Đồ Án Điều Khiển Logic: Hệ Thống Vườn Rau Thông Minh Bằng PLC Mitsubishi

Nhom4 18 33c thuyết minh dadklg: Tìm hiểu chi tiết về chủ đề này. Tổng quan, phân tích chuyên sâu và các thông tin hữu ích liên quan đến nhom4 18 33c dadklg.

Chuyên ngành

Điều khiển Logic

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Đồ án

2021

56
3
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

1. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VƯỜN RAU THÔNG MINH

1.1. Đặt vấn đề

1.2. Các giải pháp công nghệ vườn rau thông minh

1.2.1. Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng (NFT: Nutrient film technique

1.3. Công nghệ tưới nhỏ giọt

1.4. Sơ đồ và mô tả công nghệ của vườn rau thông minh

1.5. Mục đích, ý nghĩa của hệ thống

2. CHƯƠNG 2 CẢM BIẾN VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH

2.1. Cảm biến nhiệt độ

2.2. Cảm biến cường độ ánh sáng

3. CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU VỀ PLC MITSUBISHI

3.1. Giới thiệu tổng quan về PLC

3.2. Các dòng PLC Mitsubishi thông dụng và chọn các thiết bị cho hệ thống.1

3.2.1. PLC Mitsubishi FX1N

3.2.2. PLC Mitsubishi FX3G

3.2.3. PLC Mitsubishi FX3U

3.2.4. Lựa chọn PLC trong hệ thống

3.2.5. Phần mềm lập trình GX Works 2

3.2.6. Ngôn ngữ lập trình LAD

3.2.7. Module analog FX3U – 4AD

3.2.8. Màn hình cảm ứng HMI

3.2.9. Sơ đồ mạch động lực & mạch trung gian

4. CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG VƯỜN RAU THÔNG MINH DÙNG PLC MUSTUBISHI

4.1. Phân kênh cho hệ thống.1

4.2. Chương trình tổng quan của hệ thống

4.3. Chương trình chế độ điều khiển tự động (AUTO)

4.4. Chương trình chế độ điều khiển bằng tay (MANUAL)

4.5. Chương trình điều khiển Ladder

5. CHƯƠNG 5 CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO

5.1. Mô phỏng HMI:

5.2. Nhận xét kết quả

5.3. Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Vườn Rau Thông Minh Giải Pháp Tối Ưu

Nhu cầu về thực phẩm sạch và an toàn ngày càng tăng cao, đặc biệt trong bối cảnh đô thị hóa và lo ngại về thực phẩm bẩn tràn lan trên thị trường. Cách thức trồng trọt thủ công lạc hậu đang dần bộc lộ những hạn chế, thúc đẩy nhu cầu cấp thiết về các giải pháp công nghệ tiên tiến. Mô hình vườn rau thông minh nổi lên như một giải pháp hiệu quả, đáp ứng nhu cầu về rau sạch cho gia đình, đồng thời tiết kiệm thời gian, công sức và chi phí chăm sóc. Vườn rau thông minh là một hệ thống trồng rau sạch tự động, có khả năng kiểm soát các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, độ pH, và cung cấp nước, dinh dưỡng một cách chính xác và hiệu quả. Hệ thống này có thể được triển khai ở nhiều quy mô khác nhau, từ hộ gia đình đến các trang trại lớn, đồng thời có khả năng tương tác với người dùng thông qua chế độ điều khiển thủ công. Yêu cầu đặt ra là hệ thống phải có giá thành hợp lý, dễ dàng lắp đặt và sử dụng, tiết kiệm năng lượng, và đáp ứng các tiêu chuẩn về kinh tế - kỹ thuật.

1.1. Thực Trạng Sản Xuất Nông Nghiệp Hiện Nay

Hiện nay, người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến nguồn gốc và chất lượng thực phẩm. Các phương pháp canh tác truyền thống thường dựa vào kinh nghiệm và khó kiểm soát các yếu tố đầu vào, dẫn đến nguy cơ sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu quá mức, ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng. Ngoài ra, biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường cũng gây ra nhiều khó khăn cho sản xuất nông nghiệp. Theo một nghiên cứu của Viện Nghiên cứu Rau quả, hơn 30% mẫu rau trên thị trường chứa dư lượng thuốc bảo vệ thực vật vượt quá giới hạn cho phép. Đây là một vấn đề đáng báo động, đòi hỏi các giải pháp canh tác bền vững và an toàn hơn.

1.2. Vai Trò Của Vườn Rau Thông Minh Trong Tương Lai

Vườn rau thông minh có thể đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an ninh lương thực và nâng cao chất lượng cuộc sống. Bằng cách ứng dụng các công nghệ tiên tiến như IoT, cảm biến, PLC, và tự động hóa, vườn rau thông minh có thể tối ưu hóa quá trình sản xuất, giảm thiểu lãng phí tài nguyên, và tạo ra các sản phẩm rau sạch, an toàn. Hơn nữa, mô hình này còn giúp người dân tiếp cận với công nghệ, nâng cao nhận thức về nông nghiệp bền vững. Các hệ thống thủy canh, khí canh, và tưới nhỏ giọt được ứng dụng rộng rãi trong các vườn rau thông minh, mang lại hiệu quả kinh tế và môi trường cao.

II. Các Giải Pháp Công Nghệ Vườn Rau Thông Minh Hiện Đại

Để xây dựng một vườn rau thông minh hiệu quả, cần lựa chọn các giải pháp công nghệ phù hợp với quy mô, điều kiện địa phương và loại cây trồng. Các công nghệ phổ biến bao gồm kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng (NFT), công nghệ tưới nhỏ giọt, hệ thống nhà lưới, và các hệ thống điều khiển tự động. Kỹ thuật NFT cung cấp dinh dưỡng trực tiếp đến rễ cây, tối ưu hóa quá trình sinh trưởng và phát triển, đồng thời tiết kiệm nước và phân bón. Công nghệ tưới nhỏ giọt giúp cung cấp nước và dinh dưỡng một cách chính xác và hiệu quả, giảm thiểu lãng phí và ngăn ngừa sự phát triển của cỏ dại. Hệ thống nhà lưới giúp bảo vệ cây trồng khỏi các tác động của thời tiết và sâu bệnh, đồng thời tạo môi trường lý tưởng cho sự phát triển của cây.

2.1. Kỹ Thuật Màng Mỏng Dinh Dưỡng NFT

Kỹ thuật NFT là một hệ thống thủy canh linh hoạt và phổ biến. Hệ thống này sử dụng một dòng dung dịch dinh dưỡng rất nông, cung cấp trực tiếp chất dinh dưỡng đến rễ cây, giúp cây trồng dễ hấp thụ, tối ưu hóa quá trình sinh trưởng và phát triển, cho rau trồng đạt chất lượng và năng suất cao, tiết kiệm nước và phân bón. Mô hình này không gây đọng nước, vì vậy rễ cây không bị thiếu không khí, giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Hệ thống sử dụng máy bơm để đưa nước có chứa dinh dưỡng lên khay cây trồng một cách liên tục. Dung dịch dinh dưỡng không sử dụng hết quay trở lại bồn chứa để tái sử dụng.

2.2. Công Nghệ Tưới Nhỏ Giọt Tiết Kiệm Nước

Tưới nhỏ giọt là phương pháp tưới tiết kiệm nước và phân bón bằng cách điều tiết nước nhỏ giọt từ từ vào rễ, phù hợp với nhiều loại cây khác nhau. Hệ thống tưới nhỏ giọt là mô hình một mạng lưới các đường ống phân phối nước được lắp ngay dưới mặt đất và theo hướng cây trồng. Các điểm đầu nhỏ giọt được dán trực tiếp trên đường ống phân phối hoặc gắn thông qua các đầu nối với khoảng cách khác nhau tùy từng loại đất và cây trồng. Hệ thống này giúp tiết kiệm đến 50% lượng nước và 80% thời gian tưới so với phương pháp thủ công. Nó phù hợp với hầu hết các loại cây trồng.

2.3. Hệ Thống Giám Sát và Điều Khiển Tự Động

Hệ thống giám sát và điều khiển tự động sử dụng các cảm biến để theo dõi các thông số môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, độ pH, và EC. Các dữ liệu này được truyền về bộ điều khiển trung tâm (ví dụ: PLC), nơi các thuật toán điều khiển được thực thi để điều chỉnh các thiết bị chấp hành như bơm tưới, quạt thông gió, hệ thống che nắng, và đèn chiếu sáng. Hệ thống này giúp duy trì môi trường tối ưu cho sự phát triển của cây trồng, giảm thiểu sự can thiệp của con người, và nâng cao hiệu quả sản xuất. Các hệ thống này thường có giao diện người dùng thân thiện (HMI) để người dùng có thể dễ dàng theo dõi và điều chỉnh các thông số.

III. Thiết Kế Điều Khiển Vườn Rau Thông Minh Bằng PLC

PLC đóng vai trò trung tâm trong việc điều khiển và tự động hóa vườn rau thông minh. PLC nhận tín hiệu từ các cảm biến, xử lý dữ liệu, và điều khiển các thiết bị chấp hành để duy trì môi trường tối ưu cho sự phát triển của cây trồng. Việc thiết kế chương trình điều khiển PLC cần dựa trên các yêu cầu cụ thể của từng loại cây trồng và điều kiện địa phương. Chương trình điều khiển PLC thường bao gồm các chức năng như điều khiển tưới tiêu, điều khiển nhiệt độ và độ ẩm, điều khiển ánh sáng, và cảnh báo sự cố.

3.1. Lựa Chọn PLC Mitsubishi Phù Hợp

PLC Mitsubishi là một trong những lựa chọn phổ biến cho các ứng dụng tự động hóa công nghiệp, bao gồm cả vườn rau thông minh. Các dòng PLC Mitsubishi như FX3U, FX5U, và Q series có khả năng đáp ứng các yêu cầu về hiệu năng, số lượng đầu vào/ra, và khả năng giao tiếp truyền thông. Việc lựa chọn PLC phù hợp cần dựa trên các yếu tố như quy mô hệ thống, số lượng cảm biến và thiết bị chấp hành, và yêu cầu về độ chính xác và tốc độ điều khiển. PLC FX3U 32MR/ES phù hợp cho quy mô nhỏ và vừa.

3.2. Lập Trình PLC Điều Khiển Hệ Thống

Việc lập trình PLC điều khiển hệ thống vườn rau thông minh cần dựa trên lưu đồ thuật toán chi tiết và các yêu cầu cụ thể của từng chức năng. Chương trình điều khiển thường bao gồm các khối chức năng như đọc dữ liệu từ cảm biến, xử lý dữ liệu, điều khiển thiết bị chấp hành, và cảnh báo sự cố. Ngôn ngữ lập trình LAD (Ladder Diagram) thường được sử dụng vì tính trực quan và dễ hiểu. Chương trình cần được kiểm tra và gỡ lỗi kỹ lưỡng trước khi đưa vào vận hành thực tế. Cần chú ý đến các yếu tố an toàn và khả năng mở rộng của hệ thống.

3.3. Sử dụng HMI để Giám Sát và Điều Chỉnh

Màn hình cảm ứng HMI (Human-Machine Interface) cho phép người dùng giao tiếp với hệ thống vườn rau thông minh một cách trực quan và dễ dàng. HMI hiển thị các thông số môi trường, trạng thái hoạt động của các thiết bị, và cho phép người dùng điều chỉnh các thông số cài đặt như thời gian tưới, nhiệt độ, và độ ẩm. HMI cũng có thể hiển thị các cảnh báo sự cố và cung cấp thông tin hướng dẫn khắc phục. HMI giúp người dùng dễ dàng theo dõi và điều khiển hệ thống, nâng cao hiệu quả quản lý và vận hành.

IV. Ứng Dụng Thực Tế Hệ Thống Vườn Rau Nhà Lưới Tự Động

Một ví dụ điển hình về ứng dụng thực tế của vườn rau thông minh là hệ thống vườn rau nhà lưới tự động. Hệ thống này sử dụng các cảm biến để theo dõi nhiệt độ, độ ẩm, và ánh sáng trong nhà lưới. PLC điều khiển quạt thông gió, hệ thống phun sương, và hệ thống che nắng để duy trì môi trường tối ưu cho sự phát triển của cây trồng. Hệ thống tưới nhỏ giọt cung cấp nước và dinh dưỡng một cách chính xác và hiệu quả. HMI cho phép người dùng theo dõi và điều khiển hệ thống từ xa.

4.1. Cấu Trúc Hệ Thống Vườn Rau Nhà Lưới

Hệ thống vườn rau nhà lưới bao gồm các thành phần chính như: nhà lưới, hệ thống cảm biến, bộ điều khiển PLC, hệ thống tưới nhỏ giọt, hệ thống thông gió và làm mát, hệ thống che nắng, và HMI. Nhà lưới giúp bảo vệ cây trồng khỏi các tác động của thời tiết và sâu bệnh. Hệ thống cảm biến thu thập dữ liệu về nhiệt độ, độ ẩm, và ánh sáng. PLC điều khiển các thiết bị chấp hành để duy trì môi trường tối ưu. Hệ thống tưới nhỏ giọt cung cấp nước và dinh dưỡng. Hệ thống thông gió và làm mát điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm. Hệ thống che nắng giảm thiểu tác động của ánh nắng mặt trời quá mạnh. HMI cho phép người dùng theo dõi và điều khiển hệ thống.

4.2. Quy Trình Hoạt Động Tự Động Của Hệ Thống

Khi hệ thống khởi động, PLC đọc dữ liệu từ các cảm biến. Nếu nhiệt độ vượt quá ngưỡng cho phép, PLC kích hoạt quạt thông gió và hệ thống phun sương. Nếu độ ẩm quá thấp, PLC kích hoạt hệ thống tưới nhỏ giọt. Nếu ánh sáng quá mạnh, PLC kích hoạt hệ thống che nắng. PLC liên tục theo dõi các thông số môi trường và điều chỉnh các thiết bị chấp hành để duy trì môi trường tối ưu cho sự phát triển của cây trồng. HMI hiển thị các thông số môi trường và trạng thái hoạt động của các thiết bị, cho phép người dùng theo dõi và điều khiển hệ thống từ xa.

V. Kết Quả Nghiên Cứu và Hiệu Quả Kinh Tế Vườn Rau Thông Minh

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng vườn rau thông minh có thể mang lại hiệu quả kinh tế và môi trường cao. So với các phương pháp canh tác truyền thống, vườn rau thông minh có thể tăng năng suất cây trồng, giảm chi phí nước và phân bón, giảm thiểu lãng phí tài nguyên, và giảm tác động đến môi trường. Ngoài ra, vườn rau thông minh còn giúp người dân tiếp cận với thực phẩm sạch và an toàn, nâng cao chất lượng cuộc sống.

5.1. So Sánh Năng Suất Giữa Các Phương Pháp

Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng vườn rau thông minh có thể tăng năng suất cây trồng đáng kể so với các phương pháp canh tác truyền thống. Các yếu tố như kiểm soát môi trường tốt hơn, cung cấp dinh dưỡng tối ưu, và giảm thiểu tác động của sâu bệnh có thể góp phần vào việc tăng năng suất. Theo một nghiên cứu của Đại học Nông nghiệp Hà Nội, năng suất rau xà lách trồng trong hệ thống thủy canh cao hơn 30% so với trồng trên đất.

5.2. Đánh Giá Chi Phí Đầu Tư và Vận Hành

Chi phí đầu tư ban đầu cho vườn rau thông minh có thể cao hơn so với các phương pháp canh tác truyền thống. Tuy nhiên, chi phí vận hành lại thấp hơn do tiết kiệm nước, phân bón, và nhân công. Hơn nữa, năng suất cao hơn và chất lượng sản phẩm tốt hơn có thể bù đắp cho chi phí đầu tư ban đầu trong thời gian ngắn. Cần phân tích chi phí - lợi ích kỹ lưỡng để đánh giá hiệu quả kinh tế của từng dự án cụ thể.

VI. Kết Luận và Tương Lai Của Vườn Rau Thông Minh

Vườn rau thông minh là một giải pháp tiềm năng cho việc đảm bảo an ninh lương thực và nâng cao chất lượng cuộc sống. Với sự phát triển của công nghệ, vườn rau thông minh sẽ ngày càng trở nên phổ biến và hiệu quả hơn. Trong tương lai, vườn rau thông minh có thể tích hợp các công nghệ tiên tiến như trí tuệ nhân tạo, học máy, và blockchain để tối ưu hóa quá trình sản xuất, quản lý chuỗi cung ứng, và cung cấp thông tin minh bạch cho người tiêu dùng.

6.1. Triển Vọng Phát Triển Vườn Rau Thông Minh

Với sự gia tăng dân số, biến đổi khí hậu, và ô nhiễm môi trường, nhu cầu về thực phẩm sạch và an toàn sẽ ngày càng tăng cao. Vườn rau thông minh có thể đáp ứng nhu cầu này bằng cách sản xuất thực phẩm một cách bền vững và hiệu quả. Triển vọng phát triển của vườn rau thông minh là rất lớn, đặc biệt ở các khu vực đô thị và các vùng có điều kiện canh tác khó khăn.

6.2. Thách Thức và Giải Pháp Khắc Phục

Mặc dù có nhiều tiềm năng, vườn rau thông minh vẫn đối mặt với một số thách thức như chi phí đầu tư cao, yêu cầu kỹ thuật cao, và sự phụ thuộc vào công nghệ. Để vượt qua các thách thức này, cần có các giải pháp như giảm chi phí thiết bị, nâng cao trình độ kỹ thuật của người dân, và phát triển các công nghệ phù hợp với điều kiện địa phương. Cần có sự hợp tác giữa các nhà khoa học, doanh nghiệp, và chính phủ để thúc đẩy sự phát triển của vườn rau thông minh.

22/09/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Hiện nay nhu cầu về chất lượng cuộc sống của con người ngày càng tăng lên kèm theo đó là thực trạng đáng báo động về nguồn thực phẩm bẩn xuất hiện tràn lan trên thị trường. Cùng với sự phát triển của các đô thị với mật độ dân số lớn con người lại tạo ra những thực phẩm có sự can thiệp của các chất hóa học để tạo sự tươi ngon cho thực phẩm (tình trạng bắp cải giả có nguồn gốc từ Trung Quốc, rau muống tưới nhớt, rau muống ngâm dung dịch để tạo màu xanh tươi,…) đã làm chúng ta hoang mang và ngày càng mất lòng tin vào những người nông dân được cho là chân chính. Nguyên nhân dẫn đến tình trạng này là do cách thức trồng thủ công lạc hậu, cực khổ nên người nông dân mới sử dụng các biện pháp như vậy. Trong thời đại cộng nghệ phát triển hiện đại thì việc áp dụng công nghệ để giải quyết các vấn đề là rất phổ biến.

Một trong những phương pháp cộng nghệ để giải quyết vấn đề nỗi lo đó là mô hình “Vườn Rau Thông Minh”. Vườn rau thông minh là hệ thống trồng rau sạch, có chức năng tự động hóa việc chăm sóc và tưới nước, giúp bạn tiếp kiệm thời gian công sức chi phí chăm sóc rau và có được sản phẩm rau an toàn cho gia đình. Một hệ thống vườn rau thông minh yêu cầu cần đáp ứng được việc tạo được môi trường nhân tạo có các yếu tố nhiệt độ, nước, gió, độ PH, ánh sáng,… cho cây phát triển. Các quá trình chăm sóc và kiểm tra môi trường và cây trồng phải được thực hiện một các tự động, chính xác và hiểu quả, đồng thời hệ thống cũng có thể tương tác với người làm vườn (chế độ thủ công).

Hệ thống có thể được áp dụng ở nhiều quy mô và khu vực khác nhau, đáp ứng tốt các yêu cầu tương ứng với khu vực được áp dụng (ví dụ: ở quy mô hộ gia đình thì hệ thống phải gọn, thẩm mỹ,…). Ngoài ra về mặt kinh tế - kỹ thuật thì yêu cầu hệ thống có giá thành hợp lý, quá trình lắp đặt và sử dụng dễ dàng, tiếp kiệm năng lượng,… 1.2 Các giải pháp công nghệ vườn rau thông minh 1.1 Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng (NFT: Nutrient film technique Hình 1. 1: Mô hình hệ thống thủy canh NFT 18N33C.Nhóm 4 Trang 4 Hệ Thống Vườn Rau Thông Minh GVHD: Nguyễn Khánh Quang Đây là một hệ thống thủy canh mang tính linh hoạt cao và sử dụng khá phổ biến hiện nay. Trên thực tế thì hệ thống này tương tự như một hệ thống ngập và rút theo định kỳ.

Công nghệ này sử dụng một dòng dung dịch rất nông giúp cây non ươm trồng có thể mọc vào trong dung dịch nhanh hơn tăng khả năng thông khí. Công nghệ này trực tiếp cung cấp chất dinh dưỡng đến rễ cây, giúp cây trồng dễ hấp thụ, tối ưu hóa quá trình sinh trưởng và phát triển của rau trồng, cho rau trồng đạt chất lượng và năng xuất cao, tiếp kiệm nước và phân bón. Bên cạnh đó mô hình trồng rau công nghệ cao này không gây đọng nước vì vậy rễ cây sẽ không bao giờ bị thiếu không khí nên không gây ô nhiễm môi trường. Hệ thống sẽ tiến hành sử dụng một chiếc máy bơm nhằm đưa nước có chứa dinh dưỡng lên khay cây trồng một cách liên tục.

Kết hợp với một chiếc ống thoát nước khác có nhiệm vụ đưa dung dịch dinh dưỡng không sử dụng hết quay trở lại bồn chứa để tái sử dụng. Dung dịch thủy canh sẽ được bơm liên tục vào đầu cao của ống nhằm giúp cây phát triển và sinh trưởng một cách ổn định và hoàn hảo nhất. Dung dịch dinh dưỡng chảy trong một màng mỏng trên rễ, đảm bảo rằng chúng được tưới và cho ăn nhưng không được ngâm hoàn toàn. Lớp màng mỏng đảm bảo rằng phần trên của rễ sẽ vẫn khô và được tiếp cận với oxy trong không khí.

Ngoài ra, hệ thống này còn có một ống hứng để những máng thải dung dịch vào đó nhằm dẫn dung dịch vào bể chứa một cách lý tưởng.  Ưu điểm  Sử dụng hệ thống này bạn có thể tùy ý điều chỉnh dinh dưỡng cho cây sao cho hợp lý nhất kết hợp loại bỏ những chất gây hại.  Tiết kiệm nước tối đa do cây sử dụng trực tiếp nước có trong dụng cụ đựng dung dịch nên nước không bị thất thoát ra ngoài.  Giảm chi phí nhân công do không cần đến những khâu như làm đất, làm cỏ, vun xới và tưới nước.

 Dễ dàng thanh trùng vì bạn chỉ cần sử dụng formaldehyde loãng cùng nước lã để rửa sạch.  Hạn chế được việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật cũng như dễ dàng điều chỉnh hàm lượng dinh dưỡng nên sản phẩm đến tay người dùng đạt chất lượng cao.  Trồng được cả những loại rau trái vụ do có thể điều khiển được yếu tố môi trường.  Tăng năng suất cũng như chất lượng rau từ khoảng 25 – 500%  Hệ thống còn có khả năng điều chỉnh lượng N phù hợp để hàm lượng NO3- trong cây không cao.

 Nhược điểm của kỹ thuật thủy canh NFT  Chi phí cần thiết bỏ ra để xây dựng hệ thống bước đầu thường khá cao.  Nguồn nước cần phải đảm bảo đúng theo tiêu chuẩn đã được quy định sẵn.  Dung dịch dinh dưỡng được điều chỉnh độ pH và sục khí để cung cấp lượng oxy cho rễ.  Luôn đảm bảo dung dịch được chảy liên tục và không có dấu hiệu ngừng.Nhóm 4 Trang 5 Hệ Thống Vườn Rau Thông Minh GVHD: Nguyễn Khánh Quang 1.2 Công nghệ tưới nhỏ giọt Tưới nhỏ giọt đang là công nghệ mới đang được áp dụng nhiều trong thời gian gần đây.

Tưới nhỏ giọt là phương pháp nhằm tưới tiết kiệm nước và phân bón bằng cách điều tiết nước nhỏ giọt từ từ vào rễ phù hợp với nhiều loại cây khác nhau. Hoặc nhỏ lên bề mặt đất hay trực tiếp lên vùng có rễ, nhờ sử dụng một mạng lưới gồm các van, đường ống và lỗ thoát nước. Hệ thống tưới nhỏ giọt là mô hình một mạng lưới các đường ống phân phối nước được lắp ngay dưới mặt đất và theo hướng cây trồng. Có các điểm đầu nhỏ giọt được dán trực tiếp trên đường ống phân phối hoặc gắn thông qua các đầu nối với khoảng cách khác nhau tùy từng loại đất và cây trồng.

Các đầu nối này có thể nổi hoặc chìm dưới mặt đất tùy vào mục đích sử dụng. 2: Mô hình hệ thống tưới nhỏ giọt  Ưu điểm của phương pháp tưới nhỏ giọt  Công nghệ tưới nhỏ giọt có tốc độ tưới chậm, lượng nước ngấm từ từ, nhờ đó mà tiết kiệm được lượng nước, các chất dinh dưỡng trong đất không bị rửa trôi, tạo điều kiện cho cây phát triển.  Phương pháp tưới nhỏ giọt giúp tiết kiệm tới 50% lượng nước và 80% thời gian tưới mỗi ngày so với cách tưới thủ công.  Tưới nước nhỏ giọt thích hợp với hầu hết các loại cây trồng.

 Nước được đưa chính xác tới vị trí cần tưới, tránh việc vung vãi ra xung quanh giúp cho cỏ dại phát triển.  Nhược điểm của hệ thống tưới nhỏ giọt  Tắt nghẽn: Là hiện tượng khá phổ biến khi sử dụng hệ thống tưới nhỏ giọt hiện nay, nguyên nhân là do chất lượng nguồn nước và chất liệu làm đường ống. Để tránh việc tắc nghẽn, cần xử lí nguồn nước sạch sẽ, không có rác bẩn và tạp chất.  Phân bố vùng ẩm: Do chỉ nhỏ giọt được ở một vị trí nên đôi khi xảy ra vấn đề không cân đối vùng ẩm quanh gốc cây, một mặt được cung cấp nước thì độ ẩm tốt, mặt kia không được cung cấp lại khô khan.

 Tích tụ muối: Hệ thống tưới nhỏ giọt có thể áp dụng với nước mặn, nhưng có một vấn đề phát sinh là xảy ra việc tích tụ muối ở rìa vùng ẩm sau một thời gian khô hạn kéo dài. Khi có mưa, muối sẽ được rửa và tan vào vùng rễ gây xót và hại cây.Nhóm 4 Trang 6 Hệ Thống Vườn Rau Thông Minh GVHD: Nguyễn Khánh Quang Để khắc phục vấn đề này, cần tưới bổ sung bằng cách tưới phun mưa để rửa trôi lượng muối tích tụ giữa các mùa.  Chi phí ban đầu cao: Chi phí vật tư và lắp đặt hệ thống tưới nhỏ giọt tương đối cao. Ngoài ra còn chi phí vận hành sau này như bảo dưỡng, thay thế khiến người dẫn khó chấp nhận.3 Sơ đồ và mô tả công nghệ của vườn rau thông minh Sau khi tìm hiểu và phân tích các công nghệ vườn rau thông minh hiện nay, nhóm chúng em quyết định chọn hệ thống vườn rau thông minh sử dụng công nghệ tưới nhỏ giọt.

Các yêu cầu cải tiến của hệ thống: Theo như chúng ta đã biết thì ngoài việc quản lý việc tưới tiêu của cây trồng hợp lý, hiệu quả. Thì việc cây trồng có phát triển tốt và đạt được năng xuất cao hay không thì còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như là theo mùa (hiện tượng xói mòn đất trong mùa mưa,…), nhiệt độ, ánh sáng,… Để giải quyết các yêu cầu trên thì nhóm đã quyết định xây dựng một hệ thống vườn dưới dạng nhà lưới với mái chè sử dụng màn PE có tác dụng che mưa hoàn toàn. 3: Hệ thống vườn dạng nhà lưới Đồng thời giám sát điều chỉnh nhiệt độ trong nhà vườn bằng các hệ thồng phun sương và quạt thông gió. 4: Hệ thống quạt gió 18N33C.Nhóm 4 Trang 7 Hệ Thống Vườn Rau Thông Minh GVHD: Nguyễn Khánh Quang Còn việc giảm tác động của cường đồ ánh sáng quá lớn trong mùa nắng thì nhà vườn sẽ được lắp đặt thêm hệ thống lưới che tự động thu lưới và kéo lưới.

5: Hệ thống lưới che nắng Điểm đặc biệt của hệ thống là việc tưới tiêu giám sát các yếu tố môi trường được thực hiện một cách tự động có cài đặt trước tùy theo yêu cầu của người dùng cũng như cây trồng. Đồng thời cũng có thể điều khiển trực tiếp bằng tay nếu người dùng muốn. Công nghệ tưới được sử dụng giúp cho việc tưới tiêu dễ dàng, tiếm kiệm nước thích hợp với tình trạng tài nguyên nước suy giảm hiện nay. Sơ đồ công nghệ của hệ thống: Hình 1.

6: Sơ đồ công nghệ vườn rau thông minh  Chú thích: (1) Máy bơm nước tưới cây. (2) Cảm biến nhiệt độ phòng. (8) Động cơ kéo lưới. (3) Cảm biến cường độ ánh sáng.

(4) và (5) Công tắc hành trình.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ