tiểu luận môn kỹ thuật điều khiển và tự động hóa trong công nghiệp đề tài hệ thống tưới nước tự động

Chính vì những lý do như vậynên Arduino hiện đang dần phổ biến và luôn được pháttriển ngày càng mạnh mẽ trên toàn thế giới ngày nay.Trong để tài này, chúng em sẽ mô tả thiết kế một hệthố

TIỂU LUẬN: MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂNVÀ TỰ ĐỘNG HÓA TRONG CÔNG NGHIỆP

Đề tài:

HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚC TỰ ĐỘNGGiảng viên hướng dẫn: Trần Quang VinhLớp: TD2302B

Sinh viên thực hiện:

Hà Văn Võ Sĩ _ MSSV: 052205012563Vũ Lê Tuấn _ MSSV: 075205002337Nguyễn Thị Tường Vi _ MSSV: 082305003730Nguyễn Trần Nguyên Vũ _ MSSV:

075205002885

TP HỒ CHÍ MINH, ngày 23 tháng 12 năm 2023

MỤC LỤCLỜI NÓI

-3

ĐẦU -NỘI DUNG -4

1 Tổng quan về hệ thống tưới nước tự động -4

1.1 Hệ thống tự động là gì?

-4

1.2 Hệ thống tưới nước tự động là gì? -4

nước -43 Các thành phần chính trong hệ thống tưới nước tựđộng -5

4 Các hệ thống tưới nước tự động phổ biến hiệnnay -6

tiêu -7 Tiến bộ và triển vọng trong công nghệ tưới nước tự động -8

8 Tổng kết -9

LỜI NÓI ĐẦU

Trong bối cảnh mới, thời đại ngày nay khoa học và côngnghệ càng ngày càng phát triển, vi điều khiển AVR và viđiều khiển PIC càng trở nên thông dụng hơn và hoànthiện hơn Nhưng có thể nói sự xuất hiện của Arduinonăm 2005 tại Italia đã mở ra một hướng đi mới cho viđiều khiển Sự xuất hiện của Arduino đã hỗ trợ cho conngười rất nhiều trong lập trình và thiết kế, nhất là đốivới những người mới bắt đầu tìm tòi về vi điều khiển màkhông có quá nhiều kiển thức chuyên môn, hiểu biết

sâu sắc về vật lý và điện tử Phần cứng của thiết bị đãđược tích hợp rất nhiều chức năng cơ bản và là mãnguồn mở Và ngôn ngữ lập trình trên nền Java là vôcùng dễ sử dụng cũng như tương thích với ngôn ngữC/C++, hệ thống thư viện rất phong phú và được chiasẻ hoàn toàn miễn phí Chính vì những lý do như vậynên Arduino hiện đang dần phổ biến và luôn được pháttriển ngày càng mạnh mẽ trên toàn thế giới ngày nay.Trong để tài này, chúng em sẽ mô tả thiết kế một hệthống tưới cây tự động được xây dựng với trung tâm làArduino UNO R3 (một trong các loại Board Arduino), vớiưu điểm là chi phí thấp, thiết kế đơn giản, có ứng dụngrộng rãi, thân thiện với môi trường, từ mô hình nhỏ đơngiản đến cả những mô hình lớn và phức tạp.

NỘI DUNG1.Tổng quan về hệ thống tưới nước tự động:

 Hệ thống điều khiển tự động là hệ thống bao gồm cácphần tử tự động nhằm điều khiển các qui trình xảy ratrong thiên nhiên cuộc sống mà không cần sự tham giatrực tiếp của con người

 Hệ thống tự động ngày nay càng phổ biến

- Hệ thống điều hòa không khí- Hệ thống tự động báo cháy

- Hệ thống tưới nước tự động…

 Trong môi trường sản xuất:- Các máy tự động- Các đường dây sản xuất, láp ráp tự động- Robot, máy tính…

1.2 Hệ thống tưới nước tự động là gì?

Hệ thống tưới nước tự động (tưới nhỏ giọt, phun sương…) là mộtcông nghệ giúp tự động hóa quá trình cung cấp nước cho câytrồng trong vườn, các khu vực trồng trọt hoặc cần làm mát Hệthống này sử dụng cảm biến độ ẩm đất và bộ điều khiển để cóthể tự động điều chỉnh được lượng nước cần tưới, dựa trên điềukiện thực tế của đất và thời tiết

Bằng cách kết hợp cảm biến độ ẩm với các thiết bị điều khiểnthông minh, hệ thống có thể tăng cường hiệu suất tưới nước lâudài, tiết kiệm tài nguyên và duy trì sự phát triển tốt cho câytrồng Một số hệ thống còn có khả năng có thể tự điều khiển từxa thông qua các ứng dụng di động, máy tính, mang lại sự tiệnlợi và linh hoạt trong việc quản lý tưới nước từ xa đối với thiết bịnày

2.Cách thức hoạt động hệ thống tưới nước:

Hệ thống tưới nước tự động hoạt động dựa trên các cảm biếnđộ ẩm đất và bộ điều khiển Cảm biến độ ẩm sẽ theo dõi mứcđộ ẩm của đất và gửi thông tin về bộ điều khiển Khi độ ẩm đấtgiảm xuống mức cần thiết, bộ điều khiển sẽ kích hoạt các thiếtbị tưới nước để cung cấp lượng nước phù hợp nhất cho câytrồng

Mặt khác, hệ thống còn có thể được cấu hình theo thời gianhoặc theo lịch trình cụ thể để tưới nước tự động dựa trên cácthiết lập trước đó tùy vào nhu cầu tưới Điều này giúp duy trì độẩm ổn định cho cây trồng mà không cần sự can thiệp thủ côngcủa con người, tối ưu hóa việc sử dụng nước và bảo vệ câytrồng khỏi tình trạng thiếu nước hoặc hấp thụ quá nhiều nước

3 Các thành phần chính trong hệ thống tưới nước tựđộng:

Hệ thống tưới nước tự động bao gồm các thành phần chính sau:

 Cảm biến độ ẩm đất: Theo dõi mức độ ẩm của đất và gửi thôngtin về bộ điều khiển khi cần thiết để kích hoạt việc tưới nước. Bộ điều khiển: Là trung tâm điều khiển của hệ thống, nhận

thông tin từ cảm biến và quyết định khi nào cần phải kích hoạtviệc tưới nước

 Hệ thống tưới nước: Bao gồm các thiết bị tưới như ống, bécphun, bơm nước hoặc các hệ thống tưới dịch vụ như dây nhỏgiọt, để cung cấp nước cho cây trồng theo yêu cầu của bộ điềukhiển

 Nguồn nước: Có thể là mạng nước công cộng hoặc các nguồnnước khác như giếng, bể chứa nước

 Hệ thống điều khiển thông minh (tùy chọn): Có thể bao gồmứng dụng di động hoặc giao diện người dùng để cấu hình, theodõi và điều khiển hệ thống từ xa

 Nguồn năng lượng: Đôi khi cần một nguồn năng lượng như pin,nguồn điện để cung cấp duy trì năng lượng cho các thiết bịtrong hệ thống

4 Các hệ thống tưới nước tự động phổ biến hiện nay:

4.1Công nghệ tưới nhỏ giọt:

Đây là công nghệ tưới tự động được áp dụng phổbiến nhất hiện nay Hình thức này sẽ tập trung vào việc cungcấp nước cho đất trồng, tưới chậm và chính xác vào tận gốcdưới dạng các giọt nước nhỏ để cây dễ dàng hấp thụ, đồngthời không xảy ra tình trạng ngập, úng.v

 Ưu điểm của công nghệ tưới nhỏ giọt tự động

 Tiết kiệm và hạn chế thất thoát nước do quá trình bayhơi

 Không làm nước bắn tung tóe ra xung quanh, hạn chếsự phát triển của cỏ dại mọc xung quanh cây trồng

4.2Công nghệ tưới phun sương:

Là kỹ thuật tạo nguồn nước thành chùm tia hạt sương nhỏ,mịn, phun trực tiếp lên cây,vphù hợp để tưới các loài hoamỏng như hoa lan, hoa ly…

 Nước tưới sau đó dễ bị bốc hơi.

 Nước tưới khó thẩm thấu vào sâu trong đất nên rễ câyhấp thụ được rất ít lượng nước cần thiết

 Chi phí lắp đặt hệ thống tưới phun sương khá cao

4.3Công nghệ tưới phun mưa:

Hệ thống tưới nước tự động này đã và đang được ứng dụngrộng rãi ở các nước phát triển nền nông nghiệp, trong đó cóViệt Nam.vCông nghệ tưới nước phun mưa cũng có thể kếthợp tưới nước với bón phân, phun thuốc trừ sâu nhằm hạnchế sâu bệnh, cỏ dại phát triển

 Lưu lượng nước tưới khá lớn, dễ văng tung tóe lối đi

5 Các lợi ích của hệ thống tưới nước tự động:

 Tiết kiệm nước: Tăng cường hiệu suất sử dụng nước thông

qua việc tưới chỉ khi cần thiết dựa trên thông tin từ cảmbiến độ ẩm, ngăn ngừa việc lãng phí nước

 Tiết kiệm thời gian và công sức: Giảm bớt đi việc tưới nước

thủ công, giúp người trồng cây tiết kiệm thời gian và côngsức

 Tự động hóa: Hệ thống hoạt động tự động, giảm bớt việc

can thiệp thủ công và giúp duy trì môi trường tưới nước ổnđịnh

 Tăng cường sức khỏe cho cây trồng: Đảm bảo rằng cây

trồng không bị thiếu nước hoặc quá nhiều nước, giữ chochúng khỏe mạnh hơn

 Đa dạng và linh hoạt: Có thể điều chỉnh và tùy chỉnh hệ

thống để có thể phù hợp với nhiều loại đất, cây trồng vàđiều kiện khí hậu khác nhau

6 Mục tiêu:

 Tối ưu hóa việc sử dụng nước: Sử dụng nước một cách hợp

lý, hiệu quả và tiết kiệm hơn trong quá trình tưới nước

 Duy trì sức khỏe cho cây trồng: Cung cấp nước đúng lúc và

đủ lượng để đảm bảo sức khỏe và phát triển tốt cho câytrồng

 Sự thuận tiện và linh hoạt: Hệ thống cho phép người dùng

quản lý và kiểm soát từ xa thông qua các ứng dụng diđộng hoặc thiết bị kỹ thuật số…

 Bảo vệ môi trường: Giảm đi lượng nước tiêu thụ dư thừa và

giữ cho việc tưới nước trở nên có hiệu suất hơn, làm giảmáp lực lên nguồn nước và môi trường

7 Tiến bộ và triển vọng trong công nghệ tưới nước tự động:

 Tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy: Sử dụng AI để

phân tích dữ liệu đất, thời tiết và thông tin cây trồng để đưara quyết định tưới nước chính xác hơn dựa trên dữ liệu lịch sửvà dự đoán trong tương lai

 Internet of Things (IoT) và kết nối thông minh: Tận dụng IoT

để kết nối các thiết bị trong hệ thống, từ cảm biến đến bộđiều khiển và người dùng thông qua internet, tăng cường khảnăng theo dõi và điều khiển từ xa

 Công nghệ sensor tiên tiến: Sự tiến bộ trong các cảm biến độ

ẩm, nhiệt độ và thông tin đất sẽ cải thiện đáng kể độ chínhxác của việc đo lường và điều chỉnh việc tưới nước

 Năng lượng tái tạo: Sự phát triển trong việc sử dụng năng

lượng mặt trời hoặc năng lượng tái tạo khác để cung cấpnăng lượng cho hệ thống, giúp giảm tác động môi trường

 Tích hợp dữ liệu đa nguồn: Kết hợp dữ liệu từ nhiều nguồn

như dự báo thời tiết, hệ thống tưới nước và thông tin đất đaiđể tạo ra các chiến lược tưới nước mới thông minh hơn

 Phát triển các giải pháp tự động hóa thông minh hơn: Tích

hợp các hệ thống cảm biến và điều khiển thông minh để tốiưu hóa việc tưới nước và quản lý môi trường trồng trọt mộtcách tự động và linh hoạt hơn

 Những tiến bộ này có thể tạo ra các hệ thống tưới nướcthông minh hơn, giúp người trồng cây tiết kiệm được tàinguyên và duy trì môi trường trồng trọt một cách bền vữnghơn rất nhiều

8 Tổng kết:

 Hệ thống tưới phun mưa tự động không chỉ giúp con ngườitiết kiệm sức lao động mà còn đảm bảo độ ẩm tối ưu chocây trồng, giúp người lao động đảm bảo sức khỏe Nhờvậy, cũng có thể phun thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thựcvật lên cây trồng mà không lo hóa chất độc hại ảnh hưởngđến cơ thể

Hệ thống tưới nước cho phép con người chủ động trongviệc kiểm soát tình hình cây trồng trong Hơn nữa, nhờ hệthống này mà việc cấp nước cho cây trồng trở nên đồngđều và khoa học, tránh tình trạng thừa nước hay thiếunước cho khu vườn, đồng thời, khắc phục nhược điểm củacác phương pháp tưới truyền thống

LỜI CẢM ƠN

Qua bài tiểu luận này, nhóm em xin cảm ơn thầy Trần QuangVinh đã giúp đỡ cho chúng em trong quá trình hoàn thành.Thông qua đây, chúng em đã tích lũy và học được một ít kinhnghiệm thực tế rất có ích cho việc học tập và công việc củachúng em sau này Bên cạnh đó còn có nhiều mặt hạn chế dolần đầu tiếp xúc với bài tập như thế này và còn do kỹ năngyếu kém nên dẫn đến sản phẩm còn có nhiều khuyết điểm,nên mong thấy sẽ thông cảm và bỏ qua cho chúng em ạ.!