Chương 1: GIỚI THIỆU 1. Hệ thống tưới và bón phân tự động trong nông nghiệp là một hệ thống dùng để đống mở các van điện từ theo phương thức tuần tự, sử dụng PLC kết hợp với màn hình HMI. Kết hợp cùng với phương thức bón phân tự động, phân bón được hòa tan đẩy vào hệ thống cung cấp cho cây trồng. Tất cả các thông số: thời gian chuyển đổi giữa các van, ngày tưới nước, ngày tưới phân đều được nhập trực tiếp vào màn hình HMI dựa vào đặt tính sinh trưởng của các loại cây trồng.
Hệ thống dùng để kết hợp với các phương pháp tưới truyền thống như: Tưới phun, tưới ngầm, tưới rãnh, tưới ngập, tưới nhỏ giọt (khoa học-tiết kiệm nước), để tạo thành một mô hình hệ thống tưới hoàn chỉnh. Giới thiệu đề tài. Khác với những hệ thống tưới truyền thống, Hệ Thống Tưới Và Bón Phân Tự Động Trong Nông Nghiệp giúp cải tiến và nâng cấp những hệ thống tưới thủ công thông thường trở nên hoàn toàn tự động, giúp bà con nông dân có thể giải phóng được phần lớn sức lao động mà không tốn kém và đầu tư quá nhiều chi phí. Hệ thống vận hành hoàn toàn tự động theo thời gian gian thực tế, kết hợp với giám sát độ ẩm đất, bón phân tự động.
Tất cả đều có thể cài đặt và giám sát thông qua màng hình HMI, được cài đặt và lập trình đơn giản, dể hiểu, dể điều chỉnh giúp cho bà con nông dân dễ dàng tiếp cận, vận hành và sử dụng. Hệ thống có thể áp dụng cho nhiều phương pháp tưới và nhiều loại cây trồng khác nhau, cùng với việc kết hợp nhiều van điện từ giúp dể dàng phân chia luống, giảm áp suất trên đường ống cái. Hệ thống có thể thích hợp cho các hộ canh tác có diện tích nhỏ vài ha đến các hộ có diện tích đất canh tác lớn hơn vài chục ha. Mô tả tổng quát về đề tài.
Hệ thống tưới và bón phân tự động trong nông nghiệp là một mô hình được em lên ý tưởng và ấp ủ từ lâu với mục đích giúp phần nào giải phóng sức lao động cho bà con nông dân, cũng như giúp bà con tiếp cận và ứng dụng những sản phẩm khoa học kĩ thuật công nghệ hiện đại vào trong đời sống và sản suất. Cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, nông nghiệp là một phần không thể thiếu đối với sự phát triển hay hưng thịnh 3 của một quốc gia. Đặt biệt là đối với nước ta với nhiều đồng bằng phù sa màu mở trải dài từ bắc đến nam, với nguồn nước ngọt từ các con sống lớn hay trử lượng nước ngầm dồi giàu ở một số khu vực ven biển,. những yếu tố này giúp nước ta trở thành một trong những cường quốc hàng đầu về nông nghiệp.
Nhưng tuy nhiên bên cạnh đó điều kiện hay kĩ thuật canh tác nông nghiệp của nước ta còn khá lạc hậu, chưa áp dụng được những tiến bộ khoa học kĩ thuật vào trong sản xuất, cho nên khó cạnh tranh về giá thành hay chất lượng nông sản với các nước phương tây. Hệ thống tưới và bón phân tự động trong nông nghiệp ứng dụng được cho nhiều loại cây trồng hằng năm và cây trồng lâu năm, với nhiều phương pháp tưới tùy theo loại cây mà hộ gia đình đang canh tác, như: tưới nhỏ giọt, tưới phun, tưới mưa.Việc chuyển đổi phương pháp tưới cũng khá đơn giản chỉ cần thay đổi hệ thống ống tưới mà không cần phải thay đổi cả hệ thống. Kết hợp với phương pháp bón phân tự động giúp góp phần sử dụng hiểu quả lượng phân bón không gây ra tình trạng dư thừa hay thiếu hụt phân bón, gốp phần cải thiện năng suất nông sản và tối ưu chi phí đầu tư. Hệ thống hoàn toàn tự động, người dùng có thể lựa chọn lắp đặc cho hệ thống tự động tưới nước theo thời gian thực tế, theo giá trị độ ẩm đất hoặt là cả 2.
Việc điều chỉnh thời gian, lượng nước, giá trị độ ẩm.điều được thao tác trên màng hình HMI, hệ thống được thiết kế và lập trình khác đơn giản giúp cho người nông dân dễ dàng tiếp cận và sử dụng. 4 Chương 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 2. Tổng quan về tưới cây tự động. Khái niệm về tưới cây.
Hệ thống tưới là một công cụ để chuyển tải một lượng nước như nhau từ nguồn nước đến các điểm khác nhau của đồng ruộng với mật độ bao phủ đồng đều cao và cho phép sử dụng cung cấp nước, phân hòa tan trong nước phù hợp cho từng giai đoạn sinh trưởng khác nhau của cây trồng. Cây trồng luôn luôn cần nước để phát triển. Khi đất bị do ít mưa, bốc hơi lớn, khô nóng, hạn hán, cây trồng bị thiếu nước có thể bị ngưng phát triển, lúc đó tà phải tưới bổ sung nước cho đất và cây trồng hấp thu. Tuy nhiên, khi lượng nước trong đất quá nhiều và kéo dài, cây trồng có thể bị hại do ngập úng, lúc đó ta cần phải tiêu thoát nước.
Ý nghĩa tưới tiêu cho cây trồng. Nước là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng rất lớn sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Trong sản xuât nông nghiệp, nước trên đồng ruộng luôn luôn thay đổi. Sự thay đổi đó làm cho đất phát triển theo hai hướng trái ngược nhau – đất ngày càng tốt lên hay ngày càng xấu đi.
Nếu chúng ta nắm vững quy luật biển đổi của chế độ nước và sử dụng hợp lý các nguồn nước ở từng vùng thì độ phì của đất ngày càng tang lên hoặc hạn chế đến mức thấp nhất sự phát triển xấu đi của đất đai. Ngược lại nếu không nắm vững quy luật biến đổi của chế độ nước và sử dụng không hợp lý nguồn nước thì độ phì của đất giảm dần, đát bạc màu, một số nơi đát có thể bị hóa mặn, thậm chí không sử dụng đất để trồng trọt được nữa. Rõ ràng nước là yếu tố quan trọng trong quá trình hình thành đất. Ngày nay, với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật hiện đại, người ta dã biến hang triệu hecta đất khô cằn, đất lầy, đất mặn thành đất trồng trọt phì nhiêu.
Một trong những đối tượng chính của sản xuất nông nghiệp là cây trồng. Muốn tăng năng suất cây trồng ngày càng cao và ổn định cần thỏa mãn các điều kiện sống của nó. Các diều kiện đó là: nước, chất dinh dưỡng, ánh sáng, nhiệt độ, không khí. Các điều kiện sống của cây trồng liên quan mật thiết với nhau và tuân theo quy luật không thay thế.
Tuy nhiên, chế độ nước có ảnh hưởng rõ rệt đến chế độ nhiệt, không khí và dinh dưỡng trong đất. Trong tự nhiên nước phân bố không đều cả về không gian và thời gian, không phù hợp với nhu cầu nước của cây trồng. Lượng nước đến (nước mưa hoặc nước ngầm) quá nhiều hay quá ít so với 5 lượng nước tiêu hao thì cây trồng bị úng hoặc bị hạn. Vì vậy, điều tiết chế độ nước của đất phù hợp với nhu cầu nước của cây trồng là một biện pháp kỹ thuật quan trọng đối với tăng vụ tăng năng suất cây trồng và nâng cao độ phì nhiêu của đất.
Thực tiễn sản xuất ở nhiều vùng khô hạn trên thế giới thấy rằng sản phẩm thu được trên diện tích được tưới tăng từ 2 đến 3 lần sản phẩm thu được trên đât không được tưới. Lý do sử dụng hệ thống tưới tự động. Tiết kiệm chi phí nhân công so với việc tưới bằng tay. Với diện tích cây xanh đã được Qui họach khoảng 1ha.
Việc chăm sóc, bảo dưỡng, tưới cây cho khu vực này phải cần ít nhất 5 -7 người làm việc liên tục trong ngày, trong đó việc tưới cây là mất nhiều thời gian nhất, đặc biệt là vào mua khô, Chi phí trung bình trả mỗi người là khoảng 4 (triệu)/ VNĐ/Người/ Tháng. Chưa kể chi phí này sẽ tăng lên theo từng năm do giá cả đang ngày một đắt đỏ, theo đó Chi phí này năm sau sẽ cao hơn năm trước.Sản phẩm tưới nước tự động, chúng ta chỉ cẩn tối đa 2 nhân công làm việc chăm sóc, bảo dưỡng cây cối là chính, việc tưới nước họ chỉ đóng vai trò kiểm tra, giám sát, vì hệ thống tưới đã được lập trình tự động hoàn toàn, do đó chí phí nhân công sẽ được cắt giảm một cách thấp nhất. Chi phí đầu tư ban đầu không cao. Với một hệ thống tưới nước tự động, phần đầu tưới, phụ kiện và điều khiển chỉ chiếm khoảng 30% trên tổng giá trị, 35% còn lại là đường ống nước và phụ kiện , 10% là máy bơm, tủ điều khiển và các phụ kiện, 25% là chi phí nhân công thi công lắp đặt hệ thống.
Như vậy, khi chúng ta không đầu tư hệ thống tưới nước tự động, chúng ta vẫn phải đầu tư máy bơm, đường ống tới mỗi khu cần tưới để phục vụ cho công tác tưới thủ công, tổng chi phí này đã chiếm đến 70% của toàn dự án. Như vậy tại sao chúng ta không đầu tư thêm 30% nữa để có một hệ thống tưới nước tự động hoàn chỉnh, với thời gian sử dụng lâu dài và hoàn toàn không có chi phí phát sinh hàng tháng. Tiết kiệm tối đa nguồn nước. Với việc tưới nước bằng tay người lao động đa số làm việc theo cảm hứng, họ không thể kiểm soát được lượng nước mà họ cần tưới cho cây trồng, khi họ tưới quá ít, khi lại quá nhiều, đôi khi vì khoảng cách tưới đến điểm tắt nước hơi xa, nếu họ cần nghỉ ngơi, nghe điện thoại cầm tay, họ sẽ để nước chảy tự do, như vậy nguồn nước sẽ bị thất 6 thoát rất nhiều.
Với việc tưới nước tự động được thiết kế để chúng ta có thể biết chính xác tới từng mm nước mà chúng ta sẽ sử dụng trên mỗi đầu phun, qua đó việc kiểm soát lượng nước tiêu thụ là rất rõ ràng, giúp chúng ta tiết kiệm tối đa nguồn nước, vì vậy hóa đơn tiền nước cũng sẽ giảm đi. Cung cấp lượng nước đồng đều cho cây cối. Như ở trên đã nói, việc tưới nước bằng tay đa phần dựa vào cảm nhận của người tưới, cho nên sẽ có cây nhận được ít nước, nhưng có chỗ lại nhiều và rất nhiều. Với hệ thống tưới tự động tất cả lượng nước được phun ra từ mỗi đầu phun có kích thước, độ nhuyễn hoàn toàn bằng nhau từ chân đầu phun tới đầu ngọn nước, do đó tất cả cỏ cây sẽ nhận được lượng nước đồng đều nhất, điều này sẽ giúp cây cối phát triển tốt hơn.
Tuổi thọ hệ thống lâu dài: Tuổi thọ lên tới vài chục năm của hệ thống tưới nước Tự động chúng ta sẽ tiết kiệm được một khoản tiền không nhỏ cho việc chăm sóc, bảo dưỡng cây cối.