Ứng dụng tự động hóa để điều khiển thiết bị nhà vườn: Giảm sức lao động, tăng hiệu quả sản xuất

(LSO) – Việc thay thế sức lao động của con người bằng máy móc, hệ thống điều khiển tự động mang lại sự tiện ích, tính ổn định và chính xác. Trên địa bàn tỉnh, nhiều hộ gia đình, đơn vị đã bắt đầu có nhu cầu ứng dụng tự động hóa vào các hoạt động phục vụ đời sống, sinh hoạt, sản xuất, kinh doanh. Từ thực tế đó, đầu năm 2018, nhóm nghiên cứu gồm giáo viên và học sinh Khoa Điện – Điện tử, Trường Cao đẳng Nghề Lạng Sơn đã nghiên cứu và xây dựng “Mô hình ứng dụng tự động hóa để điều khiển thiết bị nhà vườn”.

Hệ thống tự động hóa để điều khiển thiết bị nhà vườn bao gồm: bộ điều khiển hệ thống LOGO sử dụng điện áp 220V xoay chiều hoặc 24V một chiều với 5 đầu vào, 4 đầu ra có thể lập trình trực tiếp trên logo hoặc lập trình trên máy tính và nạp chương trình qua cáp nối chuyên dùng. Chương trình có thể thay đổi theo nhu cầu. Cùng đó là thiết bị cảm biến độ ẩm trong đất với tính năng phát hiện độ ẩm, phát hiện nước; khi sử dụng người dùng cắm đầu rò vào đất, cát, giá thể nếu độ ẩm vượt quá mức cài đặt thì đầu ra cảm biến sẽ tác động. Cảm biến mưa được đặt ngoài trời để nhận biết có mưa hay không, từ đó truyền dữ liệu về trung tâm điều khiển để đóng hoặc ngắt rơ – le. Cảm biến ánh sáng được sử dụng để phát hiện độ sáng của môi trường xung quanh và cường độ ánh sáng. Khi cường độ ánh sáng ở môi trường bên ngoài vượt ngưỡng quy định thiết bị sẽ báo về trung tâm và kích hoạt chương trình đã cài đặt. Pin năng lượng mặt trời nhằm tạo ra điện năng vận hành hệ thống điều khiển. Cùng đó, hệ thống tự động hóa còn có tủ điều khiển, bơm phun tưới nước, khối giao tiếp dùng rơ – le.

Nhóm nghiên cứu lắp ráp thiết bị lên mô hình thử nghiệm

Anh Đặng Trung Dũng, Phó trưởng Khoa Điện – Điện tử, Trường Cao đẳng Nghề Lạng Sơn, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: Thông tin từ các thiết bị cảm biến được đưa về trung tâm xử lý. Khi độ ẩm trong đất thấp hơn so với yêu cầu, trung tâm sẽ kích hoạt máy bơm để tưới nước cho khu vườn. Cùng đó, hệ thống cảm biến ánh sáng giúp trung tâm điều khiển khởi động hệ thống chiếu sáng, tưới nước… Tùy theo diện tích, nhu cầu, mô hình vườn trồng mà người sử dụng có thể cài đặt hệ thống tự động hóa để điều khiển thiết bị nhà vườn theo nhu cầu. Hệ thống tự hoạt động khi đến giờ hoặc dựa trên thông tin sau khi cảm biến từ môi trường. Như vậy, thay vì chủ vườn phải canh giờ để bón phân, bơm nước, vận hành các thiết bị theo cách thủ công thì hệ thống này giúp người dùng tiết kiệm thời gian, công sức. Khi trời tối hoặc có người thăm vườn, đèn sẽ tự bật để soi sáng và hỗ trợ cây quang hợp.

Em Lương Văn Thụ – thành viên nhóm nghiên cứu cho biết: Khách hàng mà nhóm hướng đến là các gia đình, hợp tác xã nông sản, các đơn vị quản lý cây xanh, khuôn viên cơ quan, công sở, trường học… Qua thử nghiệm cho thấy: việc tạo ra hệ thống tự động hóa để điều khiển thiết bị giúp các gia đình dù bận rộn vẫn có thể trồng rau, trồng hoa, cây cảnh. Đặc biệt, thiết bị của nhóm có thể phát triển để điều khiển tự động các thiết bị điện trong nhà như: hệ thống chiếu sáng, hệ thống máy bơm nước… hướng tới tích hợp ứng dụng giám sát điều khiển trên các thiết bị di động, máy tính cá nhân để giúp khách hàng theo dõi được từ bất kỳ đâu khi có kết nối mạng Internet.

Sau khi thử nghiệm trên mô hình, nhóm nghiên cứu đã ứng dụng vào thực tế gia đình và phát huy hiệu quả tích cực. Tham gia cuộc thi học sinh, sinh viên với ý tưởng khởi nghiệp năm 2018 do Sở Giáo dục và Đào tạo tổ chức, “Mô hình ứng dụng tự động hóa để điều khiển thiết bị nhà vườn” đạt giải nhì. Hiện nhóm đang làm việc với một số hợp tác xã nông nghiệp trên địa bàn tỉnh để đưa sản phẩm vào ứng dụng rộng rãi, qua đó nhằm tiết kiệm sức lao động, nâng cao hiệu quả sản xuất.