TỔNG LIÊN ĐỒN LAO ĐỘNG VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG
KHOA ĐIỆN TỬ TỰ ĐỘNG

ĐỒ ÁN (KHÓA LUẬN) TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH
ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ,
ÁNH SÁNG NHÀ KÍNH
SỬ DỤNG TRONG NƠNG NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn : Ts HUỲNH THÁI HOÀNG
Sinh viên thực hiện: TẠ XUÂN BÌNH
Lớp
: 08DD3N
Khố : 08

TP. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2009


LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn
thầy Huỳnh Thái Hồng đã tận
tình hướng dẫn em trong suốt thời
gian thực hiện luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn
Quý thầy cô khoa điện và các bạn
sinh viên đã đóng góp ý kiến và
giúp đỡ em thực hiện cuốn luận văn
này.

Tạ Xuân Bình


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................



NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG VỀ NHÀ KÍNH ................................. trang 1

1.1Giới thiệu chung về nhà kính ........................................................... trang 1
1.2 Hiệu ứng nhà kính ........................................................................... trang 2
1.3 Các q trình sinh lý của thực vật ............................................................. trang 3
1.4 Hiệu số nhiệt giữa ngày và đêm ................................................................ trang 4
1.5 Hạ nhiệt độ ................................................................................................ trang 5
1.6 Sự trổ hoa và phát triển hoa ..................................................................... trang 6
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU LINH KIỆN .................................................. trang 8
2.1 LM 35 ...................................................................................................... trang 8
2.1.1 Tổng quan ............................................................................................... trang 8
2.1.2 Thông số kỹ thuật ................................................................................... trang 8
2.1.3 Đặc tính điện ......................................................................................... trang 9
2.2 OPAMP .................................................................................................. trang 9
2.2.1 Tổng quát................................................................................................ trang 9
2.2.2 Kí hiệu và đặc tính của OPAMP .......................................................... trang 10
2.3 ỔN ÁP 78XX ......................................................................................... trang 11
2.3.1 Tổng quát.............................................................................................. trang 11
2.3.2 Sơ đồ thiết kế ....................................................................................... trang 11
2.4 OPTO .................................................................................................... trang 12
2.4.1 Nguyên lý hoạt động ............................................................................ trang 12
2.4.2 Phân loại và cách sử dụng .................................................................... trang 12
2.5 TRIAC ................................................................................................... trang 13

2.5.1 Giới thiệu.............................................................................................. trang 13
2.5.2 Đặc tính V-A ........................................................................................ trang 13
2.5.3 Ứng dụng .............................................................................................. trang 14


2.6 IC 555 .................................................................................................... trang 14
2.6.1 Giới thiệu.............................................................................................. trang 14
2.6.2 CT tính độ rộng xung ........................................................................... trang 16
2.7 IC74LS393............................................................................................. trang 16
2.7.1 Mô tả chung.......................................................................................... trang 16
2.7.2 Đặc điểm .............................................................................................. trang 17
2.7.3 Sơ đồ kết nối ............................................................................................. trang 17
2.7.4 Bảng chức năng ........................................................................................ trang 17
2.8 IC74HTC4094 ........................................................................................... trang 18
2.8.1 Miêu tả chung ........................................................................................... trang 18
2.8.1 Ứng dụng .................................................................................................. trang 18
2.9 IC74HC245 ................................................................................................ trang 19
2.9.1 Mô tả chung .............................................................................................. trang 19
2.9.2 Đặc điểm ................................................................................................... trang 19
2.10 ADC0809 .................................................................................................. trang 20
2.10.1 Các đặc điểm........................................................................................... trang 21
2.10.2 Nguyên lý hoạt động............................................................................... trang 21
2.11 IC 8951 ..................................................................................................... trang 23
2.11.1 Tóm tắt phần cứng .................................................................................. trang 23
2.11.2 Tóm tắt sơ bộ về các chân ...................................................................... trang 24
2.11.3 Các thanh ghi chức năng đặc biệt ........................................................... trang 26
2.11.4 Tổ chức bộ nhớ ....................................................................................... trang 28
2.11.5 Bộ nhớ ngoài ........................................................................................... trang 29
2.11.6 Hoạt động RESET .................................................................................. trang 30
2.11.7 Tóm tắt tập lệnh ...................................................................................... trang 31

2.11.8 Định địa chỉ thanh ghi ............................................................................ trang 32
2.11.9 Định địa chỉ trực tiếp .............................................................................. trang 32


2.11.10 Định địa chỉ gián tiếp............................................................................ trang 32
2.11.11 Định địa chỉ tức thời ............................................................................ trang 33
2.11.12 Định địa chỉ tương đối .......................................................................... trang 33
2.11.13 Định địa chỉ tuyệt đối ........................................................................... trang 33
2.11.14 Định địa chỉ dài..................................................................................... trang 33
2.11.15 Định địa chỉ số ...................................................................................... trang 34
2.11.16 Các loại lệnh ......................................................................................... trang 34
2.12 IC MAX 232 ............................................................................................ trang 41
2.13 IC MAX 485 ............................................................................................ trang 42
2.14 Cấu trúc cổng nối tiếp ............................................................................ trang 43
2.14.1 Sơ đồ chân .............................................................................................. trang 45
2.14.2 Truyền thông giữa 2 nút ......................................................................... trang 46
2.15 Chuẩn RS 232.......................................................................................... trang 47
2.16 Chuẩn RS 485.......................................................................................... trang 48
2.16.1 Một số vấn đề liên quan đến RS 485 ...................................................... trang 49
2.16.1.1 Truyền dẫn cân bằng............................................................................ trang 49
2.16.1.2 Mức tín hiệu ......................................................................................... trang 49
2.16.1.3 Cặp dây xoắn ...................................................................................... trang 50
2.16.1.4 Trở kháng đặc tính cặp dây xoắn......................................................... trang 50
2.16.1.5 Điện áp kiểu chung .............................................................................. trang 50
2.16.1.6 Vấn đề nối đất ...................................................................................... trang 51
2.16.1.7 Điện trở đầu cuối ................................................................................. trang 51
2.16.1.8 Phân cực đường truyền ....................................................................... trang 52
2.16.2 Các kiểu truyền nhận trong RS 485 ........................................................ trang 53
2.16.2.1 Một phát, một nhận .............................................................................. trang 53
2.16.2.2 Một phát, nhiều nhận .......................................................................... trang 53

2.16.2.4 Đoạn dây rẽ nhánh .............................................................................. trang 54


CHƯƠNG 3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ............................................................... trang 56
3.1 Mạch nguồn ............................................................................................... trang 56
3.2 Mạch cảm biến nhiệt ................................................................................ trang 56
3.3 Mạch cảm biến ánh sáng .......................................................................... trang 57
3.4 Mạch điều khiển nhiệt,ánh sáng .............................................................. trang 58
3.5 Mạch phát hiện Zero ................................................................................ trang 58
3.6 Mạch điều khiển động cơ cửa .................................................................. trang 59
3.7 Mạch thu phát hồng ngoại ...................................................................... trang 60
3.8 Mạch vi xử lý điều khiển ánh sáng .......................................................... trang 61
3.9 Mạch vi xử lý điều khiển nhiệt độ và cửa ............................................... trang 62
CHƯƠNG 4:LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH .................. trang 64
4.1 Lưu đồ giải thuật ...................................................................................... trang 64
4.2 Giao diện điều khiển ................................................................................. trang 66
4.3 Chương trình ............................................................................................. trang 68


LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay,cùng với sự phát triển mạnh mẽ của đất nước là tốc độ đơ thị
hóa của từng địa phương.Nước ta ngày càng có nhiều nhà cao tầng,nhiều khu
cơng nghiệp mọc lên.Nhưng cái gì cũng có mặt trái của nó,diện tích đất trồng
trọt ngày càng bị thu hẹp lại.Trong khi đó,dân số ngày một tăng,nhu cầu dinh
dưỡng của con người ngày một cao.Do đó,u cầu tìm giống cây trồng cho
năng suất cao trở nên cấp thiết.Trước nhu cầu đó,các kĩ sư đã thiết kế ra nhà
kính để phục vụ cho nhu cầu nghiên cứu giống cây trồng.
Khoa học kĩ thuật ngày càng phát triển đã giúp các nhà nghiên cứu
điều chỉnh nhiệt độ,độ ẩm,ánh sáng trong nhà kính một cách thuận tiện từ
máy vi tính hoặc thiết lập chế độ tự động hiệu chỉnh,những nhà kính như vậy

được gọi là nhà kính thơng minh.Nhà kính thơng minh đã có từ khá lâu
nhưng chưa phổ biến ở nước ta.Giờ đây,trước sự phát triển mạnh mẽ của đất
nước,nhu cầu nhà kính thơng minh trở nên cần thiết.Vì lý do đó,em xây dựng
lại mơ hình nhà kính thơng minh nhằm mục đích tìm hiểu,học hỏi kinh
nghiệm từ người đi trước với hi vọng sau này góp ích cho xã hội.
Một nhà kính có các trao đổi vật chất chủ yếu với môi trường chung
quanh như sau:



LVTN: Điều khiển nhiệt độ, ánh sáng nhà kính

GVHD:Ts Huỳnh Thái Hồng

CHƯƠNG 1:
TÌM HIỂU CHUNG VỀ NHÀ KÍNH
1.1Giới thiệu chung về nhà kính
Nhà kính khơng tách khỏi sự ảnh hưởng của mơi trường bên ngồi:
- Bức xạ mắt trời sưởi ấm các bề mặt và khơng khí bên trong nhà kính.
- Khơng khí lưu chuyển từ trong ra và từ ngồi vào qua các chỗ hở và cửa thơng
gió.
- Gió lấy bớt nhiệt từ nhà kính.
- Ánh sáng trong nhà kính bị giảm bớt do vật liệu khơng trong suốt hồn tồn.
Người trồng trọt trong nhà kính cần phải theo dõi khí hậu hằng ngày và theo mùa
nhằm có đáp ứng thích hợp.
Do bản chất, cấu trúc nhà kính ảnh hưởng tới môi trường bên trong. Các vật liệu
cấu tạo nên căn nhà có tác động đến nhiệt độ khơng khí, bức xạ mặt trời, độ ẩm tương
đối và thành phần khơng khí. Một cách gián tiếp, cấu trúc nhà kính ảnh hưởng đến
nhiệt độ và độ ẩm của đất. Do đó phải nắm vững các tác động của cấu trúc nhà kính
lên mơi trường và phương thức sử dụng các thiết bị điều khiển mơi trường nhà kính để

điều hịa mơi trường.
Một trong những mục đích chính của nhà kính là nhằm kiểm sốt nhiệt độ. Phần
lớn các giống được trồng trong nhà kính là các giống cây nhiệt đới hay á nhiệt đới,
hoặc các giống chỉ trồng được trong một khoảng thời gian nào đó trong năm. Nhà kính
được dùng để duy trì nhiệt độ ban đêm tối ưu. Điều này thường được thực hiện với
một hệ thống sưởi. Vào ban ngày, bản thân cấu trúc nhà kính có thể thực sự tác động
tới việc kiểm sốt nhiệt bởi đặc tính bẫy nhiệt của nó. Do đó cần phải có một số biện
pháp làm mát.
Nhiệt độ là một đơn vị đo lường năng lượng. Sự cân bằng năng lượng, hay là sự di
chuyển của năng lượng từ ngoài vào, trong phạm vi nhà kính và từ trong ra xảy ra theo
nhiều cách:

SVTH:Tạ Xuân Bình

Tháng 6 năm 2009

Trang:1


LVTN: Điều khiển nhiệt độ, ánh sáng nhà kính

GVHD:Ts Huỳnh Thái Hoàng

- Dẫn nhiệt: Sự khuyếch tán nhiệt lượng qua một vật dẫn liên tục, mức độ của
nó tùy thuộc vào thuộc tính của vật dẫn. Nhiệt lượng ln truyền từ vùng có nhiệt độ
cao tới vùng có nhiệt độ thấp hơn.
- Đối lưu: Sự khuyếch tán năng lượng nhiệt giữa hai vật liệu khác nhau, thường
là giữa khí và chất lỏng, khí và chất rắn, chất lỏng và chất rắn. Năng lượng nhiệt luôn
truyền từ chỗ nhiệt độ cao đến chỗ nhiệt độ thấp.
- Bức xạ: Sự truyền bức xạ nhiệt xảy ra khi năng lượng điện từ rời một vật thể

và được tiếp nhận, hấp thu bởi một vật thể khác. Phương thức này khác hẳn với dẫn
nhiệt và đối lưu. Mọi vật đều phát ra bức xạ, vật nóng hơn bức xạ nhiều hơn.
- Sự giảm nhiệt do bức xạ: Trong các đêm trời trong và rét, cây cối và các vật
trong nhà kính sẽ bị thất thốt nhiệt ra bên ngồi do bức xạ. Vì các vật trong nhà kính
thường ấm hơn bên ngồi nên chúng bị mất nhiệt qua lớp vách nhà kính vào bầu trời
trong. Dưới điều kiện này, nhiệt độ vịm lá có thể thấp hơn khơng khí chung quanh
5°F. Sự giảm nhiệt do bức xạ ít xảy ra trong các đêm mây mù.
- Sự ngưng tụ: Khi vòm lá của các cây trong nhà kính lạnh hơn khơng khí
chung quanh, độ ẩm khơng khí có thể ngưng tụ trên mặt lá. Điều này thường xuyên
xảy ra trong mùa Xuân và mùa Thu khi mà ban ngày trời sáng và ấm trong khi ban
đêm trời trong và rét. Sự ẩm ướt trên bề mặt lá tạo ra môi trường lý tưởng cho nhiều
loại bào tử nấm bệnh phát triển, thường là mốc, phấn trắng…
Nhà kính nóng lên vào ban ngày do hai ngun nhân:
- Hiệu ứng nhà kính.
- Khơng gian kín của nhà kính. Mức độ nóng lên của nhà kính phụ thuộc lượng
bức xạ đi vào nhà kính, vào những gì xảy đến cho năng lượng đó và lượng năng lượng
được giữ lại.
1.2 Hiệu ứng nhà kính
Khi năng lượng bức xạ chạm vào một vật, một trong 3 trường hợp có thể xảy ra:
- Ánh sáng bị phản chiếu.
- Ánh sáng bị hấp thu.
- Ánh sáng được dẫn truyền đi nơi khác.

SVTH:Tạ Xuân Bình

Tháng 6 năm 2009

Trang:2



LVTN: Điều khiển nhiệt độ, ánh sáng nhà kính

GVHD:Ts Huỳnh Thái Hoàng

Khi năng lượng bức xạ mặt trời đi vào nhà kính, một phần bị phản chiếu bởi các
bề mặt và đi ra ngồi nhà kính, một phần bị hấp thu bởi cây, đất, vật dụng trong nhà…
và biến thành ẩn nhiệt, phần còn lại được hấp thu và tái bức xạ dưới bước sóng dài
Phần lớn ánh nắng đi vào nhà kính là bức xạ sóng ngắn. Khi vật chất hấp thu bức
xạ, một phần năng lượng biến sang dạng nhiệt, phần còn lại được tái bức xạ với bước
sóng dài hơn, phần lớn là tia hồng ngoại.
Nước trong nhà kính hấp thu tia hồng ngoại và chuyển phần lớn chúng thành ẩn
nhiệt. Thêm vào đó, kính và các vật liệu lợp nhà kính trong suốt với bức xạ sóng ngắn
nhưng lại cản bức xạ sóng dài. Do đó một phần lớn năng lượng mặt trời bị bẫy lại
trong nhà kính dưới dạng nhiệt.
1.3 Các q trình sinh lý của thực vật:
Một số tác động sinh lý của nhiệt liên quan đến sản xuất trong nhà kính:
- Tác động tới mức độ quang hợp (dark reactions)
- Tác động tới mức độ hô hấp.
- Tác động tới sự tổng hợp và phân hủy vật chất (trao đổi chất)
- Tác động tới mức độ thoát hơi nước của cây.
- Tác động tới thời gian trưởng thành của cây
- Tác động tới sự hình thành và phát triển của hoa trong một số giống cây
- Tác động tới tính chất sau thu hoạch của hoa
- Nhiệt độ đất tác động tới sự hấp thu nước và dưỡng chất
- Tác động tới sự nẩy mầm
Chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm là một nhân tố để tăng mức tăng trưởng,
năng suất và chất lượng cây trồng. Nhiệt độ tác động tới mức độ quang hợp hay là sự
sản sinh ra các hợp chất năng lượng cao. Một phần vật liệu này được dùng bởi q
trình hơ hấp nhằm cung cấp năng lượng cho các q trình tổng hợp của cây, phần cịn
lại dùng vào việc sản xuất các thành phần tế bào. Thực vật chỉ phát triển khi sự cung

cấp thức ăn vượt q nhu cầu của q trình hơ hấp.

SVTH:Tạ Xn Bình

Tháng 6 năm 2009

Trang:3


LVTN: Điều khiển nhiệt độ, ánh sáng nhà kính

GVHD:Ts Huỳnh Thái Hồng

Mức độ quang hợp và hơ hấp quyết định bởi nhiều nhân tố như ánh sáng, nhiệt độ,
carbone dioxide, độ ẩm tương đối…Do đó, nhiệt độ khơng thể được xem xét riêng rẽ
và khó có thể xác định nhiệt độ tối ưu cho mỗi giống cây.
Sự tương tác giữa các nhân tố ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của cây được giải
thích qua nguyên lý nhân tố giới hạn do Blackman phát biểu: Mức độ của một quá
trình chịu ảnh hưởng nhiều nhân tố sẽ bị giới hạn bởi tốc độ của nhân tố tác động
chậm nhất.
Trong nhà kính, một mức chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm nhất định được
duy trì cho mỗi giống hoa nhằm đạt tới mức tăng trưởng và chất lượng sản phẩm có lợi
nhất. Nhiệt độ ban đêm được yêu cầu duy trì nghiêm ngặt bởi vì cây tăng trưởng về
đêm nhiều hơn ban ngày.
Cây có thể tăng trưởng trong một dải nhiệt độ rộng. Dải này được xác định tại ba
mức căn bản:
- Nhiệt độ tối thiểu, dưới mức này cây ngừng tăng trưởng.
- Nhiệt độ tối ưu, ở nhiệt độ này cây đạt mức độ tăng trưởng tối đa.
- Nhiệt độ tối đa, trên mức này cây ngừng tăng trưởng.
Mức độ tăng trưởng tăng dần theo nhiệt độ từ nhiệt độ tối thiểu cho tới khi đạt

mức tối ưu, sau đó giảm dần tới khi nhiệt độ dần tăng tới mức tối đa. Nhiệt độ tối
thiểu, tối ưu và tối đa thay đổi tuỳ theo từng giống cây.
Phần lớn các giống cây không phản ứng như nhau ở các thời kỳ phát triển khác
nhau. Thông thường, sự nảy mầm và giai đoạn đầu của sự tăng trưởng mầm xảy ra
nhanh nhất trong nhiệt độ ấm. Cùng nhiệt độ cao này có thể lại có hại cho cây ở giai
đoạn trưởng trành. Các cây con có diện tích lá (mơ quang hợp) lớn hơn diện tích cánh
và gốc (mơ hơ hấp). Diện tích quang hợp tương đối lớn và nhiệt độ ấm tạo thuận lợi
cho việc sản xuất carbohydrate và tăng trưởng. Tuy nhiên, khi cây lớn lên, diện tích
cành và gốc tăng lên (mơ hơ hấp) so với diện tích lá do đó nhiệt độ thấp hơn sẽ thuận
lợi hơn cho tăng trưởng vì giảm được sự hơ hấp. Trong giai đoạn phát triển lá, nhiệt độ
tối ưu cho cây thường cao hơn trong giai đoạn sinh sản (ra hoa, kết quả).
Một cách tổng quát, các giống thực vật nhà kính được trồng với nhiệt độ ban ngày
cao hơn ban đêm 3-6° C trong những ngày mây mù và cao hơn 8.5° C trong những

SVTH:Tạ Xuân Bình

Tháng 6 năm 2009

Trang:4


LVTN: Điều khiển nhiệt độ, ánh sáng nhà kính

GVHD:Ts Huỳnh Thái Hồng

ngày quang đãng. Do đó, nhiệt độ ban ngày tối ưu cho sự tăng trưởng thường giảm khi
năng lượng bức xạ mặt trời giảm. Cần nhớ điều này khi chuyển mùa. Nhiệt độ ban
đêm có thể khoảng 10-21° C. Với các giống trồng mùa ấm, 15.5-18.5° C là khởi điểm
tốt, với các giống trồng mùa lạnh là 10-13° C. Cây trồng thường phát triển tốt hơn nếu
nhiệt độ ban ngày ấm hơn ban đêm (trừ vài giống như Violet châu Phi). Mức nhiệt độ

chính xác thay đổi theo cường độ ánh sáng và tuổi cây.
Nhiệt độ là một công cụ hữu ích cho việc điều hịa thời gian trồng trọt. Nhiều
giống hoa bán chạy vào các dịp lễ như Giáng Sinh, Valentine, Tết, Phục Sinh,
Mother’s day… và nếu bỏ lỡ các dịp này, giá bán sẽ giảm gây thiệt hại kinh tế. Cây có
thể được thúc đẩy tăng trưởng nhanh hay kìm lại cho hợp thời điểm kinh tế nhất. Tuy
nhiên cần nhớ là sự thay đổi nhiệt độ quá mức ảnh hưởng ngược tới chất lượng cây
trồng.
1.4 Hiệu số nhiệt độ giữa ngày và đêm viết ( DIF):
Trong nhiều năm qua, chiều cao cây trồng được kiểm soát bằng các chất hố học.
Sự quan tâm về mơi trường và sức khỏe con người ngày nay dẫn tới các nỗ lực thay
đổi phương thức kiểm soát chiều cao cây trồng khác. Gần đây, các nhà nghiên cứu đã
tìm ra một mối quan hệ thực tế giữa chiều cao cây và chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và
đêm. Quan hệ này được biểu diễn theo hiệu số nhiệt độ giữa ngày và đêm viết tắt là
DIF:
DIF = nhiệt độ ban ngày (TN) - nhiệt độ ban đêm (TĐ)
Thí dụ:
TN = 21° C, TĐ =15.5° C, DIF = 5.5
TN = 18.5° C, TĐ =18.5° C, DIF = 0
TN = 15.5° C, TĐ =21° C, DIF = -5.5
Nguyên tắc của DIF có thể áp dụng trong nhà kính để kiểm sốt chiều cao cây
trồng và giảm sử dụng các chất kích thích hóa học.
Tác dụng chính của DIF là tác động vào sự phát triển .
Chiều cao cây có thể được giảm thiểu bằng cách giảm nhiệt độ ban ngày
hoặc tăng nhiệt độ ban đêm hay cả hai để đạt tới chênh lệch nhiệt độ ngày đêm

SVTH:Tạ Xuân Bình

Tháng 6 năm 2009

Trang:5



LVTN: Điều khiển nhiệt độ, ánh sáng nhà kính

GVHD:Ts Huỳnh Thái Hoàng

nhỏ hay bằng zero. Ngược lại, để tăng chiều cao cây, người ta tăng nhiệt độ ban ngày
hay giảm nhiệt độ ban đêm.
Tầm quan trọng của phản ứng đối với DIF thay đổi theo giá trị của DIF. Sự kéo
dài lóng khi DIF tăng lên lớn hơn sự giảm chiều dài lóng khi DIF giảm xuống.
Chênh lệch nhiệt độ ngày và đêm quyết định chiều dài bất chấp nhiệt độ tuyệt đối.
DIF có tác dụng lớn nhất vào thời kỳ phát triển nhanh nhất của cây. DIF được đáp
ứng rất nhanh, trong vòng 24 tới 48 giờ.
DIF cực âm có thể khiến cho lá ngả vàng, nếu áp dụng DIF âm một khoảng thời
gian ngắn rồi trở lại DIF dương, màu xanh lá sẽ trở lại, tuy nhiên, với các cây non và
áp dụng thời gian dài thì lá có thể vẫn bị vàng.
DIF ảnh hưởng tới chiều cao cây, hướng của lá và mầm, diệp lục, phân nhánh, sự
phát triển cuống lá và cuống hoa.
1.5 Hạ nhiệt độ
Trong khoảng thời gian ấm áp của năm, khó có thể giảm nhiệt độ ngày xuống gần
bằng nhệt độ ban đêm. Các nghiên cứu gần đây cho thấy một sự giảm nhiệt hay tăng
nhiệt kéo dài 2-3 giờ vào lúcbắt đầu hay kết thúc chu kỳ chiếu sáng có tác động mạnh
tới sự phát triển.
Trong nhà kính, sự hạ nhiệt thực hiện bằng cách bật quạt thơng gió hay mở cửa
thơng gió 20-30 phút trước khi mặt trời mọc, sau đó trở lại chế độ thơng gió bình
thường hai ba giờ sau.
Sự nhạy cảm ở một vài thời điểm trong chu kỳ chiếu sáng có lẽ liên quan đến nhịp
sinh học nội sinh của cây.
1.6 Sự trổ hoa và phát triển hoa
Nhiều giống hoa yêu cầu một chế độ nhiệt đặc biệt trong thời kỳ trổ hoa và phát

triển hoa. Yêu cầu nhiệt độ cho trổ hoa có hai loại:
- Yêu cầu định tính: cây sẽ khơng trổ hoa trừ khi nó được cung cấp một
nhiệt độ nhất định trong một khoảng thời gian tối thiểu nào đó.
- Yêu cầu định lượng: sự trổ hoa có thể điều khiển được bằng cách thay đổi chế
độ nhiệt, như thời điểm trổ hoa, vị trí trổ hoa…

SVTH:Tạ Xn Bình

Tháng 6 năm 2009

Trang:6


LVTN: Điều khiển nhiệt độ, ánh sáng nhà kính

GVHD:Ts Huỳnh Thái Hồng

Tác động của nhiệt có thể trực tiếp hay gián tiếp, nghĩa là sự cảm ứng xảy ra ngay
khi hay sau khi xử lý nhiệt độ. Tác dụng cảm ứng của nhiệt độ thấp trên sự trổ hoa gọi
là sự xn hóa. Các mơ phân sinh đỉnh là nơi cảm nhận nhiệt cho sự trổ hoa. Cây phải
đạt tới một giai đoạn phát triển nhất định trước khi các mô phân sinh trở nên nhạy cảm
với nhiệt độ.

SVTH:Tạ Xuân Bình

Tháng 6 năm 2009

Trang:7



LVTN: Điều khiển nhiệt độ, ánh sáng nhà kính

GVHD:Ts Huỳnh Thái Hoàng

CHƯƠNG 2:
GIỚI THIỆU LINH KIỆN
2.1 LM35
2.1.1 Tổng quan
IC LM35 là IC cảm biến nhiệt bán dẫn được chế tạo dựa trên nguyên lý hoạt động
của diode zener LM335.
IC LM35 có điện áp ra tỉ lệ trực tiếp với nhiệt độ thang Celcius. Như thế, mạch bù
trừ điểm 0 của thang Kelvin (thang nhiệt độ tuyệt đối) khơng cịn cần thiết như các IC
cảm biến nhiệt trước đây. Điện áp ngõ ra là 10mV/oC và sai số do không tuyến tính là
cho tồn thang đo.
IC LM35 được chế tạo ở 3 thang đo nhiệt độ là:
- 50 oC đến + 150 oC (LM35/LM35A)
- 40 oC đến + 110 oC (LM35C/LM35CA)
- 0 oC đến + 100 oC (LM35D)
Ngõ ra của LM35 là điện áp với độ nhạy 10mv/0C, sai số cực đại 1,5oC khi
nhiệt độ lớn hơn 100C. Phạm vi sử dụng -55oC đến 150oC.
LM35 có độ chính xác cao, tính năng cảm biến nhiệt độ rất nhạy, ở nhiệt độ 25oC
nó có sai số khơng q 1%. Với tầm đo từ 0 oC – 128 oC, tín hiệu ngõ ra tuyến tính liên
tục với những thay đổi của tín hiệu ngõ vào.
2.1.2Thơng số kỹ thuật:
Tiêu tán cơng suất thấp.
Dịng làm việc từ 400uA – 5mA.
Dịng ngược 15mA.
Dịng thuận 10mA.
Độ chính xác: khi làm việc ở nhiệt độ 25 oC với dịng làm việc 1mA thì điện áp
ngõ ra từ 2,94V – 3,04V.


SVTH:Tạ Xuân Bình

Tháng 6 năm 2009

Trang:8


LVTN: Điều khiển nhiệt độ, ánh sáng nhà kính

GVHD:Ts Huỳnh Thái Hồng

2.1.3 Đặc tính điện:
Theo thơng số của nhà sản xuất LM35, quan hệ giữa nhiệt độ và điện áp ngõ ra
như sau:
Vout = 0,01.T(oK) = 2,73 + 0,01T(oC)
Vậy ứng với tầm hoạt động từ 0oC – 100oC ta có sự biến thiên điện áp ngõ ra là:
- Ở 0oC thì điện áp ngõ ra Vout = 2,73 (V).
- Ở 5oC thì điện áp ngõ ra Vout = 2,78 (V).
- Ở 100oC thì điện áp ngõ ra Vout = 3,73 (V).
Tầm biến thiên điện áp tương ứng với nhiệt độ từ 0oC - 100oC là 1V.
2.2 OPAMP
2.2.1Tổng quát
Opamp là linh kiện khuếch đại thuật tốn.

Cơng thức cơ bản của bộ khuếch đại là :
Tín hiệu ra = (tín hiệu vào) x (Độ lợi G)
Ở Opamp, độ lợi G rất lớn (lớn hơn 10.000 lần).Riêng 741 có độ khuếch đại lên
đến 200.000 lần (giá trị điển hình). Do đó nếu đưa tín hiệu vào là 1mV thì tín hiệu ra là
1x200.000=200V.


SVTH:Tạ Xuân Bình

Tháng 6 năm 2009

Trang:9


LVTN: Điều khiển nhiệt độ, ánh sáng nhà kính

GVHD:Ts Huỳnh Thái Hồng

2.2.2 Kí hiệu và đặc tính của OPAMP:

Chân V+ gọi là “chân ngõ vào không đảo”, chân V- gọi là “chân ngõ vào đảo”.
Hiệu điện thế trên 2 chân này được khuyếch đại và xuất ra chân ngõ ra VO (áp chân VO
so với GND). Đường đặc tính ngõ vào-ngõ ra có 3 miền như hình vẽ:

- Miền 1 : miền bão hòa: Điện áp vào Vi quá bé làm cho điện áp ra (nếu có)
VO=Av.Vi < -Vcc. Nhưng Opamp không thể xuất ngõ ra quá trị số -Vcc, nên giá trị
xuất ra luôn là Vcc. (dù Vi giảm liên tục, nhưng Vout không đổi)
- Miền 2 : miền khuếch đại. Điện áp Vout=Vin.Av tạo thành một đường xiên.
Do độ lợi Av rất cao nên miền này rất bé. (điện áp Vout rất dễ bị bão hòa)
- Miền 3: miền bão hịa.
Từ đặc tính, ta thấy là opamp rất dễ bị bão hịa (có khi chỉ vài chục m V đã bão
hịa). Điều này làm cho chúng ta khơng thể ứng dụng OPAMP như nguyên lý trên mà
phải dùng một vịng hồi tiếp. Tên gọi “thuật tốn” của OpAmp xuất phát từ đây.
(“Thuật toán” – operation tức là cộng, trừ, nhân, chia, …)
Điện trở R1 nối ngõ ra V0 với ngõ vào V+ (người ta gọi như vậy là “hồi tiếp”).


SVTH:Tạ Xuân Bình

Tháng 6 năm 2009

Trang:10


LVTN: Điều khiển nhiệt độ, ánh sáng nhà kính

GVHD:Ts Huỳnh Thái Hồng

Ta có cơng thức cơ bản của bộ khuếch đại:
VO=Vin.Av
2.3ỔN ÁP 78XX
2.3.1 Tổng quát.
Vi mạch ổn áp là loại vi mạch nhận ở lối vào một điện áp DC chưa ổn định và tạo
ra ở lối ra một điện áp DC ổn định . Vi mạch ổn áp DC có thể chia thành hai loại
chính: loại có điện áp ngõ ra cố định và loại loại có điện áp ra điều chỉnh được. Vi
mạch ổn áp có ưu điểm là độ ổn định cao, lắp ráp và sử dụng đơn giản nên rất thông
dụng .
Với những mạch điện không đòi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao, IC ổn áp
thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn giản. Các loại ổn áp thường
được sử dụng là IC 78xx, với xx là điện áp cần ổn áp.
Ví dụ: 7805 ổn áp 5V, 7812 ổn áp 12V. Việc dùng các loại IC ổn áp 78xx tương tự
nhau, dưới đây là minh họa cho IC ổn áp 7805
2.3.2 Sơ đồ thiết kế.
VCC

9V _12V


LM7805/TO
VOUT

2

C1

VIN

GND

Vout 5V
1

104

3

C2
104

0

Ở đề tài này ta chọn vi mạch ổn áp có điện áp ngõ ra cố định. Đại diện cho vi
mạch này là hai họ vi mạch 78xx và 79xx.
- 78xx.. ổn áp cho ra điện áp dương.
- 79xx.. ổn áp ch ra điện áp âm.
- Chân số 1 là chân IN

SVTH:Tạ Xuân Bình


Tháng 6 năm 2009

Trang:11


LVTN: Điều khiển nhiệt độ, ánh sáng nhà kính

GVHD:Ts Huỳnh Thái Hoàng

- Chân số 2 là chân GND
- Chân số 3 là chân OUT
Ngõ ra OUT luôn ổn định dù điện áp từ nguồn cung cấp thay đổi. Mạch này dùng
để bảo vệ những mạch điện chỉ hoạt động ở điện áp cố định. Nếu nguồn điện có sự cố
đột ngột: điện áp tăng cao thì mạch điện vẫn hoạt động ổn định nhờ có IC 78xx hoặc
79xx vẫn giữ được điện áp ở ngõ ra OUT không đổi.
Mạch trên lấy nguồn một chiều từ một máy biến áp để đưa vào ngõ IN. Khi kết
nối mạch điện, do nhiều nguyên nhân, người dùng dễ nhầm lẫn cực tính của nguồn
cung cấp khi đấu nối vào mạch, trong trường hợp này rất dễ ảnh hưởng đến các linh
kiện trên board mạch. Vì lí do đó một diode cầu được lắp thêm vào mạch, diode cầu
đảm bảo cực tính của nguồn cấp cho mạch theo một chiều duy nhất, và nguời dùng
cũng khơng cần quan tâm đến cực tính của nguồn khi nối vào ngõ IN nữa.
Chú ý: điện áp đặt trước IC78xx phải lớn hơn điện áp cần ổn áp từ 1.5V đến 2V
Tụ điện đóng vai trị ổn định và chống nhiễu cho nguồn. (có thể bỏ hai tụ điện nếu
mạch điện khơng địi hỏi).
2.4 OPTO
Opto hay cịn gọi là cách ly quang là linh kiện tích hợp có cấu tạo gồm 1 led và 1
photo diot hay 1 photo transitor. Được sử dụng để cách ly giữa các khối chênh lệch
nhau về điện hay công suất như khối có cơng suất nhỏ với khối điện áp lớn.
2.4.1 Ngun lý hoạt động:

Khi có dịng nhỏ đi qua 2 đầu của led có trong opto làm cho led phát sáng. Khi led
phát sáng làm thông 2 cực của photo diot, mở cho dòng điện chạy qua.
2.4.2 Phân loại và cách sử dụng.
OPTO P512: là loại có 4 chân, cách xác định chân:Chân 1 là chân gần dấu chấm
trên mặt opto,gần chân 1 là chân 2, đối diện chân 1 là chân 3, cạnh chân 3 là chân 4.
OPTO 4N35 có 6 chân, cách xác định chân:Chân 1 là chân gần dấu chấm trên mặt
opto,gần chân 1 là chân 2, gần chân 2 là chân 3,đối diện chân 1 là chân 4, cạnh chân 4
là chân 5,cạnh chân 5 là chân 6.

SVTH:Tạ Xuân Bình

Tháng 6 năm 2009

Trang:12


LVTN: Điều khiển nhiệt độ, ánh sáng nhà kính

GVHD:Ts Huỳnh Thái Hồng

Opto 4N35 có 6 chân dùng 4 chân , bao gồm 1 con led và 1 con transistor, khi có
điện áp rơi trên con led khoảng 1.2v và dịng khoảng 20mA thì con transistor sẽ dẫn.

2.5TRIAC
2.5.1 Giới thiệu:
TRIAC (viết tắt của TRIode for Alternating Current) là phần tử bán dẫn gồm năm
lớp bán dẫn, tạo nên cấu trúc p-n-p-n theo cả hai chiều giữa các cực T1 và T2, do đó
có thể dẫn dịng theo cả hai chiều giữa T1 và T2. TRIAC có thể coi tương đương với
hai thyristor đấu song song song ngược nhau.Việc đóng triac theo vả hai chiều được
thực hiện nhờ một cổng duy nhất G và xung dịng kích vào cổng G có chiều bất kì.Bởi

vì triac dẫn cả hai chiều nên chỉ có hai trạng thái:trạng thái dẫn và trạng thái khóa.Mặc
dù vậy có thể định nghĩa triac có chiều thuận và chiều nghich.
2.5.2 Đặc tính V-A
Đặc tính Volt-Ampere của TRIAC bao gồm hai đoạn đặc tính ở góc phần tư thứ
nhất và thứ ba (hệ trục Descartes), triac ở trạng thái dẫn điện,độ sụt áp giữa anode và
cathode không đáng kể.

SVTH:Tạ Xuân Bình

Tháng 6 năm 2009

Trang:13


LVTN: Điều khiển nhiệt độ, ánh sáng nhà kính

GVHD:Ts Huỳnh Thái Hồng

TRIAC có thể điều khiển cho mở dẫn dịng bằng cả xung dương (dòng đi vào cực
điều khiển) lẫn xung âm (dòng đi ra khỏi cực điều khiển). Tuy nhiên xung dịng điều
khiển âm có độ nhạy kém hơn, nghĩa là để mở được TRIAC sẽ cần một dòng điều
khiển âm lớn hơn so với dòng điều khiển dương. Vì vậy trong thực tế để đảm bảo tính
đối xứng của dịng điện qua TRIAC thì sử dụng dịng điện âm là tốt hơn cả.
2.5.3Ứng dụng:
TRIAC đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng điều chỉnh điện áp xoay chiều và các
công tắc-tơ tĩnh.

2.6 IC 555
2.6.1 Giới thiệu
Cấu tạo của NE555 gồm OP-amp so sánh điện áp, mạch lật và transistor để xả

điện. Cấu tạo của IC đơn giản nhưng hoạt động tốt. Bên trong gồm 3 điện trở mắc nối
tiếp chia điện áp VCC thành 3 phần. Cấu tạo này tạo nên điện áp chuẩn. Điện áp 1/3
VCC nối vào chân dương của Op-amp 1 và điện áp 2/3 VCC nối vào chân âm của Opamp 2. Khi điện áp ở chân 2 nhỏ hơn 1/3 VCC, chân S = [1] và FF được kích. Khi điện
áp ở chân 6 lớn hơn 2/3 VCC, chân R của FF = [1] và FF được reset

SVTH:Tạ Xuân Bình

Tháng 6 năm 2009

Trang:14


LVTN: Điều khiển nhiệt độ, ánh sáng nhà kính

GVHD:Ts Huỳnh Thái Hồng

- Chân 1: Ground _ Ngn âm.
- Chân 2: Trigger _ ngõ vào xung nảy.
- Chân 3: Output _ ngõ ra xung clock.
- Chân 4: Reset _ Hồi phục. thường được sử dụng để mở rộng tính năng của vi
mạch. Bình thường được nối lên Vcc. Nếu chân 4 nối Mass thì sẽ khơng có xung xuất
hiện ở ngõ ra.
- Chân 5: Control Voltage _ Điều khiển điện áp. Dùng để thay đổi thời hằng của
vi mạch hay tần số xung nảy ở ngõ ra chân số 3. Bình thường chân này để hở hay nối
Mass thông qua một tụ.
- Chân 6: Theshold _ Ngưỡng, thềm. Dùng để nhân biết mức điện áp ngõ vào
dựa trên 2 mức chuẩn 1/3 Vcc và 2/3 Vcc để diều khiển tín hiệu ngõ ra.
- Chân 7: Dischage _ Xả điện. Đường xả điện cho tụ thông qua mối nối CE của
một transistor nằm bên trong vi mạch.
- Chân 8: Vcc _ Nguồn dương.


Mạch dao động tạo xung bằng IC 555

SVTH:Tạ Xuân Bình

Tháng 6 năm 2009

Trang:15