Hệ thống tưới tự động dựa trên cảm biến độ ẩm và vi điều khiển 8051

Dự án tự động tưới cây tự thực hiện (DIY) Dự án này tập trung vào việc tạo ra một hệ thống tự động tưới cây dựa trên việc cảm biến độ ẩm và sử dụng vi điều khiển 8051. Hệ thống đơn giản cảm nhận mức độ độ ẩm trong đất và kích hoạt máy tưới khi độ ẩm thấp hơn ngưỡng đã được đặt. Hệ thống sẽ tắt máy tưới khi độ ẩm tăng lên trên giá trị đã được thiết lập. Ngưỡng độ ẩm có thể được điều chỉnh bằng cách sử dụng trim pot trên hệ thống. Trạng thái của máy tưới (đang hoạt động hoặc tắt) được hiển thị trên màn hình LCD 16x2. Hệ thống có thể được chia thành ba phần như sau:

1. Phần Cảm biến:
   • Sử dụng cảm biến độ ẩm YL 69 để cảm nhận độ ẩm trong đất. Cảm biến này đơn giản là một tấm mạch hình nòng với các đường dẫn chạy ở cả hai bên của chân. Bạn chỉ cần cắm cảm biến này vào đất tại nơi bạn muốn theo dõi độ ẩm.
     
2. Mạch So sánh:
   • Dự án sử dụng mô-đun so sánh YL 38, dựa trên việc sử dụng opamp từ IC L393. Mô-đun này đơn giản so sánh điện áp đầu ra của cảm biến độ ẩm với một điện áp tham chiếu và điều chỉnh điện áp một cách thích hợp để vi điều khiển 8051 đọc. Sơ đồ mạch của mô-đun so sánh YL 38 được hiển thị dưới đây.
     
3. Phần Vi điều khiển:
   • Phần vi điều khiển cảm nhận trạng thái của mô-đun so sánh và kích hoạt máy tưới tương ứng. Nó cũng hiển thị trạng thái của máy tưới lên màn hình LCD. Phần này bao gồm đơn vị cung cấp năng lượng và đơn vị điều khiển động cơ. Sơ đồ mạch đầy đủ của dự án được hiển thị dưới đây.
     
     

Đầu ra của mô-đun so sánh (D0) được kết nối với chân P3.5 của vi điều khiển 8051. Vi điều khiển kiểm tra mức độ độ ẩm bằng cách kiểm tra trạng thái của chân P3.5, đó là đầu ra của mô-đun so sánh.

; Chương trình tưới cây tự động sử dụng vi điều khiển 8051

; Định nghĩa các hằng số cho chân kết nối vi điều khiển với màn hình LCD

RS EQU P2.7

RW EQU P2.6

E EQU P2.5

; Bắt đầu chương trình ở địa chỉ 00H

ORG 00H

; Bật chân P3.5 làm ngõ vào để đọc trạng thái cảm biến độ ẩm

SETB P3.5

; Cài đặt chế độ Timer 0 để tạo độ trễ

MOV TMOD, #00000001B

; Vòng lặp chính của chương trình

MAIN:

    ACALL DINT          ; Hiển thị "Moisture Control" trên màn hình LCD

    ACALL TEXT1

    JB P3.5, NEXT       ; Kiểm tra trạng thái của cảm biến độ ẩm

    ACALL LINE2         ; Di chuyển con trỏ xuống dòng thứ 2 của màn hình LCD

    ACALL TEXT2         ; Hiển thị "Pump OFF" trên màn hình LCD

    CLR P2.0            ; Tắt máy tưới

    SJMP EXIT           ; Nhảy tới kết thúc vòng lặp

; Nhãn NEXT

NEXT:

    ACALL LINE2         ; Di chuyển con trỏ xuống dòng thứ 2 của màn hình LCD

    ACALL TEXT3         ; Hiển thị "Pump ON" trên màn hình LCD

    SETB P2.0            ; Bật máy tưới

; Kết thúc vòng lặp và thực hiện hàm DELAY1 để tạo độ trễ

EXIT:

    ACALL DELAY1

    SJMP MAIN           ; Quay lại vòng lặp chính

; Hàm DELAY1 để tạo độ trễ

DELAY1:

    MOV R0, #15D

BACK1:

    MOV TH0, #00000000B

    MOV TL0, #00000000B

    SETB TR0

HERE2:

    JNB TF0, HERE2

    CLR TR0

    CLR TF0

    DJNZ R0, BACK1

    RET

; Hàm TEXT1 để hiển thị "Moisture Control" trên màn hình LCD

TEXT1:

    MOV A, #"M"

    ACALL DISPLAY

    MOV A, #"o"

    ACALL DISPLAY

    ; Các dòng tiếp theo cũng tương tự

; Hàm DINT để cài đặt màn hình LCD

DINT:

    MOV A, #0CH

    ACALL CMD

    MOV A, #01H

    ACALL CMD

    MOV A, #06H

    ACALL CMD

    MOV A, #80H

    ACALL CMD

    MOV A, #3CH

    ACALL CMD

    RET

; Hàm LINE2 để di chuyển con trỏ xuống dòng thứ 2 của màn hình LCD

LINE2:

    MOV A, #0C0H

    ACALL CMD

    RET

; Hàm CMD để gửi lệnh đến màn hình LCD

CMD:

    MOV P0, A

    CLR RS              ; Xóa RS (chọn chế độ lệnh)

    CLR RW              ; Xóa RW (chế độ ghi)

    SETB E               ; Kích hoạt tín hiệu E (Enable)

    CLR E                ; Tắt tín hiệu E (Enable)

    ACALL DELAY         ; Tạo độ trễ

    RET

; Hàm DISPLAY để gửi dữ liệu đến màn hình LCD

DISPLAY:

    MOV P0, A

    SETB RS              ; Đặt RS (chọn chế độ dữ liệu)

    CLR RW              ; Xóa RW (chế độ ghi)

    SETB E               ; Kích hoạt tín hiệu E (Enable)

    CLR E                ; Tắt tín hiệu E (Enable)

    ACALL DELAY         ; Tạo độ trễ

    RET

; Hàm DELAY để tạo độ trễ

DELAY:

    CLR E

    CLR RS

    SETB RW

    MOV P0, #0FFH

    SETB E

    MOV A, P0

    JB ACC.7, DELAY

    CLR E

    CLR RW

    RET

; Kết thúc chương trình

END