Nghiên cứu, xây dựng quy trình, thiết bị trồng rau an toàn
Đồ án hệ thống điện tử Lực Trường đại học Điện TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG QUY TRÌNH, THIẾT BỊ TRỒNG RAU AN TOÀN Giảng viên hướng dẫn : PGS TS ĐINH VĂN CHIẾN Khoa Chuyên ngành Lớp Khóa : : : : CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ CƠ ĐIỆN TỬ Đ6 - CKCĐT 2011 - 2016 Hà Nội, tháng năm 2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến Đồ án hệ thống điện tử Lực Trường đại học Điện QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI Lớp Khoa Chuyên ngành Tên đề tài : : : : Đ6 - CKCĐT Công nghệ khí Cơ điện tử NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG QUY TRÌNH, THIẾT BỊ TRỒNG RAU AN TOÀN Nội dung phần thuyết minh tính toán: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Để hoàn thành đồ án lời chúng em xin chân thành cảm ơn tới …………………………………………………………………………………… thầy -…………………………………………………………………………………… cô khoa Công Nghệ Cơ Khí nhắc nhở, giúp đỡ tạo điều kiện thuận…………………………………………………………………………………… lợi cho nhóm em suốt trình học tập, nghiên cứu thực đồ án Đặc biệt, nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến thầy …………………………………………………………………………………… PGS.TS Đinh Văn Chiến tận tình dạy, hướng dẫn, không quản ngại khó khăn …………………………………………………………………………………… thời gian để nhóm chúng em hoàn thiện đề tài tâm huyết ấp ủ Với vốn kiến …………………………………………………………………………………… 2.thức Giáo viêntiếp hướng dẫn: PGS.TS Vănnghiên Chiếncứu không tảng giúp hoàn thu trình Đinh tìm hiểu 3.thành Ngàytốtgiao nhiệm đồ án mônvụ: học mà hành trang quý báu để chúng em bước vào đời 4.một Ngày hoàn thành nhiệm vụ:S cách vững tự tin Xin ghi nhận công sức, nhiệt tình bạn sinh viên lớp Đ6 – CKCĐT Hà Nội, ngày … tháng … năm 2015 đóng ghóp ý kiến giúp đỡ Có thể nói thành công đồ án trước hết thuộc Sinh viên thực Giáo viên hướng dẫn công lao tập thể, nhà trường cố gắng thành viên nhóm Mặc dù có nhiều cố gắng để thực đề tài cách hoàn chỉnh song bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận thực tế khoa học kỹ thuật hạn chế kiến thức kinh nghiệm nên tránh khỏi sai sót định mà thân chúng em chưa thấy Vì vậy, chúng em mong nhận ghóp ý, bảo châm trước thầy cô bạn Chúng em xin chân thành cảm ơn tới thầy cô hội đồng Bảo vệ Đồ Án bỏ thời gian quý báu để đọc, nhận xét duyệt đồ án chúng em Cuối em kính chúc thầy, cô dồi sức khỏe thành công nghiệp cao quý Xin chân thành cảm ơn! LỜI CẢM ƠN Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2015 Nhóm sinh viên thực GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến Đồ án hệ thống điện tử Lực Trường đại học Điện NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ……………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Hà Nội, ngày … tháng … năm 2015 Giáo viên hướng dẫn GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến Đồ án hệ thống điện tử Lực Trường đại học Điện NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện) ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ……………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Hà Nội, ngày … tháng … năm 2015 Giáo viên phản biện LỜI NÓI ĐẦU GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến Đồ án hệ thống điện tử Lực Trường đại học Điện Rau an toàn nguồn thực phẩm thiếu đời sống ngày người Sản xuất rau an toàn gặp nhiều khó khăn với ô nhiễm môi trường làm cho chất lượng rau không đảm bảo, nhu cầu sử dụng rau an toàn người ngày tăng cao Việc đòi hỏi môi trường sống lành thực phẩm an toàn trở nên cần thiết Rau an toàn dần thành nhu cần thiếu cấu bữa ăn hàng ngày người Trước thực trạng vệ sinh an toàn thực phẩm chưa kiểm soát tốt, người dân ngày lựa chọn rau an toàn nhiều Lượng rau an toàn chợ truyền thống siêu thị tiêu thụ ngày tăng rau an toàn trở thành nhu cầu cấp bách nhằm đảm bảo sức khỏe cho người tiêu dùng Vì rau an toàn lẫn lộn chất lượng nguồn cung cấp chưa kiểm soát nên lòng tin người tiêu dùng dao động mua rau Trước tình trạng đó, phổ biến gia đình tự trồng lấy rau an toàn vườn nhà hay sân thượng, ban công nhà lầu để “Tự sản tự tiêu” Hầu hết loại rau tự trồng nhỏ lẻ gia đình rau mầm, loại rau ăn lá, đáp ứng phần nhỏ nhu cầu sử dụng, chủ yếu phải mua thị trường Việc sản xuất rau an toàn nhà xem cấp thiết nhằm tạo sản phẩm rau an toàn cho suất cao, chất lượng tốt đáp ứng cho việc sử dụng hàng ngày gia đình ghóp phần tiết kiệm kinh tế giải phần nhu cầu rau an toàn xã hội Để giải vấn đề rau xanh an toàn có nhiều cách kĩ thuật trồng rau an toàn buồng kín tìm hiểu phát triển mạnh Do đó, chúng em tiến hành thực đề tài “ Nghiên cứu, xây dựng quy trình, thiết bị trồng rau an toàn” nhằm ghóp phần cung cấp thêm thông tin hữu ích việc trồng rau an toàn modul kín Mong đề tài vào thực tiễn nhân rộng GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến Đồ án hệ thống điện tử Lực Trường đại học Điện MỤC LỤC GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến Đồ án hệ thống điện tử Lực Trường đại học Điện CHƯƠNG TỔNG QUAN Những vấn đề chung 1.1 Tính cấp thiết đề tài Rau an toàn nguồn thực phẩm thiếu đời sống ngày người Việc ứng dụng cách ạt, thiếu chọn lọc tiến khoa học kỹ thuật hóa học, sinh học với điều kiện môi trường đất, nước…bị ô nhiễm làm tăng mức độ ô nhiễm rau Tình trang ngộ độc ăn rau ô nhiễm xảy thường xuyên có xu hướng gia tăng năm gần mối lo ngại người toàn xã hội Vì nhu cầu nguồn rau an toàn trở nên cấp thiết đại phận người tiêu dùng Bên cạnh đó, đô thị lớn nói chung thành phố Hà Nội nói riêng, gia tăng dân số nhanh chóng với sức ép từ công trình xây dựng làm dần khoảng không gian xanh vốn có Trong bối cảnh nhu cầu rau hộ gia đình người dân đô thị phát sinh có xu hướng phát triển mạnh với nhiều hình thức khác Để mở rộng trồng số loại rau mới, cải tiến phương pháp trồng tạo điều kiện phát triền tốt cho loại rau, chúng em tiến hành thự đề tài “Nghiên cứu, xây dựng quy trình, thiết bị trồng rau an toàn” nhằm đơn giản hóa biện pháp kỹ thuật cho việc trồng rau an toàn theo hướng hữu sinh học để áp dụng cho người trồng vườn không chuyên đô thị.phục vụ cho hộ gia đình 1.2 Mục tiêu đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng thông số kỹ thuật (nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm) đến sinh trưởng, suất, chất lượng số loại rau ăn thường dùng, cải tiến phương pháp trồng, tìm hướng cho việc trồng rau an toàn hộ gia đình đề xuất quy trình sản xuất thiết bị trồng loại rau theo hướng rau an toàn môi trường kín điều khiển tự động 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3.1 Ý nghĩa khoa học Cung cấp liệu để hoàn thành hoàn thiện hiểu biết ảnh hưởng nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng đến sinh trưởng phát triển rau từ tạo sở khoa học thực tiễn cho việc trồng rau an toàn buồng kín Đưa phương pháp, quy trình trồng rau an toàn theo kiểu hoàn toàn tự động, trình bày phương pháp điều khiển nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng Kết nghiên cứu đề tài góp phần bổ sung lý luận cho số môn khoa học sở, như: sinh lý thực vật, sinh hóa thực vật, dinh dưỡng khoáng… GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến Đồ án hệ thống điện tử Lực Trường đại học Điện 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn Giúp nhà sản xuất, người dân nắm rõ kiến thức rau an toàn, thực hộ gia đình giúp cung cấp rau an toàn cho bữa ăn thường ngày, đảm bảo chất lượng, vệ sinh an toàn thực phẩm Ngoài giúp hộ gia đình tiết kiệm thời gian, công sức, kinh tế, giải phần nhu cầu rau an toàn xã hội, phù hợp với điều kiện sống người dân đô thị Ngoài ra, tạo môi trường xanh, lành gia đình ghóp phần giảm bớt ô nhiễm môi trường Trồng rau nhà niềm vui nhỏ bà nội trợ người cao tuổi Tổng quan rau an toàn 2.1 Khái niệm rau an toàn Hình 1.1 Rau an toàn Rau an toàn loại rau canh tác diện tích đất có thành phần hoá - thổ nhưỡng kiểm soát (nhất kiểm soát hàm lượng kim loại nặng chất độc hại có nguồn gốc từ phân bón, từ chất bảo vệ thực vật chất thải sinh hoạt tồn đất), sản xuất theo quy trình kỹ thuật định (đặc biệt quy trình sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu, nước tưới), nhờ rau đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm quan quản lý nhà nước đặt Gọi rau an toàn trình sản xuất rau, người ta nguồn gốc vô chất bảo vệ thực vật, nhiên với liều lượng hạn chế hơn, thời điểm phù hợp sử dụng chất bảo vệ thực vật danh mục cho phép Trong rau an toàn tồn dư lượng định chất độc hại, không đến mức ảnh hưởng tới sức khoẻ người tiêu dùng Trong đời sống hàng ngày, tau an toàn thường gọi rau Để phân biệt cách xác hơn, khái niệm rau nên sử dụng để loại rau sản GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến Đồ án hệ thống điện tử Lực Trường đại học Điện xuất theo quy trình canh tác đặc biệt, thuỷ canh, rau “hữu cơ”… Mức độ đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm rau cao nhiều so với rau an toàn Sản lượng rau sản xuất nước ta không đáng kể (phần lớn giới hạn phạm vi dự án khoa học – sản xuất) Rau rau không chứa độc tố tác nhân gây bệnh, an toàn cho người gia súc Sản phẩm rau xem đáp ứng yêu cầu sau: hấp dẫn hình thức, tươi sạch, không bụi bẩn lẫn tạp chất, thu độ chín có chất lượng cao nhất, có bao bì hấp dẫn Khái niệm rau “sạch” bao hàm rau có chất lượng tốt với dư lượng hoá chất bảo vệ thực vật, kim loại nặng (Cu, Pb, Cd, As), nitrat vi sinh vật có hại sức khoẻ người mức tiêu chuẩn cho phép theo tiêu chuẩn ViệtGAP Đây tiêu quan trọng nhằm xác định mức độ an toàn vệ sinh thực phẩm cho mặt hàng rau “sạch” Những sản phẩm rau tươi bao gồm tất loại rau ăn thân, lá, củ, hoa có chất lượng đặc tính nó, hàm lượng hoá chất độc mức độ ô nhiễm vi sinh vật gây hại mức tiêu chuẩn cho phép, đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng môi trường gọi rau bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm, gọi tắt rau an toàn 2.2 Vai trò đặc điểm kĩ thuật sản xuất rau an toàn 2.2.1 Vai trò sản xuất rau an toàn Trong bữa ăn hàng ngày, rau thức ăn thiếu, nguồn cung cấp vitamin phong phú nên nhiều thực phẩm khác thay loại vitamin A, B, C, D, E, K, loại axít hữu khoáng chất Ca, P, Fe cần cho phát triển người Rau không cung cấp vitamin khoáng chất mà có tác dụng chữa bệnh Chất xơ rau có tác dụng ngăn ngừa bệnh tim, huyết áp bệnh đường ruột, vitamin C giúp ngăn ngừa ung thư dày, vitamin D rau giàu caroten hạn chế biến cố ung thư phổi Việt Nam nước nhiệt đới tiến hành trồng rau quanh năm, ngành rau nước ta phát triển từ lâu đóng góp khoảng 3% tổng giá trị ngành nông nghiệp Phát triển rau có ý nghĩa lớn kinh tế xã hội: tạo việc làm, tận dụng lao động, đất nguồn tài nguyên cho hộ gia đình Trồng rau tận dụng đất đai mà tận dụng lao động tư liệu sản xuất khác Tóm lại, sản xuất rau có vị trí quan trọng kinh tế quốc dân, cung cấp lương thực, thực phẩm cho người tiêu dùng, thức ăn chăn nuôi, nguyên liệu cho chế biến sản phẩm cho xuất khẩu, góp phần tăng sản lượng nông nghiệp, bảo đảm an ninh lương thực quốc gia, tăng thu nhập cho nông dân, giải việc làm cho người lao động, tận dụng đất đai, điều kiện sinh thái GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến Đồ án hệ thống điện tử Lực Trường đại học Điện 2.2.2 Đặc điểm kinh tế kĩ thuật sản xuất rau an toàn Rau ngắn ngày, phong phú chủng loại, yêu cầu việc bố trí mùa vụ, tổ chức dịch vụ phân bón, thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật tổ chức sử dụng lao động sản xuất cần xếp hợp lý khoa học Rau ngành sản xuất mang tính hàng hoá cao, sản phẩm rau an toàn có chứa hàm lượng nước cao, khối lượng cồng kềnh, dễ hư hỏng, dập nát, khó bảo quản vận chuyển, Sản xuất tiêu thụ rau mang tính thời vụ khả cung cấp chúng dồi vụ lại khan thời điểm giáp vụ, nhu cầu người tiêu dùng thời điểm năm Đặc điểm riêng cho sản xuất tiêu thụ rau an toàn: Quy trình kỹ thuật nghiêm ngặt Yêu cầu chặt chẽ điều kiện sản xuất (chọn đất, nước tưới, giống, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật tổ chức sử dụng lao động sản xuất) đặc điểm sản phẩm nên gây cho người sản xuất, cung ứng khó chủ động hoàn toàn số lượng chất lượng rau thị trường Điều dẫn tới dao động lớn giá cả, số lượng, chất lượng rau thị trường Tiêu dùng rau an toàn phụ thuộc vào yếu tố thu nhập, tâm lý, tập quán, thói quen người tiêu dùng Xu hướng phát triển nước ta nhu cầu tiêu dùng tăng nhanh tạo thị trường tiêu thụ rau an toàn phát triển số lượng, chủng loại chất lượng sản phẩm 2.3 Cơ sở lý luận quy trình trồng rau an toàn 2.3.1 Lý luận GAP (EUREPGAP, ASIANGAP) Từ năm 1997, sáng kiến nhà bán lẻ châu Âu (Euro – Retailer Produce Working Group) nhằm giải mối quan hệ bình đẳng trách nhiệm người sản xuất sản phẩm nông nghiệp khách hàng họ, họ đưa khái niệm GAP Thực hành sản xuất nông nghiệp tốt (Good Argricultural Practice – GAP) nguyên tắc thiết lập nhằm đảm bảo môi trường sản xuất an toàn, sẽ, thực phẩm phải đảm bảo không chứa tác nhân gây bệnh chất độc sinh học (vi khuẩn, nấm, virut ký sinh trùng) hoá chất (dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, kim loại nặng, hàm lượng Nitrat) đồng thời sản phẩm phải đảm bảo an toàn từ đồng ruộng đến sử dụng GAP bao gồm việc sản xuất theo hướng lựa chọn địa điểm, việc sử dụng đất đai, phân bón, nước, phòng trừ sâu hại, thu hái, đóng gói, vệ sinh đồng ruộng vận chuyển sản phẩm nhằm phát triển nông nghiệp bền vững với mục đích đảm bảo an toàn cho thực phẩm, an toàn cho người sản xuất, bảo vệ môi trường, truy nguồn nguồn gốc sản phẩm Mỗi nước xây dựng tiêu chuẩn GAP cho theo tiêu chuẩn Quốc tế Hiện có USGAP (Mỹ), EUREPGAP (Liên minh Châu Âu), GLOBALGAP (EUREPGAP) (Europ – retailer Produce Working Group Good Agricultural Practices) dịch từ tiếng Anh nhóm (tổ chức) bán lẻ Châu Âu GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến 10 Đồ án hệ thống điện tử Lực GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến Trường đại học Điện 56 Đồ án hệ thống điện tử Lực Trường đại học Điện Hình 2.27 Giao diện làm việc phần mềm Altium Designer Releas 2.2.3 Mạch nguyên lý sơ đồ nguyên lý a Các khối mạch nguyên lý Khối LCD để hiển thị thông số điều khiển đo hệ thông VCC VCC LCD1 5V VR1 10K Vs 15 K 16 LCD 16x2A R S R /W E | 0V A 14 13 12 11 10 GND D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 GND D7 D6 D5 D4 EN RW RS Hình 2.28 Khối hình LCD GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến 57 Đồ án hệ thống điện tử Lực Trường đại học Điện Khối reset chân tạo áp khởi động cho hệ thông R4 VCC RST 10k SW1 SW GND Hình 2.29 Khối reset Khối công tắc hành trinh: Có tác dụng giới hạn hành trình chuyển động mái che tự động VCC JP4 MOTOR_DIR1 MOTOR_DIR2 LS OPEN/CLOSE IC1 IN GND 12VDCD1 HD1 1N4007 Header OUT VCC R5 LM7805 C1 100uF/35V Hình 2.30 Khối công tắc hành trình Khối nguồn: Có chưc cung cấp nguồn điện cho mạch điện điều khiển 1k C2 1000uF/16V LED1 LED GND Hình 2.31 Khối nguồn GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến 58 Đồ án hệ thống điện tử Lực Trường đại học Điện Khối modul relay: Có tác dụng đóng ngắt dòng điện cho thiết bị hoạt động tác động tín hiệu đầu VCC ROLE1 ROLE2 ROLE3 ROLE4 JP3 TO MODULE RELAY Hình 2.32 Khối modul replay Cảm biến độ ẩm đất Chân nối cắm cảm biến độ ẩm đất gồm chân chân cấp điện vào VCC, chân nối đất GND chân lại chân tín hiệu đầu số cảm biến VCC GND JP1 Cb Do am dat Hình 2.33 Khối biến độ ẩm GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến 59 Đồ án hệ thống điện tử Lực Trường đại học Điện Cảm biến nhiệt độ: dùng để đo nhiệt độ môi trường xung quanh VCC Vo u t LM35 + Vs GND U1 LM35 GND Hình 2.34 Khối cảm biến nhiệt độ Quang trở LDR: Có tác dụng đo cường độ ánh sáng khung gian xung quanh VCC R1 10k LDR1 LDR GND Hình 2.35 Khối quang trở b CPU - Vi điểu khiển - Mạch nguyên lý CPU sử dụng PIC18F4520 với nguồn tiêu thụ 5V có tác dụng điều khiển hệ thống theo chương trình nạp vào GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến 60 Đồ án hệ thống điện tử Lực Trường đại học Điện VCC U2 11 VDD 32 VDD 12 31 VSS VSS GND RS RW EN D4 D5 D6 D7 19 20 21 22 27 28 29 30 MOTOR_DIR18 MOTOR_DIR29 10 RST SW1 RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2/VREF-/CVREF RA3/AN3/VREF+ RA4/T0CKI/C1OUT RA5/AN4/SS/HLVDIN/C2OUT OSC2/CLKO/RA6 OSC1/CLKI/RA7 RD0/PSP0 RD1/PSP1 RD2/PSP2 RD3/PSP3 RD4/PSP4 RD5/PSP5/P1B RD6/PSP6/P1C RD7/PSP7/P1D RE0/RD/AN5 RE1/WR/AN6 RE2/CS/AN7 MCLR/VPP/RE3 RB0/INT0/FLT0/AN12 RB1/INT1/AN10 RB2/INT2/AN8 RB3/AN9/CCP2 RB4/KBI0/AN11 RB5/KBI1/PGM RB6/KBI2/PGC RB7/KBI3/PGD RC0/T1OSO/T13CKI RC1/T1OSI/CCP2 RC2/CCP1/P1A RC3/SCK/SCL RC4/SDI/SDA RC5/SDO RC6/TX/CK RC7/RX/DT 14 13 33 34 35 36 37 38 39 PGC 40 PGD 15 16 17 18 23 24 25 26 ROLE1 ROLE2 ROLE3 ROLE4 PIC18F4520-E/P Hình 2.36 PIC18F4520 Vi điều khiển 18F4520 Hình 2.37 Vi điều khiển Mạch nguyên lý phần điện tử mô hình trồng rau tự động Sau thiết kế xong mạch nguyên lý ta có mạch in sau: GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến 61 Đồ án hệ thống điện tử Lực GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến Trường đại học Điện 62 Đồ án hệ thống điện tử Lực Trường đại học Điện Hình 2.37 Sơ đồ mạch in 3.1 Thiết kế phần khí Ý tưởng thiết kế GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến 63 Đồ án hệ thống điện tử Lực Trường đại học Điện Hình 2.38 Ý tưởng thiết kế phần khí Thiết kế modul kín với kích thước dự tính gồm tầng, tầng gồm từ 2- khay trồng rau, khay tách biệt độc lập với nhau, kéo tách khỏi hệ thống thuận lợi cho việc thay đất trồng, loại rau phục vụ việc sửa chữa Phía sau vs bên khay trồng có khoảng hở để lắp thiết bị điện tử Kích thước khay dự tính khay trồng loại rau khác Thiết bị che chắn bở hệ thống mái che Hệ thống đèn chiếu sáng lắp khoảng trống sau khay trồng Hệ thống phun sương lắp khung dàn ô, vị trí khoảng trống bên khay trồng, hệ thống phun nước từ bên vào khay trồng rau Hệ thống đặt bánh xe giúp di chuyển dễ dàng, phận bên thiết kế bạt che phủ, hệ thống thoát nước thải 3.2 Các phận 3.2.1 Hệ thống khung đỡ, giá đỡ Là hệ thống khung xương thiết bị, giúp nâng đỡ thiết bị, nơi gắn hệ thống khay trồng, thiết bị điện tử, Chọn vật liệu cho khung hệ thống: Một số loại vật liệu phổ biến để làm hệ thống khung trồng rau công nghệ cao bao gồm: gỗ, nhôm, thép mạ kẽm nhựa PVC Gỗ Gỗ chất liệu đẹp không thực tế Vật liệu gỗ tốt vật liệu cách nhiệt dễ lắp ráp, nhà kính bị ướt làm cong mục gỗ Nếu bạn phải sử dụng gỗ lựa chọn gỗ đỏ, gỗ tuyết tùng gỗ đặc biệt chịu ẩm ướt Nhôm Nhôm vật liệu cần bảo trì thấp: không gỉ bị phá vỡ tiếp xúc với yếu tố môi trường Nhưng không mạnh mẽ khả chịu lực Nhưng cung cấp hình thức đẹp, độ cứng tốt cho mái nhà kính thủy tinh polycarbonate sơn mạ với màu Thép mạ kẽm Thép mạ kẽm cung cấp độ bền cao với chi phí thấp Có khung vơi sức mạnh lớn, khả chịu lực cao Tuy nhiên hầu hết khung thép thiết kế để sử dụng với màng polyethylene Chúng phổ biến với người trồng nông nghiệp thương mại không phù hợp với polycarbonate cứng rắn Một nhược điểm thép mạ kẽm lớp mạ ăn mòn thép bị rỉ sét theo thời gian Nhựa PVC Khung nhà kính nhựa PVC loại vật liệu chi phí thấp, trọng lượng nhẹ dễ dàng để lắp ráp Nó không cứng kim loại gỗ, vấn đề giải với hỗ trợ kim loại sử dụng kết hợp với nhựa PVC Nhựa hạn chế nhiệt Hầu hết nhà kính hiệu bắt đầu sử dụng khung nhựa PVC GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến 64 Đồ án hệ thống điện tử Lực Trường đại học Điện Nhược điểm lớn cho khung nhà kính nhựa PVC ánh sáng mặt trời làm xấu bề mặt Một khó khăn với cấu trúc khung lớn, mức độ chịu lực suy giảm Dưa thực tế trình khảo sát nhóm định lựa chọn thép mạ kẽm khung nhôm vật liệu chủ yếu đùng để làm khung nhà kính 3.2.2 Hệ thống lưới che, mái che Có nhiệm vụ giúp che chắn cho hệ thống, bảo vệ hệ thống rau trồng khỏi tác động từ bên ngoài, đặc biệt quan trọng yếu tố để tạo môi trường kín cho hệ thống Lựa chọn vật liệu che phủ hệ thống: Vật liệu sử dụng nhà kính (màng che phủ lợp nhà kính) ảnh hưởng đến suất hiệu suất trồng nhà kính Vật liệu ảnh hưởng đến mức độ chất lượng ánh sáng truyền đến cho trồng Ánh sáng khuếch tán tốt so với ánh sáng trực tiếp Việc bụi bị thu hút vào màng nhà kính giảm lan truyền xạ Những giọt nước đọng mặt mái nhà kính (bên lớp phủ) chứng minh làm giảm truyền ánh sáng 8% chặn xạ nhiệt Ngoài ra, vật liệu có tông màu sáng nhà kính, chẳng hạn thảm cỏ dại màu trắng, giúp tăng cường ánh sáng có sẵn cho trồng Đặc điểm quan trọng cần xem xét việc lựa chọn loại vật liệu bao gồm chi phí, độ bền (nó kéo dài bao lâu), trọng lượng dễ sửa chữa thay thế, ánh sáng truyền qua vật liệu lượng chuyển qua vật liệu Vật liệu khuếch tán thiết kế để phân tán ánh sáng tạo điều kiện ánh sáng tốt cho trồng Kính Kính từ lâu lớp mái phủ truyền thống cho nhà kính Sự thuận lợi bao gồm: • Mức độ truyền cao xạ ánh sáng • Giữ nhiệt tốt vào ban đêm • Khả cho truyền qua thấp ánh sáng tia cực tím • Độ bền cao • Chi phí bảo trì thấp Tấm nhựa Về có ba nguyên liệu thể loại - polycarbonate, acrylic (methacrylate polymethyl) sợi thủy tinh Tấm nhựa không sử dụng rộng rãi việc sử dụng ngày tăng Sản phẩm bền so với màng nhựa giữ nhiệt tốt, truyền tải ánh sáng ban đầu tốt cho truyền qua lượng ánh sáng tia cực tím thấp Màng nhà kính nhựa (plastic film) Đây loại phổ biến với chi phí thấp số vật liệu nhà kính Các loại màng có sẵn polythene (polyethylene), EVA (ethyl vinyl acetate) PVC (poly vinyl clorua) GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến 65 Đồ án hệ thống điện tử Lực Trường đại học Điện Với cải tiến liên tục sản xuất màng nhựa, chúng có nhiều lựa chọn tính linh hoạt hiệu suất Một số phụ gia sử dụng để cung cấp cho màng nhựa đặc tính hữu ích Ví dụ, màng nhà kính sử dụng để loại trừ tia cực tím (UV) để kiểm soát dịch hại hóa chất, phản ánh sóng hồng ngoại (IR) xạ dài để cải thiện giữ nhiệt vào ban đêm Hình 2.39 Màng nhà kính nhựa (plastic film) 3.2.3 Hệ thống chiếu sáng Hầu hết biết thực vật màu xanh cần ánh sáng để quang hợp, tăng trưởng phát triển Tuy nhiên, tất vai trò ánh sáng tăng trưởng phát triển Thực vật phản ứng theo cách khác với cường độ thời gian ánh sáng Tùy loại rau mà có yêu cầu độ sáng khác Nên mô hình đề tài lắp đặt thêm hệ thông đèn chiếu sáng để đảm bảo yêu cầu ánh sáng rau Ý tưởng thiết kế Hệ thống chiếu sáng lắp khung thiết bị, khoảng trống phía sau khay trồng rau Đèn sử dụng để chiếu sáng cho rau đèn led thay loại đèn sợi đốt, huỳnh quang điều mang lại lợi ích sau: - Thông thường người ta sử dụng hai chùm sáng màu đỏ (R) màu xanh (B) có đỉnh cực đại độ dài sóng 662nm 430nm để tạo ánh sáng đèn led Lúc đó, quang phổ đèn led gần trùng với quang phổ hấp thụ diệp lục tố rau trồng Như vậy, loài rau trồng hấp thụ tối đa để chuyển lượng ánh sáng đèn led thành lượng tế bào, hiệu suất sử dụng rau lượng mặt trời nguồn ánh sáng trắng vào khoảng 35% GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến 66 Đồ án hệ thống điện tử Lực - - - Trường đại học Điện Chiếu sáng đèn led mang lại hiệu suất lượng sinh học cao từ kích thích phát triển rau trồng so với loại bóng đèn truyền thống khác Đèn led giúp tiết kiệm điện Sử dụng đèn led thay đèn huỳnh quang, sợi đốt giảm đáng kể điện tiêu thụ Trong xí nghiệp trồng rau, 1m2 diện tích trồng tiêu thụ 0,5KW điện, dùng đèn led cần 0,27KW điện Việc dùng đèn led nông nghiệp giúp cải thiện chất lượng nông sản, giúp tăng giá trị dinh dưỡng giảm nồng độ nitrat rau Các thử nghiệm cho thấy, sử dụng đèn chiếu sáng led xử lý rau thời gian ngắn giảm bớt nồng độ nitrat có hại xuống 44 - 65%, đồng thời nâng cao giá trị dinh dưỡng Thêm vào đó, để giảm bớt nồng độ nitrat, đèn chiếu sáng led tạo xạ nhiệt so với đèn natri cao áp, cho phép trình quang hợp xảy với cường độ mạnh cần khoảng thời gian ngắn thay chu kỳ sinh trưởng Hình 2.42 Đèn led sử dụng để trồng rau Thiết kế hệ thống chiếu sáng Hình 2.41 Thiết kế hệ thống đèn chiếu sáng Hệ thống đèn lắp phía sau hệ thống khay trồng tùy thuộc vào nhu cầu ánh sáng loại rau mà ta sử dụng nhiều đèn lúc GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến 67 Đồ án hệ thống điện tử Lực Trường đại học Điện 3.2.4 Hệ thống tưới Giúp cung cấp nước tưới cho rau trồng, nước tưới cho rau dạng phun sương giúp cung cấp lượng nước tưới cách đồng tránh lãng phí tránh làm dập nát rau Ý tưởng thiết kế: Thiết kế hệ thống tưới nước cho rau dạng vòi phun sương, hệ thống lắp hệ thống khung dàn, bên khay trồng, nước phun từ bên vào khay trồng rau Hệ thống tưới bao gồm: - Máy bơm - Đồng hồ (timer) - Hệ thống bể nước ( thùng phuy) - Vòi phun sương, vòi nhỏ giọt, hệ thống dây ống nước dẫn Hình 2.40 Vòi phun sương Thiết kế hệ thống tưới Hình 2.41 Thiết kế hệ thống vòi phun GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến 68 Đồ án hệ thống điện tử Lực Trường đại học Điện Lượng nước dư thừa bầu đất gom lại xả vào bể chứa đường ống nước thải 3.2.5 Các hệ thống phụ Hệ thống mái che Thiết kế dạng mái vòm, đặt bên hệ thống giúp che nắng, che mưa tránh ảnh hưởng yếu tố bên ngoài, tránh ánh nắng mặt trời chiếu trực tiếp vào rau trồng Hệ thống mái che thiết kế cố định với tỷ lệ tránh nắng trực tiếp khoảng 30 – 35% Hệ thống dự tính thiết kế bao gồm hệ thống khung mái che, lưới mái che Ngoài hệ thống có che phụ cường độ ánh sáng lớn, hệ thống che phụ điều khiển tự động kéo ra, cường độ ánh sáng thấp tự động thu vào Hệ thống bánh xe: Được thiết kế để dễ dàng di chuyển hệ thống trồng rau từ nơi sang nới khác Hình 2.42 Hệ thống bánh xe đẩy Hệ thống thu ghom nước thải Được thiết kế bên giúp thu ghom phần nước dư thừa, tránh xả trực tiếp xuống bên gây hỏng thiết bị ô nhiễm môi trường, nước thải dẫn bể chứa để xử lý chuyển đến hệ thống thoát nước thải riêng 3.3 Thiết kế mô với Inventor GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến 69 [...]... và chứng nhận rau an toàn thay thế văn bản trên theo quy t định số 04/2007/QĐ - BNN Theo quy định này rau sản xuất theo quy trình an toàn phải đảm bảo điều kiện sản xuất rau an toàn như về nhân lực, về đất trồng, phân bón, nước tưới, kỹ thuật canh tác, phòng trừ sâu bệnh Về nhân lực, rau sản xuất theo quy trình an toàn người sản xuất phải được tập huấn kĩ thuật sản xuất rau an toàn Đất trồng phải đảm... sản xuất theo quy trình VietGAP ở nước ta vẫn còn mới mẻ, việc sản xuất còn gặp nhiều khó khăn do vậy cần có định hướng đầu tư của nhà nước trong thời gian tới GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến 21 Đồ án các hệ thống cơ điện tử Lực 3 Trường đại học Điện Tổng quan về trồng rau an toàn trong môi trường kín 3.1 Phân tích phương án thiết kế Đề tài “Ngiên cứu, xây dựng quy trình, thiết bị trồng rau an toàn được... giống rau đã được xử lý trước khi gieo trồng Hiện nay các loại giống rau an toàn được bán rộng rãi và dễ dàng có thể mua được 3.3 Kỹ thuật trồng một số loại rau an lá thường dùng 3.3.1 Kỹ thuật trồng rau muống Rau muống là loại rau ăn lá Trong 100g rau phần ăn được có 23 Kcal, 32g Protein, 380 microgam vitamin, 23 g VitaminC Rau muống thích ứng rộng, dễ trồng Hình 1.5 Rau muống an toàn Điều kiện trồng. .. Công ty Cổ Phần bảo vệ thực vật An Giang xây dựng và thực hiện dự án: “Huấn luyện nông dân sản xuất và xây dựng mô hình rau an toàn theo hướng GAP” Cùng với đó diễn ra Hội thi “Nông dân sản xuất rau an toàn theo hướng GAP” Thông qua đó giúp bà con nông dân nâng cao nhận thức cơ bản và trình độ khoa học kĩ thuật để có thể tự mình xây dựng và quản lý quy trình sản xuất rau an toàn theo hướng GAP, tạo bước... không đảm bảo thì không thể tổ chức sản xuất rau an toàn được - Những đơn vị, tổ chức cung ứng đầu vào trong quá trình sản xuất rau an toàn Tổ chức cung ứng đầu vào cho sản xuất rau an toàn là một khâu then chốt trong quá trình sản xuất rau an toàn Đơn vị cung ứng đầu vào là nhân tố quy t định đến tổ chức cung ứng đầu vào cho phát triển sản xuất rau an toàn Trường hợp không có đơn vị cung ứng đầy đủ... nhiều, vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩm được mọi người quan tâm và nhu cầu sử dụng rau an toàn ngày càng tăng Các chương trình sản xuất rau an toàn đã được khởi sướng và thực hiện ở một số vùng theo quy t định số 67/1998/QĐ - BNN – KHCN ngày 28/04/1998 của Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn về quy định tạm thời sản xuất rau an toàn Gần đây, Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn ban hành Quy định về... số sử dụng phân tươi để tưới rau Đây là những nguyên nhân dẫn đến tình trạng ngộ độc Thời gian gần đây người dân đã ý thức hơn tuy nhiên một số vẫn vì mục đích kinh tế mà rau vẫn không đảm bảo an toàn Do vậy, Nhà nước đã ban hành quy trình sản xuất rau an toàn nhằm hướng dẫn cho người dân kĩ thuật trồng, bón phân, chăm sóc, đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm 2.4.2 Rau an toàn Trước tình trạng ngộ độc... phát triển tốt nhất cho rau - Có thể điều khiển được 3 thông số quan trọng quy t định chính đến sự sinh trưởng và phát triển của rau là nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng từ đó tạo ra môi trường phù hợp nhất để rau sinh trưởng tốt - Việc trồng rau được hướng theo tiêu chuẩn sản xuất rau an toàn VietGAP sẽ giúp tạo ra nguồn rau đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm - Quá trình sản xuất rau an toàn được tự động hóa... đồ 1: Quy trình rau hữu cơ 2.4.5 Quy trình VietGAP Thực hiện quy t định số 379/QĐ - BNN – KHCN ngày 28/01/2008, Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ban hành quy trình thực hành sản xuất nông nghiệp tốt cho rau quả tươi an toàn tại Việt Nam (VietGAP) Sản xuất rau theo quy trình thực hành sản xuất nông nghiệp tốt (VietGAP) mới được ban hành nhưng so với các quy trình sản xuất rau an toàn. .. Khi trồng các loại rau lá như rau muống, rau cải, rau ăn trái, …mới bón phân cho rau bằng phân vô cơ và bón vào thời điểm rau còn nhỏ vừa chiết sang chậu, hay lúc cây rau đang lớn cho ra thân lá Lưu ý thời gian bón phân cho rau bằng phân vô cơ GVHD: PGS.TS Đinh Văn Chiến 25 Đồ án các hệ thống cơ điện tử Lực Trường đại học Điện phải cách từ 15-20 ngày mới được thu hoạch Đó là thời gian cách ly an toàn