Nghiên cứu Khoa học
Thiết kế và thi công mô hình nhà trồng nấm thông minh dựa trên raspberry pi
Hình 1: Sơ đồ khối tổng thể hệ thống
- Khối xử lý trung tâm sử dụng Module Raspberry Pi 3 giao tiếp với mạng Internet thông qua wifi. Ở đây, khối vi điều khiển đóng vai trò như khối điều khiển trung tâm, vừa có chức năng nhận giá trị từ các cảm biến, vừa điều khiển khối động cơ nối các thiết bị và phần mềm trên điện thoại di động thông qua mạng Internet.
- Khối điều khiển thiết bị gồm động cơ kết nối với máy bơm và động cơ máy quạt.
- Hệ thống cảm biến bao gồm các cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, nồng độ CO2.
- Thingspeak là kênh lưu trữ thông tin từ hệ thống thông qua mạng Intenet.
- Chương trình điều khiển trên thiết bị di động chứa nhiều chức năng như giám sát, theo dõi các thông số về các cảm biến của hệ thống và cho phép người dùng thiết lập ngưỡng giá trị các cảm biến từng thời điểm phù hợp với sự phát triển của nấm.
2. Sơ đồ khối chi tiết hệ thống:
Hình 2: Sơ đồ khối chi tiết hệ thống
Giải thích chi tiết các hệ thống:
- Hệ thống điều khiển: Có nhiệm vụ đọc giá trị từ các cảm biến, thực hiện xử lý theo các giải thuật đã lập trình, căn cứ vào kết quả xử lý thông tin mà điều khiển hệ thống bơm và quạt cho công việc chăm sóc nấm. Giao tiếp với thiết bị di động để theo dõi, giám sát, điều khiển thông qua mạng Internet.
- Hệ thống cảm biến:
+ Cảm biến độ ẩm, nhiệt độ: Có tác dụng đọc giá trị độ ẩm , nhiệt độ hiện tại trong không khí. Khi giá trị độ ẩm, nhiệt độ trong không khí còn quá cao cho quá trình sinh trưởng của nấm thì CPU sẽ điều khiển máy bơm tưới thêm nước.
+ Cảm biến nồng độ CO2: Có tác dụng nhận biết giá trị CO2 hiện tại. Khi giá trị CO2 tăng quá cao ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng của cây thì CPU sẽ điều khiển động cơ quay máy quạt để làm giảm nồng độ CO2.
+ Cảm biến ánh sáng: Có tác dụng nhận biết giá trị ánh sáng hiện tại để báo về CPU. Khi người sử dụng muốn thay đổi quá trình sinh trưởng của nấm thì có thể bật thêm đèn.
- Ứng dụng điều khiển trên thiết bị di động: Người dùng sẽ sử dụng một ứng dụng trên Smartphone để theo dõi, giám sát tình hình môi trường hiện tại của nấm để đảm bảo nấm đang phát triển tốt cũng như kiểm tra hệ thống không bị sự cố. Các thông số sẽ được gửi đến điện thoại thông qua mạng Internet.Người dùng có thể thiết lập các ngưỡng giá trị các cảm biến sao cho phù hợp quá trình sinh trưởng của nấm.
- Nguồn: Một nguồn 5V sẽ cung cấp trực tiếp từ ngoài vào cho bộ vi xử lý trung tâm và các cảm biến sẽ lấy nguồn trực tiếp từ bộ vi xử lý trung tâm này để hoạt động.
Các phần khác của hệ thống như quạt, máy bơm, đèn chiếu sáng sẽ dùng trực tiếp từ nguồn 5V.
3. Lưu đồ thuật toán
Giải thích lưu đồ
Khi khởi động chương trình, hệ thống sẽ nhận ngưỡng giá trị ngưỡng của các cảm biến. Sau đó hệ thống sẽ đọc giá trị của các cảm biến ( nhiệt độ, ánh sáng, co2) gởi các giá trị đọc được lên thingspeak và ứng dụng trên di động. Lúc này hệ thống sẽ tự động tham chiếu các giá trị đọc được từ các cảm biến với giá trị ngưỡng để đưa ra các hành động phù hợp với yêu cầu đặt ra ban đầu. Sau khi ra lệnh điều khiển, hệ thống sẽ quay về trạng thái đọc giá trị các cảm biến và thực hiện lặp đi lặp lại như vậy.
- Khi cảm biến cho biết nhiệt độ > 32°C thì khi đó máy phun sương sẽ bật
- Ngươc lại nếu nhiệt độ < 30°C thì khi đó máy phun sương sẽ tắt
- Khi ánh sáng lớn hơn > 150 Lux thì đèn sẽ tắt
- Ngược lại khi ánh sáng < 50 Lux thì đèn sẽ bật
- Khi nồng độ co2 trong không khí > 700 thì sẽ bật quạt
- Ngược lại nếu nồng độ co2 trong không khí < 500 thì quạt sẽ tắt
Các tin khác
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐẠI HỌC DUY TÂN
Phòng 503 - K7/25 Quang Trung, Tp Đà Nẵng
(0236) 3827111(Ext 503)
feee@duytan.edu.vn
