Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế và xây dựng hệ thống điều khiển tự động chăm sóc cây trồng thủy canh tại hộ gia đình

• Tác giả: Trần Thanh Bình
• Người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Đoàn Phong
• Trường học: Đại học Dân lập Hải Phòng
• Chuyên ngành: Điện tự động công nghiệp
• Đề tài: Thiết kế và xây dựng hệ thống điều khiển tự động chăm sóc cây trồng bằng phương pháp thủy canh tại các hộ gia đình
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hải Phòng

• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐỀ TÀI
• 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
• 1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2. CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ THỦY CANH
• 2.1. THỦY CANH LÀ GÌ?
• 2.2. NHỮNG ƯU ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG THỦY CANH
• 2.3. NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG THỦY CANH
• 2.4. SO SÁNH VỚI PHƯƠNG PHÁP TRỒNG RAU BẰNG ĐẤT
• 2.5. CÁC VẤN ĐỀ THƯỜNG GẶP KHI TRỒNG RAU THỦY CANH VÀ CÁCH KHẮC PHỤC
• 2.6. MỘT SỐ CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN
• 4. CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ
• 4.1. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
• 4.2. LỰA CHỌN VÀ TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ
• 5. CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG MÔ HÌNH
• 5.1. Khoang đựng giá thể
• 5.2. Thiết kế mực nước trong chậu
• 5.3. Tính toán thời gian cho công tắc tự động
• 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 6.1. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Hệ thống điều khiển tự động

Hệ thống điều khiển tự động là trọng tâm của đề tài, được thiết kế để quản lý và chăm sóc cây trồng thủy canh một cách hiệu quả. Hệ thống này tích hợp các công nghệ hiện đại như cảm biến, bộ điều khiển trung tâm và hệ thống tưới tự động. Mục tiêu chính là giảm thiểu sự can thiệp của con người, đồng thời tối ưu hóa điều kiện sinh trưởng cho cây trồng. Hệ thống này không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn đảm bảo độ chính xác trong việc cung cấp dinh dưỡng và nước cho cây.

1.1. Công nghệ cảm biến

Hệ thống cảm biến đóng vai trò quan trọng trong việc theo dõi các yếu tố môi trường như độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng và nồng độ dinh dưỡng. Các cảm biến này liên tục thu thập dữ liệu và truyền về bộ điều khiển trung tâm để xử lý. Nhờ đó, hệ thống có thể tự động điều chỉnh các thông số phù hợp với nhu cầu của cây trồng. Điều này giúp tăng năng suất và chất lượng cây trồng, đồng thời giảm thiểu rủi ro do sai sót trong quá trình chăm sóc.

1.2. Hệ thống tưới tự động

Hệ thống tưới tự động được thiết kế để cung cấp nước và dinh dưỡng một cách chính xác và đều đặn. Hệ thống này hoạt động dựa trên dữ liệu từ cảm biến, đảm bảo cây trồng luôn nhận được lượng nước và dinh dưỡng cần thiết. Điều này không chỉ tiết kiệm nước mà còn giúp cây phát triển đồng đều và khỏe mạnh. Hệ thống tưới tự động là một phần không thể thiếu trong mô hình thủy canh hiện đại.

II. Chăm sóc cây trồng thủy canh

Chăm sóc cây trồng trong mô hình thủy canh đòi hỏi sự kết hợp giữa công nghệ và kiến thức nông nghiệp. Hệ thống thủy canh không sử dụng đất, thay vào đó, cây trồng được nuôi dưỡng bằng dung dịch dinh dưỡng hòa tan trong nước. Phương pháp này giúp cây trồng phát triển nhanh hơn và ít bị ảnh hưởng bởi sâu bệnh. Tuy nhiên, việc quản lý dinh dưỡng và môi trường cần được thực hiện một cách chính xác để đạt hiệu quả tối ưu.

2.1. Quản lý dinh dưỡng

Quản lý dinh dưỡng là yếu tố then chốt trong thủy canh. Dung dịch dinh dưỡng cần được pha chế và điều chỉnh phù hợp với từng giai đoạn phát triển của cây. Hệ thống tự động giúp theo dõi và điều chỉnh nồng độ dinh dưỡng một cách chính xác, đảm bảo cây trồng luôn nhận được lượng dinh dưỡng cần thiết. Điều này giúp tăng năng suất và chất lượng sản phẩm.

2.2. Kiểm soát môi trường

Kiểm soát môi trường bao gồm việc điều chỉnh ánh sáng, nhiệt độ và độ ẩm để tạo điều kiện lý tưởng cho cây trồng. Hệ thống chiếu sáng tự động và hệ thống thông gió được sử dụng để đảm bảo cây trồng nhận đủ ánh sáng và không khí. Điều này đặc biệt quan trọng trong môi trường đô thị, nơi không gian và điều kiện tự nhiên bị hạn chế.

III. Ứng dụng cho hộ gia đình

Hộ gia đình là đối tượng chính của đề tài, với mục tiêu mang lại giải pháp nông nghiệp hiện đại và tiện lợi cho các gia đình đô thị. Hệ thống thủy canh tự động được thiết kế để phù hợp với không gian nhỏ, giúp các gia đình có thể tự trồng rau sạch tại nhà. Điều này không chỉ cải thiện chất lượng cuộc sống mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

3.1. Tiện ích cho đô thị

Nông nghiệp đô thị đang trở thành xu hướng phổ biến, đặc biệt là ở các thành phố lớn. Hệ thống thủy canh tự động giúp các gia đình tận dụng không gian nhỏ để trồng rau sạch, đảm bảo an toàn thực phẩm. Đây là giải pháp hiệu quả cho những người có ít thời gian chăm sóc cây trồng nhưng vẫn muốn có nguồn rau sạch tại nhà.

3.2. Giải pháp nông nghiệp bền vững

Giải pháp nông nghiệp này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Hệ thống thủy canh tiết kiệm nước và giảm thiểu sử dụng hóa chất, giúp tạo ra sản phẩm an toàn và thân thiện với môi trường. Đây là hướng đi bền vững cho nông nghiệp hiện đại.