Chủ đề 3. Thiết kế mạch điện ứng dụng công nghệ tưới tiêu tự động trong trồng trọt

I. CÔNG NGHỆ TƯỚI TIÊU TỰ ĐỘNG TRONG TRỒNG TRỌT

1.1. Khái niệm công nghệ tưới tiêu tự động

- Công nghệ tưới tiêu tự động là giải pháp công nghệ cung cấp nước tự động cho cây trồng một cách tiết kiệm, hiệu quả nhất thông qua việc:

+ Điều chỉnh lượng nước, thời điểm và thời gian tưới phù hợp với nhu cầu sử dụng nước của cây trồng.

1.2. Công nghệ tưới tiêu tự động trong trồng trọt

- Công nghệ tưới nhỏ giọt:

+ Áp dụng giải pháp công nghệ tự động tưới chậm và chính xác dưới dạng các giọt nước vào gốc cây trồng.

=> Giúp cây dễ dàng hấp thụ và không bị ngập, ứng nước nhờ các đầu tưới nhỏ giọt.

- Công nghệ tưới phun mưa:

+ Áp dụng giải pháp công nghệ tưới nước lên cây trồng dưới dạng mưa nhân tạo nhờ các thiết bị tạo hạt nước bao gồm:

• Bơm cao áp.

• Ống dẫn nước.

• Mũi phun (đầu tưới phun mưa).

- Công nghệ tưới phun sương:

+ Áp dụng giải pháp công nghệ tạo nguồn nước thành các tia mỏng như hạt sương nhỏ, mịn, phun trực tiếp lên lá cây trồng nhờ:

• Bơm cao áp.

• Ống dẫn nước.

• Đầu tưới phun sương.

- Công nghệ tưới hỗn hợp:

+ Áp dụng giải pháp công nghệ kết hợp tưới nhỏ giọt, tưới phun mưa và tưới phun sương.

+ Tùy theo nhu cầu sử dụng nước của loại cây trồng mà thời điểm và thời gian tưới của mỗi hình thức tưới khác nhau.

1.3. Ứng dụng công nghệ tưới tiêu tự động trong trồng trọt

- Ứng dụng công nghệ tưới tiêu tự động trong trồng trọt thông qua điều khiển thông minh với chế độ bật, tắt tự động đã được thiết lập trước, giúp:

+ Tiết kiệm thời gian, nước tưới.

+ Giải phóng sức lao động cho người nông dân.

- Một số thành phần công nghệ được ứng dụng trong mô hình tưới tiêu tự động:

+ Đầu tưới (nhỏ giọt, phun mưa, phun sương), ống dẫn nước, bồn chứa nước.

+ Nguồn điện, động cơ bơm nước.

+ Bộ điều khiển thông minh đã thiết lập trước các chế độ hoạt động, để điều khiển thời gian, lượng nước tưới.

II. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TƯỚI TIÊU TỰ ĐỘNG TRONG TRỒNG TRỌT

2.1. Kí hiệu các thiết bị điện trên sơ đồ mạch điện

Kí hiệu các thiết bị điện sử dụng trên sơ đồ mạch điện ứng dụng công nghệ tưới tiêu tự động trong trồng trọt được trình bày ở bảng:

2.2. Yêu cầu thiết kế mạch điện tưới tiêu tự động

- Nhu cầu nước của cây trồng còn phụ thuộc vào những yếu tố làm thay đổi lượng nước trong đất như: nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng.

Những yếu tố này ảnh hưởng đến chế độ hoạt động của mạch điện như: thời điểm và thời gian tưới.

- Để điều khiển được hoạt động của mạch điện theo sự thay đổi của các yếu tố trên, người thiết kế cần sử dụng các cảm biến giám sát như:

+ Cảm biến nhiệt độ.

+ Cảm biến độ ẩm đất.

+ Cảm biến ánh sáng.

+ Cảm biến lượng nước mưa,…

- Mạch điện ứng dụng công nghệ tưới tiêu tự động trong trồng trọt được thiết kế gồm có các khối chính như:

+ Nguồn điện.

+ Bộ phận điều khiển.

+ Động cơ bơm nước.

- Sơ đồ khối hệ thống ứng dụng công nghệ tưới nước tự động trong trồng trọt được minh họa:

Nguồn điện → Bộ phận điều khiển → Động cơ bơm nước

+ Cảm biến:

• Giám sát nhu cầu nước của cây trồng theo sự thay đổi của nhiệt độ, độ ẩm.

=> Để truyền tín hiệu theo thời gian thực vào bộ phận điều khiển.

+ Bộ phận điều khiển:

• Nhận tín hiệu từ cảm biến và điều khiển thiết bị điện.

+ Động cơ bơm nước:

• Hoạt động theo tín hiệu điều khiển.

=> Để tưới nước cho cây trồng qua các đầu tưới (nhỏ giọt, phun mưa, phun sương).

2.3. Quy trình thiết kế mạch điện

Mạch điện ứng dụng công nghệ tưới tiêu tự động trong trồng trọt như sơ đồ khối hệ thống được thiết kế theo quy trình gồm các bước:

- Bước 1. Xác định nhiệm vụ thiết kế.

- Bước 2. Xác định thiết bị điện và xác định mối liên hệ về điện giữa các thiết bị.

- Bước 3. Vẽ sơ đồ mạch điện.

III. THỰC HÀNH THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TƯỚI PHUN SƯƠNG

3.1. Nội dung thực hành

- Thiết kế mạch điện ứng dụng công nghệ tự động tưới phun sương, điều khiển bằng mô đun cảm biến nhiệt độ.

3.2. Yêu cầu thực hành

- Mạch điện thiết kế đúng yêu cầu của công nghệ tưới tiêu tự động.

- Các thiết bị điện được lựa chọn phù hợp với yêu cầu của công nghệ tưới tiêu.

- Sơ đồ mạch điện:

+ Vẽ rõ ràng, thẩm mĩ.

+ Dễ phân tích nguyên lí hoạt động.

- Quá trình thực hành:

+ Đảm bảo an toàn.

+ Sắp xếp nơi thực hành gọn gàng, vệ sinh.

3.3. Dụng cụ, vật liệu thực hành

- Các dụng cụ, vật liệu cần thiết để thực hành thiết kế mạch điện ứng dụng công nghệ tự động tưới phun sương, điều khiển bằng mô đun cảm biến nhiệt độ.

3.4. Thiết kế mạch điện ứng dụng công nghệ tưới phun sương

Các bước thiết kế mạch điện ứng dụng công nghệ tưới phun sương:

- Bước 1. Xác định nhiệm vụ thiết kế.

- Bước 2. Xác định thiết bị điện và mối liên hệ về điện giữa các thiết bị.

- Bước 3. Vẽ sơ đồ mạch điện.

3.5. Tiêu chí đánh giá kết quả thực hành

Kết quả thực hành thiết kế mạch điện ứng dụng công nghệ tưới phun sương trong trồng trọt được đánh giá theo tiêu chí:

- Mạch điện thiết kế đúng yêu cầu của công nghệ tưới tiêu tự động.

- Các thiết bị điện được lựa chọn phù hợp với yêu cầu của công nghệ tưới tiêu.

- Sơ đồ mạch điện vẽ rõ ràng, thẩm mĩ, dễ phân tích nguyên lí hoạt động.

- Quá trình thực hành đảm bảo an toàn.

- Sắp xếp nơi thực hành gọn gàng, vệ sinh.