Mô Hình Nhà Kín

0 đánh giá / Đánh giá sản phẩm
Mã sản phẩm:
Hiện có: Trong kho
Giá: 30.000.000 Đ
Số lượng: 

Mô tả ngắn

mô hình nhà kín

I.GIỚI THIỆU MÔ HÌNH NHÀ KÍN

Nhà kính (Green house)

Được cấu tạo bằng một kết cấu khung và bao xung quanh bằng mái kính, composite.

Dễ dàng áp dụng các hệ thống tự động, công nghệ cao để điều khiển vi khí hậu, tưới tiêu, lưu thông không khí, nhiệt độ, độ ẩm…

Chi phí ban đầu rất cao nhưng bù lại sản phẩm đạt chất lượng cao.

Nhà kính có thể áp dụng cho việc sản xuất rau sạch, các loại cây trồng ngắn hạn có giá thành cao nhưng khó canh tác với điều kiện tự nhiên.

Ví dụ: nấm rơm, nấm linh chi…

Nhà lưới (Net house)

Được kết cấu bằng khung và bao quanh bằng các loại lưới. Thường dùng khi điều kiện khí hậu tự nhiên tương đối thuận lợi cho cây cần trồng.

Chi phí ban đầu thấp, phù hợp với các vùng có thu nhập thấp.

Nhà lưới thường phù hợp với các loại: rau sạch, hoa lan, dưa lưới…

Nhà màng (Poly green house)

Có cấu trúc và công dụng tương tự nhà kính nhưng vách và mái che được thay thế bằng Polyetylen

Nhà kính là một trong những mô hình hiệu quả trong sản xuất nông nghiệp theo hướng công nghệ cao. Nhà kính phù hợp với yêu cầu để phát triển nông nghiệp bền vững, cho phép kiểm soát đầy đủ và chặt chẽ hầu hết các thông số của quá trình sản xuất như nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, khí carbonic, khí ôxy…, kể cả việc sử dụng tối ưu đất canh tác để đáp ứng cho sự sinh trưởng, phát triển tốt nhất của cây trồng và kiểm soát được sâu bệnh hại để đạt sản lượng cao nhất.

Nhà kính áp dụng công nghệ cao được thiết kế và lắp đặt với các cảm biến tự động như: cảm biến nhiệt độ, cảm biến ánh sáng, cảm biến độ ẩm, quạt, hệ thống tưới tự động, màng che tự động,…

 II.SƠ ĐỒ KHỐI

Mô hình nhà kính công nghệ cao gồm các thành phần: bộ vi xử lý, điều khiển công suất, các động cơ điện, các cảm biến đọc giá trị môi trường.

Bộ vi xử lý: điều khiển các động cơ thực hiện yêu cầu, đảm bảo các thông số về môi trường thông qua bộ điều khiển công suất với các giá trị trả về từ các cảm biến. Một số bộ vi xử lý thông dụng: Arduino UNO, Arduino UNO R3, Arduino MEGA,…

Điều khiển công suất: điều khiển các động cơ thông qua cấp nguồn riêng biệt, không lấy dòng điện trực tiếp từ bộ vi xử lý, đảm bảo cho bộ vi xử lý và các động cơ điện vận hành ổn định, trơn tru. Relay và L298 được sử dụng rất nhiều vì tính ổn định.

Các động cơ điện: thực thi lệnh từ bộ vi xử lý và công suất: tưới, giảm nhiệt độ, độ ẩm,… trong nhà kính. Các động cơ dùng trong nhà kính: động cơ bơm, động cơ tưới, động cơ bước, quạt, …

Cảm biến: đọc các thông số môi trường hiện tại, gửi về vi xử lý. Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại cảm biến, đáp ứng mọi nhu cầu. Ứng dụng cho nhà kính có thể chọn một số cảm biến như: cảm biến ánh sáng, cảm biến nhiệt độ, cảm biến độ ẩm.

  

III.GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN

Thuật toán điều khiển động cơ bơm:

Đầu vào:

H1: là cận dưới của độ ẩm đề xuất trong nhà kính

H2: là cận trên của độ ẩm đề xuất trong nhà kính

H: là giá trị độ ẩm tức thời, được lấy từ cảm biến độ ẩm

Đầu ra:

Bật/tắt bơm với H thỏa mãn điều kiện H1<H<H2

Bước 1: Chọn giá trị độ ẩm H1,H2 phù hợp với loại cây trồng

Bước 2: So sánh độ ẩm hiện tại H với H1 và H2

  • Khi độ ẩm H1<H thì mở bơm, lặp đến khi H2<H thì dừng bơm, kết thúc thuật toán.
  • Ngược lại, H1>H thì không mở bơm, kết thúc thuật toán.

 

Thuật toán điều khiển quạt

Đầu vào:

T1: là nhiệt độ đề xuất trong nhà kính

T: là nhiệt độ tức thời, được đọc từ cảm biến nhiệt độ

Đầu ra:

Bật/tắt quạt đảm bảo nhiệt độ T1<T<T2

Bước 1: Chọn giá trị độ ẩm T1 phù hợp với loại cây trồng

Bước 2: So sánh nhiệt độ hiện tại T với T1

  • Khi T1<T, khởi động quạt, ngừng quạt khi T1 = T, kết thúc thuật toán.
  • Ngược lại, T1>T không khởi động quạt, kết thúc thuật toán.

 

Thuật toán điều khiển màng che

Đầu vào:

Đặt lộ trình cho động cơ bước

Vật cản (công tắc hành trình)

Đầu ra:

Đóng/mở màng che khi quang trở thay đổi.

Bước 1: Chọn lộ trình đóng/mở nhất định cho màng che

Bước 2: So sánh khi động cơ bước với lộ trình yêu cầu

  • Khi đã hoàn thành lộ trình yêu cầu, kết thúc thuật toán.
  • Ngược lại, cho động cơ bước tiếp tục chạy, khi đạt lộ trình yêu cầu hoặc công tắc hành trình hở, kết thúc thuật toán.

 

IV.NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Bộ vi xử lý Arduino MEGA 2560 R3

Arduino Mega 2560 R3 là phiên bản nâng cấp của Arduino UNO R3 với số chân giao tiếp, ngoại vi và bộ nhớ nhiều hơn, phù hợp cho các ứng dụng cần nhiều bộ nhớ hoặc nhiều chân, nhiều cổng giao tiếp hơn so với Arduino UNO.

Arduino Mega 2560 R3 sử dụng vi điều khiển chính là ATmega2560. IC nạp và giao tiếp UART là Atmega16U2, có thể nạp chương trình nhanh chóng thông qua cổng USB và hỗ trợ nhiều thiết bị ngoại vi.

Nguồn nuôi mạch: 5VDC lấy từ cổng USB hoặc nguồn ngoài cắm từ giắc tròn DC. Mạch chỉ có thể nuôi các cảm biến, bộ công suất, động cơ, … có nguồn từ 3 – 5VDC, nếu sử dụng các thiết bị cần nguồn lớn hơn 5VDC có thể gây chết IC hoặc hư hỏng mạch.

Arduino Mega 2560 R3 có các chân ra giao tiếp với thiết bị: chân digital, chân analog, giao tiếp UART, giao tiếp SPI, giao tiếp I2C,…

Arduino Mega 2560 R3 dùng để ra lệnh các bộ công suất điều khiển các thiết bị, động cơ và xử lý phản hồi từ các cảm biến nhằm đảm bảo hệ thống hoạt động đúng quy trình, đúng yêu cầu.

Relay (Rơle)

Rơle làm chức năng thực hiện các theo tác trung gian, hoặc đi đóng cắt cuộn dây khống chế của công tắc tơ, aptômat hoặc máy cắt điện. Vì thế, rơle thường có nhiều tiếp điểm, kể cả tiếp điểm thường mở và thường đóng. Thực chất của rơle chỉ là một nam châm điện có gắn hệ thống tiếp điểm.

Hình 5. Rơle nhả chậm

Khi cuộn dây 1 có điện, nó tạo ra từ thông trong mạch làm lá thép động bị hút xuống lá thép tĩnh, đóng tiếp điểm 8. Khi cuộn dây mất điện, từ thông ộb trong mạch giảm, nên trong ống ngắn 3 sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng để tạo ra từ thông bù lại sự giảm của từ thông, theo định luật Lenxơ. Nhờ vậy, từ thông trong mạch giảm chậm và lá thép động không bị nhả ngay, giữ cho tiếp điểm 8 tiếp tục đóng một thời gian sau khi cắt điện vào cuộn hút. Tiếp điểm 8 gọi là tiếp điểm thường mở, mở có thời gian. Ngược lại, nếu rơle nhả chậm có lắp ráp tiếp điểm nghịch, thì nó sẽ là tiếp điểm thường đóng, đóng có thời gian.

Ốc 5 để điều chỉnh độ găng của lò xo 4, và do đó, làm thay đổi điện áp cũng như thời gian nhả chậm. Lá đồng mỏng 7 để thay đổi khe hở giữa lá thép 6 và lõi thép tĩnh, sẽ làm thay đổi điện áp nhả cũng như thời gian nhả chậm. Thời gian nhả chậm của rơle có thể đạt tới 5 giây.

Mạch L298

Chức năng và nguyên lý hoạt động của L298 tương tự Rơle nhưng có một điểm khác giữa L298 và Rơle là: L298 đóng cắt bằng điện tử, không sử dụng tiếp điểm như Rơle.

Các cảm biến

Cảm biến chủ động không sử dụng điện năng bổ sung để chuyển sang tín hiệu điện. Điển hình là cảm biến áp điện làm bằng vật liệu gốm, chuyển áp suất thành điện tích trên bề mặt. Các antenna cũng thuộc kiểu cảm biến chủ động.

Cảm biến bị động có sử dụng điện năng bổ sung để chuyển sang tín hiệu điện. Điển hình là các photodiode khi có ánh sáng chiếu vào thì có thay đổi của điện trở tiếp giáp bán dẫn P – N được phân cực ngược. Các cảm biến bằng biến trở cũng thuộc kiểu cảm biến bị động.

Cảm biến có vai trò quan trọng trong các bài toán điều khiển quá trình nói riêng và trong các hệ thống điều khiển tự động nói chung. Là thiết bị có khả năng cảm nhận các tín hiệu điều khiển vào, ra. Có vai trò đo đạc các giá trị. Giới hạn cảm nhận với đại lượng vật lý cần đo.

  • ĐỀ XUẤT

Theo tôi, với mô hình nhà kính hiện nay cần trang bị thêm hệ thống cảm biến dự báo thời tiết để kéo màng che đón mưa phục vụ cho việc tưới tiêu thay vì phải phụ thuộc vào động cơ bơm, tưới nhằm giảm tải việc tiêu thụ điện năng.

Để ứng dụng mô hình nhà kính rộng rãi trong sản xuất, các đơn vị, sở ban ngành cần liên kết với các doanh nghiệp xây dựng một khu nông nghiệp công nghệ cao tập trung, có thể cho nông dân thuê với lại để canh tác. Nông dân thường là những người ít vốn, ngại đầu tư và luôn luôn cần hiệu quả tức thời, vì vậy cho nông dân thuê lại mô hình đã xây dựng sẳn có thể đáp ứng được nhu cầu của họ. Khi nông dân thấy được hiệu quả mang lại từ nhà kính thì họ mới dám đầu tư, xây dựng mô hình nhà kính cho riêng mình.

Các bình luận
Chat với Agitech