Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤCMỞ ĐẦU............................................................................................................................. 81. Lý do chọn đề tài......................................................................................................... 82. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................................... 83. Phương pháp nghiên cứu............................................................................................. 84. Nội dung nghiên cứu................................................................................................... 9CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI...................................................................... 101.1 Đặt vấn đề ............................................................................................................... 101.2 Hướng giải quyết..................................................................................................... 101.3 Quy trình và kỹ thuật ấp trứng bằng máy ấp........................................................... 101.3.1 Kỹ thuật ấp trúng .............................................................................................. 101.3.2 Quy trình ấp trứng............................................................................................. 141.4 Giới thiệu một số mô hình ấp trứng ........................................................................ 151.4.1 Máy ấp trứng GTL – 1000................................................................................ 151.4.2 Máy ấp trứng OXY GTL 240K ........................................................................ 161.4.3 Máy ấp trứng Mini CNE................................................................................... 17CHƢƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG.............................................................. 192.1 Phân tích đề tài ........................................................................................................ 192.1.1 Chức năng của đề tài......................................................................................... 192.1.2 Các yêu cầu cụ thể cho hệ thống ...................................................................... 192.1.3 Giải pháp lựa chọn đề tài .................................................................................. 192.2 Vi điều khiển PIC 16F877A.................................................................................... 202.2.1 Khái quát về vi điều khiển PIC 16F877A......................................................... 202.2.2 Tìm hiểu về vi điều khiển PIC 16F877A.......................................................... 262.3 Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm SHT10 ....................................................................... 372.4 Thiết bị hiển thị LCD .............................................................................................. 382.5 Phân tích công nghệ của lò ấp trứng ....................................................................... 402.5.1 Lò ấp trứng thủ công......................................................................................... 402.5.2 Lò ấp trứng bán thủ công.................................................................................. 412.5.3 Lò ấp trứng công nghiệp................................................................................... 41CHƢƠNG III: THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN LINH KIỆN ................ 433.1 Sơ đồ khối ............................................................................................................... 433.1.1 Khối nguồn ....................................................................................................... 44Trang 43.1.2 Khối đầu vào..................................................................................................... 443.1.3 Khối cảm biến................................................................................................... 453.1.4 Khối hiển thị ..................................................................................................... 463.1.5 Khối điều khiển................................................................................................. 473.1.6 Các khối chấp hành........................................................................................... 483.2 Sơ đồ nguyên lý....................................................................................................... 503.3 Mạch in.................................................................................................................... 523.4 Tính toán, xây dựng mô hình .................................................................................. 533.5 Thuật toán điều khiển.............................................................................................. 543.5.1 Lưu đồ thuật toán mạch điều nhiệt ................................................................... 543.5.2 Lưu đồ thuật toán mạch tạo ẩm ........................................................................ 563.6 Kết quả .................................................................................................................... 56KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................................... 59TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... 61PHỤ LỤC ......................................................................................................................... 62
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Hưng Yên, ngày tháng năm 2016 Giáo viên hướng dẫn Trang NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Hưng Yên, ngày tháng năm 2016 Giáo viên phản biện Trang MỤC LỤC MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 10 1.1 Đặt vấn đề 10 1.2 Hướng giải 10 1.3 Quy trình kỹ thuật ấp trứng máy ấp 10 1.3.1 Kỹ thuật ấp trúng 10 1.3.2 Quy trình ấp trứng 14 1.4 Giới thiệu số mơ hình ấp trứng 15 1.4.1 Máy ấp trứng GTL – 1000 15 1.4.2 Máy ấp trứng OXY GTL 240K 16 1.4.3 Máy ấp trứng Mini CNE 17 CHƢƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG 19 2.1 Phân tích đề tài 19 2.1.1 Chức đề tài 19 2.1.2 Các yêu cầu cụ thể cho hệ thống 19 2.1.3 Giải pháp lựa chọn đề tài 19 2.2 Vi điều khiển PIC 16F877A 20 2.2.1 Khái quát vi điều khiển PIC 16F877A 20 2.2.2 Tìm hiểu vi điều khiển PIC 16F877A 26 2.3 Cảm biến nhiệt độ độ ẩm SHT10 37 2.4 Thiết bị hiển thị LCD 38 2.5 Phân tích cơng nghệ lò ấp trứng 40 2.5.1 Lò ấp trứng thủ công 40 2.5.2 Lò ấp trứng bán thủ công 41 2.5.3 Lò ấp trứng cơng nghiệp 41 CHƢƠNG III: THIẾT KẾ, TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN LINH KIỆN 43 3.1 Sơ đồ khối 43 3.1.1 Khối nguồn 44 Trang 3.1.2 Khối đầu vào 44 3.1.3 Khối cảm biến 45 3.1.4 Khối hiển thị 46 3.1.5 Khối điều khiển 47 3.1.6 Các khối chấp hành 48 3.2 Sơ đồ nguyên lý 50 3.3 Mạch in 52 3.4 Tính tốn, xây dựng mơ hình 53 3.5 Thuật toán điều khiển 54 3.5.1 Lưu đồ thuật toán mạch điều nhiệt 54 3.5.2 Lưu đồ thuật toán mạch tạo ẩm 56 3.6 Kết 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 62 Trang DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1 Máy ấp trứng GTL - 1000 16 Hình Máy ấp trứng OXY GTL 240K 17 Hình Máy ấp trứng Mini CNE 18 Hình Sơ đồ chân PIC 16F877A 21 Hình 2 Sơ đồ nguyên lý PIC 16F877A 23 Hình Sơ đồ khối PIC 16F877A 27 Hình Bộ nhớ chương trình PIC 16F877A 28 Hình Sơ đồ nhớ liệu PIC 16F877A 30 Hình Sơ đồ khối Timer0 PIC 16F877A 33 Hình Sơ đồ khối Timer1 PIC 16F877A 34 Hình Sơ đồ khối Timer2 PIC 16F877A 35 Hình Sơ đồ logic tất ngắt vi điều khiển PIC 16F877A 37 Hình Sơ đồ khối toàn hệ thống 43 Hình Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 44 Hình 3 Sơ đồ nguyên lý khối đầu vào 44 Hình Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến 45 Hình Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị 46 Hình Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển 47 Hình Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển bóng đèn 48 Hình Sơ đồ nguyên lý mạch phát điểm điện áp xoay chiều 48 Hình Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển quạt 49 Hình 10 Sơ đồ nguyên lý mạch tạo ẩm 49 Hình 11 Sơ đồ nguyên lý khối đảo trứng 50 Hình 12 Sơ đồ ngun lý tồn hệ thống 51 Hình 13 Mạch in tồn hệ thống 52 Hình 14 Hình ảnh mơ hình thực tế 53 Hình 15 Hình ảnh thực tế khay đựng trứng 54 Hình 16 Lưu đồ thuật tốn mạch điều nhiệt 55 Hình 17 Lưu đồ thuật toán mạch tạo ẩm 56 Hình 18 Hình ảnh hình LCD hiển thị nhiệt độ độ ẩm 57 Trang Hình 19 Hình ảnh hộp điều khiển 57 Hình 20 Hình ảnh tồn hệ thống 58 Trang DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1 Bảng nhiệt độ thích hợp cho máy ấp trứng đơn kỳ 11 Bảng Bảng độ ẩm thích hợp cho máy ấp trứng đơn kỳ 12 Bảng Thông số kỹ thuật loại cảm biến SHT1x Bảng 2 Bảng sơ đồ chân cảm biến SHT10 37 38 Bảng Chức chân LCD 38 Trang MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày phát triển khoa học kỹ thuật tác động đến lĩnh vực, đặc biệt lĩnh vực điện tử tạo bước nhảy vọt vượt bậc nhiều lĩnh vực đời sống xã hội, đòi hỏi người ln ln khơng ngừng tìm tòi học tập để tiến Thiết bị công nghệ đổi tiên tiến góp phần nâng cao chất lượng máy móc, thiết bị hoạt động có hiệu quả, an tồn ổn định Ngày vi điều khiển có ứng dụng ngày rộng rãi lĩnh vực kỹ thuật đời sống xã hội, đặc biệt kỹ thuật tự động hóa điều khiển từ xa Trong hoạt động sản xuất nơng nghiệp nay, việc tự động hóa khâu sản xuất quan trọng Nhiều năm trở lại đây, có rấ t nhiề u ứng dụng vi điều khiển vào hoạt động chăn nuôi, …Một yếu tố ngành nông nghiệp chăn nuôi gia cầm với khâu quan trọng ổn định khâu sản xuất giống, mà cụ thể việc ấp nở giống từ trứng gia cầm Từ thực tế thấy tầm quan trọng việc ấp nở giống từ trứng gia cầm đặc biệt việc ổn định nhiệt độ độ ẩm lò ấp trứng Vì em lựa chọn đề tài “Thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển ổn định nhiệt độ độ ẩm lò ấp trứng” Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu lò ấp trứng đơn kỳ Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu ổn định nhiệt độ độ ẩm lò ấp trứng thời điểm cần đặt Sử dụng động bước để đảo trứng Bộ điều nhiệt bóng đèn Bộ thơng gió quạt Bộ tạo ẩm máy phun sương Hiển thị nhiệt độ độ ẩm qua LCD Sử dụng IC chuyên dụng, vi diều khiển dùng PIC 16F877A, cảm biến nhiệt độ độ ẩm SHT10 Phƣơng pháp nghiên cứu Để thực nghiên cứu đề tài đồ án này, cần phải kết hợp phương pháp sau: Trang - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Đọc tìm hiểu phương pháp ấp trứng Đọc tìm hiểu giảng, giáo trình điện tử bản, giáo trình vi xử lý : Khoa Điện - Điện Tử - ĐHSPKT HY - Phương pháp thực nghiệm: Bằng cách vận dụng kiến thức đạt trình học tập, tham khảo tài liệu Nhóm thực tiến hành tìm hiểu, thiết kế, thi cơng, thử nghiệm mơ hình nhiều tình điều kiện khác Q trình thực nghiệm giúp nhóm thực tự hoàn thiện bổ sung dần kiến thức Đặc biệt tìm hướng nghiên cứu thích hợp để hoàn chỉnh tối ưu đề tài Đồ án nghiên cứu, khảo sát thực với mục đích áp dụng kiến thức học nhà trường để thiết kế, tạo hệ thống điều khiển tự động hoàn chỉnh Nội dung nghiên cứu - Khái quát đề tài - Quy trình kỹ thuật ấp trứng nói chung - Giới thiệu số mơ hình ấp trứng thị trường - Phân tích đề tài Giới thiệu tìm hiểu vi điều khiển PIC 16F877A, cảm biến nhiệt độ độ ẩm SHT10, thiết bị hiển thị LCD Phân tích cơng nghệ lò ấp trứng Xây dựng sơ đồ khối, nhiệm vụ khối Xây dựng sơ đồ nguyên lý khối ,trình bày nguyên lý hoạt động khối - Tính tốn lựa chọn link kiện cho sơ đồ nguyên lý Các kết nghiên cứu đạt đánh giá kết Trang CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề Lĩnh vực điều khiển tự động ngày phát triển, yếu tố điều khiển nhiệt độ độ ẩm, trở thành phần thiếu công nghiệp, nông nghiệp đại Phần lớn hệ thống công nghiệp, nông nghiệp điều khiển nhiệt độ độ ẩm Những hệ thống điều khiển nhiệt độ độ ẩm cách tự động, tiết kiệm chi phí, Một yêu cầu cần đáp ứng để đạt tiêu điều khiển nhiệt độ độ ẩm cách ổn định, không bị ảnh hưởng yếu tố bên lẫn bên ngồi mơi trường, đáp ứng nhanh, đạt suất cao Có nhiều hệ thống ứng dụng việc điều khiển nhiệt độ độ ẩm, ví dụ hệ thống nồi hơi, lò ấp trứng, lò sấy, Hiện thị trường, hệ thống có nhiều phương pháp điều khiển nhiệt độ va độ ẩm Tuy nhiên, với hệ thống khác ta phải có phương pháp điều khiển thích hợp để hệ thống trở lên đơn giản giá thành rẻ, giúp người dùng dễ dàng sử dụng Trong khn khổ đồ án, nhóm em xin trình bày việc điều khiển ổn định nhiệt độ độ ẩm lò ấp trứng sử dụng vi điều khiển PIC 16F877A, ngồi sử dụng thêm động DC để đảo trứng cách tự động 1.2 Hƣớng giải - Tìm hiểu số lò ấp trứng nay, phương pháp điều khiển nhiêt độ độ ẩm - Tìm hiêu động bước - Xây dựng, thiết kế mơ hình hệ thống, thi công mạch phần cứng điều khiển nhiệt độ vầ đọ ẩm lò ấp trứng - Viết chương trình điều khiển - Đánh giá kết thu sau hồn thành đề tài 1.3 Quy trình kỹ thuật ấp trứng máy ấp 1.3.1 Kỹ thuật ấp trúng Thời gian ấp Khi trứng bắt đầu đưa vào ấp đến ngày thứ 21 nở gà Trứng to nở trễ, trứng nhỏ nở sớm, thời gian nở chênh lệch 5-10 Trang 10 3.5.2 Lƣu đồ thuật toán mạch tạo ẩm BEGIN Khởi tạo thông số ban đầu Hiện thị độ ẩm đặt (đ đặt) độ ẩm đo (đ) Cài đặt độ ẩm đặt đ 380ml/h - Thể tích khoảng chứa: 4lít - Kích thước: 235x235x245mm Tiếng ồn: 220) {T_DAO_CURR++;counter_ngat_timer1=0;} set_timer1(0); } #INT_EXT VOID DK_BTA() { //disable_interrupts(INT_EXT); IF(T_CONTROL==9)DK_NHIET=1; ELSE { DELAY_MS(T_CONTROL); // T_CONTROL CO GIA TRI TU 1-9ms DK_NHIET= 0; DELAY_MS(1); DK_NHIET=1; } } // ============================CHUONG TRINH TEST======================== VOID MAIN() { Trang 68 LCD_Init ( ); LCD_GOTOXY(1,1);PRINTF(LCD_PUTC,"DO AN TOT NGHIEP"); LCD_GOTOXY(1,2);PRINTF(LCD_PUTC,"NHIET DO DO AM"); DELAY_MS(2000); // CAI DAT THOI GIAN QUAY DONG CO DAO CHIEU setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_8); // time mo tang gia tri tuong ung 1.6us enable_interrupts(INT_TIMER1); set_timer1(0); // khoi tao ngat INT de xa nha diem cua dien ap AC EXT_INT_EDGE(H_TO_L); enable_interrupts(INT_EXT ); // CHO PHEP NGAT TOAN CUC enable_interrupts(GLOBAL); // DOC GIA TRI NHIET DO DA DUOC CAI DAT TRUOC DO T_SET = READ_EEPROM(1); IF(T_SET>100) T_SET =100; IF(T_SET100) humidity_set =100; IF(humidity_set100) T_DAO_SET =100; IF(T_DAO_SET T_SET) QUAT= 0; IF(T_CURR = T_DAO_SET){DONG_CO =0; DELAY_MS(5000);DONG_CO =1;T_DAO_CURR=0;} QUET_PHIM(); HIENTHI(); } } Trang 70 ... Thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển ổn định nhiệt độ độ ẩm lò ấp trứng Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu lò ấp trứng đơn kỳ Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu ổn định nhiệt độ. .. hệ thống ứng dụng việc điều khiển nhiệt độ độ ẩm, ví dụ hệ thống nồi hơi, lò ấp trứng, lò sấy, Hiện thị trường, hệ thống có nhiều phương pháp điều khiển nhiệt độ va độ ẩm Tuy nhiên, với hệ thống. .. tố điều khiển nhiệt độ độ ẩm, trở thành phần thiếu công nghiệp, nông nghiệp đại Phần lớn hệ thống công nghiệp, nông nghiệp điều khiển nhiệt độ độ ẩm Những hệ thống điều khiển nhiệt độ độ ẩm cách