THIẾT KẾ THI CÔNG HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚC TỰ ĐỘNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH VIỆN SƯ PHẠM KỸ THUẬT - - ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚC THÔNG MINH GVHD: PSG.TS Bùi Văn Hồng Nhóm SVTH: Lê Phú Hiếu (NT) 16141153 Nguyễn Đồng Quý 16141251 Nguyễn Thị Minh Trang 16141308 Đỗ Phong Vũ 16141344 Nguyễn Thu Vy 16141348 Thành phố Hồ Chí Minh – 07/2020 i LỜI CAM ĐOAN Nhóm chúng tơi xin cam đoan đề tài thiết kế thi công “Thiết kế thi công hệ thống tưới nước thông minh” nỗ lực thành viên nhóm tìm hiểu, nghiên cứu hướng dẫn PGS.TS Bùi Văn Hồng Các số liệu, kết trình bày đề tài hồn tồn trung thực có nội dung xác có sở khoa học Ngồi ra, tài liệu có sử dụng số tài liệu tham khảo có trích dẫn nguồn thích rõ ràng Nhóm chúng tơi xin chịu trách nhiệm lời cam đoan Nhóm tác giả Lê Phú Hiếu (Nhóm trưởng) Nguyễn Đồng Quý Nguyễn Thị Minh Trang Nguyễn Thu Vy Đỗ Phong Vũ i LỜI CẢM ƠN Lời nhóm chúng tơi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến PTS.TS Bùi Văn Hồng tận tình hướng dẫn giúp đỡ nhóm chúng tơi nghiên cứu hồn thành đề tài Những lời nhận xét, góp ý hướng dẫn thầy giúp cho nhóm có định hướng đắn cho nhóm thực đề tài, giúp nhận ưu, khuyết điểm đề tài bước khắc phục để có kết tốt Nhóm chúng tơi xin cảm ơn q thầy cô khoa Điện – Điện tử truyền đạt kiến thức chuyên ngành, công nghệ cách làm việc để hồn thành đề tài môn học Và cuối cảm ơn anh Trợ giảng Phạm Thanh Bằng giúp đỡ trình học tập làm đề tài nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn! Nhóm tác giả Lê Phú Hiếu (Nhóm trưởng) Nguyễn Đồng Quý Nguyễn Thị Minh Trang Nguyễn Thu Vy Đỗ Phong Vũ ii TÓM TẮT ĐỀ TÀI Tưới nước khâu quan trọng trồng trọt để đảm bảo trồng sinh trưởng tốt Chính nhóm chúng tơi nghiên cứu đề tài “Thiết kế thi công hệ thống tưới nước thông minh” Thiết kế thi công mơ hình điều khiển việc tưới nước cho hoa cỏ công viên Hệ thống bao gồm chế độ hoạt động: tự động, thủ công, hẹn Có kênh để điều khiển tối đa vịi phun máy tưới nước Trên board ta điều khiển nhiệt độ, thời gian tưới chuyển từ chế độ tự động sang chế độ thủ cơng Nhằm mục đích trì nhiệt độ độ ẩm giúp trồng sinh trưởng tốt Abstract Watering is one of the most important stages in cultivation to ensure that plans grow well Therefore, our team has studied the topic “Design and construction of intelligent watering systems” This system controls the watering of flowers and plans in the park The system includes three operating modes: Auto, Manual, Timer There are eight channels to control up to eight sprinklers On board, we control the temperature, irrigation time and switch from an automatic mode to manual mode In order to maintain the temperature and humidity for the plan to grow well iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II TÓM TẮT ĐỀ TÀI III MỤC LỤC IV DANH MỤC BẢNG BIỂU VII DANH MỤC HÌNH ẢNH – ĐỒ THỊ VIII MỞ ĐẦU 1 ĐẶT VẤN ĐỀ – LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Lý chọn đề tài MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng 3.2 Khách thể GIẢ THUYẾT KHOA HỌC NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU PHẠM VI NGHIÊM CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 7.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 7.2 Phương pháp quan sát 7.3 Phương pháp khảo sát 7.4 Phương pháp thực nghiệm KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU VÀ PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ CẤU TRÚC ĐỀ TÀI CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚC THÔNG MINH iv 1.1 KHÁI NIỆM HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG 1.2 VỊ TRÍ VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG 1.3 ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG TRONG TƯỚI TIÊU VÀ TRỒNG TRỌT 1.4 MỘT SỐ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐANG ĐƯỢC SỬ DỤNG 10 1.4.1 Hệ thống nước 10 1.4.2 Hệ thống ngoài nước 11 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TƯỚI THÔNG MINH 12 2.1 CÁC LOẠI LINH KIỆN 12 2.1.1 Cảm biến nhiệt độ độ ẩm 12 2.1.2 Chip Vi điều khiển PIC 16F690 14 2.1.3 Máy bơm 24 2.1.4 Các loại van điện tử và vòi phun 24 2.1.5 Các loại linh kiện khác 28 2.2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚC 34 2.2.1 Thiết kế sơ đồ khối 34 2.2.2 Thiết kế sơ đồ mạch 36 CHƯƠNG 3: CÁC CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TƯỚI THÔNG MINH 39 3.1 CHẾ ĐỘ TƯỚI NƯỚC TỰ ĐỘNG 39 3.2 CHẾ ĐỘ TƯỚI HẸN GIỜ 39 3.3 CHẾ ĐỘ TƯỚI THỦ CÔNG BẰNG TAY 41 CHƯƠNG 4: THỰC TRẠNG VÀ NHU CẦU CỦA HỆ THỐNG TƯỚI HIỆN NAY 42 4.1 THỰC TRẠNG CÁC HỆ THỐNG TƯỚI HIỆN NAY 42 4.2 NHU CẦU SỬ DỤNG HỆ THỐNG TƯỚI THÔNG MINH 44 v CHƯƠNG 5: VẬN DỤNG VÀ KIỂM NGHIỆM MÔ HÌNH TƯỚI NƯỚC THÔNG MINH 49 5.1 VẬN DỤNG VÀ KIỂM NGHIỆM MƠ HÌNH 49 5.2 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 50 5.3 ƯU ĐIỂM VÀ KHUYẾT ĐIỂM CỦA MƠ HÌNH 50 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 51 KẾT LUẬN 51 KIẾN NGHỊ 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO .53 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Bảng phân công nhiệm vụ Bảng 1- 1: Sơ đồ chân IC 74HC595 29 Bảng 1- 2: Bảng theo dõi nhiệt độ, độ ẩm, lượng nước cần tưới cho trồng 50 vii DANH MỤC HÌNH ẢNH – ĐỒ THỊ Hình 2- 1: Sơ đồ nguyên lí cảm biến độ ẩm đất 14 Hình 2- 2: Vi điều khiển PIC 16F690 14 Hình 2- 3: Sơ đồ chân PIC 16F690 15 Hình 2- 4: Sơ đồ khối PIC 16F690 16 Hình 2- 5: Khảo sát timer1 PIC 16F690 18 Hình 2- 6: Thanh ghi lưu kết T1 18 Hình 2- 7: Timer1 chế độ định thời PIC 16F690 19 Hình 2- 8: Sơ đồ khối ADC PIC 16F690 20 Hình 2- 9: Thanh ghi ADCON0 PIC 16F690 20 Hình 2- 10: Thanh ghi ADCON1 PIC 16F690 22 Hình 2- 11: Thanh ghi kết số ADC PIC 16F690 22 Hình 2- 12: Hàm ngõ ADC PIC 16F690 23 Hình 2- 13: Máy bơm 24 Hình 2- 14: Béc tưới nhỏ giọt Elgo In Line 25 Hình 2- 15: Béc phun mưa 360 độ Claber 26 Hình 2- 16: Béc tưới phun sương Isreal Super Fogger 27 Hình 2- 17: IC chốt 74HC595 28 Hình 2- 18: Sơ đồ chân 74HC595 28 Hình 2- 19: Cách thức hoạt động IC 74HC595 30 Hình 2- 20: Cấu tạo led đoạn 31 Hình 2- 21: Sơ đồ vị trí led 31 Hình 2- 22: Cách điều khiển led đoạn thông qua IC 74HC595 32 Hình 2- 23: Sơ đồ chân Mosfet IRF3205 33 Hình 2- 24: Mạch nguyên lí hoạt động điều khiển động 33 Hình 2- 25: Sơ đồ mạch dùng Opto lí với điều khiển 34 Hình 2- 26: Sơ đồ khối hệ thống tưới nước thông minh 34 Hình 2- 27: Sơ đồ mạch điều khiển sử dụng PIC 16F690 36 Hình 2- 28: Sơ đồ ngun lí mạch hiển thị sử dụng IC 74HC595 37 Hình 2- 29: Sơ đồ ngun lí mạch công suất sử dụng Mosfet IRF3205 38 Hình 3- 1: Hình ảnh minh họa tưới nhỏ giọt 40 Hình 3- 2: Hình ảnh minh họa tưới phun mưa 40 Hình 3- 3: Hình ảnh minh họa tưới phun sương 41 Hình 4- 1: Tưới nước máy bơm phụ thuộc sức người 42 Hình 4- 2: Tưới nước rau màu cịn thủ cơng sức người 42 Hình 4- 3: Hệ thống tưới tự động công viên 43 Hình 4- 4: Tưới tự động smart home 44 Hình 4- 5:Cơng nghệ áp dụng vào hoa màu 45 Hình 4- 6: Rẫy café áp dụng hệ thống tự động( Gia Lai ) 46 viii MỞ ĐẦU Đặt vấn đề – Lý chọn đề tài 1.1 Đặt vấn đề Nền nông nghiệp nước ta nơng nghiệp cịn lạc hậu chưa có nhiều ứng dụng khoa học kĩ thuật áp dụng vào thực tế Rất nhiều quy trình kỹ thuật trồng trọt, chăm sóc tiến hành cách chủ quan khơng đảm bảo u cầu Có thể nói nơng học ngồi kĩ thuật trồng trọt, chăm sóc tưới nước khâu quan trọng trồng trọt, để đảm bảo sinh trưởng phát triển bình thường, tưới tưới đủ theo yêu cầu nông học trồng không sinh sâu bệnh, hạn chế thuốc trừ sâu cho sản phẩm an toàn, đạt suất, hiệu cao Ngoài tuyến phố khu vực trung tâm thành phố bắt gặp hình ảnh xe bồn chở nước tưới dọc đường gây ùn tắc, an tồn giao thơng Mặt khác, nước ta giai đoạn công nghiệp hóa, đại hóa thiết bị máy móc tự động đưa vào phục vụ thay sức lao động người 1.2 Lý chọn đề tài Vì thiết bị tưới nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đưa vào thực tiễn ngày áp dụng nhiều Thiết bị tưới đa dạng chủng loại (vòi phun mưa, phun sương, vòi nhỏ giọt bù áp, vịi khơng bù áp, dây tưới nhỏ giọt) có thơng số khác nhau, phục vụ cho loại khác Việc tính tốn để lựa chọn thiết bị hệ thống tưới đáp ứng nhu cầu tưới theo nông học trồng phù hợp điều kiện kinh tế, kỹ thuật cho hiệu cao việc cần thiết cho việc phát triển diện rộng hệ thống tưới Hệ thống tưới phun đáp ứng độ ẩm gốc, độ ẩm không khí cho trồng phát triển tốt, hệ thống tiết kiệm nước tạo điều kiện cho trồng hấp thu chất dinh dưỡng, khơng gây rửa trơi, thối hóa đất, không gây ô nhiễm môi trường Hệ thống tưới tự động (tưới nhỏ giọt, phun sương ) hệ thống thiết bị tưới tốt đáp ứng theo yêu cầu sinh trưởng trồng ứng dụng rộng nước phát triển Hệ thống tưới nước tự động hình thức tưới nước hợp lý, tiết kiệm sức lao động CHƯƠNG 3: CÁC CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TƯỚI THỐNG MINH 3.1 Chế độ tưới nước tự động Tưới tự động phương pháp tưới cung cấp nước cách tự động cho trồng Bao gồm số hình thức như: tưới nhỏ giọt, tưới phun sương, tưới phun mưa,… Hệ thống tưới tự động hóa điều khiển điện, hoạt động xác theo chương trình cài đặt Đồng thời điều khiển kết hợp với thiết bị cảm biến nhiệt độ, độ ẩm đất dùng để đóng cắt relay độ ẩm đất nơi đo thay đổi ngưỡng cài đặt, bình thường đầu module mức thấp, cảm biến phát thiếu nước module chuyển mức cao, điều khiển relay đóng máy bơm hoạt động, nước bơm đầy, cảm biến phát đủ nước module tự động mức thấp, điều khiển mở relay, tăng tính hiệu hệ thống tưới tự động Nguyên lý hoạt động: Các tín hiệu từ thiết bị cảm biến cung cấp thông số nhiệt độ, độ ẩm đo cho điều khiển Bộ điều khiển phân tích liệu, đất bị thiếu độ ẩm, cảm biến đưa tín hiệu thơng báo cho điều khiển, hệ thống tự động tưới nước; độ ẩm đủ, hệ thống tự động ngắt Hệ thống tưới tự động có nhiều ý nghĩa lợi ích đời sống người môi trường Giúp tiết kiệm lên đến 60% lượng nước so với phương pháp tưới thơng thường, góp phần xã hội chung tay tiết kiệm nước – nguồn tài nguyên quý giá nhân loại, theo góp phần vào công bảo vệ nguồn tài nguyên mang ý nghĩa sống cịn Ngồi ra, việc loại bỏ hết lượng nước tồn đọng vườn – nguyên nhân gây bệnh Điều giúp tiết kiệm lượng phân bón; bình thường nước q nhiều rửa trơi hết phân vào hệ thống thoát nước: Kiểm soát lượng nước tưới giảm lượng nước tưới dư thừa, nguyên nhân việc úng nước trồng 3.2 Chế độ tưới hẹn Hệ thống tưới hẹn tự động hóa hồn tồn, hoạt động xác theo chương trình cài đặt chỉnh tưới tay, thiết lập khung tưới mặc định remote 39 Nguyên lý hoạt động: Khi tới hẹn van mở máy bơm tự động chạy để tạo áp lực cho vịi phun kích van điện mở nước cho hệ thống tưới Đến thời gian tắt timer ngắt van điện ngừng cung cấp nước cho hệ thống Hệ thống hẹn tưới tự động có hình thức tưới - Hình thức tưới nhỏ giọt: Thích hợp để tưới cho chậu cây, gốc lớn, tường cây… Hình 3- 1: Hình ảnh minh họa tưới nhỏ giọt - Hình thức tưới phun mưa: Thích hợp tưới cho bồn hoa, khay rau… Hình 3- 2: Hình ảnh minh họa tưới phun mưa - Hình thức tưới phun sương: Thích hợp tưới cho giỏ lan, giỏ hoa treo… 40 Hình 3- 3: Hình ảnh minh họa tưới phun sương Với hình thức tưới đa dạng, thông minh tiện lợi, hệ thống tưới hẹn giúp xanh khơng cịn phải lo bị khơ héo chết thiếu nước Tùy theo loại cây, khu vườn mà ứng dụng hình thức tưới khác nhau, điều giúp hấp thụ nước cách hiệu giúp tiết kiệm tối đa lượng nước tưới cho gia đình ngày 3.3 Chế độ tưới thủ công tay Hệ thống tưới nước tắt bật tay Có thể điều khiển hệ thống trực tiếp board mạch qua remote hồng ngoại Khi điều khiển với remote ta tự điều khiển việc bật tắt cho vòi tưới (và máy bơm) Cụ thể ta bật tắt kênh bật tắt tất kênh lúc Việc tưới thủ công tay giúp cho người dùng tưới theo ý muốn 41 CHƯƠNG 4: THỰC TRẠNG VÀ NHU CẦU CỦA HỆ THỐNG TƯỚI HIỆN NAY 4.1 Thực trạng hệ thống tưới Chưa hồn tồn tự động cịn phụ thuộc vào sức người Từ xưa người dân có thói quen thủ cơng tưới nước hay trồng trọt sức người Hình 4- 1: Tưới nước máy bơm còn phụ thuộc sức người Cơng nghệ người dân áp dụng cịn lạc hậu, chưa chịu đổi Đa số người dân sử dụng cơng cụ có sẵn nhà Như máy bom, ống dẫn Tưới nước khơng có kiểm sốt Chưa phổ biến rộng rãi nơng nghiệp, đa số nhà có kinh tế sử dụng máy bơm thay sức tưới người, phần lại sức sức người Hình 4- 2: Tưới nước rau màu cịn thủ cơng sức người 42 Chưa linh hoạt thời tiết biến đổi thất thường Khơng kiểm sốt lượng nước tưới có phù hợp không, thời tiết thay đổi trước sau tưới làm trồng ảnh hưởng không nhỏ Giá thành cao, nông dân lại mù công nghệ, đa số người nông dân trồng trọt dựa vào kinh nghiệm chính, bên cạnh phần nhỏ nơng dân có hiểu biết nên sử dụng công nghệ gặp phải khó khăn Ngồi giá cho việc trang bị hệ thống tưới thông minh cao, bà nông dân chưa dám áp dụng mạnh vào sử dụng Từ việc sử dụng cơng nghiệp cho nơng nghiệp chưa rộng rãi hạn hẹp, số nơi vùng canh tác Trong điều kiện khí hậu ngày biến đối theo chiều hướng khắc nghiệt, việc chủ động tưới nước cho xanh thiếu Phương pháp tưới tự đợng đại đáp ứng yêu cầu tưới dạng công viên, quảng trường: loại cỏ, bụi, leo, …vừa giúp giảm thiểu chi phí mà cịn góp phần bảo vệ môi trường Hình 4- 3: Hệ thống tưới tự đợng ở cơng viên Ngồi việc áp dụng hệ thống tưới tự động vào smart home giúp chủ nhà có thệ kiểm sốt lượng nước tưới, điều chỉnh thời gian, hạn chế công sức, cho dù bận rộn 43 chủ nhà thể chăm sóc khu vườn, cảnh, hay mảnh vườn rau nhỏ mà không tốn nhiều thời gian Hình 4- 4: Tưới tự động ở smart home 4.2 Nhu cầu sử dụng hệ thống tưới thông minh Chủ động ứng phó với hạn hán, thiếu nước nâng cao hiệu khai thác cơng trình thủy lợi.Với quan điểm người dân tưới nhiều tốt phải tưới nhiều trồng phát triển tốt hoa kết trái, sinh trưởng tốt Nhờ có hệ thống tưới thông minh mà việc sử dụng nước tưới tiết kiệm hợp lí thời điểm, tiết kiệm lượng lớn lượng nước vùng khô hạn vào mùa hạ tỉnh miền Trung, tỉnh Tây Nguyên đặc biệt tỉnh Miền Tây vấn đề hạn mặn đầu nằm tháng 5.2020 Đẩy nhanh việc nhân rộng công nghệ tưới tiên tiến, tưới tiết kiệm nước, sức lao động tăng suất trồng nước Từ việc áp dụng mơ hình tưới tự động vùng khơ hạn mơ hình công nghệ tiên tiến đẩy mạnh áp dụng mơ hình khác ăn miền Tây, công nghiệp cà phê, tiêu Tỉnh Tây nguyên hay lương thực miền Duyên hải nam Trung Nông nghiệp đại hóa , thay cho sức lao động người Sử dụng hệ thống tưới thông minh sản xuất nông 44 nghiệp lựa chọn đắn hợp lí , tuyện vời góp phần giảm bớt vất vả lo lắng, khó khăn việc canh tác người nơng dân Khi người dân làm chủ vụ mùa sản lượng tăng xuất đạt cao Sự phát triển ngày tăng cao nông nghiệp nên việc áp dụng hệ thống tưới tự động ngày cao, từ người dùng có nhiều lựa chọn, đặc biệt mong muốn hệ thống tưới tự động ngày có giá thành vừa phải khoản chi người nơng dân Bên cạnh chất lượng phải đảm báo tốt, hoạt động ổn định có sai số nhỏ Hình 4- 5:Công nghệ áp dụng vào hoa màu Nước cho sản xuất sinh hoạt tăng mạnh với biến đổi khí hậu ngày rõ rệt khó lường gây sức ép thiếu nước lớn cho sản xuất nông nghiệp Nước sử dụng cho đời sống điều tất yếu Nhưng nước cung cấp cho việc nông nghiệp vấn đề quan trọng Đặc biệt nước ta nước xuất nhiều mặt hàng nông sản Nên nông nghiệp cần phải đẩy mạnh phát triển Vừa sử dụng nguồn nước đủ tiết kiệm 45 Tưới cho diện tích canh tác lớn, giảm nhiều chi phí cho hạ tầng sở Khơng áp dụng mơ hình nhỏ đơn lẻ mà hệ thống tưới thơng minh cịn áp dụng vùng diện tích lớn Năm 2016, dự án VnSAT khởi động tập trung cung cấp kiến thức hỗ trợ người nông dân chuyển đổi sang phương thức canh tác cà phê bền vững có bao gồm nhiều giải pháp tưới tiết kiệm phù hợp với đa số nông dân trồng cà phê Tây Nguyên Các hệ thống tưới tiết kiệm giúp giảm chi phí đầu vào 10-18 triệu đồng/ha/năm, khoản tiền không nhỏ với đa số nông hộ trồng cà phê Đồng thời tối ưu hố nước tưới cịn gia tăng suất vườn khoảng 0,5 cà phê nhân/ha Hình 4- 6: Rẫy café áp dụng hệ thống tự đợng( Gia Lai ) Ngồi lợi ích kinh tế, tưới nước tiết kiệm góp phần bảo vệ mơi trường, ổn định sản xuất có tưới Các kết điều tra cho thấy mơ hình áp dụng hệ thống tưới nước tiết kiệm so với tưới theo truyền thống giảm lượng nước tưới (600-1.15 lít/gốc/năm, tương ứng 25 - 47,9%) 46 Hình 4: Hệ thống tưới kiểm sốt lượng nước thơng qua đồng hồ Bên cạnh việc bón phân cho cà phê qua hệ thống tưới nước tiết kiệm góp phần nâng cao hiệu sử dụng phân bón, nhờ tiết kiệm lượng phân bón sử dụng (giảm 2026% lượng phân nguyên chất) đồng thời trì cải thiện độ phì đất Hình Lắp đặt sử dụng cho mơ hình nhiều heta trồng Dự án Phát triển cà phê bền vững (VnSAT) triển khai tỉnh Tây Nguyên với mục tiêu hỗ trợ nông dân kỹ thuật, công nghệ canh tác bền vững tái canh cà phê, 47 nhằm nâng cao hiệu sản xuất, tăng giá trị sản phẩm, tăng thu nhập cho người dân làm cà phê Trong năm qua, dự án tích cực xúc tiến việc thành lập tổ hợp tác, hợp tác xã, khảo sát, đánh giá, cấp chứng nhận vườn ươm giống đạt chuẩn, tổ chức lớp tập huấn kỹ thuật canh tác cà phê bền vững cho hộ nơng dân Bên cạnh dự án cịn hỗ trợ đầu tư sở hạ tầng, nâng cấp trang thiết bị góp phần tích cực vào cơng tái cầu ngành cà phê Việt Nam 48 CHƯƠNG 5: VẬN DỤNG VÀ KIỂM NGHIỆM MÔ HÌNH TƯỚI NƯỚC THƠNG MINH 5.1 Vận dụng kiểm nghiệm mơ hình: Vận dụng kiểm nghiệm mơ hình tưới nước tự động trồng cà chua mini - Nhiệt độ: Duy trì nhiệt độ tốt để hạt cà chua nảy mầm từ 20 đến 28oC - Độ ẩm đất: Đảm bảo ẩm độ đất khoảng 60-70%; cà chua hoa cần lượng nước nhiều hơn, đảm bảo ẩm độ đât 70-80% Mùa mưa ý nước, khơng để cà chua ứ đọng nước lâu Bảng theo dõi nhiệt độ, độ ẩm, lượng nước cần tưới quan sát 10 ngày trồng NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM LƯỢNG NƯỚC (°C ) (%) (Lít/0.25 m3 Đất) 27 60 24 63 24 65 26 70 3.5 28 62 29 69 2.5 28 61 4.5 27 69 NGÀY 49 25 69 10 24 62 2.5 Bảng 1- 2: Bảng theo dõi nhiệt độ, độ ẩm, lượng nước cần tưới cho trồng 5.2 Kết đạt Sau trình vận dụng kiểm nghiệm mơ trình tưới nước tự động trồng cà chua mini nhóm chúng tơi thu số kết sau đây: - Cây sinh trưởng tốt, thời gian thu hoạch dự kiến - Điều khiển chế độ: tự động, hẹn giờ, thủ công - Tiết kiệm lượng nước tưới, sức lao động đảm bảo lượng nước phủ bề mặt - Duy trì nhiệt độ, độ ẩm thích hợp cho tùy vào thời tiết điều chỉnh theo giai đoạn sinh trưởng 5.3 Ưu điểm khuyết điểm mơ hình Sau thời gian kiểm nghiệm nghiên cứu mơ hình tưới nước thơng minh nhóm chúng tơi, ngồi chức mà chúng tơi tìm bên cạnh có hạn chế không mong muốn mà thời chúng tơi gặp phải sau: - Ưu điểm: + Tiết kiệm thời gian, công sức lao động, nâng cao suất trồng + Đảm bảo nguồn nước độ ẩm đầy đủ cho trồng phù hợp + Lắp đặt đơn giản, thuận tiện, phù hợp với nhiều loại địa hình đất khác - Khuyết điểm: + Chi phí đầu tư ban đầu lớn, địi hỏi người sử dụng phải có hiểu biết kỹ thuật, có tư ni trồng khoa học, logic + Chất lượng nước tưới phụ thuộc vào thời tiết, vận tốc gió cho hiệu cao + Đường tưới dễ bị hư hỏng, phá hoại người động vật, dễ bị tắt vịi tưới nước có tạp chất 50 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Đối với việc xây dựng mơ hình tước nước thông minh giúp tiết kiệm tài nguyên nước, sức lao động người nông dân, thay người lao động việc theo dõi, chăm sóc trồng cách đại hóa vơ quan trọng thiết thực giai đoạn cơng nghiệp hóa đại hóa nước ta Với đề tài “Thiết kế thi công hệ thống tưới nước thơng minh” nhóm chúng tơi tìm hiểu hệ thống tưới nước thông minh sử dụng thị trường để so sánh mặt ưu điểm hạn chế hệ thống Nhằm tối ưu đáp ứng nhu cầu xã hội, nhóm nghiên cứu tiến hành thiết kế xây dựng mơ hình tưới nước thơng minh gồm có: Hệ thống cảm biến để đo nhiệt độ, độ ẩm mơi trường, động máy bơm, vịi phun tưới nhỏ giọt, tưới phun sương, tưới luống,… Mục đích mà nhóm nghiên cứu muốn hướng tới mong muốn phát triển mơ hình tưới nước thơng minh từ loại cảm biến để trì tính ổn định, khả kết nối nhanh chóng, tiết kiệm chi phí, cơng chăm sóc trồng cho người nơng dân trình sử dụng Trong đề tài nghiên cứu này, thành viên nhóm nỗ lực tìm hiểu thực trạng sử dụng hệ thống tưới nhu cầu người nông dân thông qua việc tìm kiếm qua trang trực tuyến, khảo sát thực tế, nghiên cứu mơ hình ứng dụng hệ thống tưới nước thông minh Kết mà đề tài đạt ứng dụng vào mơ hình trồng quy mô nhỏ đủ để kiểm tra thực nghiệm lý tưởng nhất, với việc giúp tiết kiệm 25%- 50% lượng nước tưới so với cách tưới thông thường, áp dụng cho nhiều loại môi trường, ứng dụng nhiều kiểu vườn, chi phí lắt đặt hợp lí phù hợp với người dùng phổ thông, tiết kiệm công sức thời gian tưới, đồng thời nước tưới đồng khơng bỏ sót khu vực nào, điều chỉnh lượng nước tưới phù hợp cho loại trồng thời kì sinh trường phát triển Tuy nhiên, hệ thống số hạn chế thời tiết cịn bất thường, trùng cắn phá đường ống, hệ thống nước cịn sơ sài, chưa quan tâm gây ngập úng, ứ nước, tín hiệu cịn chưa ổn định truyền nhận 51 Những thông tin mà nhóm cung cấp việc vận dụng kết hợp thiết bị đề tài nghiên cứu hi vọng làm tảng cho việc phát triển thêm ý tưởng nghiên cứu mô hình tưới nước thơng minh ngày đại, tiện lợi phù hợp với hầu hết môi trường địa lý Việt Nam dễ dàng người nông dân tin tưởng sử dụng KIẾN NGHỊ Với đề tài “Thiết kế thi công hệ thống tưới nước thơng minh”, nhóm chúng tơi hi vọng nhiều người, nhiều tổ chức biết đến để ứng dụng hệ thống vào hệ thống trồng trọt hộ gia đình, nơng trại,…đảm bảo tiết kiệm tài ngun nước, sức lao động, sức người, tránh mưa gió, kết hợp tưới nước tưới phân bón… từ nâng cao suất lao động cho người nơng dân góp phần nhỏ vào cơng cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Từ điểm cịn hạn chế thời gian trình độ mà kết đề tài gặp phải, nhóm nghiên cứu chúng tơi hi vọng nhận đóng góp hỗ trợ q thầy, nhóm nghiên cứu khoa học tài liệu tham khảo, kinh phí trang bị, cải tiến thiết bị để hồn thiện hệ thống 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hệ thống tưới phun tự động đa - khoa học hỗ trợ nhà nông http://www.hethongtuoi.vn/tin-chi-tiet/32/he-thong-tuoi-phun-tu-dong-da-nang-khi-khoahoc-ho-tro-nha-nong.html?lang=eng 10/5/2015 [2] Robot Droplet tự động tưới nước phù hợp với giống http://baovinhlong.com.vn/khao-hoc-cong-nghe/201403/robot-droplet-tu-dong-tuoi-nuocphu-hop-voi-tung-giong-cay-2572313/#.XxL00h83vtQ 28/3/2014 [3] Cảm biến độ ẩm đất https://dientu360.com/cam-bien-do-am-dat 21/ 7/2016 [4] Top loại béc tưới ưa chuộng https://phunsuongthanhcong.com/tin-tuc/top-6-loai-bec-tuoi-cay-duoc-ua-chuong-nhathien-nay-48.html [5] Hệ thống tưới nước tự động https://sites.google.com/view/tuoi-nuoc-tu-dong-gia-re [6] Tiết kiệm chi phí nhờ mơ hình tưới nước nhỏ giọt http://kinhtevn.com.vn/tiet-kiem-chi-phi-nho-mo-hinh-tuoi-nuoc-nho-giot-42530.html 06/04/2020 [7] Nguyễn Đình Phú - Giáo trình Kỹ thuật số Nhà xuất ĐH Quốc Gia 2013 [8] Nguyễn Đình Phú - Giáo trình Vi xử lí Trường ĐHSPKT 2013 53 ... nghiên cứu Thi? ??t kế thi cơng mơ hình điều khiển việc tưới nước cho hoa cỏ công viên Hệ thống bao gồm chế độ hoạt động: tự động, hẹn thủ công Chế độ tự động tự động đo nhiệt độ định tưới nước, chế... nhược điểm Kết luận – Kiến nghị Phụ lục CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚC THÔNG MINH 1.1 Khái niệm hệ thống tự động - Hệ thống điều khiển tự động hệ thống bao gồm phần tử tự động nhằm... Một số hệ thống tự động sử dụng 1.4.1 Hệ thống nước - Ở nước ta có nhiều nghiên cứu ứng dụng hệ thống tự động vào sống Người dân sáng tạo hệ thống bán tự động giúp tiết kiệm sức lao động, hiệu