Rau quả thuộc loại thực phẩm không thể thiếu được trong bữa ăn hằng ngày và chúng có vai trò dinh dưỡng đặc biệt quan trọng Về lượng protein và lipid rau quả không so sánh được với những thực phẩm có nguồn gốc động vật nhưng giá trị chính của rau quả là ở chỗ chúng cung cấp cho cơ thể nhiều chất có hoạt tính sinh học Một số chất sinh học quan trọng có trong rau quả như caroten phức chất polyphenol chất màu hương vị chứa các bionavanoit đang là đối tượng nghiên cứu về vai trò chống ôxy hoá cũng như tác dụng làm giảm nguy cơ đối với bệnh tim mạch và phòng ngừa ung thư Nhưng hiện nay có rất nhiều loại rau quả bẩn không tốt cho sức khỏe của chúng ta chính vì thế chúng em đã nghĩ tới việc làm ra một con Robot để có thể giúp con người không phải bận tâm đến vấn đề rau bẩn nữa Farmbot là một robot trồng rau được thiết kế như một máy in 3D khổng lồ bằng khung nhôm và các vật liệu nhựa khác với thiết kế như vậy giúp Farmbot nhẹ và dễ dàng vận chuyển khung nhôm lại không rỉ sét nên dễ hoạt động trong những điều kiện thời tiết khắc nghiệt Farmbot sẽ hoạt động như một công cụ canh tác thực thụ trên diện tích nhỏ Sau khi được lắp đặt trên một khoảng đất canh tác nhất định Farmbot sẽ giúp bạn gieo trồng hạt giống theo những chọn lựa của bạn sau đó robot sẽ giúp bạn chăm sóc cho cây đến lúc thu hoạch Farmbot không chỉ chăm sóc như những thiết bị phun tưới tự động thông thường mà từng loại cây trên diện tích canh tác sẽ được Farmbot nhận biết và có kế hoạch chăm sóc riêng cho mỗi loại Từ những loại rau đơn giản như cải bẹ rau cải cho đến những loại cây lớn hơn như cà chua đều được Farmbot chăm sóc một cách cẩn thận
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRỒNG RAU TỰ ĐỘNG FARMBOT Người hướng dẫn: ThS NGUYỄN THẾ TRANH Nhóm viên thực hiện: NGUYỄN HỒNG LONG PHAN ĐÌNH CƠNG Số thẻ sinh viên: 101120300 101120282 Lớp: 12CDT1 Đà Nẵng, 06/2017 TÓM TẮT Rau thuộc loại thực phẩm thiếu bữa ăn hàng ngày chúng có vai trị dinh dưỡng đặc biệt quan trọng Về lượng protein lipid rau không so sánh với thực phẩm có nguồn gốc động vật giá trị rau chỗ chúng cung cấp cho thể nhiều chất có hoạt tính sinh học Một số chất sinh học quan trọng có rau caroten, phức chất polyphenol (chất màu, hương vị ) chứa bionavanoit đối tượng nghiên cứu vai trị chống ơxy hố tác dụng làm giảm nguy bệnh tim mạch phòng ngừa ung thư Nhưng có nhiều loại rau bẩn không tốt cho sức khỏe chúng ta, chúng em nghĩ tới việc làm Robot để giúp người bận tâm đến vấn đề rau bẩn Và chúng em định chọn đề tài : “ Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot ” Farmbot robot trồng rau thiết kế máy in 3D khổng lồ khung nhôm vật liệu nhựa khác, với thiết kế giúp Farmbot nhẹ dễ dàng vận chuyển, khung nhôm lại không rỉ sét nên dễ hoạt động điều kiện thời tiết khắc nghiệt Farmbot hoạt động công cụ canh tác thực thụ diện tích nhỏ Sau lắp đặt khoảng đất canh tác định, Farmbot giúp bạn gieo trồng hạt giống theo chọn lựa bạn, sau robot giúp bạn chăm sóc lúc thu hoạch Farmbot khơng chăm sóc thiết bị phun tưới tự động thơng thường mà loại diện tích canh tác Farmbot nhận biết có kế hoạch chăm sóc riêng cho loại Từ loại rau đơn giản cải bẹ, rau cải, loại lớn cà chua Farmbot chăm sóc cách cẩn thận LỜI NĨI ĐẦU Trong sống đại, với phát triển vượt bậc kinh tế xã hội nay, ngành khí Việt Nam theo ngày lớn mạnh Việc nghiên cứu ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật vào ngành khí nói chung ngành điện tử nói riêng nhu cầu cần thiết xã hội Ngày nay, ngành điện tử đóng vai trị quan trọng kinh tế quốc dân tạo thiết bị công cụ cho ngành khác nhau, cho lĩnh vực khác xây dựng, công nghệ thực phẩm, lượng nhiều lĩnh vực khác Có thể nói ngành điện tử phận hợp thành quan trọng kinh tế quốc dân Liên quan tới vấn đề sống ngày có vấn đề mà người phải đau đầu thực phẩm bẩn bữa ăn ngày Hiện có nhiều loại rau bẩn không tốt cho sức khỏe chúng ta, chúng em nghĩ tới việc làm Robot để giúp người bận tâm đến vấn đề rau bẩn Và chúng em đàng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 54 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot Hình 4.21 : Xây dựng liệu cho mã Gcode Hình 4.22 : Bảng mã Gcode hệ thống SVTH: Nguyễn Hồng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 55 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 5.1 KẾT QUẢ: 5.1.1 Phần mềm điều khiển: a) Giao diện phần mềm điều khiển : Hình 5.1 : Giao diện phần mềm điều khiển Giao diện phần mềm hiển thị cách rõ ràng chức hoạt động hệ thống : - Bảng diện tích canh tác 3x8 Hộp chọn loại canh tác ( loại ) Chọn mùa Một số thơng số loại để điều chỉnh Một số phím chức Connect với Controller, Load liệu từ Controller, Lưu lại điều chỉnh Upload liệu xuống Controller SVTH: Nguyễn Hoàng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 56 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot b) Các bước thực : Sau mở phần mềm điều khiển lên ta thực theo bước sau: - - - Connect với Controller Sau Connect thành cơng với Controller, ta thực số chức đưa đầu canh tác trở vị trí ban đầu thơng qua nút HOME điều khiển đến vị trí mong muốn qua nút X Y Để tiến hành gieo trồng ta bắt đầu việc chọn Season Tiếp theo ta chọn loại muốn gieo trồng ( Tree 1, Tree 2, Tree 3) Trong loại chọn ta hiệu chỉnh thơng số thời gian tưới, số lần tưới, nhiệt độ tối đa, độ ẩm tối đa… Sau thực hiệu chỉnh ta bắt đầu thực việc gieo trồng thông qua việc kích chuột vào diện tích canh tác Tiếp tục thực bước cho loại cịn lại Hình 5.2 : Thực chọn vị trí gieo trồng Sau chọn xong, ta Save lại liệu chọn tiến hành Upload vào Controller SVTH: Nguyễn Hồng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 57 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot 5.1.2 Bộ điều khiển Controller: a) Hình ảnh thực tế: Hình 5.3 a 5.3 b Hình 5.3 c 5.3 d b) Cách sử dụng: Hệ thống Controller gồm nút ấn ( OK, RETURN, LEFT, RIGHT, UP, DOWN) Khi khởi động giao diện điều khiển hiển thị ngày tháng thời gian Để điều chỉnh chức hệ thống ta nhấn nút RETURN màu đỏ để vào menu hình 5.3b Khi vào menu, ta sử dụng phím LEFT RIGHT màu đen nằm ngang để di chuyển chọn loại cần điều chỉnh Sau di chuyển đến loại cần chọn ta nhấn nút OK màu xanh để tiếp tục điều chỉnh, menu hình 5.3c lên Tại ta chọn điều chỉnh thời gian tưới, nhiệt độ tối đa hay độ ẩm tối đa Ta tiếp tục sử dụng nút LEFT RIGHT để chọn đối tượng cần điều chỉnh SVTH: Nguyễn Hoàng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 58 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot Nếu chọn đối tượng Time for water, ta tiếp tục nhấn OK menu hình 5.3d Tại menu ta dùng nút OK để thêm số lần tưới muốn xóa thời gian tưới ta di chuyển trỏ ( nút LEFT RIGHT) đến dấu X nhấn OK để xóa Nếu muốn thay đổi thời gian tưới, ta sử dụng nút UP DOWN để tăng giảm giá trị vị trí trỏ Sau điều chỉnh xong ta sử dụng nút RETURN để trở menu 5.1.3 Bộ điều khiển Firmware: 5.1.4 Hình ảnh thực tế Farmbot: 5.2 NHẬN XÉT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.2.1 Nhận xét a) Ứng dụng Với chức Farmbot ứng dụng tốt vào việc trồng trọt hỗ trợ phát triển cho số loại trồng có giá trị kinh tế cao yêu cầu chăm sóc kĩ lưỡng Đồng thời Farmbot bước quan trọng q trình tăng cường sản xuất nơng nghiệp thơng minh b) Ưu điểm Mơ hình Farmbot thiết kế cẩn thận, với hệ thống khí hoạt động tốt Farmbot sử dụng loại vật liệu Nhơm định hình với giá thành hợp lí đảm bảo độ cứng vững, chống rỉ sét,… Với hệ thống khí điều khiển Farmbot hoàn toàn phù hợp với yêu cầu đồ án tốt nghiệp c) Nhược điểm Trong trình thiết kế Farmbot có số nhược điểm : - Kết cấu trục Z chưa thật cứng vững, cần có giải pháp tối ưu để phát triển quy mơ rộng lớn Hệ thống đầu hút hạt hoạt động chưa thật tốt, khó sử dụng cho loại hạt nhỏ nhẹ Hệ thống dây dẫn phức tạp, cần có giải pháp bố trí tốt nhằm giảm phức tạp việc nối dây… SVTH: Nguyễn Hồng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 59 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot 5.2.2 Hướng phát triển Đối với mơ hình Farmbot này, chúng em nhận thấy có nhiều hướng phát triển cho hệ thống nhằm mang lại hiệu cao đồng thời cung cấp khả phục vụ cho nhiều mục đích tốt - - - Nâng cấp quy mô Farmbot, với yêu cầu đồ án tốt nghiệp, chúng em dừng lại quy mơ diện tích canh tác 30cm x 80cm nhiên Farmbot hồn tồn canh tác diện tích lớn 150cm x 300cm Xây dựng khả xử lí ảnh cho Farmbot, với khả xử lí ảnh Farmbot dễ dàng giải nhiều vấn đề việc di chuyển tối ưu tránh va chạm với cối vườn, nhận biết rau chín để đưa thông báo thu hoạch, nhận biết cỏ dại, di chuyển xác giúp hút hạt dễ dàng Nâng cấp hệ thống kết nối Farmbot, kết hợp module Internet hay module Sim giải pháp tốt giúp việc điều khiển từ xa trở nên đơn giản tối ưu Kết hợp với module nhà kính Farmbot dễ dàng xây dựng mơi trường nhân tạo cho việc phát triển nông nghiệp SVTH: Nguyễn Hồng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 60 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot KẾT LUẬN Sau thời gian dài kể từ nhận đề tài làm Đồ án tốt nghiệp “ Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot ” Được thầy hướng dẫn giao nhiệm vụ đến chúng em hoàn thành với nội dung phần tính tốn, thiết kế nêu Do thời gian khả chúng em có hạn nên việc tính tốn, thiết kế cịn nhiều thiếu sót, lần chúng em tiếp xúc va chạm thực tế, với kiến thức, khối lượng lớn nên gặp nhiều khó khăn bỡ ngỡ Nhưng dù cố gắng miệt mài làm việc giúp chúng em vươn tới thành công nhiều Chúng em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc với lịng nhiệt tình, tận tụy thầy Nguyễn Thế Tranh, thầy mang đến cho chúng em nhiều kiến thức bổ ích việc tìm hiểu thực phát huy đề tài Và hành trang chúng em tương lai giúp chúng em đến trưởng thành Tuy nhiên danh nghĩa hoàn thành đề tài “Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot ” chúng em cịn nhiều sai sót hạn chế, chưa đáp ứng với thực tế, mong qúy thầy cơ, anh chị, bạn bè đóng góp thêm để nhóm chúng em phát huy để đề tài hoàn thiện tốt Đà Nẵng, ngày 25 tháng năm 2017 Sinh viên thực Nguyễn Hoàng Long Phan Đình Cơng SVTH: Nguyễn Hồng Long-Phan Đình Cơng Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 61 ... Nguyễn Thế Tranh 60 Thiết kế chế tạo mô hình trồng rau tự động Farmbot KẾT LUẬN Sau thời gian dài kể từ nhận đề tài làm Đồ án tốt nghiệp “ Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot ” Được... Nguyễn Thế Tranh 55 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 5.1 KẾT QUẢ: 5.1.1 Phần mềm điều khiển: a) Giao diện phần mềm điều khiển : Hình 5.1 : Giao diện... Hướng dẫn : ThS Nguyễn Thế Tranh 57 Thiết kế chế tạo mơ hình trồng rau tự động Farmbot 5.1.2 Bộ điều khiển Controller: a) Hình ảnh thực tế: Hình 5.3 a 5.3 b Hình 5.3 c 5.3 d b) Cách sử dụng: Hệ