Thiết kế hệ thống trại trồng nấm thông minh

Bài viết Thiết kế hệ thống trại trồng nấm thông minh nghiên cứu và chế tạo hệ thống trại trồng nấm thông minh. Hệ thống thay thế cho con người trong việc chăm sóc, giám sát và điều chỉnh nhiệt độ môi trường lý tưởng để nấm phát triển giúp tiết kiệm thời gian, nhân công trong việc giám sát và chăm sóc nấm, ổn định năng suất và chất lượng sản phẩm, không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và có thể điều chỉnh thời điểm thu hoạch nấm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế hệ thống trại trồng nấm thông minh THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRẠI TRỒNG NẤM THÔNG MINH Hồ Hoàn Nguyên, Võ Lê Ngọc Hải, Bùi Xuân Thành* *Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP.Hồ Chí Minh (HUTECH) GVHD: ThS. Nguyễn Vạn Quốc TÓM TẮT Bài báo nghiên cứu và chế tạo hệ thống trại trồng nấm thông minh. Hệ thống thay thế cho con người trong việc chăm sóc, giám sát và điều chỉnh nhiệt độ môi trường lý tưởng để nấm phát triển giúp tiết kiệm thời gian, nhân công trong việc giám sát và chăm sóc nấm, ổn định năng suất và chất lượng sản phẩm, không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và có thể điều chỉnh thời điểm thu hoạch nấm. Hệ thống có 2 chế độ, chế độ thứ nhất AUTO (tự động), chế thứ hai MANUAL (tự chỉnh). Hoạt động tự động của hệ thống được điều khiển bằng Arduino. Từ khóa: Arduino, điện thoại thông minh, mạng internet, hệ thống tưới, điều khiển. I. GIỚI THIỆU Ngày nay khi công nghệ ngày càng phát triển chúng sẽ dần thay thế một phần và sau này có thể là phần lớn công việc mà con người vẫn đang làm. Không nằm ngoài xu hướng đó, ý tưởng về một hệ thống trang trại trồng nấm mà ở đó có sự hợp tác giữa con người và các hệ thống máy móc được ra đời. Với mục đích tạo ra các sản phẩm nông nghiệp với chất lượng cao khi ở đó chúng ta có thể kiểm soát được các nhân tố vô sinh như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm và với một giá thành mà người tiêu dùng có thể chấp nhận được. Nhìn lại một vài thập kỉ trước, để phát triển một ý tưởng về trang trại nông nghiệp có sự kết hợp giữa con người và công nghệ từ trên lý thuyết cho đến khi ra mô hình và được áp dụng vào thực tế sẽ gặp rất nhiều khó khăn. Nhưng với ngày nay, sự hạn chế về công nghệ đó là không còn nữa, và có thể trong một tương lai không xa, những công nghệ mới hơn, tiên tiến hơn và thông minh hơn sẽ được ra đời. Với đề tài này, sẽ được sử dụng công nghệ vi xử lý Arduino. Bên cạnh những điểm còn hạn chế thì ưu điểm lớn nhất mà chúng ta có thể nhận thấy ở công nghệ này đó là sự phổ biến cả về phần cứng với nhiều loại bo mạch và phụ kiện đi kèm khác nhau với một giá thành phải chăng. Hướng nghiên cứu và chế tạo hệ thống trồng nấm được nghiên cứu nhiều trong các trường đại học và đã được ứng dụng cho các công ty nông nghiệp. II.THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG Định hướng ứng dụng của hệ thống dùng để giám sát các thông số môi trường trong trại trồng nấm, từ đó điều khiển các cơ cấu chấp hành để duy trì được mội trường thuận lợi nhất cho cây trồng sinh trưởng và phát triển, giảm thiểu tối đa các tác động của môi trường bên ngoài đến cây trồng. 243 Nguyên lý hoạt động: hệ thống gồm có hai chế độ. • Chế độ Auto (tự động): Ở chế độ này hệ thống hoạt động dựa vào các dữ liệu cảm biến thu được, sau khi hệ thống nhận được dữ liệu hệ thống sẽ so sánh dữ liệu đó với các dữ liệu đã cài đặt sẵn, từ đó đưa ra các lệnh cho thiết bị hoạt động. • Chế độ Manual (tự chỉnh): ở chế độ này có thể bật tắt tất cả các thiết bị theo ý mình. Hình 1: sơ đồ khối III.KẾT QUẢ THI CÔNG SẢN PHẨM HỆ THỐNG TRỒNG NẤM TỰ ĐỘNG 1. Tổng quan các chức năng của hệ thống. Hệ thống giám sát các thông số môi trường trong trại trồng nấm, từ đó điều khiển các cơ cấu chấp hành để duy trì được mội trường thuận lợi nhất cho cây trồng sinh trưởng và phát triển, giảm thiểu tối đa các tác động của môi trường bên ngoài đến cây trồng. • Các thông số giám sát + Nhiệt độ môi trường + Độ ẩm không khí + Cường độ ánh sáng • Các chế độ hoạt động Tự động, điều khiển và dừng khẩn cấp. 244 + Chế độ tự động: Hệ thống giám sát các thông số môi trường và tự động điều khiển các cơ cấu chấp hành. Sao cho các thông số đó luôn ở trong ngưỡng cho phép. + Chế độ điều khiển: Thông qua Labview, người dùng có thể theo dõi các thông số môi trường và điều khiển hệ thống theo mong muốn. + Chế độ dừng khẩn cấp: Khi sự cố nào đó xảy ra với hệ thống. Chế độ này cung cấp cách thức cho người dùng tắt hệ thống một cách nhanh chóng để đảm bảo an toàn và tiến hành kiểm tra, sửa chữa các lỗi phát sinh. 2. Mô phỏng trên Labview • Chế độ Manual (chỉnh tay) Hình 2: Mô phỏng Labview-Manual mode Hình 3: Mô phỏng Labview-Manual mode • Chế độ Auto (tự động) 245 Hình 4: Mô phỏng Labview-Auto mode Hình 5: Mô phỏng Ladview-Auto mode IV.KẾT LUẬN Đề tài này đã trình bày một giải pháp điều khiển hệ thống vườn tưới thông minh cho các vườn nấm. Kết quả nghiên cứu có thể mang lại nhiều lợi ích rất thiết thực cho người dân như giúp tiết kiệm được nhiều thời gian, chi phí và công sức chăm sóc. Hệ thống có thể hoạt động ở hai chế độ (tự động và thủ công) để tạo tính linh hoạt cho người sử dụng. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. https://vinabiomush.com.vn/du-an/thiet-ke-thi-cong-trai-nuoi-trong-nam-linh-chi-tay-ninh- 55.htm?fbclid=IwAR241YMyaDrSC8sFUoDvddgqRxQaWXzTdJq8fL_kbyw12Hwy_smK4WGSRlg 2. https://vietmachine.com.vn/dieu-khien-arduino-dc-l298n-pwm-mach-cau- h.html?fbclid=IwAR3qB85FBHiv5OGDZIMheyefhujlkI2c5RV7t5UN9Lofe4UUwF3Uwb74I8Q 246 3. https://www.hwlibre.com/vi/m%C3%A1y-b%C6%A1m-n%C6%B0%E1%BB%9Bc- arduino/?fbclid=IwAR3lHiOaaJJe4Ggm6Q1RRcGDlNGBNX7eOddqBCgbipVHTKSP-5EaunsWUHE 4. https://arduinokit.vn/cam-bien-do-am-he-thong-tuoi-tu-dong-su-dung-arduino/ 5. http://arduino.vn/bai-viet/921-thiet-bi-bat-tat-may-phun-suong-tu-dong 6. http://arduino.vn/bai-viet/1116-so-nong-lanh-va-nhung-ung-dung-hay-cua-no 7. Sách giáo khoa Vi Điều Khiển của trường HUETC ...