Đang tải... (xem toàn văn)
luận văn hệ thống tưới nhỏ giọt,một luận văn hay trong lĩnh vực nông nghiệp,được ứng dụng ở 1 số nước trên thế giới như israel và hiện nay đã được ứng dụng tại Việt Nam.Một nước có nền nông nghiệp phát triển và có điều kiện phù hợp để ứng dụng hệ thống này.
1.Sơ đồ khối hệ thống: Pin mặt trời Ác quy Thiết bị cầm tay:điện thoại di động,laptop Modul sim900 Hiển thị:led 7 đoạn,lcd,… Vi điều khiển 16f887 Mạch công suất Van 2.Kết quả phần cứng : Một số hình ảnh trên phần mềm autocad : Mô hình thực tế : 3.Mạch pic 16f887 : sơ đồ nguyên lý: Mạch in: Nguyên lý hoạt động của mạch: Ban đầu mạch sẽ chạy với thời gian mở van là 15s và thời gian đóng van 5s, đây là chế độ cài đặt sẵn trong code,mạch này dùng để giám sát nhiệt độ, nhóm chúng em thiết thiết kế thêm phần giám xát độ ẩm để dễ dàng cập nhật trên module sim900a Ngoài ra, người dùng cũng có thể cài đặt thời gian để hẹn giờ thời gian tưới cho hợp lý. Gồm 4 nút nhấn: - Nút ‘UP’– tăng thời gian - Nút ‘DOWN’– giảm thời gian - Nút ‘MODE’– chuyển chế độ hẹn giời, thực thi cài đặt - Nút ‘PAY’–chạy hệ thống Thời gian sau khi cài đặt sẽ được hiển thị trên thanh led 7 đoạn, giúp người dùng dễ quan sát hơn. 5.Mạch relay : Dùng kể kích mở các van thông qua các relay và các linh kiện điện tử công suất. Mạch thực tế : 6.Kết quả phần điều khiển sms : Khi bắt đầu chúng ta sử dụng điện thoại nhắn tin vào sim gắn trên modul,sau đó modul chuyển tín hiệu cho pic điều khiển. Đồ thị giám sát nhiệt độ và độ ẩm trong với chu kì 5s trong 3 phút Tóm tắt kết quả đạt được : • Cơ khí: - Đã thiết kế, chế tạo thành công mô hình hệ thống tưới nhỏ gọn theo đúng yêu cầu đưa ra. • Điện tử: - Chế tạo thành công vi mạch điều khiển van từ xa qua tin nhắn sms,thông qua mạch pic chúng ta có thể điều khiển được các van sau đó thông qua modul sim900 phản hồi lại thiết bị cầm tay với chu kì và thời gian ta có thể chỉnh được. Kết quả khảo nghiệm lưu lượng nước tưới tại mỗi đầu nhỏ giọt Mỗi loại cây trồng cần có một chế độ tưới nhất định và khác nhau. Phụ thuộc rất nhiều vào thời tiết như mùa khô, mùa mưa, lượng mưa trong tháng, năm và yếu tố tự nhiên như loại đất, độ ẩm, pH, nhiệt độ, v.v. Việc xác định chế độ tưới là quá trình tính toán thành lập đường quá trình định mức tưới theo từng giai đoạn sinh trưởng của cây trồng. Mục đích chính là nhằm đạt mục tiêu năng suất cũng như tính kinh tế trong xây dựng và quản lý công trình tưới. Do thời gian cũng như điều kiện có hạn nên chúng em không thể khảo sát lưu lượng với từng điều kiện cụ thể khác nhau như nêu trên. Chúng em chỉ khảo sát lưu lượng tưới tại mỗi đầu tưới nhỏ giọt 1 cách tổng quát nhất. Từ đó người dùng có thể tự thiết lập cho mình 1 chế độ tưới phù hợp với từng loại cây cụ thể với điều kiện tự nhiên nêu trên. Chúng em sẽ khảo sát, tính toán và đưa ra 1 phương trình cụ thể với các thông số: lưu lượng cần tưới, thời gian cần tưới, hệ số nhỏ giọt từ đó rút ra được mối quan hệ giữa thời gian mở và thời gian đóng để cài đặt trên hộp điều khiển. Để xác định lưu lượng tưới tại mỗi đầu nhỏ giọt, chúng em đã sử dụng ống kim tiêm trong y tế. Hình 4.28: Ống kim tiêm y tế Do mỗi đầu tưới có đường kích bằng nhau nên chúng em sẽ khảo sát tại 1 đầu tưới với hệ số nhỏ giọt là 1 giọt/giây. Lần 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Kết quả (giọt/ml) Bảng 4.1: Bảng số liệu khảo sát tại mỗi đầu tưới nhỏ giọt. Sau 10 lần khảo sát, đều cho kết quả giống hệt nhau là cứ 22 giọt sẽ đúng 1 ml. Từ đó ta suy ra cứ 1 giọt sẽ được ml. 1 giây = ml với a là hệ số nhỏ giọt (giọt/giây). Đặt: T là khoảng thời gian tưới liên tục cho cây. V out là thể tích nước cần tưới cho cây trong khoảng thời gian T. x là thời gian mở van (0 < x ≤ 99) y là thời gian đóng van (0 < x ≤ 99) Ta suy ra được phương trình như sau: Chọn a sao cho Ví dụ: Một loại cây trồng X cần được tưới 1 lít trong 24 tiếng. Ta tính như sau: Chọn a là 0.5 tức là 2 giây thì được 1 giọt. V out = 1000 ml. T = 24h = 86400s. Thay vào phương trình trên: 22000 y = 21200 x Ta chọn x = 30 => y = 29 Thời gian mở bằng 30s, thời gian đóng 29s. Cài đặt trên hộp điều khiển thì sẽ chạy theo yêu cầu đặt ra. Để kiểm tra chúng em đã khảo sát trong 10 lần với yêu cầu như sau: Tưới 6 ml trong vòng 5 phút. Chọn hệ số nhỏ giọt a = 0.5. Chỉnh đầu tưới nhỏ giọt với lưu lượng 2 giây cho ra 1 giọt. Thay vào công thức ta tính ra được: x = 30 và y = 4. Cài đặt thời gian mở là 30s và thời gian đóng là 4s. Đo 10 lần ta được bảng sau: Bảng 4.2: Bảng số liệu kiểm chứng V out . V out (ml) Lý thuyết V out Hình 4.29:Biểu đồ so sánh số liệu V out giữa thực tế và lý thuyết Kết quả: V out thực tế hoàn toàn gần với V out lý thuyết. Sở dĩ tại sao có lưu lượng lớn hơn với lý thuyết là do lượng nước vẫn còn nhỏ vài giọt khi ta đã đóng van. Giải quyết tình trạng này ta cần phải giảm thời gian mở xuống bằng đúng thời gian lượng nước chảy ra hết sau khi đã đóng van. Do bình nước được đặt trên cao, nhờ có áp suất mà nước mới nhỏ giọt. Những lúc gần hết nước thì lưu lượng sẽ chậm đi gây ra việc tưới không đủ nước cho cây với thời gian đã quy định. Để giải quyết tình trạng này, ta cần 1 công tắc phao. Nhờ có công tắc phao mà ta có thể yên tâm việc cấp nước tự động cho bình. Luôn luôn giữ áp suất ở 1 mức cố định để hệ thống chạy đúng theo yêu cầu đặt r . được: x = 30 và y = 4. Cài đặt thời gian mở là 30s và thời gian đóng là 4s. Đo 10 lần ta được bảng sau: Bảng 4. 2: Bảng số liệu kiểm chứng V out . V out (ml) Lý thuyết V out Hình 4. 29:Biểu đồ so. Một loại cây trồng X cần được tưới 1 lít trong 24 tiếng. Ta tính như sau: Chọn a là 0.5 tức là 2 giây thì được 1 giọt. V out = 1000 ml. T = 24h = 8 640 0s. Thay vào phương trình trên: 22000 y. Hình 4. 28: Ống kim tiêm y tế Do mỗi đầu tưới có đường kích bằng nhau nên chúng em sẽ khảo sát tại 1 đầu tưới với hệ số nhỏ giọt là 1 giọt/giây. Lần 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Kết quả (giọt/ml) Bảng 4. 1: