BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ***** ĐỒ ÁN MÔN CƠ ĐIỆN TỬ MÁY ẤP TRỨNG TỰ ĐỘNG MINI Chuyên ngành : Cơ Điện Tử Giáo viên: Lê Ngọc Duy Nhóm SV: Nhóm 6 Trần Văn Mạnh Phạm Xuân Phước Hoàng Văn Minh Lớp: CĐT 2 – K13 Hà Nội -2013 Lời nói đầu Ngày nay,nông nghiệp đang phát triển theo xu hướng hiện đại hóa sản xuất với nhiều trang trại có quy mô lớn trồng nhiều loại cây và nuôi nhiều loại con đặc biệt là các loại gia cầm và thủy cầm.Với việc cần có số lượng lớn các loại gia cầm như vậy việc ấp trứng để phát triển số lượng đàn gia cầm thủy cầm là vấn đề rất quan trọng mà để ấp tự nhiên thì sẽ rất tốn thời gian cho một lứa gia cầm, thủy cầm và hiệu quả kinh tế không cao.Vì vậy, chúng ta cần phải phải chế tạo lò ấp trứng để giải quyết vấn đề đó .Và đối với lò ấp trứng yêu cầu kĩ thuật quan trọng nhất là phải ổn định nhiệt trong lò.Và đây cũng là vấn đề cần giải quyết trong đề tài bộ môn Đo lường và Cảm biến . Đồ án được thực hiện với nhiều tài liệu tham khảo và được chia làm 3 phần chính: -Tổng quan về lò ấp trứng -Xây dựng lò ấp trứng công nghiệp -Kết luận Hà Nội, ngày 4 tháng 12 năm 2013 Nhóm sinh viên thực hiên: Trần Văn Mạnh Phạm Xuân Phước Hoàng Văn Minh 2 MỤC LỤC 2.2.1.Thùng máy và giàn khay trứng 7 2.2.2.Bộ tạo nhiệt và bộ điều nhiệt 8 2.2.3.Bộ tạo ẩm 8 2.2. 4.Bộ thông gió và bộ điều gió 8 2.2.5.Bộ đảo trứng 8 2.2.6.Bộ điều khiển và báo hiệu 8 2.2.7.Bộ phận phụ trợ 9 4.1.3. Cảm biến độ ẩm: 20 4.1.4. Các thiết bị khác 21 4.2.1 .Khối cảm biến và ADC 21 4.2.2.Khối xử lý và nút ấn 21 4.2.3.Khối điều khiển quạt đèn 23 4.2.4.Khối hiển thị 24 4.3 Thiết kế sơ đồ khối 25 I)Thiết kế sơ đồ khối 25 Kết Luân 27 3 Chương I: Giới Thiệu Chung 1.1 Giới thiệu chung về đề tài Trong nhiều năm qua ngành nông nghiệp nước ta có nhiều những thành tựu vượt bậc, không chỉ đủ cung cấp nguồn lương thực, thực phẩm cho đất nước mà còn xuất khẩu ra thị trường thế giới. Với thành tựu to lớn đó, chúng ta phải kể đến ngành chăn nuôi gia cầm đã góp phần quan trọng cho nền kinh tế quốc dân. Sự phát triển của ngành chăn nuôi nói chung và ngành chăn nuôi gia cầm nói riêng đã đem lại lợi ích kinh tế cho các hộ nông dân, từng bước xoá đói giảm nghèo và ngày càng có nhiều hộ gia đình làm giàu trên mảnh đất của mình nhờ vào kinh tế trang trại. Ngày nay, nền kinh tế trang trại được phát triển rộng rãi trên cả nước với quy mô vừa và lớn do đó vấn đề con giống là hết sức bức xúc. ấp trứng nhân tạo bằng máy ấp công nghiệp là phương pháp tối ưu để sản xuất con giống trong thời gian ngắn, tỷ lệ ấp nở cao, đặc biệt có thể ấp được một số lượng trứng lớn, và chất lượng con giống được nâng cao. Chính vì vậy việc để đáp ứng được nhu cầu thiết thực trên nhóm chúng em đã nghiên cứu và chế tạo ra lò ấp trứng mini cho hộ gia đình. 1.2 Các vấn đề đặt ra 1.2.1.Đặt vấn đề: Như chúng ta đã biết điều khiển tự động đã trở thành nhu cầu không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại. Một trong yếu tố được điều khiển tự đông nhiều là nhiệt độ.Để làm được điều đó chúng ta cần phải sử dụng các thiết bị đo và điều khiển tự động ví dụ như cảm biến, rơle, ADC…Một trong những ứng dụng quan trọng và phổ biến nhất của điều khiển tự đông nhiệt độ là ứng dụng để điều khiển nhiệt độ trong lò ấp trứng công nghiệp . Với ưu điểm của lò ấp trứng công nghiệp là tỉ lệ ấp thành công lớn, cho hiệu quả kinh tế cao. Vì vậy hệ thống lò ấp trứng công nghiệp ứng dụng rộng rãi trong phát triển kinh tế địa phương. 1.2.2.Giải quyết vấn đề: Vì vậy để giải quyết vấn đề trên ta sử dụng phương pháp hiện đại dùng cảm biến và vi xử lý : +Dùng dây meso hoặc bóng đèn cung cấp nhiệt. Điều khiển và ổn định nhiệt độ bằng vi xử lý. +Nguyên lý làm việc: sử dụng cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ lò ấp rồi chuyển tín hiệu cho khối điểu khiển thông qua rơle để điều khiển hệ thống nhiệt của lò ấp trứng và sử dụng cảm biến độ ẩm đo độ ẩm lò ấp để khối điều khiển điều chỉnh tốc độ quay của cánh quạt.Và cần phải có thiết bị tự động chuyển nguồn để đề phòng trường hợp xảy ra sự cố cắt điện thì hệ thống lò ấp vẫn được cấp điện đảm bảo hoạt đông bình thường. +Ưu điểm: đo và điều khiển nhiệt độ chính xác, , tỷ lệ nở cao, đem lại hiệu quả kinh tế. phù hợp với sản suất số lượng lớn và các lò ấp công nghiệp chủ yếu thường sử dụng phương pháp này. +Nhược điểm: cần phải có kiến thức sâu rộng điện tử, cảm biến, vi xử lý, lập trình . 1.3 Phương pháp nghiên cứu Mô hình hóa quá trình trao đổi nhiệt độ và độ ẩm. 4 1.4 Phạm vi giới hạn nghiên cứu Vì điều kiện thời gian và chi phí hạn chế, mặt khác do nghiên cứu về máy ấp trứng là một đề tài lớn nên chúng em tập trung và nghiên cứu và chế tạo máy ấp trứng loại nhỏ cho hộ gia đình Máy có công suất nhỏ,và số lượng trứng từ 50-100 quả cho một lần ấp. 5 Chương II: Tổng Quang Về Lò Ấp Trứng Gà Loại Nhỏ 2.1 Lịch sử phát triển lò ấp trứng Trong các sách gia cầm ngày nay, chúng ta vẫn nghe nói rằng phương pháp ấp trứng nhân tạo cổ xưa nhất được phát minh ở Ai Cập. Diodorus Siculus (sử gia Hy Lạp) viết về điều này trong thời của mình – từ năm 80 đến 20 trước công nguyên. Những tác giả cổ hơn, chẳng hạn như Aristotle và Pliny, viết rằng người Ai Cập từ lâu đã sử dụng một loại “lò” đặc biệt để ấp trứng gia cầm, nhưng không ai biết rõ quy trình này. Điều duy nhất mà mọi người biết là phân lạc đà được sử dụng để cung cấp nhiệt cần thiết cho việc ấp ( hình 2.1). Hình 2.1 Lò ấp trứng cổ đại Vào thời đó, nhiều nhà phát minh cố gắng chế tạo máy ấp trứng dựa trên phương pháp của người Ai Cập. Nỗ lực đầu tiên được thực hiện bởi Jean Baptiste Della Porta vào năm 1588 ở Ý. Ông bị buộc phải ngưng công việc bởi Tòa án Dị giáo Tây Ban Nha. Ở Mỹ, Lyman Byce, một thanh niên 26 tuổi người Canada, người đến Petaluma để chữa bệnh, đã phát minh ra lò ấp điều khiển nhiệt độ vào năm 1879 cùng với Isaac Dias, một nha sĩ địa phương. Cha của Byce nuôi gà và dùng phân gia súc để sưởi ấm chuồng. Với hình ảnh đó trong đầu, anh phát minh ra cách ấp nhân tạo trứng gà. Lò ấp này là một đột phá trong ngành công nghiệp gia cầm Mỹ, nhanh chóng đánh dấu Petaluma trên bản đồ như là “Rổ trứng của thế giới”. Và với sự phát triển không ngừng của nền công nghiệp hiện nay lò ấp trứng đã được cải tiến nhân rộng về hiệu quả và năng suất cao khác xa vưới lò ấy trứng của nhà phát minh ra nó và đây là kết quả đã được kết tụ của nhiều năm qua 6 Hình 2.2 lò ấp trứng hiện đại 2.2 Cấu tạo của lò ấp trứng 2.2.1.Thùng máy và giàn khay trứng -Thùng máy thường có dạng hình hộp bằng gỗ và có thể bọc tôn, nhôm ngoài mặt đáy để tăng cứng vững, có cửa lớn phía trước để đưa trứng vào ra, có cửa kính để quan sát trong máy, nhiệt kế, ẩm kế; có cửa sổ phía sau để mở và chăm sóc máy bên trong. Ngoài ra còn có cửa thoát gió, thoát khí thải trong máy. -Giàn là một bộ khung, thường bằng kim loại, để đặt các khay trứng, có thể xoay nghiêng bên phải, bên trái để đảo trứng. Giàn thường có 2 kiểu: giàn trống và giàn tầng. -Khay xếp trứng ấp (khay ấp) thường hình chữ nhật, bằng gỗ, kim loại hoặc nhựa có những thanh ngăn giữ trứng. Khe giữa các thanh có thể thay đổi rộng hẹp để phù hợp kích thước to nhỏ của các loại trứng. 7 -Khay xếp trứng nở (khay nở) cũng hình chữ nhật, có đáy bằng lưới thép (lỗ vuông hoặc tròn). Khi tới ngày nở trứng được chuyền từ các khay ấp sang khay nở để việc nở của trứng được dễ ràng. Khi đảo trứng, các khay ấp sẽ nghiêng cùng với khung giàn một góc 45-47 0 so với mặt ngang, lần lượt theo 2 phía đối xứng. 2.2.2.Bộ tạo nhiệt và bộ điều nhiệt Bộ tạo nhiệt làm việc theo các nguyên lý sau: - Bằng nước nóng: nước đun ngoài đổ vào bình tạo nhiệt đặt trong máy, phía trên. - Nước nóng đun bằng đèn dầu: nước nóng lưu thông theo ống dẫn trong máy bằng cách đối lưu để cấp nhiệt cho trứng. - Bằng điện: dùng các dây điện trở đốt nóng, khi có dòng điện qua sẽ toả nhiệt cho máy. Bộ điều nhiệt thường gồm một bộ cảm biến nhiệt đặt trong máy, tác động vào bộ đóng ngắt mạch điện cung cấp cho dây điện trở tạo nhiệt. Ở máy ấp trứng bằng nước nóng và đun đèn dầu thường dùng bộ cảm biến nhiệt kiểu bầu ête để tác động vào bộ phận đóng mở ống khói nóng của đèn dầu đun nước, nhờ đó mà tự động điều nhiệt được. 2.2.3.Bộ tạo ẩm Làm việc theo nguyên lý sau: - Dẫn nước hay đổ nước vào máng tạo ẩm đặt trong máy để nước bốc hơi tạo ẩm. Cách này thủ công, đơn giản, không đảm bảo tốt yêu cầu độ ẩm ổn định, khó điều ẩm tốt được. - Vung nước qua cánh quạt trong máy, nước từ bình chứa đặt cao hay từ mạng ống cung cấp chung của trại, qua van nước, ống dẫn vào bầu, để rồi theo ống dẫn hàn dọc các cánh quạt gió mà vung ra xung quanh, xuyên qua các lỗ nhỏ của vành lưới thép bao xung quanh, sẽ tạo thành lớp sương mù gây ẩm trong máy. 2.2. 4.Bộ thông gió và bộ điều gió -Bộ thông gió ở các máy ấp trứng đều là quạt hướng trục, lắp ở giữa thành sau bên trong máy. Cửa hút gió được bố trí gần trục quạt có nắp điều gió, điều chỉnh độ mở bằng tay. Cửa thoát gió thường bố trí trên nóc máy hay ở thành trước máy, có nắp điều gió, đóng mở bằng tay. 2.2.5.Bộ đảo trứng Bao gồm có các nguyên lý làm việc sau: - Động cơ điện quay: dùng cho mọi kiểu giàn trứng, thường gồm động cơ điện, bộ giảm tốc, bộ truyền động và cụm tiếp điểm cuối. - Dây kéo: dùng ở một số máy ấp trứng cỡ nhỏ, trong đó khay trứng có các đũa tròn xoay được, quấn một dây chung sao cho khi đảo, ta kéo một đầu dây thì các đũa xoay đủ để khay trứng xoay theo một góc nào đó. - Tay quay: dùng ở máy ấp trứng có giàn trống, dùng tay quay trống nghiêng một góc 45-47 0 (so với mặt nằm ngang) lần lượt cả hai phía theo từng thời gian qui định. 2.2.6.Bộ điều khiển và báo hiệu Thường bao gồm: những bộ khởi động từ, những cụm tiếp điểm tổng, những rơle điện từ, cầu chì, nút bấm, cụm đầu nối điện, chuông đèn báo hiệu. 8 2.2.7.Bộ phận phụ trợ Máy ấp trứng còn có những bộ phận phụ trợ như: giàn chuyển trứng, bộ bánh xe chuyển giàn trứng, bàn chuyển trứng, thang, dụng cụ soi trứng. 9 Chương III: Mô hình hóa và mô phỏng hệ thống 3.1 Mô hình cơ khí ( hình 3.3 mô hình cơ khí ) 10 [...]... việc 400uA đến 5mA Nguồn cung cấp Vcc: 2.5 V Phạm vi hoạt động: -200C đến 1000C Sai số khoảng 10C trong khoảng 1000C Hình 4.4 cảm biến LM335 Lý do lựa chọn: - Rẻ tiền, dễ chế tạo, độ nhạy cao, chống nhiễu tốt, mạch xử lý đơn giản, phạm vi hoạt động -200C đến 1000C phù hợp với yêu cầu của lò ấp trứng công nghiệp 4.1.2)Bộ chuyển đổi ADC0804 Chíp ADC0804 là bộ chuyển dổi tương tự sổ trong họ các loại ADC800... 4.2.4.Khối hiển thị 24 4.2.5.Khối nguồn 4.3 Thiết kế sơ đồ khối I)Thiết kế sơ đồ khối - Hệ thống lò ấp trứng sử dụng : Bô điều khiển, đèn, quạt, cảm biến nhiệt độ, cảm biến độ ẩm, rơ le , màn hình hiển thị LCD, ADC - Bóng đèn sử dụng để cung cấp nhiệt cho hệ thống, cảm biến nhiệt độ có nhiệm vụ đo nhiệt độ trong lò ấp trứng và truyền dữ liệu đến Bộ điều khiển thông qua bộ ADC nếu dữ liệu truyền đến khác so với... nhiệt độ sẽ phát tín hiệu đến Rơle điều khiển Rơle hoạt động đồng thời Bộ điều khiển nhiệt độ cũng truyền tín hiệu ra màn hình hiển thị LCD - Bộ cảm biến độ ẩm dùng để đo độ ẩm trong lò ấp trứng nếu độ ẩm trong lò dưới ngưỡng cho phép thì Bộ điều khiển sẽ truyền tín hiệu đến hệ thống phun sương làm tăng độ ẩm trong lò ấp, nếu độ ẩm trong lò ấp trên ngưỡng cho phép thì Bộ điều khiển nhiệt độ sẽ truyền... phép thì Bộ điều khiển nhiệt độ sẽ truyền tín hiệu đến - Một điều rất quan trọng là hệ thống quạt gió giúp không khí lưu thông trong lò ấp vì không khí rất cần cho sự trao đổi khí của phôi trứng 25 Sơ đồ khối lò ấp trứng Màn hình hiển thị LCD Rơ Le Khối Điều Khiển Đèn Đèn Trứng Rơ Le Cảm biến nhiệt độ Quạt Cảm biến độ ẩm ADC Cảm biến Nhiệt ADC Cảm biến ẩm 26 Kết Luân 1)Các kết quả đạt được -Hiểu được khái... hình 2)Hạn chế khi thực hiện -Chưa được đi thực tế tới lò ấp trứng công nghiệp để hiểu thêm về mô hình hệ thống -Chưa được học vi xử lý nên chưa ứng dụng được vào sơ đồ mạch điều khiển -Kiến thức chuyên sâu về cảm biến còn hạn chế 3)Biện pháp khắc phục -Cần phải đi thăm quan các lò ấp trứng để có kiến thức thực tế -Cần phải tìm hiểu thêm về hoạt động của vi xử lý -Bổ sung kiến thức về cảm biến 4) Hướng... có kiến thức thực tế -Cần phải tìm hiểu thêm về hoạt động của vi xử lý -Bổ sung kiến thức về cảm biến 4) Hướng phát triển của đồ án -Tiếp tục tìm hiểu, nghiên cứu về các công nghệ ấp trứng mới -Bổ sung bộ chuyển đổi nguồn tự đông khi mất điện -Tiếp tục nghiên cứu các loại vật liệu mới giảm chi phí và có nhiều đặc điểm tốt 27 Lời nhận xét của giáo viên: ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………... ADC0804 để chuyển đổi sang số Dùng mạch trừ đo LM335 khi ở 00C thì điện áp ra nên là 0V thì phải trừ đi 2,73V ADC có nhiệm vụ đổi tín hiệu tương tự này ra số nhị phân để xử lý đọc được ADC hoạt động nhờ vào 2 bộ dao động( một cho bộ biến đổi và một cho bộ đọc ghi) 4.2.2.Khối xử lý và nút ấn 21 Bộ cảm biến nhiệt LM335 sẽ thay đổi trở kháng theo nhiệt độ, sự thay đổi này được chuyển thành điện áp để có thể... thể hoạt động đến 1500C Tương ứng với nhiệt độ 00K thì LM335 cho ra điện áp 0.Cứ tăng 10C thì điện áp ra tăng 10mV Tín hiệu điện áp từ LM335 đưa qua bộ khuếch đại đệm đảo U3 đưa vào mạch trừ U2 để trừ đi 2,73 V từ U1 Sau khi qua mạch trừ thì đưa vào ADC0804 để chuyển đổi sang số Dùng mạch trừ đo LM335 khi ở 00C thì điện áp ra nên là 0V thì phải trừ đi 2,73V ADC có nhiệm vụ đổi tín hiệu tương tự này ra... giải 8 bít Ngoài độ phân giải thì thời gian chuyển đổi cũng là yếu tố quan trọng khác khi đánh giá bộ ADC Thời gian chuyển đổi được định nghĩa như là thời gian mà bộ ADC cần đẻ chuyển một đầu vào tương tự một số nhị phân Sơ đồ chân ADC 0804 19 4.1.3 Cảm biến độ ẩm: Độ ẩm có mặt khắp mọi nơi trong khí quyển Độ ẩm đóng vai trò quan trọng đối với cơ thể sống Việc đo độ ẩm khó khăn hơn việc đo các đại lượng . về máy ấp trứng là một đề tài lớn nên chúng em tập trung và nghiên cứu và chế tạo máy ấp trứng loại nhỏ cho hộ gia đình Máy có công suất nhỏ,và số lượng trứng từ 50-100 quả cho một lần ấp. 5 Chương. hết sức bức xúc. ấp trứng nhân tạo bằng máy ấp công nghiệp là phương pháp tối ưu để sản xuất con giống trong thời gian ngắn, tỷ lệ ấp nở cao, đặc biệt có thể ấp được một số lượng trứng lớn, và chất. qua sẽ toả nhiệt cho máy. Bộ điều nhiệt thường gồm một bộ cảm biến nhiệt đặt trong máy, tác động vào bộ đóng ngắt mạch điện cung cấp cho dây điện trở tạo nhiệt. Ở máy ấp trứng bằng nước nóng