ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNGKHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG ĐỒ ÁN CƠ SỞ 5 ĐỀ TÀI: ÁP DỤNG IOT HỆ THỐNG TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.14 MB, 28 trang )
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
----- -----
ĐỒ ÁN CƠ SỞ 5
ĐỀ TÀI:
ÁP DỤNG IOT HỆ THỐNG TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG
Sinh viên thực hiện
Lớp
Giảng viên hướng dẫn:
: LÊ ĐỨC HÒA
NGUYỄN HỮU KHÁNH
: 17CE
Th.S HÀ THỊ MINH PHƯƠNG
Đà nẵng, tháng 06 năm 2020
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
ĐỒ ÁN CƠ SỞ 5
ÁP DỤNG IOT HỆ THỐNG TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG
Đà Nẵng, tháng 06 năm 2020
LỜI NĨI ĐẦU
Ngày nay khoa học cơng nghệ ngày càng phát triển, vi điều khiển ngày càng thông
dụng hơn, sự xuất hiện của Arduino đã hỗ trợ cho con người rất nhiều trong lập trình
và thiết kế, nhất là đối với những người bắt đầu tìm tịi về vi điều khiển mà khơng có
q nhiều kiến thức, hiểu biết sâu sắc về vật lý và điện tử. Phần cứng của thiết bị đã
được tích hợp nhiều chức năng cơ bản và là mã nguồn mở. Ngơn ngữ lập trình trên nền
Java lại vơ cùng dễ sử dụng tương thích với ngôn ngữ C và hệ thư viện phong phú và
được chia sẻ miễn phí. Chính vì những lý do như vậy nên arduino hiện đang dần phổ
biến và được phát triển ngày càng mạnh mẽ trên toàn thế giới.
Trên cơ sở kiến thức đã học trong môn học: Tin học đại cương, vi điều khiển…Cùng
với những hiểu biết về các thiết bị điện tử, em đã quyết định thực hiện đề tài: Thiết kế
hệ thống tưới cây tự động do Hà Thị Minh Phương hướng dẫn. Đề tài gồm các nội
dung sau:
Phần 1. Giới thiệu tổng quan về tưới cây tự động
Phần 2. Thiết bị, tính năng của Arduino
Phần 3. Thiết kế, lập trình, lắp đặt mạch
Phần 4. Kết luận và hướng phát triển
NHẬN XÉT
(Của giảng viên hướng dẫn)
.............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện đề tài với nội dung nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ
thống tưới cây tự động, chúng em đã cố gắng vận dụng những kiến thức đã học ở
trường, cũng như thực tệ. Cùng với sự giúp đỡ của cô Hà Thị Minh Phương, cho tới
nay đã hoàn thành yêu cầu của đề tài. Đó là nghiên cứu, thiết kế và thực thi chế tạo
mạch điều khiển của hệ thống tưới cây tự động hoàn thiện.
Chúng em xin chân thành cảm ơn cơ Hà Thị Minh Phương đã tận tình chỉ bảo
và giúp đỡ em hoàn thành đề tài nghiên cứu. Do kiến thức cịn hạn chế trong q trình
thực hiện đề tài nghiên cứu chúng em không tránh khỏi những sai xót mong q thầy
cơ trong hội đồng thi chỉ dẫn, bỏ qua và giúp đỡ em. Chúng em rất mong được sự giúp
đỡ của quý thầy cô và các bạn để nội dung để tài này ngày càng hoàn thiện hơn.
Giảng viên hướng dẫn
Sinh viên thực hiện
Hà Thị Minh Phương
Lê Đức Hòa
Nguyễn Hữu Khánh
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
MỞ ĐẦU....................................................................................................................... 1
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TƯỚI CÂY....................................3
1.1 Khái niệm về hệ thống tưới cây...........................................................................3
1.2 Vai trị của tự dộng hóa trong q trình sản xuất..................................................3
1.3 Ứng dụng của tự động hóa trong quá trình sản xuất.............................................3
2.1. Các thiết bị..........................................................................................................4
2.2. Ardunio Uno.......................................................................................................5
2.2.1 Một vài thông số của Arduino UNO R3............................................................5
2.2.2 Vi điều khiển.....................................................................................................6
2.2.3 Năng lượng.......................................................................................................6
2.2.4 Các cổng vào/ra.................................................................................................7
2.2.5 Lập trình cho Arduino.......................................................................................9
2.3. Module relay 1 kênh 5v.....................................................................................10
2.3.1 Định nghĩa.......................................................................................................10
2.3.2 Phân loại Các loại rơ-le và cách xác định trạng thái của nó............................10
2.3.3 Thơng số của một module relay......................................................................11
2.3.4 Cách sử dụng Relay.........................................................................................11
2.4. Module ESP8266 v1.........................................................................................12
2.4.1 Mơ Tả..............................................................................................................12
2.4.2 Thơng tin kỹ thuật...........................................................................................12
Chương 3 PHÂN TÍCH THIẾT KẾ, LẬP TRÌNH, LẮP ĐẶT......................15
3.1. Các bước lắp đặt...............................................................................................15
3.2. Nguyên lý hoạt động.........................................................................................16
3.3. Phần viết chương trình......................................................................................16
Chương 4 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN......................................19
Chương 4 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN...........................................18
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................19
MỞ ĐẦU
1.
Tính cấp thiết của đề tài
Nền nơng nghiệp của nước ta là nền nông nghiệp vẫn lạc hậu cũng như chưa có
nhiều ứng dụng khoa học kĩ thuật được áp dụng vào thực tế. Rất nhiều quy trình kĩ
thuật trồng trọt, chăm sóc được tiến hành một cách chủ quan và khơng đảm bảo được
đúng u cầu. Có thể nói trong nơng nghiệp ngồi những kĩ thuật trồng trọt, chăm sóc
thì tưới nước là một trong các khâu quan trọng nhất trong trồng trọt, để đảm bảo cây
sinh trưởng và phát triển bình thường, tưới đúng và tưới đủ theo yêu cầu nông học của
cây sẽ không sinh sâu bệnh, hạn chế thuốc trừ sâu cho sản phẩm an toàn, đạt năng suất
cao, hiệu quả cao.
Ngoài ra trên những tuyến phố ở khu vực trung tâm thành phố chúng ta vẫn bắt
gặp các hình ảnh các xe bồn chở nước tưới cây dọc đường gây ùn tắc, mất an tồn giao
thơng.
Mặt khác hiện nay nước ta đang trong giai đoạn cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa
các thiết bị máy móc tự động được đưa vào phục vụ thay thế sức lao động của con
người. Vì thế thiết bị tưới cây đang được nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đưa vào thực
tiễn ngày được áp dụng nhiều. Thiết bị tưới cũng rất đa dạng về chủng loại. Việc tính
tốn để lựa chọn thiết kế hệ thống tưới đáp ứng được nhu cầu tưới nước theo nông học
cây trồng và phù hợp với điều kiện kinh tế cũng như thời tiết nhiệt đới gió mùa ở nước
ta. Hệ thống tưới đáp ứng độ ẩm cho cây phát triển tốt, tiết kiệm nước tạo điều kiện
cho cây hấp thụ dinh dưỡng không gây rửa trơi, thối hóa đất, khơng gây ơ nhiễm mơi
trường. Hệ thống tưới nước tự động có thể kết hợp với bón phân, phun thuốc. Hơn thế
nữa, với việc thiết kế một hệ thống tưới cây tự động sẽ giúp con người không phải tưới
cây, tự động tùy theo độ ẩm cao hay thấp trong mùa. Tất cả các điều kiện đó sẽ được
đưa vào hệ thống để phù hợp tưới cây và chính xác hơn.
2.
Lý do chọn đề tài
Hệ thống tưới nước tự động là hệ thống thiết bị tưới nước tốt nhất đáp ứng theo
yêu cầu sinh trưởng cây trồng đang được ứng dụng rộng trên các nước phát triển. Hệ
thống tưới nước tự động là một hình thức tưới nước hợp lý, tiết kiệm sức lao động và
chi phí nhân cơng. Hệ thống tưới nước tự động cũng trở nên phổ biến hơn với nông
dân ở nơng thơn cùng với q trình hiện đại hóa nơng nghiệp nông thôn nhưng không
phải người dân nào cũng mạnh dạn đưa vào sử dụng.
1
Kỹ thuật điện tử phát triển nhanh chóng được ứng dụng vào trong nhiều lĩnh vực:
công nghiệp, giao thông vận tải, hàng không vũ trụ…Các thiết bị điều khiển tự động
giữ vai trị cực kỳ quan trọng góp phần lớn cho sự tiến bộ không ngừng của các lĩnh
vực này. Nghành nơng nghiệp nước ta hiện nay cịn phụ thuộc nhiều vào khí hậu, do
đó cần các thiết bị kĩ thuật tiên tiến có khả năng đo đạc và điều khiển các thông số
như: độ ẩm, chất dinh dưỡng,…Một cách hợp lý từ những vấn đề thực tiễn đó chúng
em đã nghiên cứu và tiến hành thiết kế: “Hệ Thống Tưới Cây Tự Động Theo Độ Ẩm”.
3.
Mục đích nghiên cứu
Vận dụng kiến thức đã học để nghiên cứu thiết kế và chế tạo mơ hình hệ thống
tưới cây tự động điều khiển qua smartphone, từ đó đưa vào thực tiễn. Giúp cho việc
tưới tiêu cây trồng ở nước ta có những phương pháp mới và đạt hiệu quả cao.
4.
Kết cấu
-
Tổng quan về đề tài
-
Giới thiệu các linh kiện sử dụng trong mạch điều khiển
-
Thiết kế hệ thống tưới nước tự động
-
Kết quả và định hướng phát triển
5.
Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện nội dung đề tài nghiên cứu, em đã tiến hành phương pháp nghiên cứu
như sau:
-
Kế thừa cơng trình nghiên cứu của hệ thống tưới cây về cơ sở lý thuyết của các
phần mềm lập trình.
-
Kế thừa các cơng trình có trong thực tiễn.
2
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TƯỚI CÂY
1.1 Khái niệm về hệ thống tưới cây
Hệ thống điều khiển tự động bao gồm các phần tử tự dộng qua điện thoại nhằm
điều khiển các quá trình xảy ra trong thiên nhiên, cuộc sống mà khơng có sự tham gia
của con người
Hệ thống tưới cây tự động :
-
Tưới cây khi cây có độ ẩm không phù hợp để cây phát triển qua điện
thoại
-
Hệ thống sẽ được bấm tắt/bật khi cây đủ nước
-
Có hiển thị độ ẩm lên app Blink
1.2 Vai trò của tự dộng hóa trong q trình sản xuất
Lịch sử hoạn thiện của công cụ, phương tiện sản xuất phát triển trên cơ sở cơ
giới hóa. Khi có những đột phá mới trong lĩnh vực công nghệ vật liệu và tiếp theo là
điện tử tin học thì cơng nghệ tự động có cơ hội phát triển mạnh mẽ, đem lại lợi ích vào
thực tiễn cho xã hội. Đó là mẫu chốt của năng suất, chất lượng.
Trong một tương lai gần tự động hóa sẽ đóng vai trị vơ cùng quan trọng và
khơng thể thiếu, bởi vì nó khơng chỉ ứng dụng trong sản xuất mà còn áp dụng đời
sống con người. Trong sản xuất nó thay thế con người những cơng việc nặng nhọc,
nguy hiểm, hộc hại,…Nó sẽ là phương tiện không thể thiếu trong đời sống chúng ta.
1.3 Ứng dụng của tự động hóa trong q trình sản xuất
Tự động hóa từ lâu đã được ứng dụng trong việc tưới tiêu, song nó chỉ phát triển ở
một số nước phát triển, còn đối với các nước phát triển tuy nên nông nghiệp chiếm tỉ lệ
lớn nhưng việc ứng dụng tự động hóa cho việc tưới cây vẫn cịn đưa dần tự động hóa
vào đời sống và sản xuất, đặc biệt là các nước đơng nam á trong đó có Việt Nam.
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ chế tạo thiết bị tự động hóa,
kết hợp với những thành tựu trong công nghệ vi điều khiển, công nghệ thông tin, đã
cho phép tạo nên một giải pháp tự động hóa trong mọi lĩnh vực. Có thể nói tự động
hóa trở thành xu thế tất yếu cho mọi lĩnh vực cho bất kì quốc gia nào.
3
Chương 2
THIẾT BỊ VÀ TÍNH NĂNG CỦA ARDUINO
2.1. Các thiết bị
-
1 Ardunio Uno
1 module cảm biến độ ẩm dất
1 module relay 1 kênh 5v
1 máy bơm nước chìm mini
1 ống nước dẫn nhựa 50cm
1 nguồn điện(6v)
1 module 12IC
1 esp8266 v1
Hình 1.1 – Các thiết bị
4
2.2. Ardunio Uno
Nhắc tới dòng mạch Arduino dùng để lập trình, cái đầu tiên mà người ta thường nói
tới chính là dòng Arduino UNO. Hiện dòng mạch này đã phát triển tới thế hệ thứ 3
(R3).
Hình 2.2 Arduino UNO R3
2.2.1 Một vài thông số của Arduino UNO R3
Vi điều khiển
Điện áp hoạt động
Tần số hoạt động
Dòng tiêu thụ
Điện áp vào khuyên dùng
Điện áp vào giới hạn
Số chân Digital I/O
Số chân Analog
Dòng tối đa trên mỗi chân I/O
Dòng ra tối đa (5V)
Dòng ra tối đa (3.3V)
Bộ nhớ flash
SRAM
EEPROM
ATmega328 họ 8bit
5V DC (chỉ được cấp qua cổng USB)
16 MHz
khoảng 30mA
7-12V DC
6-20V DC
14 (6 chân hardware PWM)
6 (độ phân giải 10bit)
30 mA
500 mA
50 mA
32 KB (ATmega328) với 0.5KB dùng bởi
bootloader
2 KB (ATmega328)
1 KB (ATmega328)
5
2.2.2 Vi điều khiển
Hình 2.3. Vi điều khiển
Arduino UNO có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ 8bit AVR là ATmega8, ATmega168,
ATmega328. Bộ não này có thể xử lí những tác vụ đơn giản như điều khiển đèn LED
nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, làm một trạm đo nhiệt độ - độ ẩm và
hiển thị lên màn hình LCD,… hay những ứng dụng khác
2.2.3 Năng lượng
Arduino UNO có thể được cấp nguồn 5V thơng qua cổng USB hoặc cấp nguồn ngồi
với điện áp khuyên dùng là 7-12V DC và giới hạn là 6-20V. Thường thì cấp nguồn
bằng pin vng 9V là hợp lí nhất nếu bạn khơng có sẵn nguồn từ cổng USB. Nếu cấp
nguồn vượt quá ngưỡng giới hạn trên, sẽ làm hỏng Arduino UNO.
Các chân năng lượng:
•
GND (Ground): cực âm của nguồn điện cấp cho Arduino UNO. Khi bạn dùng
các thiết bị sử dụng những nguồn điện riêng biệt thì những chân này phải được
nối với nhau.
•
5V: cấp điện áp 5V đầu ra. Dòng tối đa cho phép ở chân này là 500mA.
•
3.3V: cấp điện áp 3.3V đầu ra. Dịng tối đa cho phép ở chân này là 50mA.
•
Vin (Voltage Input): để cấp nguồn ngoài cho Arduino UNO, bạn nối cực
dương của nguồn với chân này và cực âm của nguồn với chân GND.
•
IOREF: điện áp hoạt động của vi điều khiển trên Arduino UNO có thể được đo
ở chân này. Và dĩ nhiên nó ln là 5V. Mặc dù vậy bạn không được lấy nguồn
5V từ chân này để sử dụng bởi chức năng của nó khơng phải là cấp nguồn.
•
RESET: việc nhấn nút Reset trên board để reset vi điều khiển tương đương với
việc chân RESET được nối với GND qua 1 điện trở 10KΩ.
6
2.2.4 Các cổng vào/ra
Hình 2.4. Các cổng ra/vào của Arduino
Arduino UNO có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu. Chúng chỉ có 2 mức
điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là 40mA. Ở mỗi chân đều có
các điện trở pull-up từ được cài đặt ngay trong vi điều khiển ATmega328 (mặc định thì
các điện trở này khơng được kết nối).
Một số chân digital có các chức năng đặc biệt như sau:
•
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 nơm na chính là kết nối
Serial khơng dây. Nếu không cần giao tiếp Serial, bạn không nên sử dụng 2
chân này nếu khơng cần thiết
•
Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép bạn xuất ra xung PWM với độ
phân giải 8bit (giá trị từ 0 → 2 8-1 tương ứng với 0V → 5V) bằng hàm
analogWrite(). Nói một cách đơn giản, bạn có thể điều chỉnh được điện áp ra ở
chân này từ mức 0V đến 5V thay vì chỉ cố định ở mức 0V và 5V như những
chân khác.
7
•
Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ngồi các
chức năng thơng 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, bạn 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.
•
Arduino UNO 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, bạn 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 bạn có thể
dùng các chân analog để đo điện áp trong khoảng từ 0V → 2.5V với độ phân
giải vẫn là 10bit.
Đặc biệt, Arduino UNO có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp
I2C/TWI với các thiết bị khác.
8
2.2.5 Lập trình cho Arduino
Các thiết bị dựa trên nền tảng Arduino được lập trình bằng ngơn riêng. Ngơn
ngữ Arduino bắt nguồn từ C/C++ phổ biến hiện nay do đó rất dễ học, dễ hiểu. Để lập
trình cũng như gửi lệnh và nhận tín hiệu từ mạch Arduino, nhóm phát triển dự án này
đã cũng cấp đến cho người dùng một mơi trường lập trình Arduino được gọi là
Arduino IDE (Intergrated Development Environment) như hình dưới đây.
Hình 2.5. Mã nguồn điều khiển một đèn LED nhấp nháy chu kì 1 giây
Nền tảng Arduino thật sự rất hữu ích cho những ai đang và muốn tìm hiểu về
điện tử, lập trình, điều khiển, đặc biệt là robot. Với nền tảng này, nhóm chúng em đã lập
trình cho hệ thống tưới cây tự động
9
2.3. Module relay 1 kênh 5v
2.3.1 Định nghĩa
Rơ-le là một cơng tắc (khóa K). Nhưng khác với cơng tắc ở một chỗ cơ bản, rơle được kích hoạt bằng điện thay vì dùng tay người. Chính vì lẽ đó, rơ-le được dùng
làm cơng tắc điện tử! Vì rơ-le là một cơng tắc nên nó có 2 trạng thái: đóng và mở.
Hình 2.6. Một module relay kiểu mẫu
2.3.2 Phân loại Các loại rơ-le và cách xác định trạng thái của nó
a. Module rơ-le đóng ở mức cao (nối cực dương vào chân tín hiệu rơ-le sẽ đóng)
Hình 2.7. Module rơ-le đóng ở mức cao.
10
b. Module rơ-le đóng ở mức thấp (nối cực âm vào chân tín hiệu rơ-le sẽ đóng)
Hình 2.8. Module relay kích ở mức thấp
2.3.3 Thơng số của một module relay
Một module rơ-le được tạo nên bởi 2 linh kiện thụ động cơ bản là rơ-le và
transistor.
2.3.4 Cách sử dụng Relay
Rơ-le bình thường gồm có 6 chân. Trong đó có 3 chân để kích, 3 chân cịn lại
nối với đồ dùng điện cơng suất cao.
1. 3 chân dùng để kích
o
+: cấp hiệu điện thế kích tối ưu vào chân này.
o
- : nối với cực âm
o
S: chân tín hiệu, tùy vào loại module rơ-le mà nó sẽ làm nhiệm vụ kích
rơ-le
Nếu bạn đang dùng module rơ-le kích ở mức cao và chân S bạn
cấp điện thế dương vào thì module rơ-le của bạn sẽ được kích, ngược lại thì khơng.
Tương tự với module` rơ-le kích ở mức thấp.
2. 3 chân cịn lại nối với đồ dùng điện công suất cao:
o
COM: chân nối với 1 chân bất kỳ của đồ dùng điện, nhưng mình
khun bạn nên mắc vào đây chân lửa (nóng) nếu dùng hiệu điện thế xoay
chiều và cực dương nếu là hiệu điện một chiều.
o
ON hoặc NO: chân này bạn sẽ nối với chân lửa (nóng) nếu dùng điện
xoay chiều và cực dương của nguồn nếu dòng điện một chiều.
o
OFF hoặc NC: chân này bạn sẽ nối chân lạnh (trung hòa) nếu dùng điện
xoay chiều và cực âm của nguồn nếu dùng điện một chiều.
11
Sản phẩm có thể được sử dụng cho các ứng dụng nông nghiêp, tưới tiêu tự động
cho các vườn cây khi đất khô, hoặc dùng trong các ứng dụng của hệ thống nhà thơng
minh.
2.4. Module ESP8266 v1
2.4.1 Mơ Tả
Hình 2.9. Module esp8266 v1
ESP 8266 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 trị như một giải pháp độc lập. Module wifi ESP8266 v1
cung cấp khả năng kết nối mạng wifi đầy đủ và khép kín, bạn có thể sử dụng nó để tạo
một web server đơn giản hoặc sử dụng như một access point.
2.4.2 Thông tin kỹ thuật
-
Wifi 802.11 b/g/n.
-
Wifi 2.4 Ghz, hỗ trợ WPA/WPA2.
-
Chuẩn điện áp hoạt động 3.3V.
-
Chuẩn giao tiếp nối tiếp UART với tốc độ Baud lên đến 115200.
-
Có 3 chế độ hoạt động: Client, Access Point, Both Client and Access Point.
-
Hỗ trợ các chuẩn bảo mật như: OPEN, WEP, WPA_PSK, WPA2_PSK,
WPA_WPA2_PSK.
-
Hỗ trợ cả 2 giao tiếp TCP và UDP.
-
Tích hợp cơng suất thấp 32-bit CPU có thể được sử dụng như là bộ vi xử lý ứng
dụng.
-
SDIO 1.1 / 2.0, SPI, UART
-
Làm việc như các máy chủ có thể kết nối với 5 máy trạm.
12
2.4.3 Sơ đồ chân và chức năng
Hình 2.10. Sơ đồ chân của esp8266 v1
•
•
•
•
•
•
•
•
URXD(RX) — dùng để nhận tín hiệu trong giao tiếp UART với vi điều khiển
VCC
— đầu vào 3.3V
GPIO 0
— kéo xuống thấp cho chế độ upload bootloader
RST
— chân reset cứng của module, kéo xuống mass để reset
GPIO 2
— thường được dùng như một cổng TX trong giao tiếp UART để debug
lỗi
CH_PD
— kích hoạt chip, sử dụng cho Flash Boot và updating lại module, nối
với mức cao
GND
— nối với mass
UTXD (TX) — dùng để truyền tín hiệu trong giao tiếp UART với vi điều khiển.
2.5. Cài đặt Blink
2.5.1 Nguyên lý
Blynk gồm có 3 phần, app, server và thư viện:
•
•
•
Thư viện: Thư viện chạy trên Raspberry Pi và thực hiện các giao tiếp với chân
GPIO.
App: Phần chạy trên smartphone/iPad của các bạn và đảm trách phần giao diện
với các nút bấm, thông tin hiển thị.
Server: cầu nối biên phiên dịch giữa Thư viện và App. Mặc định là app sẽ chạy
trên cloud của Blynk, tuy nhiên bạn có thể chạy trên bất kỳ máy tính nào.
13
2.5.2 Thiết lập app trên smartphone
Bạn đăng kí 1 tài khoản miễn phí trên Blynk:
Sau đó tạo dự án mà chúng ta thực hiện:
14
Chương 3
PHÂN TÍCH THIẾT KẾ, LẬP TRÌNH, LẮP ĐẶT
3.1. Các bước lắp đặt
◆
◆
◆
◆
◆
Hình 3.1 Sơ đồ kết nối
Lắp đặt mạch như sơ đồ trên
Cắm ngập cảm biến xuống đất ở chậu cây
Chuẩn bị chậu nước, nối ống dẫn với bơm
Nạp chương trình vào máy tính
Chạy thử
15
3.2. Nguyên lý hoạt động
Tín hiệu đặt là việc cài đặt do người lập trình đặt ra các điều kiện điều khiển hệ thống .
Các giá trị thay đổi về độ ẩm được nhận biết qua các cảm biến. Các giá trị của cảm
biến đó sẽ đưa về bộ điều khiển so sánh với các giá trị cài đặt qua bộ điều khiển. Bộ
điều khiển xử lý đưa ra tín hiệu điều khiển sang bộ biến đổi để thực hiện việc điều
khiển động cơ hoạt động hợp lý. Động cơ hoạt động sẽ đưa nước tới để tưới cây đảm
bảo việc chăm sóc cây phát triển.
Hình 3.2. Sơ đồ ngun lý hoạt động
- THĐ: tín hiệu đặt
- BĐK: bộ điều khiển
- ĐC: động cơ
- CB: cảm biến
3.3. Phần viết chương trình
#define BLYNK_PRINT Serial
#include <ESP8266_Lib.h>
#include <BlynkSimpleShieldEsp8266.h>
#include <SoftwareSerial.h>
char auth[] = "qNczNwHrY3f6Hx_lzNOCxpkmO7OlxS1v";
// Your WiFi credentials.
// Set password to "" for open networks.
char ssid[] = "ZTE-eed5be";
char pass[] = "0123456789";
// Hardware Serial on Mega, Leonardo, Micro...
#define EspSerial Serial
// or Software Serial on Uno, Nano...
BlynkTimer timer;
//SoftwareSerial EspSerial(2, 3); // RX, TX
// Your ESP8266 baud rate:
#define ESP8266_BAUD 9600
ESP8266 wifi(&EspSerial);
#define cbdoamdat 6
16
#define relay 5
int Readsensor=0,sensor=0;
BLYNK_CONNECTED()
{
Blynk.syncVirtual(V0,V1,V2);
}
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
Serial.begin(9600);
delay(10);
pinMode(relay, OUTPUT);
digitalWrite(relay, LOW);
// Set ESP8266 baud rate
EspSerial.begin(ESP8266_BAUD);
delay(10);
Blynk.begin(auth, wifi, ssid, pass);
timer.setInterval(1000L, getSoilMoist);
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
Blynk.run();
timer.run();
}
void getSoilMoist()
{
Readsensor = analogRead(cbdoamdat); //Đọc giá trị cảm biến độ ẩm đất
int sensor = map(Readsensor, 0, 1023, 0, 100); //Ít nước:0% ==> Nhiều nước 100%
Blynk.virtualWrite(V2,sensor);
}
3.4. Mơ hình hoàn chỉnh
17
Hình 3.4. Mạch sau khi đã nạp code và hồn chỉnh
18
