Tưới tiêu được định nghĩa là ứng dụng nhân tạo của nước vào đất hoặc đất. Quá trình tưới tiêu có thể được sử dụng để trồng trọt các loại cây nông nghiệp trong khoảng thời gian không đủ mưa và để duy trì cảnh quan. Hệ thống tưới tự động vận hành hệ thống mà không cần sự tham gia của con người. Mọi hệ thống tưới như nhỏ giọt, tưới phun và bề mặt đều được tự động hóa với sự trợ giúp của các thiết bị điện tử và máy dò như máy tính, tính giờ , cảm biến và các thiết bị cơ khí khác.
Hệ thống tưới tự động
Hệ thống tưới tự động hoạt động khá hiệu quả và có tác động tích cực đến nơi nó được lắp đặt. Sau khi được lắp đặt trong lĩnh vực nông nghiệp, việc phân phối nước đến cây trồng và vườn ươm trở nên dễ dàng và không cần bất kỳ sự hỗ trợ nào của con người để thực hiện các hoạt động vĩnh viễn. Đôi khi cũng có thể thực hiện tưới tự động bằng cách sử dụng các thiết bị cơ khí như chậu đất sét hoặc hệ thống tưới chai. Rất khó để triển khai các hệ thống tưới tiêu vì chúng rất tốn kém và phức tạp trong thiết kế. Bằng cách xem xét một số điểm cơ bản từ sự hỗ trợ của các chuyên gia, chúng tôi đã thực hiện một số dự án về hệ thống tưới tự động bằng cách sử dụng các công nghệ khác nhau.
Trong bài viết này, chúng tôi mô tả về ba loại hệ thống tưới tiêu hoạt động tự động và mỗi hệ thống là một cải tiến của hệ thống trước khi chúng ta đi từ hệ thống đầu tiên sang hệ thống tiếp theo, v.v.
1. Hệ thống tưới tự động về cảm biến độ ẩm của đất
Mạch hệ thống tưới tự động của www.edgefxkits.com
Hệ thống tưới tự động dựa trên dự án cảm biến độ ẩm của đất nhằm mục đích phát triển một hệ thống tưới tiêu có thể bật hoặc tắt máy bơm chìm bằng cách sử dụng rơ le để thực hiện hành động này trên cảm biến độ ẩm của đất. Ưu điểm chính của việc sử dụng hệ thống tưới này là giảm sự can thiệp của con người và đảm bảo tưới tiêu hợp lý.
Bộ vi điều khiển hoạt động như một khối chính của toàn bộ dự án và khối cấp nguồn được sử dụng để cấp nguồn 5V cho toàn mạch với sự trợ giúp của một máy biến áp, một mạch chỉnh lưu cầu và một bộ điều chỉnh điện áp. Các Bộ vi điều khiển 8051 được lập trình theo cách mà nó nhận được tín hiệu đầu vào từ vật liệu cảm biến bao gồm một bộ so sánh để biết các điều kiện thay đổi của độ ẩm trong đất. OP-AMP được sử dụng làm bộ so sánh hoạt động như một giao diện giữa vật liệu cảm biến và bộ vi điều khiển để chuyển các điều kiện độ ẩm của đất, độ ẩm, độ khô, v.v.
Sơ đồ khối về độ ẩm của đất Tưới tiêu
Khi bộ vi điều khiển lấy dữ liệu từ vật liệu cảm biến - nó sẽ so sánh dữ liệu như được lập trình theo cách, tạo ra tín hiệu đầu ra và kích hoạt các rơ le để vận hành máy bơm chìm. Việc sắp xếp cảm biến được thực hiện với sự trợ giúp của hai thanh kim loại cứng được đưa vào ruộng nông nghiệp ở một khoảng cách nào đó. Các kết nối cần thiết từ các thanh kim loại này được giao tiếp với bộ điều khiển để kiểm soát hoạt động của máy bơm theo độ ẩm của đất.
Hệ thống tưới tự động này có thể được nâng cao hơn nữa bằng cách sử dụng công nghệ tiên tiến tiêu thụ năng lượng mặt trời từ các tấm pin mặt trời .
2. Hệ thống tưới tự động chạy bằng năng lượng mặt trời
Mạch hệ thống tưới tự động chạy bằng năng lượng mặt trời của www.edgefxkits.com
Trong hình trên, nguồn điện từ các tiện ích được yêu cầu để vận hành hệ thống. Là một phần mở rộng cho hệ thống đã thảo luận ở trên, hệ thống này sử dụng các tấm pin mặt trời để cung cấp năng lượng cho mạch. Trong lĩnh vực nông nghiệp, việc sử dụng hợp lý phương pháp tưới tự động là rất quan trọng do một số tồn tại của thế giới thực như khan hiếm nước hồ chứa trên đất liền và khan hiếm mưa. Mực nước (mực nước ngầm) ngày càng giảm do việc khai thác nước từ lòng đất liên tục và do đó dần dần dẫn đến tình trạng khan hiếm nước trong các khu nông nghiệp từ từ biến chúng thành những vùng đất cằn cỗi.
Trong hệ thống tưới tiêu trên, năng lượng mặt trời tạo ra từ các tấm pin mặt trời được sử dụng để vận hành máy bơm tưới tiêu. Mạch bao gồm các cảm biến độ ẩm được xây dựng bằng cách sử dụng IC OP-AMP . OP-AMP được sử dụng làm bộ so sánh. Hai sợi dây đồng cứng được luồn vào đất để biết đất ướt hay khô. A mạch điều khiển sạc được dùng để tích điện cho các tế bào quang điện để cung cấp năng lượng mặt trời cho toàn mạch.
Sơ đồ khối hệ thống tưới tự động chạy bằng năng lượng mặt trời
Cảm biến độ ẩm được sử dụng để cảm nhận tình trạng đất - để biết đất ướt hay khô, và tín hiệu đầu vào sau đó được gửi đến bộ vi điều khiển 8051, bộ vi điều khiển này sẽ điều khiển toàn bộ mạch. Các vi điều khiển được lập trình bằng phần mềm KEIL . Bất cứ khi nào điều kiện đất 'khô', bộ vi điều khiển sẽ gửi lệnh tới người lái xe tiếp sức và động cơ được bật và cung cấp nước cho ruộng. Và, nếu đất ướt, động cơ sẽ bị ngắt.
Các tín hiệu được gửi từ các cảm biến đến bộ vi điều khiển thông qua đầu ra của bộ so sánh hoạt động dưới sự điều khiển của một chương trình phần mềm được lưu trữ trong ROM của bộ vi điều khiển. Màn hình LCD hiển thị tình trạng của máy bơm (bật hoặc tắt) được giao tiếp với bộ vi điều khiển.
Hệ thống tưới tự động này có thể được nâng cao hơn nữa bằng cách sử dụng Công nghệ GSM để giành quyền kiểm soát hoạt động chuyển mạch của động cơ.
3. Hệ thống tưới tự động dựa trên GSM
Ngày nay người nông dân đang phải vật lộn vất vả trên những cánh đồng nông nghiệp suốt ngày đêm. Họ làm ruộng vào buổi sáng và tưới đất vào ban đêm, ngắt quãng. Công việc tưới ruộng đang trở nên khá khó khăn đối với người nông dân do công việc thiếu thường xuyên và phần nào cũng lơ là vì đôi khi họ bật mô tơ rồi quên tắt dẫn đến lãng phí nước. Tương tự, họ thậm chí quên bật hệ thống tưới tiêu, điều này một lần nữa dẫn đến thiệt hại cho cây trồng. Để khắc phục sự cố này, chúng tôi đã triển khai một kỹ thuật mới bằng cách sử dụng Công nghệ GSM , được giải thích bên dưới.
Hệ thống tưới tự động dựa trên GSM
Hệ thống tưới tự động dựa trên GSM là một dự án trong đó chúng tôi cập nhật trạng thái hoạt động được thực hiện trên các cánh đồng nông nghiệp qua SMS với sự trợ giúp của modem GSM. Chúng tôi cũng có thể thêm các hệ thống khác như Màn hình LCD , web cam và khác thiết bị điều khiển thông minh . Trong dự án này, chúng tôi đang sử dụng đèn LED cho mục đích chỉ dẫn.
Trong dự án này, chúng tôi đang sử dụng cảm biến độ ẩm của đất được sử dụng để cảm nhận mức độ ẩm trong - để biết là khô hay ướt. Cảm biến độ ẩm được giao tiếp với bộ vi điều khiển. Các tín hiệu dữ liệu đầu vào từ cảm biến độ ẩm được gửi đến bộ vi điều khiển và dựa vào đó nó kích hoạt Động cơ DC và bật động cơ với sự trợ giúp của trình điều khiển động cơ. Sau khi đất ướt, Động cơ sẽ tự động tắt. Tình trạng của các cánh đồng nông nghiệp có thể được biết từ chỉ báo của Điốt phát sáng (LED) hoặc thông qua tin nhắn được gửi đến modem GSM đặt tại hiện trường. Đồng thời có thể gửi tin nhắn qua thiết bị di động thông qua modem GSM. Do đó, động cơ tưới có thể được điều khiển bằng cách sử dụng điện thoại di động và một modem GSM.
Đây là ba hệ thống thủy lợi sử dụng các công nghệ khác nhau, rất hữu ích cho những người làm việc chăm chỉ trên các lĩnh vực nông nghiệp.
