Đồ án kĩ thuật điện tử Trường Đại học Cần Thơ

1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
ĐỒ ÁN KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ
KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA TIA UV
TRONG BẢO QUẢN NÔNG SẢN

3 KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ 13
4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 16
CÁM ƠN 17
TÀI LIỆU THAM KHẢO 17 Đồ án kĩ thuật điện tử Trường Đại học Cần Thơ

3
ỨNG DỤNG CỦA TIA UV TRONG BẢO QUẢN NÔNG SẢN
Nguyễn Bỉnh Nhân
1
Trần Hữu Danh
2


cứu và đƣa ra nhiều phƣơng pháp bảo quản vừa có tính hiệu quả mà lại hợp giá
thành.
Với mục đích đó, đề tài cần đạt đƣợc những khảo sát đầu tiên về sự ảnh hƣởng của
tia UV đối với trái cây, có khả năng kéo dài thời gian sử dụng cho các loại nông
sản hay không khi áp dụng tia UV này vào.

1
Sinh viên lớp Kĩ Thuật Máy Tính k36, Mã số SV: 1101027 email: [email protected].
2
Bộ môn Điện Tử Viễn Thông, Khoa Công Nghệ, ĐH Cần Thơ.
Đồ án kĩ thuật điện tử Trường Đại học Cần Thơ

4
2 PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN
2.1 Tổng quan
- Hệ thống bảo quản rau quả tự động bằng tia UV đƣợc thực hiện trên cở sở
khả năng ảnh hƣởng của tia UV đến nông sản. Thử Nghiệm khả năng ảnh
hƣởng của Tia UV đến chất lƣợng, thời gian sử dụng của nông sản nói
chung và của trái cây nói riêng. Hệ thống bao gồm thời gian thực tắt mở
thiết bị, điều chỉnh cƣờng độ sáng của đèn UV.
Mô hình hệ thống nhƣ sau:

Hình 2.2: MSP430G553 Hình 2.3: Kit Launpad
Cấu trúc của MSP430G2553

Hình 2.4: Sơ đồ khối Chip MSP430G2553
Bộ nhớ MSP430G2553 64KB, RAM tới 256/512 Bytes, bộ nhớ Flash với 4
Segment dễ dàng trong việc lƣu trữ dữ liệu.
2.2.2 Thiết kế khối thời gian thực
Khối thời gian thực giúp chúng ta có thể tự động hóa quá trình bảo quản, chiếu tia
UV lên nông sản. Giảm đƣợc thời gian thực hiện và tăng hiệu quả trong quá trình
bảo quản tự động rau củ quả. Hiện nay thời gian thực đang đƣợc ứng dụng rất
nhiều vào trong các hệ thống định thời tự động, bật tắt thiết bị một cách thông
minh.
Đồ án kĩ thuật điện tử Trường Đại học Cần Thơ

6
Khối thời gian thực này sử dụng IC Thời gian BQ32000 do Ti sản xuất, có hiệu
năng chính xác cao cho việc định thời thiết bị. Hình 2.5: BQ32000 và Sơ đồ chân
Với đặc điểm sử dụng nguồn thấp khoảng 3.3v nên rất thích hợp cho giao tiếp với SDA
SCL
Hình 2.7: Giao Tiếp I2C
Hoạt động mạch Thời gian thực BQ32000:
- Giao tiếp với MSP430G2553 thông qua chuẩn I2C, thực hiện đọc thời
gian trong các thanh ghi của BQ32000. Có thể cài đặt thời gian hệ thống
lại hay hẹn giờ định thời thiết bị.
- Có thể sử dụng RAM trong IC BQ32000 để lƣu giá trị cài đặt thời gian
vào thay vì ta sử dụng Flash của MSP430G2553.
2.2.3 Thiết kế khối điều khiển đèn AC

Hình 2.8: Sơ đồ mạch điều đèn 220VAC
Khối điều khiển thiết bị sử dụng trong hệ thống bao gồm phần cách điện với
khốivi xử lý và phần công suất dùng cho điều khiển trong đèn UV 220VAC.
Khối cách ly với MSP430G2553 sử dụng opto MOC3021, đây là ic nối quang rất
tốt trong việc sử dụng nguồn 220VAC và vi điều khiển
Device
3
Id = zzz


Đồ án kĩ thuật điện tử Trường Đại học Cần Thơ

9
Đây là triac dùng hoạt động với điện xoay chiều 220VAC, thông qua opto
MOC3021. Khi MOC3021hoạt động sẽ kích một dòng điện vào chân G của Triac
BTA12 và hai chân A2, A1 sẽ thông nhau và các thiết bị AC nhƣ đèn, quạt sẽ hoạt
động.
Tính toán thông số mạch:
- Dòng điện vào chân G kích triac hoạt động tối đa là 5A, do đó ta
chọn 1A, từ đó suy ra: R1 = 220Vac/1A = 220R. để an toàn ta cần
mắc một cầu chỉ nhỏ ngay chỗ cấp điện 220VAC.
2.2.4 Thiết kế khối bắt điểm 0 điều khiển độ sáng đèn 220VAC

Hình 2.12: Sơ Đồ Mạch Zeros Crossing- 220VAC
Mạch bắt điểm 0 của hệ thống lƣới điện 220VAC/50Hz. Mạch hoạt động với mục
đích phát hiện tại thời điểm khi dòng điện xoay chiều ở mức 0v thì ta phát hiện
một xung cạnh lên hoặc cạnh xuống, từ đó có thể điều khiển từng nữa chu kì của
điện xoay chiều.
Sơ đồ dòng điện xoay chiều 220VAC/50Hz

Hình 2.13: Sơ Đồ Tín hiệu Xoay Chiều
Ta sử dụng điện xoay chiều 220VAC với tần số 50Hz, do đó ta suy ra: T = 20ms.
ở mỗi nữa chu kì ta sẽ có một điểm 0, đó là tại các nút 0, π, 2π, Với ý tƣởng
ngay khi điện xoay chiều ở tại điểm 0 ta có thể phát hiện điểm 0 này bằng một
xung sƣờn lên hay xuống. Sau đó ta ngay lúc ta phát hiện điểm 0 thì ta sẽ ngăn cho
dòng điện đi qua triac BTA12 bằng một khoảng delay( α trong hình):
Đồ án kĩ thuật điện tử Trường Đại học Cần Thơ

10
- Delay 8ms(α = 8), công suất đèn là 20%.

- Phần 2: gồm các nút: 25%, 50%, 70%. Sử dụng với mục đích thay đổi công
suất đèn theo yêu cầu, giúp chúng ta dễ dàng hiệu chỉnh độ sáng đèn theo
yêu cầu chiếu sáng bảo quản nông sản.
2.2.6 Thiết kế khối hiển thị
Khối hiển thị sử dụng LCD 1602 loại nhỏ, hiển thị thời gian thực của hệ thống,
giúp ta trực quan hơn trong thực tế. Hình 2.16: LCD1602 Thực Tế

Sơ đồ chân và mạch hiển thị LCD1602 Hình 2.17: Sơ Đồ Chân Và Mạch LCD1602

Khối hiển thị LCD1602 đƣợc nối với Port 1 của MSP430G2553, sử dụng chế độ
4bit, hiển thị 16 kí tự ở 2 dòng. Nguồn sử dụng là 5VDC, có biến trở chỉnh độ
tƣơng phản hiển thị. LCD1602 rất thích hợp cho các ứng dụng thời gian thực nhỏ,
hiển thị thông tin trực quan nhƣ nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ động cơ, …
Khi sử dụng LCD1602 chú ý phải cấp điện đúng, hợp lý để LCD có thể hoạt động
tốt, ổn định và tạo độ bền trong khi sử dụng. Đồ án kĩ thuật điện tử Trường Đại học Cần Thơ

THỜI GIAN
THỰC

KEYPAD
KHỐI XỬ
LÝ TRUNG
TÂM

BẮT ĐẦU
KHỐI LCD
Zeros
Crossing

công suất chiếu sáng bao nhiêu.
- Thay thế khối phím nhấn bằng bàn phím ma trận hoặc bàn phím cảm ứng để
có thể tùy chỉnh thời gian, điều chỉnh độ sáng đèn UV một cách thông
minh, chính xác và có tính thẩm mỹ cao.
- Khắc phục chƣơng trình ngắt nhiều làm chậm quá trình thực hiện các chức
năng khác trong chƣơng trình phần mềm, từ đó tối ƣu code và giải thuật.
- Thiết kế khối mạch bắt điểm zeros điện xoay chiều 220VAC tối ƣu, có thể
bắt điểm 0 một cách chuẩn xác và không bị trôi điện áp.
3 KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ
Hệ thống hoạt động ổn định, thực hiện bảo quản nông sản bằng tia UV đƣợc tiến
hành thực nghiệm tƣơng đối, khảo sát sự ảnh hƣởng của tia UV đến quá trình bảo
quản, thời gian hƣ hại của trái cây: mận, táo xanh và chuối,…
Có thể xây dƣng một hệ thống hoàn chỉnh để áp dụng vào thực tiễn, giúp những
ngƣời nông dân có thể bảo quản rau quả của mình bằng những thiết bị đơn giản mà
lại tiết kiệm.
Đồ án kĩ thuật điện tử Trường Đại học Cần Thơ

14
Một số hình ảnh thu đƣợc sau thực nghiệm đối với rau củ quả

Chƣa qua xử lý

ra những kết quả thực tế nhất.
Đây chỉ là khảo sát ở mức độ tƣơng đối với sự thay đổi cƣờng độ sáng của đèn
UV, nếu cần chính xác chúng ta cần những máy đo cƣờng độ, thiết bị điều khiển
công suất đèn chuẩn, và nhiều thực nghiệm khác để có thể đƣa ra kết quả chính
xác và thành công cao.

4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
Ƣu Điểm:
- Mạch hoạt động tốt, thời gian thực hiển thị chính xác, có thể hiệu chỉnh thời
gian, cài đặt hẹn giờ thiết bị.
- Khối điều khiển điện 220VAC hoạt động ổn định, có cách ly giữa khối công
suất cao và khối vi xử lý để đảm bảo an toàn khi hoạt động.
- Khối bắt tín hiệu hoạt động khá tốt, thay đổi độ sáng đèn theo ý.
- Khối hiển thị thông tin bằng LCD 1602 hoạt động tốt, trực quan thấy đƣợc
thời gian, cài đặt và hẹn giờ.
Nhƣợc Điểm:
- Hệ thống hoạt động chƣa đƣợc tối ƣu, chƣơng trình chậm khi sử dụng ngắt
cho điều khiển độ sáng đèn AC.
- Cần tối ƣu hơn nữa giải thuật và phần cứng, để có thể hoạt động tốt nhất.
- Cải thiện việc bắt điểm 0 điện lƣới 220VAC/50Hz chuẩn hơn, để có thể
điều khiển công suất đèn chính xác và an toàn hơn. Đồ án kĩ thuật điện tử Trường Đại học Cần Thơ