Hệ thống giám sát và bơm tưới nước từ xa trong trồng trọt và sản xuất nông nghiệp

MỤC LỤC MỤC LỤC TT Nội dung Trang 1 Lời cảm ơn 2 2 A Lý do chọn đề tài 3 3 B Câu hỏi nghiên cứu 3 4 C Thiết kế và phương pháp 1 Trình tự thực hiện 2 THiết kế mô hình thực nghiệm 3 3 4 5 D Tiến hành ng.

MỤC LỤC

4 C Thiết kế và phương pháp

1 Trình tự thực hiện

2 THiết kế mô hình thực nghiệm

3 3 4

5 D Tiến hành nghiên cứu

1 Mô tả hệ thống

2 Thu thập vật liệu

3 Lắp đặt

4 Kiểm nghiệm

5 Kế quả và thảo luận

4 5 5 7 10 10

LỜI CẢM ƠN

Cuộc thi Khoa học kỹ thuật giành cho học sinh THCS đối với bản thân

em là một vấn đề hết sức mới mẻ nhưng cũng đầy thú vị Để hoàn thành được sản phẩm này, ngoài sự kiểm nghiệm, quan sát từ thực tế cuộc sống, sự nỗ lực của bản thân thì phải kể đến công lao đóng góp không nhỏ của các thầy cô giáo

đã hướng dẫn động viên, tạo điều kiện về mọi mặt để giúp chúng em có được sản phẩm này

Đây là lần đầu tiên chúng em được tham gia cuộc thi, được làm một sản phẩm NCKH Nhưng sự cố gắng của bản thân, sự giúp đỡ của nhà trường, thầy

cô và bạn bè đã giúp cho chúng em có thêm niềm tin, nghị lực và ước mơ trong học tập, trong cả những ý tưởng sáng tạo để sau này trở thành những con người hữu ích cho xã hội

Cuối cùng chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Ban tổ chức cuộc thi đã cho chúng em cơ hội được tham gia, giao lưu, học hỏi với các bạn học sinh tham dự cuộc thi Chúc cuộc thi KHKT lần thứ 7, năm học 2019-2020 thành công tốt đẹp!

A LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Hiện nay, vấn đề sản xuất nông nghiệp ở nước ta đang chiếm tỷ lệ lớn, tuy nhiên làm thế nào để sản xuất đạt hiệu quả cao với chi phí nhân công thấp và lợi nhuận cao

Qua quan sát từ thức tế các hộ gia đình sản xuất hoa màu tại địa phương

em sinh sống, em thấy phương pháp tưới cho hoa màu còn rất thủ công, dung bình tưới hoặc kéo vòi để phun rất mất thời gian và không hiệu quả như: tưới không đều, gây gãy dập hoa màu và phải đến tận nơi mới có thể phun tưới được

Xuất phát từ những suy nghĩ đó chúng em đã lên ý tưởng phải chế tạo ra một hệ thống quan sát bơm tưới từ xa để người dân có thể quan sát khu vườn của mình, đánh giá tình trạng khu vườn và điều khiển từ xa để tưới tiêu mà không cần phải đến khu vườn của mình Qua quá trình tìm hiểu và được sự

hướng dẫn của các thầy, cô giáo chúng em đã chế tạo thành công mô hình “Hệ thống giám sát và bơm tưới nước từ xa trong trồng trọt và sản xuất nông nghiệp” Qua thực nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động rất hiệu quả và có thể

dễ dàng đưa vào ứng dụng thực tế với chi phí thấp

B CÂU HỎI NGHIÊN CỨU

Vấn đề nghiên cứu: Chế tạo ra hệ thống quan sát và bơm tưới nước từ xa

để giúp người dân phục vụ công tác tưới tiêu một cách hiệu quả nhờ ứng dụng công nghệ 4.0 Hệ thống này được vận hành thông qua mạng Internet, qua đó người dân có thể quan sát khu vườn của mình qua camera và điều khiển hệ thống tưới tiêu thông qua điện thoại, máy tính bảng, máy tính xách tay mà không cần phải ra tận nơi đề phun tưới hoặc có thể đặt lịch tưới tiêu theo ý của mình

Giả thuyết khoa học: Với thiết kế “Hệ thống giám sát và bơm tưới nước

từ xa trong trồng trọt và sản xuất nông nghiệp” phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Hệ thống có thể thay thế con người trong công tác tưới tiêu và làm giảm chi phí nhân công, đồng thời hệ thống tưới có dùng các béc phun cho nên không làm hư hỏng cây trồng qua đó mang lại hiệu quả kinh tế cao trong trồng trọt

- Hệ thống có thể hoạt động an toàn trong thời gian kéo dài với mọi điều kiện về thời tiết (trừ lúc mất điện và lúc không có mạng Internet)

- Có hiệu quả về kinh tế, dễ chế tạo, có khả năng nhân rộng

C THIẾT KẾ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1 Trình tự thực hiện.

Bước 1: Phân tích thực tế

Bước 2: Hình thành ý tưởng

Bước 3: Xác định phương pháp thực hiện

Bước 4: Xin ý kiến của Ban giám hiệu Nhà trường

Bước 5: Gia công, tạo thành sản phẩm

Bước 6: Kiểm nghiệm

Bước 7: Thảo luận, rút kinh nghiệm

2 Thiết kế mô hình thực nghiệm:

2.1 Chi phí để hoàn thành cho sản phẩm mô hình:

cũ

cũ

Bộ công tắc bật tắt thiết bị điện qua

dụng

2.2 Kết quả mong muốn

Sản phẩm “Hệ thống giám sát và bơm tưới nước từ xa trong trồng trọt và sản xuất nông nghiệp” có thể thay thế con người để tưới tiêu tự động mang lại

hiệu quả cao trong sản xuất nông nghiệp

D TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU

1 Mô ta hệ thống

1.1 Chức năng:

“Hệ thống giám sát và bơm tưới nước từ xa trong trồng trọt và sản xuất nông nghiệp” dùng để tưới tiêu tự động trong nông nghiệp thông qua mạng

Internet giúp giảm chi phí nhân công và mang lại hiệu quả cao trong sản xuất nông nghiệp

1.2 Cấu tạo: Gồm các bộ phận chính sau đây:

- Công tắc bật, tắt điện qua mạng Internet (thông qua kết nối wifi)

- Cầu dao điện

- Bộ thu phát wifi

- Bộ phát 4G

- Hộp điện

- Các béc phun

- Ống nhựa tiền phong và các đầu nối

- Camera quan sát

- Khung giá đỡ

1.3 Nguyên lý hoạt động:

Máy bơm sẽ được nối nguồn điện thông qua công tắc bật tắt điện qua mạng, ống nước của máy bơm sẽ được nối với ống dẫn tời các béc phun Phần mềm của công tắc bật tắt điện qua mạng Internet sẽ được cài đặt trên điện thoại hoặc máy tính bảng hoặc máy tính xách tay Công tắc này sẽ kết nối mạng thông qua bộ thu phát wifi được đặt cạnh nhau trong trong tủ Camera (loại dùng ngoài trời, chịu được nắng mưa) được đặt cạnh khu vườn để có thể quan sát hết khu vườn Khi người dân quan sát qua camera giám sát thấy khu vườn khô hạn cần tưới tiêu thì sẽ dùng điện thoại vào phần mềm điều khiển công tắc bật tắt điện qua mạng để bật công tắc cấp nguồn điện cho máy bơm để bơm tưới, hoặc có thể đặt lịch tưới tự động theo ngày, theo giờ, theo tuần thông qua phần mềm Do

đó cho dù có ở cách xa khu vườn hàng ngàn km thì vẫn có thể tưới tiêu bình thường

2 Thu thập vật liệu: Khi tiến hành, chế tạo sản phẩm chúng ta cần phải

chuẩn bị các thiết bị và dụng cụ hỗ trợ sau:

Hình ảnh: Camera Máy bơm Các béc phun và ống nhựa TP

Hình ảnh: Các béc phun

Hình ảnh: Tủ điện, Cầu dao, bộ thu phát wifi, công tắc điều khiển qua mạng Internet

Qua tìm hiểu sản phẩm, em đã tiến hành phân tích và thu thập những công

cụ để hoàn thiện sản phẩm đồng thời có thể tận dụng những sản phẩm gia dụng

hư hỏng trong gia đình để tái sử dụng như: ống nhựa tiền phong cũ, tủ điện cũ, khung giá đỡ từ các vật liệu tận dụng……

Các dụng cụ hỗ trợ để chế tạo sản phẩm: Tua vít, cưa, …

3 Lắp đặt

Bước 1: Chuẩn bị

- Camera giám sát

- Điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng

- Bộ công tắc bật tắt thiết bị điện qua kết nối wifi

- Bộ thu phát Wifi và bộ phát sóng 4G

- Nguồn điện

- Hệ thống đường ống dẫn nước từ máy bơm đến khu vườn cần tưới

- Các béc phun tạo mưa

- Máy bơm

Bước 2: Chế tạo

- Xác định vị trí gắn camera quan sát khu vực cần tưới tiêu

- Đấu nối các đường ống dẫn nước vào khu vườn, các béc phun tự xoay

- Nguồn nước, máy bơm.

- Thiết bị kết nối wifi dùng điều khiển máy bơm

- Điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng hoặc máy tính xách tay

- Cài đặt phần mền giám sát qua camera và phần mền điều khiển máy bơm từ xa

Hình ảnh: Học sinh đang đấu nối tủ điện

Hình ảnh: Tủ điện hoàn chỉnh

Bước 3: Lắp ghép thống hệ thống giám sát và bơm tưới

Sau các bước làm trên cho chúng ta được một hệ thống giám sát và bơm tưới từ xa mỗi khi chúng ta đi vắng, xa nhà

Bước 4 : Cài đặt phần mềm và chạy thử nghiệm

- Tải và cài đặt phần mềm cho camera quan sát và phần mền cho công tác thông minh trên ios hoặc android cho điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng hoặc máy tính xách tay

- Thiết lập các tính năng trên phần mềm (Hẹn giờ bật, tắt theo nhu cầu, theo lịch hàng ngày, tuần

+ Tải và cài đặt phần mềm cho camera quan sát và phần mền cho công tác thông minh trên ios hoặc android cho điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng

+ Từ điện thoại android vào Ch play gõ tìm Smart life tải về và cài đặt

và Mở

Hình ảnh: Tải và cài đặt phần mềm trên điện thoại

+ Đăng ký 1 tài khoản bằng 1 số điện thoại di dộng để lấy mã xác minh

+ Nhấn vào dấu (+) để them thiết bị

+ Thiết lập các tính năng trên phần mềm (Hẹn giờ bật, tắt theo nhu cầu, theo lịch hàng ngày, tuần

Với bốn bước làm trên cho chúng ta hoàn thành mô hình sản phẩm hệ thống quan sát và bơm tưới nước từ xa trong trồng trọt và sản xuất nông nghiệp

4 Kiểm nghiệm

Từ mô hình của sản phẩm và dưới sự hướng dẫn của các thầy cô giáo bằng phương pháp lắp thử ống dẫn ở vườn thực tế, vận hành hệ thống, đúc rút kinh nghiệm, chỉnh sửa rồi thử lại và đi đến hoàn thiện sản phẩm

5 Kết quả và thảo luận

thuyết khoa học:

Sau khi đã tạo nên được sản phẩm “Hệ thống giám sát và bơm tưới nước

từ xa trong trồng trọt và sản xuất nông nghiệp” và tiến hành dùng thử nghiệm

nhiều lần chúng em đã nhận thấy sản phẩm đã đạt được kết quả như giả thuyết ban đầu đề ra

Đặc điểm nổi bật của hệ thống Cấu tạo - Đơn giản, dễ chế tạo

Tính kinh tế - Sử dụng các thiết bị, vật liệu trong nước nên giảm chi phí

Hiệu quả sử dụng

- Có thể sử dụng ở tất cả các khu vực có wifi hoặc 3G, 4G

- Thân thiện với môi trường;

- Tưới tiêu tụ động thay con người, giảm chi phí nhân công, tăng hiệu quả kinh tế;

Thời gian sử dung - Bất kỳ thời gian nào trong ngày (trừ trường hợp mất điện,

không có mạng)

+ Hạn chế:

Sản phẩm này có cấu tạo đơn giản và còn một số hạn chế bởi việc gia công để làm nên sản phẩm đều bằng tay và sử dụng những dụng cụ đơn giản nên tính thẩm mĩ chưa cao

5.2 Kết luận

Sản phẩm “Hệ thống giám sát và bơm tưới nước từ xa trong trồng trọt và

sản xuất nông nghiệp” Nó đã góp phần giúp người nông dân thực hiện công

tác tưới tiêu một cách hiệu quả mà không tốn công sức và chi phí thuê nhân công và qua hệ thống này đã góp phần vào việc ứng dụng công nghệ 4.0 vào sản xuất nông nghiệp, đồng thời phát huy khả năng sáng tạo của nhiều học sinh khác trong trường

Sản phẩm “Hệ thống giám sát và bơm tưới nước từ xa trong trồng trọt

và sản xuất nông nghiệp” này chúng em chỉ vừa hoàn thiện ban đầu từ ý tưởng

và vẫn còn hy vọng được tiếp tục nghiên cứu và hoàn chỉnh hơn để sản phẩm có được những tính năng cao hơn, sử dụng những dụng cụ đơn giản, tiết kiệm và có hiệu quả cao nhất

Rất mong nhận sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn

Hình ảnh: Học sinh đang điều khiển hệ thống qua điện thoại

Hình ảnh: Chạy thưc tế trên vườn

E TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 SGK, SGV Công nghệ 8, 9

2 SGK, SGV Vật lý 9

3 Internet:

+ https : www.google.com.vn