1. Trang Chủ
  2. Điện-Điện tử-Viễn thông
  3. Đồ án tốt nghiệp ngành Điện tử: Thiết kế mô hình hệ thống tưới tự động

Đồ án tốt nghiệp ngành Điện tử: Thiết kế mô hình hệ thống tưới tự động

Nội dung của đồ án bao gồm 3 chương với các nội dung tổng quan về hệ thống tưới nước tự động; thiết kế hệ thống tưới nước tự động; mô hình thực nghiệm và kết quả. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm chi tiết nội dung nghiên cứu. i MỤC LỤC MỤC LỤC .......................................................................................... I DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ...................................................... III DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................. IV LỜI

Thể loại Tài liệu miễn phí Điện-Điện tử-Viễn thông

Số trang 78

Ngày tạo 10/19/2020 6:53:15 PM +00:00

Loại tệp DOC

Kích thước 2.22 M

Tên tệp

Tải Đồ án tốt nghiệp ngành Điện tử: Thiết kế mô hình h... (.pdf)

Xem mẫu

  1. i MỤC LỤC  MỤC LỤC                                                                                              ..........................................................................................     I  DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH                                                          ......................................................       III  DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT                                                     .................................................       IV  LỜI CẢM ƠN                                                                                      ..................................................................................       V  MỞ ĐẦU                                                                                            ........................................................................................       VI CHƯƠNG 1  TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚC TỰ ĐỘNG              ..........      1  1.1. Khái niệm về hệ thống tự động                                                                   ..............................................................      1  1.2. Vai trò của tự động hóa trong quá trình sản xuất                                         .....................................      1  1.3. Ứng dụng của tự động hóa trong tưới tiêu cho cây trồng                           ......................      2  1.4. Các dạng chính của hệ thống tưới tự động                                                 ............................................      2  1.5. Các nghiên cứu ở nước ngoài                                                                      .................................................................       12  1.6. Các nghiên cứu trong nước                                                                         ....................................................................       13  1.7. Quy trình công nghệ                                                                                    ................................................................................       14  1.8. Các vấn đề cần nghiên cứu bổ sung                                                          .....................................................       14  1.9. Kết luận chương 1                                                                                      ..................................................................................       14 CHƯƠNG 2  THIẾT KẾ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚC TỰ ĐỘNG                         .....................       16  2.1 Xây dựng sơ đồ khối                                                                                    ................................................................................       16  2.2 Chức năng của từng khối                                                                             .........................................................................       17  2.2.1. Khối vi điều khiển PIC 18F4520                                                          ......................................................       17  2.2.2. Khối cảm biến nhiệt độ và độ ẩm.                                                      .................................................       23  2.2.3. Khối hiển thị thời gian thực Ds1307                                                    ...............................................       28  2.2.4. Khối hiển thị LCD                                                                                 .............................................................................       33  2.2.5. Khối nguồn sử dụng LM2576                                                              ..........................................................       34
  2. ii  2.2.6. Khối tạo dao động                                                                                 ............................................................................       35  2.3. Giao thức I2C                                                                                               ..........................................................................................       35  2.3.1. Giới thiệu                                                                                               ...........................................................................................       35  2.3.2. Đặc điểm giao tiếp I2C                                                                         .....................................................................       36  2.3.3. Chế độ hoạt động (tốc độ truyền)                                                       ..................................................       38  2.3.4. Tín hiệu START và STOP.                                                                    ...............................................................       40  2.4. Lưu đồ thuật toán                                                                                        ....................................................................................       42  2.5. Kết luận chương 2                                                                                      ..................................................................................       43 CHƯƠNG 3  MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ                                     .................................       44  3.1. Mô hình thực nghiệm                                                                                  ..............................................................................       44  3.1.1. Sơ đồ nguyên lí                                                                                      ..................................................................................       44  3.1.2. Sơ đồ mạch in và mạch thực tế                                                           .......................................................       45  3.2. Đánh giá và kết luận                                                                                    ................................................................................       48  3.2.1. Kết quả đạt được                                                                                  ..............................................................................       48  3.2.2. Kết luận chương 3                                                                                ...........................................................................       50  TÀI LIỆU THAM KHẢO                                                                    ................................................................       51                                                                                                            52 .........................................................................................................      PHỤ LỤC                                                                                            ........................................................................................       53
  3. iii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
  4. iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt Cổng giao tiếp  SSP Synchronous Serial Port đồng bộ Giao diện ngoại vi  SPI Serial Peripheral Interface nối tiếp Chuẩn giao tiếp  I2C Inter­ Intergrated Circuit nối tiếp Cổng giao tiếp  PSP Parallel Slave Port song song Thanh ghi chức  SFG Special Function Register năng đặc biệt của  bộ nhớ dữ liệu      Thanh ghi mục đích  GPR General Purpose Register chung Khối giao diện  MSSP Master Synchronous Serial Port đồng bộ nối tiếp Đồng hồ thời gian  RTC Real­ Time Clock thực SQW/  Ngõ ra tạo xung  Square Wave/ Output Driver OUT vuông của Ds1307 Màn hình hiển thị  LCD Liquid Crystal Display LCD
  5. v LỜI CẢM ƠN      Em xin chân thành cảm  ơn quý thầy, cô trường Đại Học Công Nghiệp  Hà Nội đã tận tình dạy dỗ  trong suốt những năm qua. Trong đó phải kể  đến quý thầy cô trong khoa Điện Tử đã tạo điều kiện cho em thực hiện đồ  án tốt nghiệp này.      Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn ThS. Xxx  đã  tận tình giúp đỡ  em trong quá trình lựa chọn đề  tài và hỗ  trợ  em trong quá  trình thực hiện đề tài. Cung cấp cho em những kiến thức quý báu cũng như  những lời khuyên cực kỳ  hữu ích. Tạo động lực cho em hoàn thành tốt  nhiệm vụ của mình.       Em xin cảm ơn những ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo và các bạn  cho việc thực hiện đề  tài này. Để  hoàn thành em đã nỗ  lực nghiên cứu,  thiết kế  và chế  tạo, nhưng do thời gian và kiến thức còn hạn chế  nên  không thể  tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được những lời   góp ý chân thành từ thầy cô và các bạn để có thêm những hiểu biết và hoàn  thiện hơn trong quá trình làm việc sau này.      Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện xxxxxxxxxxxxxxxx
  6. vi MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài       Nền nông nghiệp của nước ta là nền nông nghiệp vẫn còn lạc hậu cũng  như chưa có nhiều ứng dụng khoa học kĩ thuật được áp dụng vào thực tế.  Rất nhiều quy trình kĩ thuật trồng trọt, chăm sóc được tiến hành một cách  thủ công và không đảm bảo được đúng yêu cầu. Có thể nói trong nông học  ngoài những kỹ  thuật trồng trọt, chăm sóc thì tưới nước là một trong các  khâu quan trọng nhất trong trồng trọt, để đảm bảo cây trồng sinh trưởng và  phát triển bình thường, tưới đúng và tươi đủ  theo yêu cầu nông học của   cây trồng sẽ không sinh sâu bệnh, hạn chế thuốc trừ sâu cho sản phẩm an   toàn, đạt năng suất hiệu quả cao.       Mặt khác hiện nay nước ta đang trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện  đại hóa các thiết bị máy móc tự  động được đưa vào phục vụ  thay thế  sức   lao động của con người. Vì vậy thiết bị  tưới đang được nghiên cứu, thiết   kế, chế tạo và đưa vào thực tiễn ngày càng nhiều. Thiết bị tưới cũng rất đa  dạng về  chủng loại (vòi phun nước, phun sương, vòi nhỏ  giọt bù áp, dây  tưới nhỏ giọt) có thông số  khác nhau phục vụ  cho các loại cây trồng khác   nhau được chế  tạo từ  nhiều nước như  Israel, Hàn Quốc, Đài Loan, Trung   Quốc sẽ  rất thuận tiện cho người sử dụng lựa chọn phù hợp với nhu cầu  của mình. Hệ thống tưới phun đáp ứng độ ấm gốc, độ ẩm lả và không khí  cho cây trồng phát triển tốt, hệ thống tiết kiệm nước tạo điều kiện cho cây  trồng hấp thụ  dinh dưỡng không gây rửa trôi, thoái hóa đất, không gây ô   nhiễm môi trường. Hơn thế nữa, với việc thiết kế một hệ thống tưới cây   tự động sẽ giúp cho con người không phải tưới cây, không phải tốn chi phí  nhân công tưới nước cũng như  giám sát thời gian tưới cây, Với hệ  thống  này, việc tưới cây sẽ là tự động tùy theo nhiệt độ, thời tiết nắng hay mưa,   độ ẩm cao hay thấp, mùa nào trong năm . . . Tất cả các điều kiện đó sẽ đưa 
  7. vii vào hệ  thống tính toán và đưa ra thời gian chính xác để  bơm nước. Người  lao động sẽ  không cần phải quan tâm đến việc tưới cây sẽ  được sinh  trưởng và phát triển tốt hơn nhờ việc tưới cây phù hợp và chính xác hơn.  Lý do chọn đề tài       Hệ thống tưới tự động (tưới nhỏ giọt, phun sương . . .) là hệ thống thiết  bị tưới tốt nhất đáp ứng theo yêu cầu sinh trưởng cây trồng đang được ứng  dụng rộng ở các nước phát triển. Hệ thống tưới nước tự động là một hình  thức tưới nước hợp lý, tiết kiệm sức lao động và chi phí nhân công. Vốn đã  rất phổ biến tử nhiều nước trên thế giới. Tuy nhiên ở Việt Nam chỉ vài ba   năm trở  lại đây việc vận dụng hệ  thống này mới trở  thành xu hướng. Hệ  thống tưới nước tự động cũng trở nên phổ biến hơn với người nông dân ở  nông thôn cùng với quá trình hiện  đại hóa, nông nghiệp hóa nông thôn   nhưng không phải người dân nào cũng mạnh dạn đưa vào sử  dụng vì chi  phí đầu tư cao.       Mặt khác khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ đã làm thay đổi cuộc   sống con người, làm cho cuộc sống con người ngày càng trở  nên tiện nghi  và hiện đại. Kỹ thuật điện tử phát triển con người đã tạo ra những thiết bị  máy móc hiện đại thay thế  cho con người những công việc nặng nhọc và  đòi hỏi độ chính xác cao.       Ngành nông nghiệp nước ta hiện nay còn phụ thuộc nhiều vào khí hậu   tự  nhiên và với những phương pháp canh tác truyền thống không mang lại   năng suất cao. Khi kinh tế  xã hội phát triển thì nhu cầu con người càng   được nâng cao, đòi hỏi chất và lượng nâng cao. Do đó cần đến các thiết bị  kỹ thuật tiên tiến có khả  năng đo đạc và điều khiển các thông số  của môi  trường như: nhiệt độ, độ ẩm không khí, chất dinh dưỡng cung cấp phù hợp   với từng giai đoạn phát triển của cây trồng. 
  8. viii      Xuất phát từ những vấn đề thực tiễn trên em đã nghiên cứu và tiến hành  thiết kế mô hình hệ thống tưới tự động
  9. 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚC TỰ ĐỘNG 1.1. Khái niệm về hệ thống tự động       Hệ thống điều khiển tự động là hệ thống, bao gồm các phần tử tự động  nhằm  điều khiển các quy trình xảy ra trong thiên nhiên, cuộc sống mà  không có sự tham gia trực tiếp của con người.       Hệ thống tự động xuất hiện ngày nay rất phổ biến: ­ Hệ thống điều hòa không khí.  ­ Hệ thống tự động báo cháy.  ­ Hệ thống điều chỉnh độ ẩm.  ­ Hệ thống tưới nước tự động . . .  Trong môi trường sản xuất:  ­ Các máy tự động.  ­ Các đường dây sản xuất, lắp ráp tự động.  ­ Các robot, máy tính . . .  1.2. Vai trò của tự động hóa trong quá trình sản xuất   Tự động hóa đang được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực  khác nhau: công nghiệp sản xuất, gia công cơ khí, dây chuyền lắp ráp tự  động, ứng dụng kiểm soát chất lượng… Các hệ thống điều khiển thường  dùng để vận hành quá trình sản xuất bao gồm servo, PLC, mạch điện tử, G  code… Các hệ điều khiển này có thể bao gồm việc điều khiển từ đơn giản  đến các thuật toán phức tạp, điều khiển những máy móc đơn giản cho đến  những hệ thống công nghiệp lớn. Có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng tới quá trình tự động hóa của một  quốc gia, hoặc một lĩnh vực. Trong đó, có thể kể đến những nhân tố quan  trọng như: Công nghệ số hóa, trình độ nhân sự, nguồn lực vốn... Để quá  trình này được diễn ra thuận lợi, cần hiểu rõ bản chất tự động hóa trong 
  10. 2 từng lĩnh vực, từng quy trình sản xuất, từ đó ứng dụng tối ưu, giúp tăng  năng suất, giảm chi phí. 1.3. Ứng dụng của tự động hóa trong tưới tiêu cho cây trồng  Công trường thực vật là căn cứ địa sản xuất nông nghiệp của hiện  đại hóa. Toàn bộ quá trình đều có thể điều khiển tự động để giảm bớt sức  người, nâng cao sản lượng… Mặc dù tự động hóa ứng dụng từ rất lâu cho  việc tưới tiêu, song nó chỉ phát triển ở một số nước phát triển, còn đối với  các nước chậm phát triển tuy nền nông nghiệp chiếm tỉ lệ lớn nhưng việc  ứng dụng tự động hóa cho việc tưới cây vẫn còn rất chậm. Hiện nay, được  sự trợ giúp của nước ngoài các nước đang phát triển đã đưa dần tự động  hóa vào đời sống và sản xuất, đặc biệt là các nước Đông Nam Á nói chung  và trong đó có Việt Nam.  Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ chế tạo thiết bị  tự động hóa, kết hợp với thành tựu trong công nghệ vi điện tử và công  nghệ thông tin, đã cho phép tạo nên một giải pháp tự động hóa trong mọi  lĩnh vực không chỉ trên lĩnh vực nông nghiệp. Có thể nói tự động hóa trở  thành xu hướng tất yếu cho bất kì quốc gia, vùng lãnh thổ nào muốn phát  triển kinh tế trên Thế giới.  1.4. Các dạng chính của hệ thống tưới tự động   Về cơ bản hệ thống tưới nước tự động có 4 dạng chính:  ­ Tưới phun mưa:        Đây là hệ thống tưới nước tạo các tia nước bắn ra xung quanh nhờ đầu  phun tạo mưa, phun trực tiếp lên bề mặt lá cây. Hệ thống này giúp bà con  nông dân tưới cây nhanh hơn, hiệu quả  hơn, nâng cao hiệu quả  kinh tế.  Phương pháp này có tác dụng làm tăng độ   ẩm cho đất và làm mát cho cây   trồng, tạo điều kiện kích thích cây trồng sinh trưởng và phát triển. Hệ  thống này được áp dụng phổ biến nhất do phù hợp với nhiều mô hình canh   tác từ hoa màu cho đến cây ăn quả, cây công nghiệp. Nước ra vòi phun, béc 
  11. 3 phun theo dạng mưa, từng hạt, từng hạt có khả  năng văng xa, tùy theo áp  lực nước. Ưu điểm:   Tưới phun mưa có hiệu quả  sử  dụng rất cao vì hạn chế  cao độ tổn thất nước do bốc hơi vì tia phun ngắn.  Cường độ  tưới phun mưa và diện tích làm  ướt có thể  được điều   chỉnh cho phù hợp sự tăng trưởng của cây trồng. Không tạo nên dòng chảy  trên mặt đất. không phá vỡ cấu tượng đất do hạt mưa nhỏ.  Cường độ  tưới phun mưa và diện tích làm  ướt có thể  được điều   chỉnh cho phù hợp sự tăng trưởng của cây trồng.  Cường độ tưới phun mưa   và diện tích làm  ướt có thể  được điều chỉnh cho phù hợp sự  tăng trưởng  của cây trồng.   Do toàn bộ hệ thống đường ống tưới phun mưa đặt ngầm nên tiết  kiệm đất. Thuận tiện việc chăm sóc, canh tác trên đồng ruộng. Mặt khác  cũng dễ  dàng tự  động hóa từng phần hoặc toàn phần hệ  thống tưới phun   mưa. Cũng như  việc cơ  khí hoá và tự  động hóa phần thiết bị  điều khiển.   Thiết  bị  tưới  phun mưa  được  điều khiển toàn bộ  hệ  thống từ  xa theo   chương trình lập sẵn. Nên tiết kiệm sức lao động và nâng cao năng suất   tưới.   Nâng   cao   năng   suất   tưới   và   năng   suất   các   khâu   canh   tác   nông  nghiệp khác. Sử  dụng áp lực làm việc loại trung bình và thấp. Đồng thời   lưu lượng tưới phun mưa yêu cầu nhỏ nên tiết kiệm năng lượng và nguồn   nước. Có tác dụng cải tạo vi khí hậu khu tưới. Hạn chế  sâu bệnh, cỏ  dại  phát triển. Kết hợp được tưới tưới phun mưa với phun thuốc trừ sâu, bón  phân hóa học. Rất phù hợp với các cây trồng mềm yếu (vườn hoa, vườn   ươm, cây đang ra hoa, thụ phấn).   Thiết bị tưới phun sương cho phép người sử dụng có thể pha thêm  một số dung dịch an toàn chống lại sâu bệnh gây hại. Tuy nhiên, nếu phải   thường xuyên tiếp xúc với các chất này có thể   ảnh hưởng đến sức khỏe 
  12. 4 con người. Vì thế, sản phẩm này giúp đảm bảo sức khỏe của người dùng.  Bên cạnh đó, với mật độ  phun đều, lượng nước và chất phòng ngừa sâu   hại không bị  tồn đọng quá nhiều gây ngập úng hay dư  thừa chất bảo vệ  thực vật. Nhược điểm:   Các loại béc tưới phun mưa dễ  bị  tắc nghẽn (khi nước tưới có   nhiều tạp chất), nhất là đối với các vòi phun sương mù (Mist Sdrayer) có  các lỗ tưới phun mưa rất nhỏ.  Yêu cầu trình độ  nhất định trong thiết kế  xây dựng và quản lý hệ  thống tưới phun mưa.  Vốn đầu tư  cho hệ  thống tưới phun mưa ban đầu cao hơn so với  các kỹ thuật tưới cổ điển.  Các đường ống tưới phun mưa và thiết bị  hay hư  hỏng, dễ bị mất   mát, phá hoại do con người và côn trùng tại mặt ruộng (điều này rất dễ  xảy ra ở Việt Nam). Hình 1. 1. Hệ thống tưới nước phun mưa [2]
  13. 5 ­ Tưới phun sương:  Tưới phun sương là một hệ  thống tưới nước chịu áp suất của máy  bơm tăng áp. Nguồn nước đưa vào được nén với áp suất cao qua những vòi  được thiết kế  đặc biệt sẽ  chuyển hóa thành dạng sương siêu mỏng với  kích thước hạt nhỏ, dễ khuếch tán vào môi trường xung quanh. Tưới phun  sương thường được lắp trong các khu vườn  ươm giống, các vườn hoa  trong   nhà   kính,   trồng   rau   hữu   cơ,   rau   thủy   canh,   trồng   hoa,   tưới   cảnh   quan…  Ưu điểm:   Có tác dụng ngăn bụi, điều hòa vi khí hậu, giúp không khí mát mẻ  và có thể  tận dụng lúc tưới để  phun các loại thuốc bổ  trợ  cho cây trồng.   Kích thước hạt nhỏ, mịn nên sẽ an toàn đối với hoa và cây trồng, không gây  hại cho cây.    Nhắc đến thiết bị  tưới phun sương là phải nhắc đến công dụng  đầu tiên của sản phẩm này là chống lãng phí nước. Nếu so với việc tưới  thủ  công tốn khá nhiều nước, thì thiết bị  này giúp người trồng trọt tiết  kiệm được nguồn tài nguyên quý giá và không thể  thiếu đối với sự  sống   của cây trồng. Cường độ  tưới có thể  điều chỉnh cho thích hợp với từng  loại cây trồng, cộng thêm thiết bị  có thể  tưới trên diện rộng, nên thiết bị  này không chỉ chống lãng phí nước mà còn tiết kiệm thời gian tưới cây.  Lợi thế  tiếp theo của thiết bị  này là giúp cho người trồng trọt đỡ  vất vả, đỡ  tốn công sức tưới hoặc thuê người tưới. Thay vì mất vài giờ  đồng hồ  chỉ  để  tưới cây, trong khi thời gian là tiền bạc, chủ  vườn cây có   thể  dành thời gian đó để  làm việc khác, hoặc ngồi ngắm nhìn khu vườn  đang sai trĩu quả hoặc đang trổ hoa đẹp mắt. Vừa tiết kiệm nước, vừa tiết  kiệm công sức lao động quả là thiết bị đáng phải xem xét để đầu tư.  Thiết bị tưới phun sương cho phép người sử dụng có thể pha thêm  một số dung dịch an toàn chống lại sâu bệnh gây hại. Tuy nhiên, nếu phải  
  14. 6 thường xuyên tiếp xúc với các chất này có thể   ảnh hưởng đến sức khỏe  con người. Vì thế, sản phẩm này giúp đảm bảo sức khỏe của người dùng.  Bên cạnh đó, với mật độ  phun đều, lượng nước và chất phòng ngừa sâu   hại không bị  tồn đọng quá nhiều gây ngập úng hay dư  thừa chất bảo vệ  thực vật.  Với sân vườn nhỏ, khách hàng có thể tự lắp ráp hệ thống tưới phun   sương tự động theo hướng dẫn ghi trên hộp, hoặc theo hướng dẫn của nhà   cung cấp. Đối với diện tích sân vườn lớn hơn, bạn vẫn có thể  tự  lắp ráp  nhưng tốt nhất là nên có sự  hỗ  trợ  kỹ  thuật từ  phía người bán, vì họ  có  nhiều kinh nghiệm và họ  sẽ  giúp bạn có được hệ  thống tưới hiệu quả  nhất. Tính năng tự  động không thể  không nhắc đến khi nói về  sản phẩm  này. Người sử dụng chỉ cần đứng ở đầu nguồn nước để  mở vòi, hoặc lắp  đặt hệ thống tưới tự động hẹn giờ, lúc này thiết bị sẽ  tưới theo đúng thời  gian và lượng nước được cài đặt sẵn.   Không gây dòng chảy mặt: Các hạt sương có kích thước nhỏ, di  chuyển với vận tốc bé trong không khí.   Độ ẩm đồng đều. Nhược điểm:  Hệ thống này nếu muốn tưới tự động thì bạn cần đầu tư chi phí để  mua bộ  thiết bị  hẹn giờ, cảm biến mưa, các vòi phun và đường  ống tốt.   Đặc biệt đối với hệ thống lắp đặt ngầm, bạn càng cần có sản phẩm tốt để  có thể  sử  dụng lâu dài mà không tốn công thay thế  bộ  phận, chi tiết hay   phải sửa lại đường  ống nếu  ống dẫn không tốt. Tuy vốn đầu tư  ban đầu  lớn, nhưng điều đó không có nghĩa chi phí trung bình cao vì hệ thống thiết   bị tưới phun sương có thể sử dụng từ 10 đến 20 năm. Nếu bạn lấy vốn ban  đầu chia cho số năm sử  dụng, bạn sẽ  thấy được thiết bị  này vừa tiện lợi,  lại vừa tốn ít chi phí trung bình phải bỏ ra.
  15. 7 • Thiết bị  sử  dụng công nghệ  hiện đại đòi hỏi người sử  dụng phải  có kiến thức nhất định về  sản phẩm, cũng như  cách dùng. Với diện tích  đất trồng hay sân vườn lớn, bạn cần có bản thiết kế hoàn chỉnh trước khi  bắt tay vào lắp đặt, chưa kể đến bạn cần có thông tin cách sử dụng sao cho  hiệu quả nhất. Tuy nhiên, bạn cũng không cần quá lo lắng, vì đa phần các  nhà cung cấp thiết bị tưới phun sương uy tín đều có đội ngũ nhân viên kỹ  thuật giàu kinh nghiệm. Họ sẽ  giúp đỡ  bạn từ  khâu thiết kế, lắp đặt, đến  vận hành hệ thống tưới tự động này. Hình 1. 2. Hệ thống tưới nước phun xương [2] ­ Tưới nhỏ giọt:  Tưới nhỏ  giọt là hệ  thống tưới nước đưa nước đến từng gốc cây,  nước sẽ được tưới trực tiếp lên bề  mặt của đất chứ  không phải phun trên  bề mặt lá. Từ đây hạn chế đến tối đa việc bốc hơi của nước, giúp cây thu   đủ  chất dinh dưỡng để  phát triển. Nước ra từ các đầu vòi theo dạng từng  giọt, từng giọt một tưới trực tiếp vào gốc cây thích hợp cho việc tưới   không gian lớn cho cây ăn quả, cây lâu năm. Ưu điểm
  16. 8    Đảm bảo cung cấp độ ẩm đồng đều cho đất canh tác, ngoài ra còn  điều hòa được các yếu tố  như nhiệt độ, chế  độ  không khí, nước, thức ăn,  quang hơp của cây…  Tưới nhot giọt giúp tiết kiệm nước một cách tối đa, giảm đến mức   thấp nhất sự hao hụt về nước do thấm ra đất hay bốc hơi.   Tránh hiện tượng xói mòn, rửa trôi đất, tập trung muối về  1 nơi   khiến đất không đồng đều về dinh dưỡng.    Là bước đệm cho cơ  giới hóa, tự  động hóa trong nông nghiệp,   năng suất lao động tăng lên đáng kể  nhưng lại ít tốn nhân công và giảm  thời gian lao động chân tay bởi vì thao tác bón phân hay bơm thuốc bảo vệ  thực vật dễ dàng kết hợp cùng quá trình tưới.   Tưới nhỏ giọt ít phụ  thuộc vào cấu trúc địa hình, không phá vỡ  kết cấu  của đất, thích hợp với mọi điều kiện địa hình ở nước ta.   Tiết kiệm năng lượng, giảm chi phí vận hành.  Góp phần ngăn chặn cỏ  dại, sâu bệnh do chỉ  đủ  nước cho gốc cây chứ  không phung phí ra các vùng xung quanh.    Và đặc biệt, hệ  thống tưới nhỏ  giọt luôn duy trì độ   ẩm  ở  mức độ  tốt  nhất, phù hợp với từng loại cây trồng, do đó, tăng năng suất cây và giúp cây   đạt chất lượng vượt trội.  Nhược điểm:   Dễ  bị  tắc ngẽn do rong rêu, bùn, chất cặn trong dinh dưỡng hay  nguồn nước, do đó nguồn dung dịch đi qua  ống tưới cần có bộ  lọc trước  khi đến cây trồng.  Không thể  làm mát cây và tăng khả  năng quang hợp của lá nhưng   các hệ thống tưới khác. Chi phí ban đầu khá cao.
  17. 9  Đòi hỏi người đầu tư phải am hiểu về kỹ thuật tưới nhỏ giọt mới   vận hành được.  Nếu quá trình tưới nhỏ  giọt bị  gián đoạn chất lượng cây trồng sẽ  xuống cấp cực kỳ nhanh so với những cách tưới khác. Như vậy, sau khi so sánh những  ưu – nhược điểm của hệ  thống tưới nhỏ  giọt bạn có thể  chọn cho mình cách tưới tiêu hợp lý nhất tùy vào loài cây   và khả năng tài chính của bạn. Có 2 hệ thống tưới nước nhỏ giọt phổ biến:   Tưới   nhỏ   giọt   dọc   luống:   Được   áp   dụng   đầu   tiên   trong   nông  nghiệp có lẽ là hình thức tưới nhỏ giọt dọc luống. Với khả năng nhân rộng  cao, chủ  vườn chỉ  cần lắp đặt một đường  ống nước và đặt dọc theo các  luống cây. Mỗi gốc cây sẽ lắp thêm một béc để  dòng nước chảy nhỏ giọt   ra từ từ.   Tưới   nhỏ   giọt   quanh   gốc:   Từ   phương   pháp   tưới   nhỏ   giọt   dọc   luống cũ, các nhà khoa học đã nghiên cứu và cải tạo thành tưới nhỏ  giọt  quấn quanh gốc. Phương pháp này phù hợp để sử dụng cho những loại cây  trồng có nhu cầu cao về  lượng nước, nhưng việc áp dụng các biện pháp  tưới phun sương lại không phù hợp.
  18. 10 Hình 1. 3. Hệ thống tưới nước nhỏ giọt [2] ­ Tưới cảnh quan, tưới cỏ: Hệ thống tưới tự động được hiểu đơn giản là có thể  hoạt động mà   không cần sự  tác động của con người. Mọi hệ  thống tưới nhỏ  giọt, phun   mưa, tưới cảnh quan, sân vườn đều có thế  áp dụng tưới tự  động thống  tưới tự động thông qua các thiết bị điện tử  như  bộ  hẹn giờ  và các thiết bị  cơ khí khác. . . Việc áp dụng hệ thống tưới tự động có thể làm tăng chi phí ban đầu   nhưng về lâu dài các năm sau chi phí để chăm sóc cây trồng sẽ giảm thiểu   tối đa do giảm thiểu về nhân công lao động, tiền điện, tiền nước. Ưu điểm  So với việc tưới cây thủ công thì hệ thống tưới cảnh quan tự động  giúp tiết kiệm được 60% lượng nước. Chính điều này đã giúp giảm chi phí  tiền nước hàng tháng của mỗi gia đình, mỗi công ty. Đồng thời cũng giúp 
  19. 11 giảm được sức lực chăm sóc của con người. Không chỉ vậy, đặc điểm của  hệ thống này đó là được lắp đặt cố định nên nó sẽ  giúp đảm bảo tuổi thọ  lâu dài cho các thiết bị tưới tiêu.  Bên cạnh đó, hệ thống tưới cảnh quan còn giúp bạn tiết kiệm được  nhiều thời gian chăm sóc cây, từ  đó có thêm thời gian để  tập trung vào   những việc khác trong cuộc sống. Khu vườn của bạn sẽ trở nên tươi mới,  sống động hơn nếu được lắp đặt hệ thống tưới cảnh quan tự động. Từ đó  công trình sân vườn do bạn tâm huyết chăm sóc sẽ trở nên ấn tượng và thu   hút hơn rất nhiều. Điều này cũng giúp con người thư thái và thoải mái hơn  khi ngắm những loại cây cảnh ưa thích.  Vì hệ  thống này có bộ  cảm biến   và tắt tự động vì vậy nó giảm lượng bụi bẩn, ô nhiễm vào nguồn nước từ  các dòng chảy, giúp bảo vệ môi trường trong lành hơn. Nhược điểm:  Nhược điểm của hệ  thống tưới cảnh quan tự động là chi phí đầu  tư ban đầu khá cao so.  Để vận hành hệ thống hoạt động tốt và hiệu quả thì cần người có  kỹ  thuật chuyên môn, am hiểu nguyên lý hoạt động của hệ  thống tưới tự  động
  20. 12 Hình 1. 4. Hệ thống tưới nước cảnh quan, cây cỏ [2] 1.5. Các nghiên cứu ở nước ngoài  Ở nước ngoài đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng về hệ thống tưới  cây tự động: Đầu những năm 80, Liên Xô (cũ) đã chế tạo ra một loại máy  tự động ứng dụng trong nông nghiệp. Khi làm việc loại máy này có thể  quan sát được độ ẩm của thổ nhưỡng, nhiệt độ không khí, sức gió… Nó có  thể xác định được phương pháp tưới và tiến hành tưới cho cây trồng, nhờ  một loại máy làm mưa nhân tạo khác. Hãng robot Droplet giới thiệu robot  tưới cây tích hợp những công nghệ tự động mới nhất, điện toán đám mây  và một số dịch vụ kết nối khác cho phép Droplet có khả năng tự động  ngắm hướng vòi phun, lượng nước và tần suất tưới để tự động tưới nước  cho cây theo những lịch trình tự tính toán dựa trên phân tích các dữ liệu đầu  vào. Droplet là 1 chiếc vòi phun tự động có khả năng tự điều chỉnh hướng  dòng nước phun ra từ ống đến thân cây trong bán kính 9,14 mét. Trước khi  robot tự động vận hành, người dùng chỉ cần khai báo tên của các loại cây  có mặt trong vườn thông qua điện thoại, máy tính bảng, được kết nối  không dây với robot. Dựa trên thông tin về tên các loại cây, Droplet sẽ tự 
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược