Khóa lu ận tốt nghiệp SVTT: Lê Hữu Cường GVHD: Th.s Lê Đình Hiếu (B) BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP HUẾ KHOA ĐIỆN  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ KIT ĐIỀU KHIỂN ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG TƯỚI ĐA NĂNG CHO NHÀ TRỒNG HOA 1 Khóa lu ận tốt nghiệp SVTT: Lê Hữu Cường GVHD: Th.s Lê Đình Hiếu (B) BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP HUẾ KHOA ĐIỆN  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ KIT ĐIỀU KHIỂN ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG TƯỚI ĐA NĂNG CHO NHÀ TRỒNG HOA. Sinh viên thực hiện: Giáo viên hướng dẫn: 2 Khóa lu ận tốt nghiệp SVTT: Lê Hữu Cường GVHD: Th.s Lê Đình Hiếu (B) CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ KHÓA LUẬN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA TƯỚI PHUN THEO ĐA NĂNG 1.1. Giới thiệu về các công trình nghiên cứu về hệ thống tưới phun hiện nay. Kỹ thuật tưới phun là một trong những phương pháp tưới sử dụng nước hợp lý, tiết kiệm nước và năng lượng, giúp nâng cao hiệu quả kinh tế, tăng năng suất lao động và tăng năng suất cây trồng.Tưới phun là phương pháp tưới cung cấp nước cho cây trồng dưới dạng các hạt mưa hoặc hạt sương rơi trên một diện tích nhỏ xung quanh gốc cây trồng bằng thiết bị gọi là máy phun mưa. Nguyên tắc chính của phương pháp này là đưa lượng nước rất hạn chế tập trung vào vùng rễ cây thông qua hệ thống máy bơm, ống dẫn nước và đầu phun để tạo thành mưa cục bộ tưới cho các loại cây trồng. Các phương pháp tưới: - Tưới phun mưa: Kỹ thuật tưới phun mưa là kỹ thuật đưa nước tới cây trồng vào mặt ruộng dưới dạng mưa nhân tạo nhờ các thiết bị tạo dòng phun mưa (tia mưa) thích hợp. Phương pháp này ngày càng được phổ biến và áp dụng rộng rãi, nhất là tại các nước có nền công nghiệp phát triển. Tưới phun mưa: Sử dụng máy bơm nước cột 3 Khóa lu ận tốt nghiệp SVTT: Lê Hữu Cường GVHD: Th.s Lê Đình Hiếu (B) áp cao kèm theo ống dẫn và mũi phun tạo mưa. Đây là phương pháp tưới hiện đại có tác dụng nhiều mặt cả về tạo độ ẩm cho đất và làm mát cho cây, kích thích sinh trưởng cho cây và đặc biệt có thể tiết kiệm được 30-50% khối lượng nước so với phương pháp tưới tràn theo rãnh. - Tưới phun sương: tưới phun sương là một giải pháp điều hòa không khí , hoạt động dựa trên nguyên tắc bốc hơi nhanh .Nước sạch được nén với áp suất cao qua những vòi được thiết kế đặc biệt , chuyển hóa thành dạng sương phân tử siêu mỏng với kích thước hạt sương nhỏ , khuếch tán vào không khí nóng xung quanh , khiến sương bốc hơi ngay lập tức .Khi bốc hơi nhanh sương hấp thu nhiệt và do đó làm giảm nhiệt độ của môi trường xung quanh từ 5 – 7oC . Để giảm nhiệt độ trong thời tiết quá nắng nóng như hiện nay nên lắp đặt hệ thống phun sương ở trước hiên nhà , cửa trước khi vào nhà ,hoặc những gia đình có sân vườn thì phun sương là một giải pháp tạo không gian thoáng mát. Máy phun sương tạo áp suất cao cho nước để biến thể nước thành sương mù và hơi ẩm hạ nhiệt cho môi trường, lắng bụi, tạo không khí mát mẻ dễ chịu. Độ bền cao, vận hành êm không gấy tiếng ồn .Phun sương phù hợp cho: nhà hàng, quán ăn, nhà máy dệt 1.2. Các phương pháp tưới thủ công và bán thủ công. - Phương pháp tưới rãnh Là phương pháp tưới để nước chảy theo các rãnh được thiết kế giữa các hàng cây. Nước được thấm dần vào đất và cung cấp cho cây trồng. Cách tưới này tiết kiệm và chủ động được nước tưới cho vườn cây, lớp đất mặt vẫn tơi xốp, không bị gí chặt, kết cấu đất vẫn giữ vững, đất không bị bào mòn, chất dinh dưỡng không bị rửa trôi. Đây là phương pháp tưới thông dụng thường được bà con tưới cho nhiều vườn cây ăn 4 Khóa lu ận tốt nghiệp SVTT: Lê Hữu Cường GVHD: Th.s Lê Đình Hiếu (B) quả trong cả nước. Nhưng chỉ áp dụng được với nơi có địa hình tương đối bằng phẳng (độ dốc<50). Biện pháp tưới này cũng có một số hạn chế như: lãng phí một phần nước ở cuối rãnh tưới; gặp khó khăn trong việc vận chuyển công cụ sản xuất qua rãnh; phải chi phí khá lớn nhân công và thời gian cho việc cải tạo các rãnh nước. Tưới rãnh thích hợp với cây trồng hàng rộng như ngô, bông, mía , khoai lang Khi tưới nước từ rãnh thấm vào đất nhờ tác dụng của lực mao dẫn trong đất và chỉ một phần ít thấm xuống đáy rãnh theo trọng lực. Tưới rãnh lớp đất mặt vẫn tơi xốp, kết cấu đất ít bị phá vỡ, đất ít bị bào mòn, chất dinh dưỡng không bị rữa trôi - Phương pháp tưới dải Tưới dải là tạo nên một lớp nước mỏng 5 – 6 cm chảy men theo độ dốc mặt đất. - Phương pháp tưới ngầm Tưới ngầm là phương pháp tưới tước cho cây qua hệ thống thiết bị máy bơm kèm theo hệ thống các ống dẫn nước đặc biệt nằm dưới lòng đất hoặc có sự chênh 5 Khóa lu ận tốt nghiệp SVTT: Lê Hữu Cường GVHD: Th.s Lê Đình Hiếu (B) lệch mực nước của nguồn cung cấp nước. Tưới ngầm tiết kiệm nước. Đất không bị gí chặt, giữ nguyên hiện trạng kết cấu đất, đất không bị bào mòn, phân bón không bị rửa trôi. Chi phí đầu tư ban đầu cho phương pháp này khá lớn, chỉ áp dụng được đối với các loại đất có độ xốp cần thiết cho nước thấm qua dễ dàng. Đây là phương pháp tưới hiện đại được thực hiện bởi 2 phương pháp sau: - Biện pháp thứ nhất là đặt ống tưới ngầm hoặc các hầm đào ngầm dưới mặt đất ở một chiều sâu khoảng 40 – 50 cm và cách nhau một khoảng cách nhất định để cung cấp nước cho cây trồng. - Biện pháp thứ hai là xây dựng cống điều tiết trên mương tiêu lộ thiên đểđiều tiết mực nước trong mương dâng cao cho thông qua các ống ngầm hoặc trực tiếp ngấm vào tầng đất giữa 2 mương để cung cấp cho cây trồng. - Phương pháp tưới ngập Tưới ngập là phương pháp cho nước vào vườn cây một lớp nước nhất định, trong một thời gian xác định để cung cấp nước cho cây. Phương pháp này kết hợp được việc tưới nước với tiêu diệt một số loài sâu hại cư trú trong lòng đất (dế cắn rễ cây, nhộng, các loài ruồi, sâu đục hạt quả xoài và quả các loại cây khác). Phương pháp tưới này tốn nhiều nước, chỉ áp dụng được với nơi có địa hình tương đối bằng 6 Khóa lu ận tốt nghiệp SVTT: Lê Hữu Cường GVHD: Th.s Lê Đình Hiếu (B) phẳng, thoát nước tốt. Đất bị gí chặt, dinh dưỡng bị rửa trôi theo dòng nước tiêu, kết cấu đất bị phá vỡ. Tưới ngập là tạo nên trên mặt đất một lớp nước nhất định và dần dần thấm vào đất.Phương pháp này áp dụng cho các cây trồng ưa nước như lúa, cói, một số cây thức ăn giasúc hoặc áp dụng trong trường hợp rữa mặn. 1.3. Các phương pháp tưới phun mưa. Kỹ thuật tưới phun mưa là kỹ thuật đưa nước tới cây trồng vào mặt ruộng dưới dạng mưa nhân tạo nhờ các thiết bị tạo dòng phun mưa (tia mưa) thích hợp. Phương pháp này ngày càng được phổ biến và áp dụng rộng rãi, nhất là tại các nước có nền công nghiệp phát triển.Tưới phun mưa: Sử dụng máy bơm nước cột áp cao kèm theo ống dẫn và mũi phun tạo mưa. Đây là phương pháp tưới hiện đại có tác dụng nhiều mặt cả về tạo độ ẩm cho đất và làm mát cho cây, kích thích sinh trưởng cho cây và đặc biệt có thể tiết kiệm được 30-50% khối lượng nước so với phương pháp tưới tràn theo rãnh. * Ưu điểm : - Hiệu quả sử dụng rất cao vì hạn chế cao độ tổn thất nước do bốc hơi vì tia phun ngắn, cường độ phun mưa và diện tích - khoảng không gian làm ướt - có thể 7 Khóa lu ận tốt nghiệp SVTT: Lê Hữu Cường GVHD: Th.s Lê Đình Hiếu (B) được điều chỉnh cho phù hợp sự tăng trưởng của cây trồng, không tạo nên dòng chảy mặt đất, không phá vỡ cấu tượng đất do hạt mưa nhỏ. - Do toàn bộ hệ thống đường ống 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, như cơ khí hoá và tự động hóa phần thiết bị điều khiển, thiết bị tưới mặt ruộng hoặc 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, lưu lượng 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 nước 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) và các cây trồng cao cấp trong nhà kính vv. *Nhược điểm : - Vòi phun 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 phun mưa rất nhỏ. 8 Khóa lu ận tốt nghiệp SVTT: Lê Hữu Cường GVHD: Th.s Lê Đình Hiếu (B) - Yêu cầu trình độ nhất định trong thiết kế xây dựng và quản lý. - Vốn đầu tư ban đầu cao hơn so với các kỹ thuật tưới cổ điển. - Các đường ống 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). Ngoài tưới tiết kiệm nước bằng công nghệ nhỏ giọt và phun mưa, còn có các dạng tưới ngầm theo hình thức nước trong các ống đặt ngầm dưới đất theo các lỗ thấm ra ngoài, tuy dạng tưới này được xem là tương đối tốt hiện nay nhưng thiết bị đắt, lắp đặt vận hành và sửa chữa rất phức tạp nên trong bài viết này chúng tôi không đề cập ở đây. 1.4. Phương pháp tưới nhỏ giọt. Tưới nhỏ giọt (Drip Irrigation/Strickle Irrigation) là một dạng cơ bản của kỹ thuật tưới tiết kiệm nước (hay vi tưới micro irrigation). Đây là hình thức đưa nước trực tiếp trên mặt đất đến vùng gốc cây trồng một cách liên tục dưới dạng từng giọt nhờ các thiết bị đặc trưng là các vòi tạo giọt (được cấp nước bởi hệ thống đường ống dẫn cấp nước áp lực). Đây là phương pháp tưới hiện đại, thường được áp dụng đối với những vườn cây ăn trái đặc sản có hiệu quả kinh tế cao ở những vùng thiếu nước tưới. Cách tưới này tiết kiệm lượng nước tưới tối đa. Đất không bị gí chặt, giữ nguyên hiện trạng kết cấu đất, đất không bị bào mòn, phân bón không bị rửa trôi. 9 Khóa lu ận tốt nghiệp SVTT: Lê Hữu Cường GVHD: Th.s Lê Đình Hiếu (B) Nhưng đây là phương pháp yêu cầu đầu tư lớn nhất, khó áp dụng trong sản xuất đại trà. * Các ưu điểm : - Tưới nhỏ giọt đảm bảo phân bố độ ẩm đều trong tầng đất canh tác (phần có bộ rễ cây trồng) tạo nên điều kiện thuận lợi về chế độ không khí, nhiệt độ, độ ẩm, chế độ tiêu hóa thức ăn và quang hợp cho cây trồng. - Cung cấp nước một cách đều đặn nhưng tránh được hiện tượng tập trung muối trong nước và trong đất, khắc phục được hiện tượng bạc màu, rửa trôi đất trên đồng ruộng. - Tưới nhỏ giọt tiết kiệm nước đến mức tối đa (hơn cả ở tưới phun mưa) vì nó tránh triệt tiêu đến mức tối thiểu các loại tổn thất nước (do thấm và bốc hơi), ở hệ thống tưới nhỏ giọt đất tưới cũng được tiết kiệm tối đa. - Không gây ra xói mòn đất, không tạo nên váng đất đọng trên bề mặt và không phá vỡ cấu tượng đất do tưới nhỏ giọt được thực hiện một cách liên tục với mức tưới rất nhỏ dưới dạng từng giọt. - Đảm bảo năng suất tưới, năng suất lao động được nâng cao không ngừng vì có khả năng cơ khí hóa, tự động hóa cao độ khâu nước tưới. Tạo điều kiện cơ giới, tự 10 [...]... đường kính các loại đường ống cấp nước Căn cứ vào điều kiện địa hình khu tưới và phân bố cây trồng trong vùng tưới để lựa chọn biện pháp tưới luôn phiên hay tưới đồng thời, xác định quy mô diện tích được tưới và thời gian tưới của mỗi lần tưới Lưu lượng tưới thiết kế của vùng tưới được tính theo số lượng vòi phun hoạt động đồng thời Tổng tổn thất cột nước trong đo n đường ống tính toán được xác định theo... đặn cho cây tránh tình nhân công trạng bạc màu rửa trôi, - Tiết kiệm nước, không phá vỡ cấu tiết kiệm nhân lực, tượng đất tiết kiệm đất, thuận - Tiết kiệm nhân công, tiện cho việc chăm chi phí quản lý và tiết sóc và canh tác kiệm nước tối đa (hơn - Cải tạo vi khí hậu cả pp tưới phun mưa) khu tưới - Tăng năng suất lao - Có thể điều chỉnh động, năng suất tưới, lượng tưới cho phù kết hợp bón phân và hợp... trưởng và phát triển Các chất dinh dưỡng này bao gồm các nguyên tố đa lượng, trung lượng, vi lượng và các nguyên tố khoáng cần thiết cho cây, chúng đều có trong đất và được cây trồng hấp thụ qua hệ thống rễ Tuy nhiên số lượng các nguyên tố này đất không có khả năng cung cấp đủ cho cây trồng trong quá trình sinh trưởng, do đó phải bón phân bổ sung Viêc bón phân cho cây trồng phải tiến hành thường xuyên và. .. đồng đều ở rễ cây - Nếu việc tưới bị chững lại thì ảnh hưởng đến quá trình phát triển của cây 1.6 Tổng kết chương 1 Nhìn chung các phương pháp tưới đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng nhưng đều mang lại một lợi ích nhất định cho người trồng cây Tùy vào từng điều kiện của từng vùng trồng trọt và điều kiện kinh tế để áp dụng phương pháp tưới tiêu hiệu quả nhất và mang lại năng suất cao nhất CHƯƠNG... diện tích nhà trồng 4 Giới thiệu vi điều khiển Atmega 16 1) Tổng quan về chip AVR 31 Khóa luận tốt nghiệp SVTT: Lê Hữu Cường GVHD: Th.s Lê Đình Hiếu (B) AVR là họ vi điều khiển 8 bit theo công nghệ mới, với những tính năng rất mạnh được tích hợp trong chip của hãng Atmel theo công nghệ RISC, nó mạnh ngang hàng với các họ vi điều khiển 8 bit khác như PIC, Pisoc.Do ra đời muộn hơn nên họ vi điều khiển AVR... Lê Hữu Cường GVHD: Th.s Lê Đình Hiếu (B) - 1 bộ truyền nhận UART lập trình được 2.1 Mô tả các chân: - Vcc và GND 2 chân cấp nguồn cho vi điều khiển hoạt động - Reset đây là chân reset cứng khởi động lại mọi hoạt động của hệ thống - 2 chân XTAL1, XTAL2 các chân tạo bộ dao động ngoài cho vi điều khiển, các chân này được nối với thạch anh (hay sử dụng loại 4M), tụ gốm (22p) - Chân Vref thường nối lên... số cây mọng nước, ở ruột khoang (ví dụ: thủy tức) Nước là nguyên liệu cho cây trong quá trình quang hợp tạo ra các chất hữu cơ Nước là môi trường hoà tan chất vô cơ và phương tiện vận chuyển chất vô cơ và hữu cơ trong cây Nước tham gia vào quá trình trao đổi năng lượng và điều hòa nhiệt độ cây trồng 2.1.3 Yếu tố về ánh sáng Ánh sáng là nguồn năng lượng cơ bản cho mọi hoạt động sống của thực vật, có... chọn vòi phun Căn cứ vào điều kiện thực tế tại vùng tưới và đặc điểm sinh học của loại cây trồng cần tưới mà lựa chọn loại vòi phun mưa phù hợp Bảng 2 quy định trị số H/d thích hợp đối với các loại cây trồng, trong đó H là áp lực nước đầu vòi phun và d là đường kính miệng vòi Đơn vị của H và d tính bằng mét (m) Bảng 2 - Trị số H/d thích hợp đối với các loại cây trồng Loại cây trồng Trị số H/d 1 Các... thuật tưới nhỏ giọt sử dụng cột nước áp lực làm việc thấp và lưu lượng nhỏ nên tiết kiệm năng lượng giảm chi phí quản lý vận hành Nói chung áp lực tưới nhỏ giọt chỉ bằng 10% - 15% ở tưới phun mưa và lượng nước bơm lại ít hơn 70% - 80% - Tưới nhỏ giọt đã góp phần ngăn chặn được sự phát triển của cỏ dại quanh gốc cây và sâu bệnh, vì nước tưới chỉ làm ẩm quanh gốc cây - Kỹ thuật tưới tiết kiệm nước cho. .. tận rễ cây và khống chế phân bố độ ẩm vùng hoạt động của bộ rễ cây nên rất tiết kiệm nước tưới Thực tế kỹ thuật tưới này dùng nước ít hao từ 20 - 30% so với tưới phun mưa toàn bộ, thậm chí có thể tiết kiệm từ 50 đến 80% so với kỹ thuật tưới thông thường - Cung cấp nước thường xuyên, tạo ra môi trường ẩm trong đất gần độ ẩm tối đa đồng ruộng Lượng nước tưới có thể được khống chế và điều khiển dễ dàng . CÔNG NGHIỆP HUẾ KHOA ĐIỆN  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ KIT ĐIỀU KHIỂN ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG TƯỚI ĐA NĂNG CHO NHÀ TRỒNG HOA 1 Khóa. CÔNG NGHIỆP HUẾ KHOA ĐIỆN  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ KIT ĐIỀU KHIỂN ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG TƯỚI ĐA NĂNG CHO NHÀ TRỒNG HOA. Sinh viên. THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA TƯỚI PHUN THEO ĐA NĂNG 1.1. Giới thiệu về các công trình nghiên cứu về hệ thống tưới phun hiện nay. Kỹ thuật tưới phun là một trong những phương pháp tưới sử dụng