Đồ án tốt nghiệp: Thiết bị hỗ trợ nuôi cá tự động

Chia sẻ: Xylitol Extra | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:113

Thêm vào BST

Báo xấu

277
lượt xem 56
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cho đến ngày nay thì thú chơi cá cảnh đã trở nên phổ biến. Tuy nhiên, để có một bể cá hoàn hảo để trong nhà không phải là điều dễ dàng, đòi hỏi chủ nhân cần có sự hiểu biết và kinh nghiệm cần thiết. Để hạn chế mức thấp nhất độ rủi ro khi nuôi cá, người mới nuôi cần quan tâm đến môi trường sống, chế độ ăn uống, nước nuôi cá, kỹ thuật thả cá,... Những điều đó sẽ giúp người nuôi tự tin hơn khi bất đầu chăm sóc bể cá của riêng mình.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Thiết bị hỗ trợ nuôi cá tự động

TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ----o0o---- TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Châu Nguyễn Hoang Ân MSSV: 14141010 Nguyễn Luật Hoài Phong MSSV: 14141229 Chuyên ngành: Điện Tử Công Nghiệp – Y Sinh Mã ngành: 41 Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1 Khóa: 2014 Lớp: 14141DT2 I. TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT BỊ HỖ TRỢ NUÔI CÁ TỰ ĐỘNG II. NHIỆM VỤ 1. Các số liệu ban đầu: - Sử dụng module ESP32S và các linh kiện cần thiết liên quan đến đề tài. - Có thể giám sát và điều khiển hoạt động của thiết bị qua Internet. 2. Nội dung thực hiện:  NỘI DUNG 1: Tìm hiểu giải pháp thiết kế hệ thống nuôi cá tự động.  NỘI DUNG 2: Thiết kế, thi công mạch điều khiển sử dụng ESP32S và các thiết bị ngoại vi.  NỘI DUNG 3: Viết chương trình cho mạch điều khiển.  NỘI DUNG 4: Thiết kế, thi công mô hình bể cá.  NỘI DUNG 5: Thiết kế website hiển thị thông tin và điều khiển thiết bị.  NỘI DUNG 6: Lắp đặt thiết bị vào mô hình bể cá và kết nối với website.  NỘI DUNG 7: Chạy thử nghiệm hệ thống.  NỘI DUNG 8: Cân chỉnh hệ thống.  NỘI DUNG 9: Viết sách luận văn.  NỘI DUNG 10: Báo cáo đề tài tốt nghiệp. III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: / /2018 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: / /2018 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS. Trương Ngọc Anh GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ----o0o---- TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: CHÂU NGUYỄN HOÀNG ÂN Lớp: 14141DT2C MSSV:14141010 Họ tên sinh viên 2: NGUYỄN LUẬT HOÀI PHONG Lớp: 14141DT2C MSSV:14141229 Tên đề tài: THIẾT BỊ HỖ TRỢ NUÔI CÁ TỰ ĐỘNG Xác nhận Tuần/ngày Nội dung GVHD Tuần 1 - Gặp GVHD để nghe phổ biến yêu cầu làm đồ án, (19/03 - 25/03) tiến hành chọn đồ án. Tuần 2 - GVHD tiến hành xét duyệt đề tài. (26/02 - 01/04) Tuần 3 - Viết đề cương tóm tắt nội dung đồ án. (02/04 - 08/04) - Tiến hành thiết kế sơ đồ khối, giải thích chức năng Tuần 4 các khối. (09/04 - 15/04) - Lựa chọn linh kiện chính cho các khối. Tuần 5 - Thiết kế sơ đồ nguyên lý và giải thích hoạt động (16/04 - 22/04) của mạch. Tuần 6 - Lựa chọn và mua linh kiện. Kiểm tra các linh kiện. (23/04 - 29/04) - Vẽ mạch in PCB. Tuần 7 - Tiến hành thi công mạch. (30/04 - 06/05) - Kiểm tra mạch thi công. Tuần 8 - Kiểm tra mạch thi công. (07/05 - 13/05) - Viết chương trình và thử nghiệm kiểm tra hoạt Tuần 9 động của mạch điều khiển. (14/05 - 20/05) - Thiết kế và thi công máy cho ăn. Tuần 10 - Viết chương trình điều khiển. (21/05 - 27/05)
Tuần 11 - Thiết kế website, cơ sở dữ liệu. (28/05 - 03/06) - Chạy thử nghiệm, kiểm tra lỗi và tối ưu hệ thống. - Thiết kế thi công máy làm lạnh và vỏ hộp mạch Tuần 12 điều khiển. (04/06 - 10/06) - Thiết kế website, kiểm tra kết nối giữa website với cơ sở dữ liệu và thiết bị. Tuần 13 - Thiết kế lắp ráp mô hình bể cá. (11/06 - 17/06) Tuần 14 - Chạy thử nghiệm hệ thống và tối ưu chương trình. (18/06 - 24/06) - Viết báo cáo những nội dung đã làm. Tuần 15 - Viết báo cáo những nội dung đã làm. (25/06 - 01/07) Tuần 16 - Hoàn thiện báo cáo và gởi cho GVHD để xem xét (02/07 - 08/07) góp ý lần cuối trước khi in và báo cáo. Tuần 17 - Làm slide và bảo vệ đồ án tốt nghiệp. (09/07 - 15/07) GV HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên)
LỜI CAM ĐOAN Tôi (Chúng tôi) – Châu Nguyễn Hoàng Ân và Nguyễn Luật Hoài Phong cam đoan đồ án tốt nghiệp là công trình nghiên cứu của bản thân tôi (chúng tôi) dưới sự hướng dẫn của Th.S Trương Ngọc Anh. Các kết quả công bố trong đồ án tốt nghiệp là trung thực và không sao chép từ bất kỳ công trình nào khác. Người thực hiện đề tài Châu Nguyễn Hoàng Ân Nguyễn Luật Hoài Phong
LỜI CẢM ƠN Để có thể hoàn thành đề tài này, nhóm sinh viên thực hiện xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các Thầy/Cô trong khoa Điện - Điện Tử, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, những người đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu, chỉ dẫn và định hướng cho nhóm trong quá trình học tập. Đây là những tiền đề để nhóm có thể hoàn thành được đề tài cũng như trong sự nghiệp sau này. Đặc biệt, nhóm xin chân thành cảm ơn Thầy Trương Ngọc Anh đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi cho nhóm trong suốt thời gian thực hiện Đồ Án Tốt Nghiệp. Nhóm xin được phép gửi đến thầy lòng biết ơn và lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất. Kiến thức, kinh nghiệm và cái tâm nghề nghiệp của thầy không những đã giúp đỡ nhóm hoàn thành tốt đề tài mà còn là tấm gương để nhóm học tập và noi theo trên con đường sau này. Cuối cùng, mặc dù đã cố gắng hoàn thành nhiệm vụ đề tài đặt ra và đảm bảo thời hạn nhưng do kiến thức còn hạn hẹp nên chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, mong quý Thầy/Cô và các bạn sinh viên thông cảm. Nhóm mong nhận được những ý kiến của Thầy/Cô và các bạn sinh viên. Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn!
MỤC LỤC TRANG BÌA _________________________________________________________ I NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP _______________________________________ I LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP __________________________ II LỜI CAM ĐOAN ____________________________________________________ IV LỜI CẢM ƠN ________________________________________________________ V MỤC LỤC __________________________________________________________ VI LIỆT KÊ HÌNH ______________________________________________________ IX LIỆT KÊ BẢNG ____________________________________________________ XIII TÓM TẮT _________________________________________________________XIV Chương 1. TỔNG QUAN _______________________________________________ 1 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ _________________________________________________ 1 1.2. MỤC TIÊU ____________________________________________________ 2 1.3. NỘI DUNG THỰC HIỆN ________________________________________ 2 1.4. GIỚI HẠN ____________________________________________________ 3 1.5. BỐ CỤC ______________________________________________________ 3 Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT __________________________________________ 5 2.1. KỸ THUẬT NUÔI CÁ CẢNH ____________________________________ 5 2.1.1. Tổng quan _________________________________________________ 5 2.1.2. Nước nuôi cá cảnh ___________________________________________ 5 2.1.3. Cách thay nước bể cá _________________________________________ 6 2.1.4. Thức ăn cho cá ______________________________________________ 6 2.1.5. Ánh sáng __________________________________________________ 7 2.1.6. Nhiệt độ nước_______________________________________________ 7 2.1.7. Oxi cho cá _________________________________________________ 7 2.2. TỔNG QUAN VỀ WEBSITE _____________________________________ 8 2.2.1. Các khái niệm về internet _____________________________________ 8 2.2.2. Giới thiệu tổng quan về website ________________________________ 8 2.2.3. Ngôn ngữ HTML ____________________________________________ 9 2.2.4. Ngôn ngữ CSS _____________________________________________ 11
2.2.5. Ngôn ngữ PHP _____________________________________________ 16 2.2.6. Ngôn ngữ JavaScript ________________________________________ 17 2.2.7. MySQL __________________________________________________ 18 2.2.8. 000webhost _______________________________________________ 20 2.3. GIỚI THIỆU VỀ PHẦN CỨNG __________________________________ 21 2.3.1. Cảm biến nhiệt độ DS18B20 __________________________________ 21 2.3.2. Module thời gian thực DS1307 ________________________________ 23 2.3.3. Module L298N _____________________________________________ 24 2.3.4. Động cơ bước 28BYJ48-12V _________________________________ 25 2.3.5. Sò nóng lạnh TEC1-12706 ___________________________________ 25 2.3.6. Relay SRD12VDC __________________________________________ 26 2.3.7. TIP41C ___________________________________________________ 27 2.3.8. ESP32S __________________________________________________ 28 2.3.9. Cảm biến vật cản hồng ngoại__________________________________ 30 2.3.10. Thiết bị làm nóng nước ______________________________________ 31 2.3.11. Máy lọc nước ______________________________________________ 31 2.3.12. Máy bơm oxi ______________________________________________ 32 Chương 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ __________________________________ 33 3.1. GIỚI THIỆU __________________________________________________ 33 3.2. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG __________________________ 33 3.2.1. Sơ đồ khối hệ thống _________________________________________ 33 3.2.2. Tính toán và thiết kế mạch____________________________________ 34 3.2.3. Sơ đồ nguyên lý toàn mạch ___________________________________ 44 Chương 4. THI CÔNG HỆ THỐNG ______________________________________ 45 4.1. GIỚI THIỆU __________________________________________________ 45 4.2. THI CÔNG ___________________________________________________ 45 4.2.1. Thi công mạch in PCB _______________________________________ 45 4.2.2. Tiến hành in và rữa mạch in __________________________________ 47 4.2.3. Hàn linh kiện và lắp ráp các module ____________________________ 48 4.2.4. Thiết kế hộp đựng cho mạch điều khiển _________________________ 48 4.2.5. Thiết kế máy cho cá ăn ______________________________________ 50 4.2.6. Thiết kế thiết bị làm lạnh nước ________________________________ 51
4.3. THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG _______________________________ 53 4.4. MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG __________________________ 54 4.5. LẬP TRÌNH HỆ THỐNG _______________________________________ 55 4.5.1. Lưu đồ giải thuật ___________________________________________ 55 4.5.2. Lập trình cho ESP32S _______________________________________ 56 4.6. THIẾT KẾ WEBSITE __________________________________________ 59 4.6.1. Tạo web server _____________________________________________ 59 4.6.2. Thiết kế cơ sở dữ liệu _______________________________________ 62 4.6.3. Lập trình các file xử lý dữ liệu với database ______________________ 68 4.6.4. Thiết kế giao diện website ____________________________________ 69 4.7. TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN VÀ THAO TÁC _________________________ 80 4.7.1. Tài liệu hướng dẫn __________________________________________ 80 4.7.2. Quy trình thao tác __________________________________________ 81 Chương 5: KẾT QUẢ - NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ ________________________ 82 5.1. KẾT QUẢ ____________________________________________________ 82 5.2. KẾT QUẢ THỐNG KÊ _________________________________________ 82 5.3. NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ ____________________________________ 86 5.3.1. Ưu điểm của hệ thống _______________________________________ 86 5.3.2. Nhược điểm của hệ thống ____________________________________ 87 Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN _________________________ 88 6.1. KẾT LUẬN __________________________________________________ 88 6.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN _________________________________________ 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO ______________________________________________ 90 PHỤ LỤC ___________________________________________________________ 93
LIỆT KÊ HÌNH Hình 2. 1 Bố cục cơ bản của HTML trong web _______________________________ 9 Hình 2. 2 Hiệu ứng khi có CSS trong HTML _______________________________ 11 Hình 2. 3 Popup khi thực hiện lệnh alert() trong JavaScript ____________________ 17 Hình 2. 4 Sơ đồ chân DS18B20 __________________________________________ 22 Hình 2. 5 DS18B20 loại chống nước ______________________________________ 22 Hình 2. 6 Hình ảnh thực tế module DS1307 ________________________________ 23 Hình 2. 7 Sơ đồ chân module DS1307 _____________________________________ 23 Hình 2. 8 Module L298N _______________________________________________ 24 Hình 2. 9 Sơ đồ chân module L298N _____________________________________ 24 Hình 2. 10 Động cơ bước 28BYJ48-12V___________________________________ 25 Hình 2. 11 Sò nóng lạnh TEC1-12706 _____________________________________ 26 Hình 2. 12 Relay SRD12VDC ___________________________________________ 27 Hình 2. 13 Sơ đồ chân TIP41C __________________________________________ 27 Hình 2. 14 ESP32S ____________________________________________________ 28 Hình 2. 15 Sơ đồ chân ESP32S __________________________________________ 28 Hình 2. 16 Module cảm biến hồng ngoại ___________________________________ 30 Hình 2. 17 Sơ đồ chân module cảm biến hồng ngoại _________________________ 30 Hình 2. 18 Máy sưởi bể cá ______________________________________________ 31 Hình 2. 19 Máy lọc nước _______________________________________________ 31 Hình 2. 20 Máy bơm oxi _______________________________________________ 32 Hình 2. 21 Sơ đồ chân module cảm biến hồng ngoại _________________________ 34 Hình 2. 22 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch ____________________________________ 44 Hình 3. 1 Sơ đồ khối hệ thống ___________________________________________ 33 Hình 3. 2 Sơ đồ chân DS18B20 __________________________________________ 34 Hình 3. 3 Sơ đồ chân module DS1307 _____________________________________ 35 Hình 3. 4 Sơ đồ chân relay SRD12VDC ___________________________________ 37 Hình 3. 5 Sơ đồ chân TIP41C ___________________________________________ 37 Hình 3. 6 Sơ đồ chân Diode _____________________________________________ 38 Hình 3. 7 Điện trở ____________________________________________________ 38 Hình 3. 8 Sơ đồ chân động cơ bước 28BYJ48-12V __________________________ 38 Hình 3. 9 Sơ đồ chân module L298N _____________________________________ 39
Hình 3. 10 Sò nóng lạnh TEC1-12706 _____________________________________ 39 Hình 3. 11 Quạt tản nhiệt _______________________________________________ 40 Hình 3. 12 Sơ đồ chân ESP32S __________________________________________ 41 Hình 3. 13 Nguồn xung ________________________________________________ 42 Hình 4. 1 Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến __________________________________ 35 Hình 4. 2 Sơ đồ nguyên lý khối thời gian thực ______________________________ 36 Hình 4. 3 Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển ngoại vi __________________________ 40 Hình 4. 4 Sơ đồ nguyên lý khối xử lý và kết nối internet ______________________ 42 Hình 4. 5 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn ____________________________________ 44 Hình 4. 6 Thiết kế mạch in trên phần mềm Protues ___________________________ 45 Hình 4. 7 Sơ đồ mạch in lớp dưới ________________________________________ 46 Hình 4. 8 Sơ đồ bố trí linh kiện __________________________________________ 46 Hình 4. 9 Sơ đồ bố trí linh kiện 3D _______________________________________ 47 Hình 4. 10 Board mạch sau khi in và rữa ___________________________________ 47 Hình 4. 11 Mạch điều khiển thực tế sau khi hàn và ráp các linh kiện _____________ 48 Hình 4. 12 Khung hộp thô cho mạch điều khiển _____________________________ 49 Hình 4. 13 Thiết kế lỗ hiện jack cắm, công tắc ______________________________ 49 Hình 4. 14 Hộp đựng mạch điều khiển ____________________________________ 49 Hình 4. 15 Vỏ hộp chứa thức ăn _________________________________________ 50 Hình 4. 16 Trục xoáy đẩy thức ăn ________________________________________ 50 Hình 4. 17 Máy cho cá ăn chưa gắn cảm biến _______________________________ 51 Hình 4. 18 Máy cho cá ăn đã gắn cảm biến _________________________________ 51 Hình 4. 19 Sắp xếp bố trí linh kiện cho máy làm lạnh _________________________ 52 Hình 4. 20 Ghép quạt tản nhiệt cho máy làm lạnh ____________________________ 52 Hình 4. 21 Máy làm lạnh nước cho bể cá __________________________________ 53 Hình 4. 22 Mô hình mặt trước ___________________________________________ 53 Hình 4. 23 Mô hình mặt trên và mặt sau ___________________________________ 54 Hình 4. 24 Mô tả hoạt động của hệ thống __________________________________ 54 Hình 4. 25 Lưu đồ giải thuật chính của hệ thống _____________________________ 56 Hình 4. 26 Giao diện phần mềm ARDUINO IDE ____________________________ 56 Hình 4. 27 Cài phần mềm GIT GUI _______________________________________ 57 Hình 4. 28 Tạo website mới _____________________________________________ 60
Hình 4. 29 Kết quả sau khi tạo tên miền website mới _________________________ 60 Hình 4. 30 Thanh công cụ quản lý website trên 000webhost ___________________ 60 Hình 4. 31 Giao diện thống kê của trang web _______________________________ 61 Hình 4. 32 Điền thông tin databases mới ___________________________________ 62 Hình 4. 33 Databases mới ______________________________________________ 62 Hình 4. 34 Quản lý databases ____________________________________________ 62 Hình 4. 35 Giao diện quản lý databases ____________________________________ 63 Hình 4. 36 Tạo bảng database mới ________________________________________ 63 Hình 4. 37 Tạo các cột cho bảng database __________________________________ 63 Hình 4. 38 Kết quả thu được khi đọc dữ liệu bảng “thongtinbeca” _______________ 69 Hình 4. 39 Giao diện quản lý file website __________________________________ 69 Hình 4. 40 Thanh công cụ trong giao diện quản lý file ________________________ 70 Hình 4. 41 Giao diện trang đăng ký tài khoản _______________________________ 70 Hình 4. 42 Giao diện trang đăng nhập _____________________________________ 71 Hình 4. 43 Giao diện điều khiển đèn LED __________________________________ 72 Hình 4. 44 Giao diện điều khiển máy oxi __________________________________ 73 Hình 4. 45 Giao diện điều khiển máy lọc __________________________________ 73 Hình 4. 46 Giao diện thông tin nhiệt độ ____________________________________ 74 Hình 4. 47 Giao diện thông tin cho cá ăn ___________________________________ 74 Hình 4. 48 Thanh chức năng trong trang điều khiển. _________________________ 75 Hình 4. 49 Giao diện lịch sử thông tin gần nhất _____________________________ 76 Hình 4. 50 Giao diện lịch sử thay đổi gần nhất ______________________________ 77 Hình 4. 51 Thanh chức năng trang lịch sử thông tin __________________________ 77 Hình 4. 52 Giao diện trang khôi phục tài khoản _____________________________ 78 Hình 4. 53 Giao diện trang đổi mật khẩu ___________________________________ 79 Hình 4. 54 Công cụ Dựng Website của 000webhost __________________________ 79 Hình 4. 55 Giao diện chọn form websites __________________________________ 80 Hình 4. 56 Giao diện thiết kế web của 000webhost___________________________ 80 Hình 5. 1 Bảng lịch sử thiết bị với sự cố wifi _______________________________ 83 Hình 5. 2 Bảng lịch sử bật tắt thiết bị chế độ manual _________________________ 83 Hình 5. 3 Bảng lịch sử bật tắt thiết bị chế độ auto ____________________________ 84 Hình 5. 4 Kết quả lượng thức ăn của 4 mức cho ăn ___________________________ 84
Hình 5. 5 Kết quả thông tin khi máy làm lạnh hoạt động ______________________ 85 Hình 5. 6 Kết quả thông tin khi máy làm nóng hoạt động ______________________ 85 Hình 5. 7 Kết quả hoạt động lâu dài ______________________________________ 86
LIỆT KÊ BẢNG Bảng 2. 1 Các thẻ khác trong HTML ______________________________________ 10 Bảng 2. 2 Các thuộc tính của CSS ________________________________________ 12 Bảng 2. 3 Một số kiểu dữ liệu trong SQL __________________________________ 18 Bảng 4. 1 Cấu trúc dữ liệu của bảng database “thongtinbeca” __________________ 64 Bảng 4. 2 Cấu trúc dữ liệu của bảng database “dieukhien1” ____________________ 65 Bảng 4. 3 Thời gian bơm oxi ở chế độ auto. ________________________________ 66 Bảng 4. 4 Thời gian bật máy lọc chế độ auto. _______________________________ 66 Bảng 4. 5 Cấu trúc dữ liệu của bảng database “mathietbi” _____________________ 66 Bảng 4. 6 Cấu trúc dữ liệu của bảng database “thongtintaikhoan” _______________ 67
TÓM TẮT Ngày nay, sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ hiện nay đã làm cho cuộc sống của con người trở nên hiện đại hơn. Cùng với xu hướng phát triển của khoa học kĩ thuật ngày càng mạnh mẽ trên toàn thế giới, thì việc áp dụng chúng vào cuộc sống luôn mang lại nhiều lợi ích. Chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả, nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điện tử nói riêng để ứng dụng vào thực tiễn góp phần đưa cuộc sống con người ngày càng tốt hơn. Bằng cách sử dụng kit ESP32S có khả năng kết nối internet, chúng ta có thể dùng chúng để giám sát, thu thập dữ liệu và điều khiển các thiết bị khác. Các dữ liệu thông tin và điều khiển đó được lưu trữ trên hosting giúp chúng ta có thể xem và điều khiển các thiết bị khác thông qua các website. Có thể tác dụng tự động hóa hoàn toàn hoặc bán tự động tùy thuộc vào người điều khiển. Với việc áp dụng khoa học kỹ thuật thì giờ đây, người dùng có thể giám sát, điều khiển các thiết bị hỗ trợ nuôi cá và quản lý chúng từ xa. Họ có thể tự điều khiển tắt bật hay xem thông tin của đèn hay máy lọc, máy oxi.... ngay cả khi họ và thiết bị cách nhau nữa vòng trái đất. Để làm được điều đó thi họ chỉ cần có internet, thiết bị truy cập website và "THIẾT BỊ HỖ TRỢ NUÔI CÁ TỰ ĐỘNG".
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Nuôi cá cảnh là một xu thế đã có từ rất lâu đời và xuất hiện ở nhiều nơi trên thế giới. Tại Việt Nam, việc nuôi cá cảnh được xem là một thành phần văn hóa không thể thiếu. Theo nghiên cứu thì việc nuôi cá giúp giảm stress chiếm tỉ lệ rất cao. Ngoài mang lại cảm giác thoải mái, thư thái đó, thì nó còn giúp cho không gian trở nên sang trọng và đem lại phong thủy cho gia chủ. Việc nuôi cá cảnh có những khó khăn nhất định. Một trong những khó khăn lớn nhất đó chính là người nuôi không có thời gian chăm sóc. Để duy trì được một bể cá thì không thể thiếu đi sự tác động thường xuyên của con người. Việc đó khiến rất nhiều người e ngại khi quyết định nuôi một bể cá. Hoặc họ sẽ từ bỏ sau một thời gian ngắn vì không có thời gian chăm sóc. Đây chính là vấn đề mà nhóm chúng em đang quan tâm. Với sự phát triển của công nghệ hiện nay thì việc ứng dụng chúng trong việc thu thập dữ liệu, quản lí, cung cấp thông tin…là một nhu cầu tất yếu. Do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả, nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điện tử nói riêng để ứng dụng vào thực tiễn góp phần đưa cuộc sống con người ngày càng tốt hơn. Để giải quyết những vấn đề trên, với sự phát triển của vi điều khiển và các vi mạch số, nhóm chúng em đã tìm hiểu và bắt tay vào thực hiện đề tài “THIẾT BỊ HỖ TRỢ NUÔI CÁ TỰ ĐỘNG”. Dự án chúng em đưa ra sẽ có hiệu quả hơn các thiết bị có sẵn trên thị trường. Thiết bị này sẽ thay thế cho việc nuôi cá bằng tay bằng chức năng tự động sẵn có. Nó sẽ giám sát những thay đổi vật lý của môi trường nuôi và duy trì cho các điều kiện lý tưởng với những thay đổi cần thiết. Ngoài ra, người sử dụng còn có thể nắm bắt thông tin cũng như điều chỉnh một số thông số cho thiết bị thông qua website. Đây cũng là một trong những yếu tố khác biệt so với các thiết bị đang có trên thị trường mà chúng em đang chú trọng và phát triển nó. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.2. MỤC TIÊU - Hiểu được nguyên lý, cách thức kết nối của module ESP32S. - Hiểu và thực hiện được phương thức truyền nhận dữ liệu lên xuống website sử dụng module ESP32S. - Thiết kế được mạch ngoại vi kết nối với ESP32S.  Mạch đo nhiệt độ sử dụng DS18B20.  Mạch đo kiểm tra thức ăn sử dụng cảm biến hồng ngoại.  Mạch cho cá ăn tự động.  Mạch điều khiển máy bơm oxi, đèn và máy lọc nước.  Hệ thống tăng nhiệt độ cho nước.  Hệ thống giảm nhiệt độ cho nước. - Thiết kế được website gồm:  Trang hiển thị thông tin bể cá.  Trang điều khiển cấu hình cho bể cá.  Trang đăng nhập, đăng ký, khôi phục tài khoản cho thiết bị.  Trang chủ hiển thị các thông tin và hướng dẫn sử dụng.  Dữ liệu được kết nối và lưu trữ dữ liệu trên mysql server.  Phân biệt được tài khoản đăng nhập tương ứng với thiết bị điều khiển.  Tách biệt được dữ liệu của các tài khoản khác nhau. - Thiết kế được mô hình thực tế.  Bể nuôi cá thực tế.  Kết nối các thiết bị hỗ trợ vào bể cá thực tế. 1.3. NỘI DUNG THỰC HIỆN  NỘI DUNG 1: Tìm hiểu giải pháp thiết kế hệ thống nuôi cá tự động.  NỘI DUNG 2: Thiết kế, thi công mạch điều khiển sử dụng ESP32S và các thiết bị ngoại vi.  NỘI DUNG 3: Viết chương trình cho mạch điều khiển.  NỘI DUNG 4: Thiết kế, thi công mô hình bể cá.  NỘI DUNG 5: Thiết kế website hiển thị thông tin và điều khiển cho hệ thống. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN  NỘI DUNG 6: Lắp đặt thiết bị vào mô hình bể cá và kết nối với website.  NỘI DUNG 7: Chạy thử nghiệm hệ thống.  NỘI DUNG 8: Cân chỉnh hệ thống.  NỘI DUNG 9: Viết sách luận văn.  NỘI DUNG 10: Báo cáo đề tài tốt nghiệp. 1.4. GIỚI HẠN  Mạch điều khiển sử dụng module wifi ESP32S.  Cảm biến nhiệt độ sử dụng DS18B20.  Thời gian thực sử dụng module DS1307.  Kiểm tra thức ăn sử dùng cảm biến hồng ngoại.  Thiết bị cho ăn dùng động cơ bước.  Kích thước bể cá 60x30x40cm (chiều dài x chiều rộng x chiều cao).  Tự động điều chỉnh nhiệt độ bằng máy gia nhiệt và làm lạnh trong giới hạn cho phép.  Nhiệt độ điều khiển cho cá cảnh: 25 – 33 độ C.  Điều kiện điều chỉnh thông số cho thiết bị: có internet.  Số tài khoản điều khiển cho mỗi thiết bị: 1. 1.5. BỐ CỤC  Chương 1: Tổng Quan. Chương này trình bày đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu đạt được sau khi thực hiện đề tài, các nội dung nghiên cứu và thực hiện, các giới hạn thông số và bố cục trình bày đồ án.  Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết. Cơ sở lý thuyết là chương giới thiệu phần cứng, lựa chọn linh kiện thiết bị được sử dụng và giới thiệu khái quát về chức năng, thông số kĩ thuật của các linh kiện đó, chuẩn giao tiếp sử dụng. Từ đó, tạo cơ sở để tiến hành thi công hệ thống thực tiễn. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN  Chương 3: Nội Dung Thực Hiện. Chương này trình bày sơ đồ khối của hệ thống, giải thích các khối, quy trình hoạt động và tính toán các thông số cần thiết của hệ thống. Trình bày và giải thích sơ đồ nguyên lí. Tiếp theo là trình bày nội dung tiến hành thi công hệ thống, viết chương trình và thiết kế giao diện cho website.  Chương 4: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá. Ở chương này ta trình bày kết quả đã đạt được, nhận xét đánh giá về hệ thống, hình ảnh thực tế và hoạt động của thiết bị. Trình bày kết quả của giao diện website và đánh giá nhận xét kết quả hoạt động của nó.  Chương 5: Kết Luận và Hướng Phát Triển. Trong chương cuối này, ta trình bày những kết luận rút ra được sau quá trình tìm hiểu và thực hiện đề tài, kết luận về khả năng hoạt động của thiết bị trong thực tế. Qua đó đưa ra những kiến nghị và đề xuất hướng phát triển của đề tài. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 4
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1. KỸ THUẬT NUÔI CÁ CẢNH 2.1.1. Tổng quan Cho đến ngày nay thì thú chơi cá cảnh đã trở nên phổ biến. Tuy nhiên, để có một bể cá hoàn hảo để trong nhà không phải là điều dễ dàng, đòi hỏi chủ nhân cần có sự hiểu biết và kinh nghiệm cần thiết. Để hạn chế mức thấp nhất độ rủi ro khi nuôi cá, người mới nuôi cần quan tâm đến môi trường sống, chế độ ăn uống, nước nuôi cá, kỹ thuật thả cá,... Những điều đó sẽ giúp người nuôi tự tin hơn khi bất đầu chăm sóc bể cá của riêng mình. 2.1.2. Nước nuôi cá cảnh Vấn đề nguồn nước để nuôi cá chính là yếu tố quan trọng hàng đầu người nuôi cần lưu ý. Tùy thuộc vào giống cá cảnh được nuôi mà sử dụng loại nước thích hợp. Nước nuôi cá có thể là nước ngọt, nước lợ, nước mặn. Nhưng đa số thì người nuôi thường chọn nuôi cá nước ngọt hơn. Vì cá nước ngọt thường dễ nuôi, và nguồn nước cũng dễ tìm hơn. Vì vậy, các nội dung tiếp theo sẽ áp dụng cho các loại cá sử dụng nguồn nước ngọt là chủ yếu. Hầu hết nước dùng cho bể cá hiện nay đều dùng nước sinh hoạt là nước máy. Do vậy, cần xử lý chất Clo rồi mới dùng để nuôi cá. Nên để nước máy trong các thau, chậu, bồn không có nắp đậy trên 24 giờ, để cho nước máy tự bốc hơi clo. Để hiệu quả cao và nhanh chóng hơn thì có thể đặt các dụng cụ chứa nước này ở nơi thoáng có nhiều ánh nắng và bật thêm máy xủi oxi. Ngoài ra, cũng có thể sử dụng dung dịch khử clo trong nước máy bán tại các cửa hàng cá cảnh. Nhỏ khoảng 5 giọt cho 20 lít nước, sau 5 phút là có thể dùng để nuôi cá. Tuy nhiên nên hạn lạm dụng, chỉ áp dụng lúc cần nước gấp, hoặc không có thời gian trữ nước đã khử clo. Nếu dùng nước giếng nuôi cá cần chú ý nước giếng thường có PH thấp cỡ 4.5, cũng như hàm lượng oxi ít, thậm chí 1 số vùng có nước giếng bị nhiễm phèn nặng thì cần phải xử lý kỹ hơn. Để xử lý nước giếng nuôi cá, phải chứa nước giếng trong các bể chứa, kết hợp xủi oxi thật mạnh để tăng hàm lượng oxi và tăng pH. Có thể cho thêm san hô vụn vào hộp lọc để tăng độ pH. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 5
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Cách xử lý nước giếng bị nhiễm phèn: Ngoài việc xử lý như trên cần bỏ than hoạt tính vào bồn chứa nước. Trung bình số lượng than chiếm 1/3 thể tích bồn chứa nước. Nuôi cá cảnh bằng nước mưa: Nước mưa mát sẽ kích thích cá bơi lội trong mùa hè, tuy nhiên nước mưa có độ pH thấp nên cần xử lý như nước giếng và thêm các yếu tố khác. Tuy nhiên vì nước mưa làm cho hồ cá nhanh có tảo rêu nên bạn hạn chế sử dụng. 2.1.3. Cách thay nước bể cá Không nên hút nước cũ 100% và thay nước mới, ta nên hút nước cũ từ 30 – 50% và chêm nước mới vào từ từ nhẹ nhàng để cá có thể thích nghi, hạn chế tình trạng cá bị sock nước do chênh lệch pH và nhiệt độ… Hạn chế di chuyển cá sang hồ khác, nếu muốn di chuyển thì nên cân bằng pH và nhiệt độ cho phù hợp để cá không bị sock cũng như stress do thay đổi môi trường sống. Dùng ống nhựa xiphong hoặc ống bơm nước nhựa bằng tay có bán ở các cửa tiệm cá cảnh và dùng ống bơm tay này hút thức ăn dư thừa, cặn bã dưới đáy hồ, sau đó cho nước mới vào. Ngoài ra, để hạn chế việc thay nước cá thì có thể sử dụng máy lọc nước để nước cá luôn được trong và hạn chế mất đi đặc tính nước mà cá đã quen sống. Việc lọc nước nếu bật liên tục thì sẽ lãng phí dư thừa. Vì chỉ cần mỗi ngày lọc từ 2-8h là đủ để duy trì nước trong hồ luôn trong. 2.1.4. Thức ăn cho cá Nên cho cá ăn vừa đủ không nên để thức ăn dư thừa tránh làm thừa nhiều thức ăn gây ảnh hưởng đến chất lượng nước bể cá của bạn. Cá có tập tính thấy mồi là đớp, nên nhiều người tưởng cá còn đói nên cho ăn nhiều sẽ làm cá bị đầy bụng mà chết. Vì thế cho ăn 2 lần/ngày. (Sáng và chiều) Nếu lỡ để cá đói vài ngày cá không chết, nhưng cho ăn no quá cá lại rất dễ chết. Ngoài thức ăn khô, tùy loại cá mà ta nên bổ sung thêm thức ăn tươi như cá con, cá trâm, cá chép mồi… tùy thuộc vào giống cá đang nuôi. Thức ăn tổng hợp là một trong những loại thức ăn mà người nuôi cá hay sử dụng. Bởi tính tiện dụng và dễ bảo quản lâu dài hơn các loại thức ăn tươi. Có 2 loại BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 6