảo trong phòng thí nghiệm
Để nuôi tảo ở quy mô công nghiệp phải hiểu rất rõ về các đặc điểm sinh lý, hóa
sinh của từng loài và từng loại chủng giống cũng như những vấn đề có thể phát sinh
trong quá trình nuôi để chủ động điều khiển. Ngoài ra, để nuôi trồng tảo ở quy mô
công nghiệp đòi hỏi đầu tư cơ sở hạ tầng và các thiết bị kỹ thuật.
a. Công nghệ nuôi tảo xoắn
Trong số các loài vi tảo nuôi ở quy mô công nghiệp, tảo xoắn (Spirulina
platensis) được nuôi sớm nhất ở nhiều quy mô công nghệ khác nhau. Tảo có thể được nuôi
trong bình nhựa, bể chứa xi măng hoặc composite, các bể lớn xây dựng ngoài trời hoặc
trong hệ thống photobioreactor (PBR). Tảo Chlorella vulgaris cũng được nuôi ở quy mô
lớn để làm thức ăn dinh dưỡng bổ sung cho con người, tảo có thể nuôi trong hệ thống bể
race-way hoặc trong hệ thống PBR. Tảo Dunalliella đã được nuôi ở quy mô lớn ở Australia
trong bể hoặc bình cầu thủy tinh để thu β-caroten. Tảo Nanochloropsis cũng được nuôi ở
các bể lớn hoặc các túi nylon cho nuôi trồng thủy sản.

Hinh 1.5: Nuôi tảo bằng bể xi măng

6


b. Công nghệ nuôi tảo Haematococcus pluvialis
Tảo Haematococcus pluvialis là nguồn cung cấp astaxanthin lớn nhất hiện nay
cũng được sản xuất trong hệ thống PBR. Tùy thuộc vào mục tiêu và điều kiện đầu tư
tài chính có thể xây dựng các mô hình và quy mô nuôi khác nhau.
Ngoài công nghệ nuôi truyền thống, công nghệ nuôi tảo trên màng dạng bán
lỏng cũng đã được thử nghiệm ở một số cơ sở nghiên cứu. Với công nghệ này, thay vì
nuôi trong môi trường lỏng, tảo được cấy trải trên màng thấm ướt được đặt lên giá thể xốp
có khả năng hút thấm môi trường và cho phép trao đổi khí trong quá trình nuôi (twin
layers). Công nghệ nuôi trồng này được phát triển bởi Giáo sư Michael Melkonian tại
trường đại học Cologne, CHLB Đức. Tuy nhiên việc mở rộng và khả năng ứng dụng cần
được nghiên cứu thích ứng với các điều kiện cụ thể với từng loại vi tảo.
1.3 Yêu cầu hệ thống
- Yêu cầu mô hình có hình dạng là một bể nuôi hình hộp chữ nhật
có kích thước 50*60*70.

Bể để trống đáy trên và cạnh đứng một bên được để một

lỗ hình vuông dùng thu tảo đã nuôi lớn.
- Bể nuôi được làm chắc chắn có thể chứa được lượng nước lớn tương đối với thể tích
bể.
- Hệ thống của mô hình làm việc ổn định và lâu dài theo từng giai đoạn phát triển của
tảo
- Các cảm biến làm việc chính xác.
- Mô hình được đặt trên giá inox có bánh xe để dễ dàng di chuyển.
- dám sát các thông số :





Cường độ ánh sáng
Nồng độ oxy
Khoảng cách(mức nước)

- Hệ thống nuôi tảo phải đạt được kết quả theo đúng qui trình nuôi tảo.

7


* Qui trình nuôi tảo:
Bắt
đầu
Cảm biến siêu âm
(đo mức nước)
Cảm biến
cường độ sáng
Bơm nước và dung
dịch dinh dưỡng

Đèn led

Cảm biến nồng đo

(3 mức sáng)

nồng độ oxy

Sục khí
tự nhiên

Kết
thúc
Tiếp theo, để hiểu rõ hơn về đề tài ta sẽ đi đến nội dung và phương pháp nghiên
cứu được trình bày cụ thể trong chương 2.

8


CHƯƠNG II
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Đối tượng nghiên cứu.
2.1.1 Giới thiệu chung về Arduino.
a. Ardruino là gì?
Arduino 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. Arduino giống như một máy tính nhỏ mà bạn có thể lập trình để
làm nhiều việc khác nhau, và nó tương tác với thế giới thông qua các cảm biến điện tử,
đèn, và động cơ. Về cơ bản, nó giúp các dự án điện tử trở nên dễ dàng hơn với bất cứ
ai, nhờ đó mà các nghệ sĩ và những tuýp người sáng tạo có thể tập trung biến những ý
tưởng của họ thành hiện thực.

Hình 2.1: Hình ảnh thực tế của ardruino
b. Cấu trúc của ardruino
Arduino gồm có board mạch có thể lập trình được (thường gọi là vi điều khiển)

và các phần mềm hỗ trợ phát triển tích hợp IDE (Integrated Development Environment)
dùng để soạn thảo, biên dịch code và nạp chương cho board.

9


Phần cứng bao gồm một board mạch nguồn mở được thiết kế trên nền tảng vi
xử lý AVR Atmel 8bit, hoặc ARM Atmel 32-bit. Những Model hiện tại được trang bị
gồm 1 cổng giao tiếp USB, 6 chân đầu vào analog, 14 chân I/O kỹ thuật số tương thích
với nhiều board mở rộng khác nhau.
Một mạch Arduino bao gồm một vi điều khiển AVR với nhiều linh kiện bổ sung
giúp dễ dàng lập trình và có thể mở rộng với các mạch khác. Một khía cạnh quan trọng
của Arduino là các kết nối tiêu chuẩn của nó, cho phép người dùng kết nối với CPU
của board với các module thêm vào có thể dễ dàng chuyển đổi.
c. Nguyên lý hoạt động
Sau khi ardruino được kết nối với các thiết bị ngoại vi như: cảm biến, relay…ta
tiến hành nạp chương trình cho vi điều khiển được tích hợp sẵn trên mạch của
ardruino. Vi điều khiển là "bộ não" của ardruino. Tất cả các sự tính toán, quyết định và
việc dịch chuyển dữ liệu đều được thực thi ở đây. Ardruino tiếp nhận thông tin bên
ngoài qua các cảm biến, thông tin được chuyển tới vi xử lý, vi xử lý tiến hành phân
tích dữ liệu và đưa quyết định, sau đó gửi tín hiệu tới jum kết nối với mạch động lực
bên ngoài để thực thi lệnh.
2.1.2 Giới thiệu về phần mềm Arduino IDE
a. Arduino IDE là gì?
Các Arduino integrated development environment ( IDE ) là một nền tảng ứng
dụng (ví của Windows , MacOS , Linux ) được viết bằng ngôn ngữ lập trình Java . Nó
được sử dụng để viết và tải các chương trình lên bảng Arduino.
Mã nguồn cho IDE được phát hành theo Giấy phép Công cộng GNU , phiên bản
2. Arduino IDE hỗ trợ các ngôn ngữ C và C ++ bằng cách sử dụng các quy tắc đặc
biệt về cấu trúc mã. Arduino IDE cung cấp một thư viện phần mềm từ dự án Wires ,

cung cấp nhiều thủ tục đầu vào và đầu ra phổ biến. Mã do người dùng viết chỉ yêu cầu
hai hàm cơ bản, để bắt đầu phác thảo và vòng lặp chương trình chính, được biên dịch
và liên kết với một chương trình chính thành một chương trình điều hành theo chu
kỳ thực thi với chuỗi công cụ GNU , cũng được bao gồm trong bản phân phối
IDE. Các Arduino IDE sử dụng các chương trình avrdude để chuyển đổi mã thực thi
vào một tập tin văn bản trong bảng mã thập lục phân được nạp vào hội đồng quản trị

10


Arduino bởi một chương trình nạp trong firmware của máy bay.
INCLUDEPICTURE
" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE
" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE
" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE
" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE
" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE
" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE
" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE
" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE
" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE

" />
11


_Blink.png/800px-Arduino_IDE_-_Blink.png" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE
" \* MERGEFORMATINET

Hình2.2: Giao diện phần mềm Arduino IDE
Nhà phát triển

Phần mềm Arduino

Phiên bản ổn định

1,8,8 / 7 tháng 12 năm
2018 ; 7 ngày trước [1]

Viết vào

Java , C , C ++

Hệ điều hành

Windows , macOS , Linux

Nền tảng

IA-32 , x86-64 , ARM

Kiểu

Môi trường phát triển tích
hợp

Giấy phép

Giấy
phép LGPL hoặc GPL

Trang mạng

www .arduino .cc / en /
Chính / Phần mềm

12


13


b. Tổng quan Arduino IDE
- Giao diện
INCLUDEPICTURE " \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE

" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET

14


Hình 2.3: Giao diện phần mềm
- Vùng lệnh
Bao gồm các nút lệnh menu (File, Edit, Sketch, Tools, Help). Phía dưới là các
icon cho phép sử dụng nhanh các chức năng thường dùng của IDE được miêu tả như
sau:
INCLUDEPICTURE " \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE

" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE

15


" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET

Hình 2.4: Vùng lệnh của phần mềm
- Vùng viết chương trình
Bạn sẽ viết các đoạn mã của mình tại đây. Tên chương trình của bạn được hiển
thị ngay dưới dãy các Icon, ở đây nó tên là “Blink”. Để ý rằng phía sau tên chương
trình có một dấu “§”. Điều đó có nghĩa là đoạn chương trình của bạn chưa được lưu
lại.

- Vùng thông báo (debug)
INCLUDEPICTURE " \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE

" \*

16


MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
" \*

MERGEFORMATINET
Hình 2.5: Vùng thông báo của phần mềm
Những thông báo từ IDE sẽ được hiển thị tại đây. Để ý rằng góc dưới cùng bên
phải hiển thị loại board Arduino và cổng COM được sử dụng. Luôn chú ý tới mục này
bởi nếu chọn sai loại board hoặc cổng COM, bạn sẽ không thể upload được code của
mình.
Bạn có thể tìm thấy một vài hướng dẫn khắc phục các lỗi thường gặp khi lập
trình Arduino tại Lỗi của Arduino? Và các lỗi thường gặp khi lập trình Arduino

2.1.3 Quy trình điều khiển nuôi tảo

17


Tảo silic được nuôi trong bể cần được chiếu đầy đủ ảnh sáng bằng cách nắp vào
các bóng đèn led và có cảm biến để đo và thể điều chỉnh được độ sáng. Mô hình được
trang bị cảm biến đo nồng độ oxy để giám sát lượng OXY,CO2 trong bể và điều sục
khí tự nhiên đảm bảo cho sự quang hợp,hô hấp của tảo dễ dàng. Ngoài ra trong nước
nuôi tảo cũng cần pha thêm dung dịnh dinh dưỡng để tảo hấp thụ và phát triển một
cách nhanh nhất.
2.2 Nội dung nghiên cứu
- Tìm kiếm tài liệu và nghiên cứu về quy trình nuôi tảo
- Thiết kế mô hình bể nuôi phù hợp cho việc gắn thiết bị và nuôi tảo.
- Nghiên cứu về nguyên lý, cấu tạo, hoạt động mạch điều khiển arduino và
module cảm biến để điều khiển các thiết bị đèn ,bơm, động cơ.
- Tiến hành xây dựng mô hình điều khiển. Bao gồm thiết kế phần cứng, đấu nối
thiết bị và lập trình code cho ardruino.
2.3 Phương pháp nghiên cứu
Trong đề tài này em đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp tham khảo tài liệu: bằng cách thu thập thông tin từ sách, tạp chí
về điện tử và truy cập từ mạng internet.
- Phương pháp thực tiễn thực hành cơ khí để nắp ráp mô hình.
- Phương pháp quan sát: khảo sát một số mạch điện thực tế đang có trên thị
trường và tham khảo thêm một số dạng mạch từ mạng Internet.
- Phương pháp thực nghiệm: từ những ý tưởng và kiến thức vốn có của mình
kết hợp với sự hướng dẫn của giáo viên, em đã lắp ráp thử nghiệm nhiều lần khác nhau
để từ đó chọn lọc mạch điện tối ưu.
-Khai thác các thiết bị hiện có: Khai thác các board mạch có sẵn như ardruino,
module cảm biến…

18


19


CHƯƠNG III
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 Sơ đồ mô hình

Hình 3.1: Sơ đồ mô hình 3d

Hình 3.2: Sơ đồ mô hình

20


Ghi chú:
1: LED thanh
2: Cảm biến ánh sáng MAX44009
3: Cảm biến siêu âm
4: Bơm dung dịch
5: Hộp điều khiển chứa Arduino và nguồn điện
6: Bơm nước
7: Sục khí tự nhiên
8: Cảm biến đo nồng độ oxy

21

Cách bố trí linh kiện trong mô hình

Máy tính
Arduino mega2560

Cảm biến siêu âm

Cảm biến ánh sáng

Cảm biến đo nồng độ oxy
Màn hình LCD

Rơ le 8 kênh

Đèn LED

Sục khí tự nhiên

Bơm dung dịch

Bơm nước
Hình 3.3: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển và giám sát bể nuôi tảo

22


Trong mô hình sử dụng các linh kiện:
- 1 máy tính
- 1 arduino mega 2560

- 1 rơ le trung gian 8 kênh
- 1 cảm biến siêu âm
- 1 cảm biến ánh sáng
- 1 cảm biến đo nồng độ oxy trong nước
- 3 đèn LED thanh
- 2 bơm nước
- 1 sục khí tự nhiên
3.2 Thiết kế phần cứng
3.2.1 Lựa chọn cảm biến
a. Module Cảm Biến Oxy Hòa Tan DO SV1.0
GIỚI THIỆU
Đây là bộ cảm biến oxy hòa tan, tương thích với vi điều khiển Arduino. Sản
phẩm này được sử dụng để đo oxy hòa tan trong nước, để phản ánh chất lượng nước.
Nó được áp dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng chất lượng nước, như nuôi trồng thủy
sản, giám sát môi trường, khoa học tự nhiên, v.v. Có một câu nói cũ liên quan đến việc
giữ cá, cá Tốt xứng đáng là nước tốt. Chất lượng nước tốt là rất quan trọng đối với các
sinh vật dưới nước. Oxy hòa tan là một trong những thông số quan trọng để phản ánh
chất lượng nước. Oxy hòa tan trong nước thấp sẽ dẫn đến khó thở cho các sinh vật
dưới nước, có thể đe dọa cuộc sống của chúng. Chúng tôi đã ra mắt một bộ cảm biến
oxy hòa tan mã nguồn mở mới, tương thích với Arduino. Sản phẩm này được sử dụng
để đo oxy hòa tan trong nước, để phản ánh chất lượng nước. Bộ cảm biến này giúp bạn
nhanh chóng xây dựng máy dò oxy hòa tan của riêng bạn. Đầu dò là đầu dò mạ điện,
không cần thời gian phân cực và luôn có sẵn bất cứ lúc nào. Các giải pháp làm đầy và
nắp màng có thể thay thế, dẫn đến chi phí bảo trì thấp. Bảng chuyển đổi tín hiệu là
cắm và phát, và có khả năng tương thích tốt. Nó có thể dễ dàng tích hợp với bất kỳ hệ
thống kiểm soát hoặc phát hiện. Sản phẩm này dễ sử dụng với khả năng tương thích
cao. Với mã nguồn mở và hướng dẫn chi tiết được cung cấp, sản phẩm này rất phù hợp

23