.§å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Th¸i Häc - Líp T§H 46 H η .§é s©u líp ®Êt t−íi.(mm) chän H = 500mm . HÖ sè hiÖu Ých t−íi phun m−a: η = 0,8-0,95 LÊy η = 0,8. GV .Dung träng ®Êt kh« (T/m3) lÊy GV = 4 (T/m3) βmax . §é Èm tèi ®a ®ång ruéng. LÊy βmax = 80% βmin . §é Èm giíi h¹n d−íi cho phÐp. βmin = 70 ÷ 80% βmax = 60% MTK = 10.500.2.(0,8 - 0,6) 1 = 2500 (m3/ha). 0.8 VËy víi diÖn tÝch khu v−ên ta cã l−îng n−íc t−íi cÇn lµ = 1000m3 n−íc. Thíi gian t−íi mçi lÇn...
.Đồ án tốt nghiệp H Nguyễn Thái Học - Lớp TĐH 46 Độ sâu lớp đất tới.(mm) chọn H = 500mm GV Dung trọng đất khô (T/m3) lấy GV = (T/m3) η HƯ sè hiƯu Ých t−íi phun m−a: η = 0,8-0,95 LÊy η = 0,8 βmax §é Èm tèi ®a ®ång ruéng LÊy βmax = 80% Độ ẩm giới hạn dới cho phép = 70 ÷ 80% βmax = 60% MTK = 10.500.2.(0,8 - 0,6) = 2500 (m3/ha) 0.8 VËy víi diƯn tích khu vờn ta có lợng nớc tới cần = 1000m3 nớc ắ Thới gian tới lần t= a.b.M TK 1000.q. Trong đó: a Khoảng cách vòi phun a = 10m b Khoảng cách đờng ống nhánh b = 10m MTK Mức t−íi thiÕt kÕ MTK = 2500 (m3/ha) η HƯ sè hiƯu Ých t−íi phun m−a: η = 0,8 q Lu lợng vòi.( m3/s) q = 0,1 (m3/h) t= 10.10.2500 = 3125(s) = 0,86 (h) 1000.0,1 0,8 ¾ L−u lợng đầu vào ống nhánh Qn = nV.q Qn - Lu lợng đầu vào ống nhánh (l/giờ) q - Lu lợng bình quân vòi phun ma ống nhánh q = 0,1(m3/h) nV- Số lợng vòi èng nh¸nh nV = Qn = 0,1 = 0,2 (m3/h) ắ Tính toán lu lợng đầu vào ống QC = 2.N.Qn Qn - Lu lợng đầu vào ống nhánh (m3/h) N - Số lợng hàng ống nhánh N = QC = 2.2.0,2 = 0,8 (m3/h) Khoa Cơ Điện - 45 - Trờng ĐHNN I - H Nội .Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thái Học - Lớp TĐH 46 Do diện tích tới nhỏ, chiều dài đờng ống ngắn tổn thất dọc đờng ống không đáng kể ta bỏ qua tổn thất dọc đờng ống ắ Xác định tổng cét n−íc thiÕt kÕ H = Zd - ZS + Hd + HV + Σhf + Σhj Trong ®ã: H Tỉng cét n−íc thiÕt kÕ cđa hƯ thèng t−íi phun ma( cột nớc) (m) Zd Cao trình mặt đất vòi phun điển hình (m) Zd = 50 (m) Zv Cao trình mặt nớc mà máy bơm hút.(m) ZV = 46 (m) Hd Chiều cao ống đứng lắp vòi vị trí vòi phun điển hình Hd = 1(m) HV Cột nớc thiết kế đầu vòi phun (m) HV = 0,5 (m) hf Tổng tổn thất cột nớc đờng dài tính từ van đáy ống hút đến vị trí vòi phun điển hình (m) hf Tổng tổn thất cột nớc cục tính từ van đáy ống hút đến vị trí vòi phun điển hình.(m) H = 50 - 46 + + 0,5 + + = 5,5 (m) ắ Công suất hiệu suất * Công suất thuỷ lực Ntl (công suất hữu ích) bơm công suất dùng để truyền trọng lợng lu lợng Q víi cét ¸p H: Ntl = γ Q.H 1000 (kW) Trong đó: - Trọng lợng riêng chất láng (N/m3) tÝnh víi n−íc γ = 1000 (N/m3) Q - Lu lợng bơm (m3/s) có Q = 0,8 (m3/h) = 0,22 10-3 (m3/s) H - Cột áp toàn phần bơm (mH20) Ntl = 75.10-3(Kw) = 75 (W) ắ Công suất đòi hỏi trục bơm cần phải lớn công suất thuỷ lực Ntl bơm phải tiêu hao phần lợng để bù vào tổn thất thuỷ lực, tổn thất ma sát phận làm việc bơm Khoa Cơ Điện - 46 - Tr−êng §HNN I - Hμ Néi §å ¸n tèt nghiƯp Ngun Th¸i Häc - Líp T§H 46 N= Ntl η = γ Q.H 1000η (kW) η < :Hiệu suất toàn phần bơm ta chọn η = 0,8 N = 94(W) chän N = 100 (W) B.) Nh−ng thùc tÕ ng−êi ta th−êng ¸p dụng phơng pháp tính toán sau Từ điều kiện toán ban đầu dựa vào khả bốc thoát nớc tiềm PET mà ta có nhu cầu nớc tới phụ thuộc vào loại tuỳ thuộc vào thời kỳ sinh trởng WR = Kcr PET = Kcr Qs(0,025Ta + 0,08) 59 Qs Bức xạ tổng cộng ngày tuần Ta Nhiệt độ trung bình ngày tuần 59 Lợng nhiệt cần thiết để bốc 1mm nớc Kcr Hệ số hoa màu ta tra bảng Mặt khác phơng pháp theo Tin học nông nghiệp PGS.TS Nguyễn Hải Thanh chủ biên, NXB khoa học kỹ thuật, 2005 hiệu phơng pháp tới đa lợng nớc tới phù hợp STT Phơng pháp tới Diện tích tới (m2) Lợng nớc tới T−íi r·nh 10.000 Kct.PET.10/0,65 T−íi phun m−a 10.000 Kct.PET.10/0,85 Vậy theo điều kiện toán ta có Diện tích cần tới: S = 400m2 Rau bắp cải ví dụ ®ang ë thêi kú thu ho¹ch ta cã Kcr = 0,8 Đo nhiệt độ trung bình ngày hôm trớc Ta = 28 C Đo lợng xạ mặt trời ngày hôm qua là: Qs = 1000 (calo/cm2/ngày) ắ Do lợng nớc cần tới Khoa Cơ Điện - 47 - Trờng ĐHNN I - H Nội Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thái Học - Líp T§H 46 Qs(0,025Ta + 0,08) = 59 1000(0,025.28 + 0,08) 10.400 = 4,9 (m3) = 0,8 0,85.10000 59 LNT = 0,8 Căn vào lợng nớc ma thu đợc ngày hôm trớc: LNM ta có lợng nớc cần tới cho ngày hôm sau là: LNCT = LNT - LNM Trong toán ta ví dụ ngày không ma cho nên: LNCT = LNT - Từ ta chọn máy bơm có lu lợng: Q = 1,8 (l/s) Vậy thời gian cần bơm cho máy bơm là: t = LNT/Q = 2713(s) ắ Chọn vòi phun phun hình tròn mang nhÃn hiệu 501-U 1/2 F, M h·ng Naan - Israrel cung cÊp víi thông số sau: * Lu lợng vòi phun Q = 0,10 - 0,29 m3/h (Chän Q = 0,2 m3/h) * Đờng kính vòi phun lớn nhất: D = 16m ắ Sơ đồ bố trí vòi phun: Căn vào hớng gieo trồng hớng độ dốc đất tiến hành bố trí theo dạng tổ hợp vòi hình vuông Do đờng kính phun tối đa vòi phun lµ D = 16m vµ diƯn tÝch khu v−ên lµ S = 400 m2 tiến hành bố trí thành hai đờng ống nhánh chạy song song dọc theo chiều dài khu vờn với khoảng cách hai đờng 10m, khoảng cách hai vòi 10m Do diện tích 400m2 ta cần lắp n = vòi phun có lu lợng dà chọn có dạng nh hình vẽ sau: Khoa Cơ Điện - 48 - Tr−êng §HNN I - Hμ Néi §å ¸n tèt nghiƯp Ngun Th¸i Häc - Líp T§H 46 Khi bán kính phun thiết kế RTK RTK = K R K lµ hƯ sè (0,7 ữ 0,9) Trong đó: R bán kính phun (8m) Khi ®ã RTK = 0,8 = 6,4m V× vËy tỉng lu lợng đầu đờng ống là: Q = 4.0,2 = 0,8 (m3/h) (Bá qua tỉn thÊt däc ®−êng ống) Mặt khác lu lợng đờng ống có diện tích tiết diện có vận tốc dịch chuyển dòng chất lỏng là: Q = v v = Q / Mặt khác theo phơng trình Becnuli cho dòng nguyên tố chất lỏng lý tởng chảy ổn định đợc xác định theo công thức: Z+ P γ + v2 = const g Trong ®ã : Z Vị đơn vị trọng lợng chất lỏng so với mặt chuẩn P áp suất mặt khảo sát v Vận tốc dòng chất lỏng g Gia tốc trọng trờng vị trí khảo sát Vậy ta áp dụng công thức vị trí nhng với áp suất thay đổi ta v 21 P2 v 2 + = Z2 + + Z1 + γ g γ g P1 cã: UP = γ 2.g Q ( ω 2 − ω12 ) VËy thay ®ỉi diƯn tÝch tiết diện ống ( Điều chỉnh van) áp suất dòng nớc thay đổi 2.5 Thiết kế giao diện 2.5.1 Phần mềm thiết kế giao diện a Hệ quản trị sở liệu Với toán đặt phải lựa chọn hệ quản trị sở liệu để có Khoa Cơ Điện - 49 - Trờng §HNN I - Hμ Néi §å ¸n tèt nghiƯp Nguyễn Thái Học - Lớp TĐH 46 thể quản lý liệu thu thập từ lần tới trớc phục vụ cho lần tới sau Về lý thuyết ta chọn nhiều ngôn ngữ nh: Microsoft Foxpro, Microsoft Access Nhng thực tế ngôn ngữ Microsoft Access có nhiều u điểm quản trị CSDL Vì đề tài chọn Microsoft Access làm ngôn ngữ quản trị CSDL - Microsoft Access hệ quản trị CSDL môi trờng Window thành phần Microsoft office hệ quản trị CSDL có sẵn công cụ hữu hiệu tiện lợi đáp ứng đợc đầy đủ yêu cầu cho toán quản lý - Microsoft Access sử dụng đợc tất phơng tiện chế trao đổi liệu động(DDE), nhúng liên kết đối tợng ( OLE ) - Microsoft Access hệ quản trị CSDL quan hệ với đầy đủ chức định nghĩa liệu, xử lý liệu kiểm soát liệu - Microsoft Access cho khả kết suất liệu cho phép thiết kế đợc biểu mẫu báo cáo phức tạp đáp ứng đầy đủ yêu cầu đề Có thể tác động liệu kết hợp biểu mẫu báo cáo tài liệu trình bày kết theo dạng thức chuyên nghiệp b Phần mềm lập trình giao diện Microsoft Visual Basic ngôn ngữ lập trình dụng cụ lập trình sở liệu Multimedia, thiết kế Web lập trình Internet Với Visual Basic ta cã thĨ x©y dùng cÊc øng dơng quản lý Nó kết nối xử lý liệu từ hệ quản trị sở liƯu nh− Excel, FoxPro, Access, SQL Server… Visual Basic lµ công cụ phát triển ứng dụng hớng đối tợng tức thông qua việc xây dựng thuộc tính, phơng thức để thiết kế trình ứng dụng chạy môi trờng Window Giao diện lập phải đảm bảo: - Giao diện có tính thân thiện, dễ sử dụng ngời vận hành - Có thể theo dõi, giám sát điều khiển toàn trình tới phun ma Khoa Cơ Điện - 50 - Trờng ĐHNN I - H Nội Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thái Học - Lớp TĐH 46 - Có thể đa báo cáo lần tới trớc làm sở vận hành lần tới Khi khởi động giao diện điều khiển máy tính phần mạch điều khiển bên hình có cửa sổ: Hình 2-9 Trên cửa sổ có giới thiệu qua số thông tin liên quan đến đề tài đa thông báo hệ thống bận kết nối với phần cứng bên Sau khoảng giây chơng trình tự động chuyển sang cửa sổ: Hình 2-10 toàn công việc giao diện ngời máy làm việc cửa sổ Khi công việc ngời vận hành điền thông số đầu vào nh: Loại đất canh tác, loại trồng, thời kỳ sinh trởng, cách bố trí vòi phun, kiểu vòi loại bơm máy tính liên tục cập nhật thông số từ cảm biến nhiệt, cảm biến lợng xạ mục tín hiệu đầu vào mà đa thông số điều khiển mục T hông số số đầu điều khiển trực tiếp tới mạch lực Theo thông số Diện tích lỗ van cần mở mà ta điều khiển động bớc để điều chỉnh van tiết lu Van làm việc để cung cấp lu lợng nớc tới cho phù hợp Hình 2-9: Cửa sổ khởi động làm việc giao diện Khoa Cơ Điện - 51 - Tr−êng §HNN I - Hμ Néi §å ¸n tèt nghiƯp Ngun Th¸i Häc - Líp T§H 46 Hình 2-10 Cửa sổ làm việc giao diện Nếu kết nối với máy tính Đồng thời máy tính tự động lu tham số với chu kỳ trích mẫu 10 phút để phục vụ cho lần tới sau 2.6 Kết luận chơng II Thông qua chơng II ta đà tiến hành lựa chọn phơng pháp tới tối u, có hiệu kinh tế lớn mà đảm bảo điều kiện kỹ thật mang lại lợi nhuận lớn cho ngời nông dân Từ phơng pháp tới ta tiến hành nghiên cứu tính toán thông số áp dụng thiết kÕ cho hƯ thèng t−íi phun m−a cho mét khu v−ên thÝ nghiÖm cã diÖn tÝch S = 400m2 Tõ lập trình tạo giao diện điều khiển kết nối máy tính với điều khiển bên Khoa Cơ Điện - 52 - Trờng ĐHNN I - H Nội Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thái Học - Lớp TĐH 46 Chơng Nghiên cứu phần cứng phần mềm chip vi xử lý công nghƯ pSOc cđa h·ng cypress 3.1 Lùa chän thiÕt bÞ ®iỊu khiĨn Trong ®iỊu kiƯn khoa häc ph¸t triĨn nh− để thực toán điều khiển ta có nhiều giải pháp phần cứng nh phần mềm thông minh Nh điều khiĨn b»ng hƯ thèng R¬le, chip vi xư lý, PLC… Song tuỳ vào điều kiện, quy mô toán mà ta lựa chọn giải pháp cho hợp lý, đảm bảo hiệu kinh tế Đối với toán điều khiển hệ thống tới phun ma điều kiện tự nhiên mà bàn điều khiển phải để thực địa cần di chuyển nhiều, mặt khác độ phức tạp điều khiển không cao thông số điều khiển vào không nhiều chọn chip vi xử lý công nghệ PSoC làm giải pháp điều khiển cho hệ thống tới phun ma Khác với công nghệ sản xuất chip thông thờng cho IC riêng lẻ, IC ngoại vi xử lý công nghệ PSoC hÃng Cypress cho phép tạo nên hƯ thèng trªn mét chip bao gåm CPU, ROM, RAM ngoại vi thời gian thực ( ADC, DAC, Timer, Counter, cổng vào đa chức năng, cổng truyền thông) Ngoài ra, công nghệ có u điểm trội so với công nghệ khác cho phép ngời lập trình thay đổi cấu hình phần cứng trình hoạt động Các chip chế tạo theo công nghệ PSoC đợc phát triển vi xử lý ngày hoàn thiện chức năng, tối u kích thớc Các chip đà dần thay vị trí vi xử lý ứng dụng đo lờng điều khiển công nghiệp nh nhiều lĩnh vực khác Từ u điểm vợt bậc ta tiến hành chọn chip vi xử lý công nghệ PSoC làm chip điều khiển hệ thống tới Khoa Cơ Điện - 53 - Trờng ĐHNN I - H Nội Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thái Học - Lớp TĐH 46 phun ma 3.2 Tổng quan cấu trúc tính PSoC PSoC mét tõ viÕt t¾t cđa cơm tõ tiÕng anh: Programable System on Chip nghĩa hệ thống khả trình chip Các chip chế tạo theo công nghệ PSoC chip điều khiển thông minh có tính linh hoạt cao, chi phí công nghệ phục vụ nghiên cứu phát triển ban đầu thấp, giá thành chip thấp, hỗ trợ kỹ thuật tốt với phần mềm phát triển dễ sử dụng Thành phần chip PSoC bao gồm khối ngoại vi số tơng tự cấu hình đợc, vi xử lý bit, nhớ chơng trình (EEROM) lập trình đợc có nhớ RAM lớn Để lập trình hệ thống cài chơng trình điều khiển vào chip ta cần có phần mềm lập trình kit phát trin hÃng chế tạo chip cung cấp, Ví dụ nh chip PSoC hÃng Cypress ngời lập trình cần có phần mềm PSoC Designer Phần mềm thiết kế đợc xây dựng sở hớng đối tợng với cấu trúc module hoá Mỗi khối chức module mềm Việc lập cấu hình cho chip nh tuỳ thuộc vào ngời lập trình thông qua số th viện chuẩn Ngời lập trình thiết lập cấu hình chip đơn giản cách muốn chip có chức kéo chức thả vào khối tài nguyên số tơng tự, hai (Bản chất phơng pháp lập trình kéo thả) Việc thiết lập ngắt chân nào, loại ngắt gì, chân vào đợc hoạt động nh tuỳ thuộc vào viƯc thiÕt lËp cđa ng−êi lËp tr×nh cho PSoC Chip PSoC có nhiều họ họ cung cấp phần cứng khác nhau, có chân, chức chân, số lợng khối tốc độ cđa chóng §èi víi chip PSoC hä CY8C27xxx cung cÊp 1) Bé vi xư lý víi cÊu tróc Harvard Tốc độ vi xử lý lên đến 24 MHz LƯnh nh©n bit x bit, ghi tích luỹ 32 bit Khoa Cơ Điện - 54 - Trờng ĐHNN I - H Nội Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thái Học - Lớp TĐH 46 Hoạt động tốc độ cao mà lợng tiêu hao Dải điện áp hoạt động từ 3,0 đến 5,25V Điện áp hoạt động giảm xuống 1,0V sử dụng chế độ kích điện áp Hoạt động dải nhiệt độ từ - 40 C đến 85 C 2) Các khối ngoại vi hoạt động độc lập kết hợp 12 khối ngoại vi tơng tự đợc thiết lập để đợc thiết lập để đáp ứng yêu cầu toán x Các ADC lên tới 14 bit x Các DAC lên tới bit x Các khuyếch đại lập trình đợc hệ số khuyếch đại x Các lọc so sánh lập trình đợc khối ngoại vi số đợc lập để làm nhiệm vụ: x Các định thời đa chức năng, đếm kiện, ®ång hå thêi gian thùc, bé ®iÒu chÕ ®é réng xung có dải chết( dead band) x Các module kiểm tra lỗi (CRC modules) x Hai truyền thông nối tiếp không đồng hai chiều x Các truyền thông SPI Master Slaver cấu hình đợc x Có thể kết nối với chân vào 3) Bộ nhớ linh hoạt chip Không gian nhớ chơng trình Flash từ 4K đến 16K, phụ thuộc vào loại chip với chu kỳ ghi xoá cho Flash 50.000 lần Không gian nhớ RAM 256 byte Chip lập trình thông qua chuẩn nối tiếp (ISSP) Bộ nhớ Flash đợc nâng cấp phần Chế độ bảo mật đa tin cậy Có thể tạo đợc không gian Flash chip lên tới 2,304 byte 4) Có thể lập đợc cấu hình cho chân chip Các chân vào ba trạng thái sử dụng Trigger Schmitt Khoa Cơ Điện - 55 - Trờng ĐHNN I - H Néi ... chơng trình điều khiển vào chip ta cần có phần mềm lập trình kit phát triển h·ng chÕ t¹o chip cung cÊp, VÝ dơ nh chip PSoC hÃng Cypress ngời lập trình cần có phần mềm PSoC Designer Phần mềm thiết... thuật tốt với phần mềm phát triển dễ sử dụng Thành phần chip PSoC bao gồm khối ngoại vi số tơng tự cấu hình đợc, vi xử lý bit, nhớ chơng trình (EEROM) lập trình đợc có nhớ RAM lớn Để lập trình hệ... đáp ứng đầy đủ yêu cầu đề Có thể tác động liệu kết hợp biểu mẫu báo cáo tài liệu trình bày kết theo dạng thức chuyên nghiệp b Phần mềm lập trình giao diện Microsoft Visual Basic ngôn ngữ lập trình