NGHIÊN cứu, THIẾT kế, CHẾ tạo hệ THỐNG điều KHIỂN THÔNG MINH CHĂM sóc vườn cây TRỒNG tự NHIÊN

- Tự đ ng hóa quá trình che, cắt nắng... Do đó vi c lựa chọn mô hình nhà màng mái che có c a... đ tài này tác gi lựa chọn lo i cây tr ng là các lo i rau ăn lá Vi t Nam.

vii

4.1.1.1 Những yêu c u trong c u trúc nhà tr ng 17 4.1.1.2 Phân tích các c u trúc nhà tr ng hi n nay 17

4.4.3 Ch đ đi u khi n qua m ng Internet 27

4.5.1 Thi t k b ph n đóng m c a thông gió 27

5.1.5.1 Đ ng c đi n đóng m c a thông khí 55 5.1.5.2 Đ ng c đi n đóng m màn cắt nắng 56

ix

x

Hình 2.2: H th ng c m bi n nhi t đ và ẩm đ đ c cƠi đặt t i nhi u vị trí khác

xi

Hình 4.15: (a) C c u khơu khi đóng (b) C c u khâu khi m 29Hình 4.16: B ph n đóng m màn cắt nắng (khi đóng) 32Hình 4.17: B ph n đóng m màn cắt nắng (khi m ) 32

Hình 4.22: L u đ gi i thu t đi u khi n h th ng 41

xii

Hình 5.15: Lắp đặt c m bi n m a trong mô hình nhà màng 60

Hình 5.17: Lắp đặt c m bi n đ ẩm trong nhà màng 61Hình 5.18: C m bi n nhi t đ và b đi u chỉnh nhi t đ 62Hình 5.19: S đ đ u dây ngu n cung c p đi n và ngu n ra các t i 63Hình 5.20: (a) C m bi n c ng đ sáng BH1750 vƠ (b) m ch đi u khi n c ng đ

Hình 5.38: T ng th nhà màng sau khi hoàn thi n 82

xiii

DANH M C B NG

B ng 1: Nhi t đ sinh tr ng c a m t s lo i cây tr ng 15

B ng 2: T ng h p các thông s tính toàn b ph n truy n đai 31

1

Ch ng 1

1.1 Đặt v n đ

Hi n nay trên th gi i, vi c ng d ng các công ngh đi u khi n vào trong s n

xu t là r t nhi u và c n thi t trong các ngành ngh k c trong nông nghi p Trong nông nghi p, nh ng d ng các công ngh đi u khi n hi n đ i mƠ năng su t và ch t

l ng cây tr ng tăng lên đáng k V i công ngh tr ng rau trong nhà màng có sự hỗ

tr c a các thi t bị đi u khi n đƣ cho những k t qu ngoƠi mong đ i nh năng su t cao, ch t l ng t t, s ch, an toàn mà còn có th tr ng những lo i cây mà t tr c không ph i là truy n th ng c a vùng mi n

Vi t Nam, vi c tr ng rau trong nhà mƠng đang phát tri n nhanh chóng, đem

l i l i ích cao cho ng i nông dơn Tuy nhiên, do chi phí đ u t cao nên vi c ng

d ng chỉ h n ch trong các nông trang l n có kh năng v kinh t , hoặc chỉ đi u khi n d ng bán tự đ ng nên v n c n nhi u nhân công trong vi c đi u khi n vì h u

h t các trang thi t bị đi u khi n đ u ph i nh p t n c ngoài nên giá thành cao Do

đó c n ph i có h ng nghiên c u, thi t k và ch t o những thi t bị này ngay trong n c đ gi m chi phí, phù h p v i đi u ki n kinh t c a ng i nông dân và

đi u ki n môi tr ng Vi t Nam

Lu n văn đƣ trình bƠy k t qu thi t k và ch t o h th ng đi u khi n ti u môi

tr ng trong mô hình nhà màng m t cách tự đ ng và có sự hỗ tr c a máy tính và đặc bi t có th đi u khi n qua đi n tho i Smarphone

K t qu thực nghi m cho th y v i nhƠ mƠng đ c đi u khi n tự đ ng s làm cho đi u ki n môi tr ng sinh tr ng c a cây tr ng t t h n, phù h p yêu c u môi

tr ng đặt ra cho t ng lo i cây tr ng Mặt khác v i kh năng đi u khi n t xa qua Smarphone làm cho vi c giám sát vƠ đi u khi n tr nên s dƠng h n

2

1.2 ụ nghĩa khoa h c vƠ thực ti n đ tƠi

Vi t Nam, di n tích tr ng rau xanh r t l n H u h t ph ng th c canh tác

ch y u theo cách truy n th ng nên cho năng xu t th p và ch t l ng không cao

Do đó c n ph i có m t ph ng th c m i nhằm nâng cao ch t l ng s n phẩm và năng xu t cây tr ng Hi n nay cũng đƣ có nhi u n i Vi t Nam đƣ ng d ng công ngh tr ng cây trong nhà màng và công ngh nƠy cũng đƣ phát huy tính hi u qu đƣ giúp cho các nhƠ đ u t đ t đ c l i nhu n Tuy nhiên các thi t bị đi u khi n c a các nhà màng tr ng rau l n Vi t Nam h u h t đ c nh p t n c ngoài nên giá thƠnh cao, do đó những h nông dân nh khó ti p c n đ c v i công ngh này hoặc

có thì m c đ n gi n và còn nhi u khâu ph i làm th công

Vì lý do này, tác gi đƣ chọn lựa đ tài “nghiên c u, thi t k và ch t o h

th ng đi u khi n thông minh chăm sóc v n cây tr ng tự nhiên” Đ tài thực hi n cho phép gi i quy t:

- Áp d ng công ngh tự đ ng đ đi u khi n ti u khí h u c a nhà màng giúp

gi m b t s c lao đ ng, ngu n n c, phân bón, thu c tr sâu và nâng cao ch t l ng

đi u chỉnh

- ng d ng công ngh thông tin đ quan sát, qu n lý thi t bị đi u khi n

- Mô hình nhà màng có th s d ng qui mô nh h gia đình nh t là những

n i có khuôn viên nh c a h gia đình khu đô thị

- LƠm tăng giá trị c a s n phẩm cây tr ng, giúp c i thi n ch t l ng cu c s ng

vƠ tăng thu nh p cho ng i tr ng

1.3 M c tiêu nghiên c u đ tƠi

Đ tài tri n khai nghiên c u h ng t i m c tiêu sau:

- Tự đ ng hóa quá trình t i n c

- Tự đ ng hóa quá trình t o đ ẩm và thông khí

- Tự đ ng hóa quá trình che, cắt nắng

- Thi t k , ch t o và lắp ráp hoàn chỉnh nhà màng

3

1.4 Đ i t ng vƠ ph m vi nghiên c u

- Đặc tính quang h p c a cây xanh

- Ti u khí h u trong nhà màng

- Cách th c đi u khi n ti u khí h u trong nhà màng

- Cách th c giám sát vƠ đi u khi n qua m ng internet

Vì v y r t khó ki m soát v ch t l ng c a s n phẩm, nh t lƠ d l ng v các thu c

b o v thực v t Ngoài ra năng su t cây tr ng cũng lƠ y u t đ giúp tăng l i nhu n cho ng i tr ng vì v y c n ph i có nghiên c u m t qui trình tr ng rau xanh hi u

qu an toàn và ch t l ng t t

M t trong các cách làm hi u qu c a vi c tr ng rau là tr ng rau trong nhà mƠng Đơy lƠ m t công ngh m i, cho phép ng i tr ng rau t o ra các s n phẩm

ch t l ng, an toƠn vƠ năng su t cao

Vi c tr ng rau trong màng hi n đƣ tr nên ph bi n do tính hi u qu c a nó, không những đ i v i những trang tr i l n mà còn có th ng d ng cho t ng h gia đình, tùy theo kh năng kinh t và qui mô s n s n xu t

Vi t Nam vi c ng d ng kỹ thu t đi u khi n vƠo đi u khi n khí h u c a nhà

tr ng rau cũng đƣ có khắp n i, các thi t bị đi u khi n h u nh lƠ nh p t các n c

có công ngh ti n ti n nh Nh t, Isareal, Ustralia, Giá thành các thi t bị nƠy t ng

đ i cao, r t khó cho ng i nông dân Vi t Nam ti p c n Vì v y c n ph i có những nghiên c u và ch t o các thi t bị trong n c sao cho đ m b o đ c ng i nông dân

có th đ u t đ c và d s d ng Đơy cũng chính lƠ m c đích c a ng i nghiên

c u c n h ng t i nhằm t o ra m t s n phẩm t t và hi n đ i cho ng i nông dân

Vi t Nam

Trong đ tƠi nƠy chúng tôi cũng nghiên c u h th ng đi u khi n qua m ng truy n thông Internet nhằm nâng cao kh năng giám sát đi u ki n môi tr ng c a

Israel: Nhà kính công ngh cao Israel, ngoài vi c đ m b o yêu c u k t c u

b n vững, yêu c u cho vi c thực hi n c gi i hoá đ n m c cao nh t các công đo n

s n xu t, nhà kính còn có th cho phép đáp ng đ n m c cao nh t các nhu c u v

ki m soát “ti u khí h u nhƠ kính”, ki m soát “sinh học nhƠ kính”, ki m soát “dịch

h i” nhƠ kính, và thực hi n các bi n pháp đi n toán đi u chỉnh các y u t môi

tr ng sinh thái nhà kính [6]

V k t c u và c u trúc: K t c u và c u trúc nhà kính c n đ m b o nguyên tắc

c ng, nặng, đ đ b n vững đ ch ng l i gió m nh (tuỳ theo đặc tr ng th i ti t khí

h u địa ph ng) Hi n nay, Israel s d ng toàn b lo i hình nhà kính tiên ti n Các

b ph n th ng có c a m t nhà kính tiêu chuẩn là h th ng rèm "c a ánh sáng" và

h th ng l i t o bóng râm, các h th ng ki m soát vƠ đi u chỉnh môi tr ng sinh thái đ t o l p ra m t môi tr ng sinh thái t ng thích đáp ng nhu c u sinh hóa cây tr ng, nh h th ng ki m soát vƠ đi u chỉnh nhi t đ , h th ng ki m soát và

đi u chỉnh ẩm đ không khí/ẩm đ đ t, h th ng ki m soát vƠ đi u chỉnh ánh sáng,

h th ng thông khí Cùng v i vi c nghiên c u phát tri n công ngh t ng

h p, Israel đang t p trung khai thác và t n d ng các đặc tr ng đặc tính c a “v t li u thông minh” đ xây dựng nhà kính [6]

6

Hình 2.1: M t Nông trang sa m c Israel [6]

V công ngh ki m soát ti u khí h u nhà kính công ngh cao (Technologies

for hi-tech greenhouses climate control): Nhà kính c a Israel ph i đ m b o các tiêu chuẩn công ngh quy định, ví d nh tiêu chuẩn thích ng nhi t “lƠm mát vƠo ban ngày và to m vƠo ban đêm” Vi c thi t k và xây dựng nhƠ kính nh th nƠo đó

đ sao cho vi c ki m soát vƠ đi u chỉnh các y u t môi tr ng đ t o ra " mi n ti u khí h u t i thích " cho cây tr ng phát tri n trong khi chỉ c n "mức chi phí năng

lượng tối thiểu" Vì ng i s n xu t không th s n xu t v i b t c giá thành nào

Thông th ng, vi c đi u chỉnh ch đ nhi t th ng đự c k t h p v i vi c đi u

chỉnh ch đ ẩm vƠ đự c thực hi n thông qua h th ng "phun mù” Các "h t phun"

có ch c năng h p th nhi t d th a trong nhƠ kính vƠo ban ngƠy vƠ l u trữ l ng nhi t năng nƠy đ làm m nhƠ kính vƠo ban đêm Nh v y, vi c ki m soát vƠ đi u

chỉnh ch đ nhi t/ẩm c a nhà kính di n ra liên t c su t ngƠy đêm Đ tự đ ng hoá

vi c ki m soát vƠ đi u chỉnh các thông s môi tr ng nhà kính, h th ng c m bi n nhi t đ và ẩm đ đ c cƠi đặt t i nhi u vị trí khác nhau vƠ đ c k t n i trực ti p

đ n computer đ thực hi n các l nh t i, bón, đi u chỉnh nhi t ẩm, t o l p môi

tr ng sinh thái t i thích cho cây tr ng sinh tr ng phát tri n [6]

ẩm đ nhi t đ , h th ng ki m soát ti u khí h u đ u đ c thực hi n tự đ ng hoá thông qua các h th ng ph n m m qu n lý kỹ thu t [6]

xu t cà chua trong nhà kính nhằm nâng cao hy vọng rằng các lo i rau ph bi n s

tr nên có sẵn trong su t c năm v i giá c ph i chăng

Trong h th ng m i đ c phát tri n b i Ch ng trình phát tri n tr ng trọt Kenya (KHDP) có sự tham gia c a nhà cung c p đ u vào nông nghi p Seminis Seeds và Osho Hóa ch t công nghi p

Theo KHDP, dự án cà chua nhà kính, m t trong những ho t đ ng c a ch ng trình là hỗ tr đ giúp tăng thu nh p c a h gia đình nông thôn, ngu n vay m n là

t Israel - n i mƠ n c nƠy đƣ phát tri n ngành nông nghi p r t t t và chuyên nghi p trong đi u ki n khan ki m đ t vƠ n c

8

N u dự án nƠy đ c phát tri n r ng rãi thì Kenya có th bắt đ u th ng th c

cƠ chua quanh năm, mƠ hi n đang bị lƠm h h i trong mùa ẩm t Theo Peter Randa, ng i qu n lý ti p thị và dự án c v n kỹ thu t, cây tr ng trong các nhà kính

có nhi u thu n l i, trong đó có kh năng s n xu t s l ng l n trên m t m nh đ t

nh và liên t c thu ho ch

c u đ u năm 2006 nhằm xác minh vi c tr ng rau, hoa trong các nhƠ l i nhà kính công ngh cao, đi u khi n tự đ ng đ t đ c hi u qu cao vì gi m s d ng thu c tr sơu, l u giữ ch t dinh d ỡng thi t y u trong đ t, m r ng mùa tr ng và s n l ng ngƠy cƠng tăng

NgoƠi ra, vƠo mùa đông giá l nh khi nhi t đ bên ngoài l nh thì nhi t đ bên trong nhà kính v n đ c duy trì n định cho cơy sinh tr ng và phát tri n t t Vì

v y mùa đông đơy còn còn bị hi m rau, hoa nh những năm tr c nữa

có s ngày nắng trong năm nhi u h n 17% so v i n i khác, s hoàn thành vi c xây dựng Thanet Earth - t h p kh ng l g m 7 nhà kính tr ng rau (mỗi nhà r ng cỡ 10 sơn bóng đá) trên di n tích g n 91 ha

Khi hoàn thành, trong t h p nhà kính này s tr ng g n 1,3 tri u cây và những

ng i làm vi c trong đó ph i đeo những chi c kính b o h đặc bi t vì bên trong nhà kính r t sáng Đ có đ c ánh sáng t i đa, những c u trúc kim lo i đơy đ u đ c

s n trắng vƠ sƠn nhƠ thì đ c ph bằng l p ph n quang L ng ánh sáng đ c giữ bên trong nhà nh t ng vƠ mái nhƠ đ c che sáng

Các đi u ki n bên trong nhƠ kính đ c ki m soát b i những chi c máy tính dành riêng cho công trình này Có 7 cái h ch a n c m a, sau khi đ c x lý s cung c p n c cho nông trang, dung l ng mỗi h 189 tri u lít Vi c cung c p nhi t cho nhƠ kính lƠ do 7 nhƠ máy đi n đ m trách, chính là những nhà máy cung c p

đi n cho m t n a thành ph Thanet g n đó

9

Vi c tr ng trọt trong những nhà kính l n nh th đƣ t ng có Hà Lan, Canada, Mỹ, còn Anh đơy lƠ l n đ u tiên Hai năm nữa, Thanet Earth s đi vƠo

ho t đ ng và vi c t ch c s n xu t t i t h p này do T p đoƠn Fresca Group, m t nhà nh p khẩu l n c a Anh thực hi n

Theo tính toán chi li c a những ng i Anh thì t tháng 2 đ n tháng 10, mỗi

tu n t h p này s thu ho ch g n 560 ngàn qu t, 700 ngàn qu d a chu t, 2,5 tri u

qu cà chua Công trình này s lƠm tăng 15% s n l ng thu ho ch rau hằng năm t i Anh

T ng tự nh Úc H th ng tr ng rau Úc r t phát tri n, h u nh toƠn b qui trình s n xu t rau đ u có ng d ng công ngh đi u khi n hi n đ i [9]

Hình 2.3: Mô hình tr ng rau theo công ngh Úc [12]

2.2.2 Nhà màng Vi t Nam

nghi p đang đ c xúc ti n m nh m vƠ b c đ u đƣ đ t đ c nhi u k t qu t t

Thực t cho ta th y, các ph ng pháp canh tác theo t p quán ngoƠi đ ng đƣ

d n đ c thay th bằng những kỹ thu t m i trên những vùng s n xu t Thông qua các ch ng trình khuy n nông, vi c áp d ng tr ng rau, hoa trong nhƠ kính, nhƠ l i

10

đƣ t ng b c đ c h ng d n đ n các h nông nghi p trong những năm qua, đƣ giúp cho ng i s n xu t c i thi n kỹ thu t canh tác m t cách căn b n Nh ta đƣ bi t

vi c ng d ng kỹ thu t tr ng cơy trong nhƠ kính, nhƠ l i s mang l i hi u qu thi t

thực cho ng i s n xu t cũng nh nơng cao ch t l ng năng su t s n phẩm nông nghi p Tuy nhiên thông tin v kỹ thu t canh tác, những v n đ kỹ thu t đi u khi n khí h u trong nhƠ kính, nhƠ l i nh th nào là thích h p trong đi u ki n khí h u

n c ta đ có th gi m b t hoặc b xung ánh sáng, tăng hoặc gi m nhi t đ ầ và hàng lo t các v n đ khác c n gi i quy t Chính vì v y d n đ n thực tr ng n c ta

h th ng thi t bị đi u khi n ti u khí h u trong nhà tr ng ph c v s n xuẩt rau và hoa

v n trình đ l c h u, chắp vá, đặc bi t là v n đ s d ng và qu n lý ch a đem l i

hi u qu nh mong mu n

Do trình đ kỹ thu t phát tri n ch m nên h th ng thi t bị đi u khi n ti u khí

h u trong nhà tr ng rau, hoa n c ta hi n nay ph n l n m i chỉ t p trung v n đ làm mát trong nhà tr ng và thi t bị s d ng chỉ là h th ng l i cắt nắng, d ng này

đ c áp d ng v i di n tích l n c a các h nông dân các vùng s n xu t rau và hoa

t p trung n c ta nh vùng tr ng rau Vân N i - Đông Anh, Lĩnh Nam - Thanh Trì, ĐƠ L t - Lơm Đ ng, C chiầ v i ph ng pháp đi u khi n th công dùng các

v t li u sẵn có c a địa ph ng nh tre, lu ng đ căng l i u đi m giá thƠnh đ u

t rẻ, kỹ thu t s d ng đ n gi n, do đó chỉ gi m đ c m t ph n c ng đ ánh sáng

và nhi t đ , ch a đem l i hi u qu đáng k nào

m t s H p tác xƣ nh H p tác xƣ H ng Xuơn - Thành ph H Chí Minh, ĐƠ L tầ m t s các công ty và các mô hình tỉnh nh Thanh Hóa, Vĩnh Phúc đƣ s d ng ph i h p m t s thi t bị lƠm mát nh l i cắt nắng, phun s ng

gi m nhi t và qu t thông gió H th ng nƠy đ c đi u khi n bằng c khí m t s vùng có khí h u n định nh ĐƠ L t, Tam Đ o - Vĩnh Phúc vi c s d ng ph i h p các h th ng thi t bị nƠy đƣ đem l i hi u qu đáng k Tuy nhiên do ch a lựa chọn

và v n hƠnh đúng các h th ng thi t bị cho t ng vùng khí h u th ng sao chép nguyên m u t vùng nƠy sang vùng khác lên đ i v i các vùng khí h u t ng đ i

khắc nghi t nh ThƠnh ph H Chí Minh, Thanh Hoá, Tây Tựuầ lên không hi u

11

qu Hi n nay đƣ có m t s c s s n xu t rau và hoa trong n c đƣ nh p ngo i

đ ng b h th ng thi t bị đi u khi n ti u khí h u trong nhà tr ng c a Pháp, Isarel, Trung Qu c nh Công ty Golden Garden, Trang food, Has farm c a ĐƠ L t, Trung tâm kỹ thu t rau qu Hà N i, m t s Tr ng, Vi n, Trung tâm nghiên c u nh Vi n rau qu Hà N i, Vi n di truy n, tr ng Đ i học Nông nghi p I, Vi n Khoa học Nông nghi p Vi t Nam, Trung tâm gi ng cây tr ng Th ng Tín, Trung tâm nghiên c u cơy ăn qu Long An.v.vầCác h th ng thi t bị đi u khi n ti u khí h u trong nhà tr ng bao g m h th ng qu t thông gió c ỡng b c, thi t bị làm mát bằng

h th ng t m đ m bay h i n c, phun mù k t h p v i che nắng bằng l i Aluminet, Has farm và Trung tâm kỹ thu t rau qu Hà N i có lắp đặt h th ng ki m soát và

đi u chỉnh khí CO2 và h th ng gia nhi t bằng th i h i nóng qua h th ng ng

Vi c lắp đặt hoàn thi n đ ng b các thi t bị đi u khi n môi tr ng ti u khí h u trong nhà tr ng cho phép tr ng m t s gi ng rau và hoa trái v K t qu cho th y các cơy cƠ chua, d a chu t, hoa cẩm tú c uầphát tri n bình th ng trong c th i

ti t hè nhi t đ lên đ n 36 - 370C Các thi t bị đ c đi u khi n bằng c khí hoặc tự

đ ng toàn b do đó đòi h i ngu i qu n lý, s d ng ph i có trình đ nh t định Mặt khác các thi t bị này do nh p ngo i toàn b do đó chi phí đòi h i l n đơy cũng lƠ khó khăn đ ng d ng công ngh và thi t bị này vào trong s n xu t đ i trà n c ta [10]

Tóm l i các thi t bị đi u khi n ti u khí h u trong nhà tr ng rau và hoa n c

ta r t đa d ng, k c ch ng lo i v t li u và thông s kỹ thu t Các thi t bị nƠy đ c thi t k và ch t o t nhi u c s khác nhau, t các công ty chuyên ngƠnh đ n các

x ng nh lẻ trong n c và nh p khẩu t n c ngoài Sự đa d ng đó ph n nƠo đáp

ng đ c nhu c u v s l ng và ch t l ng các ch ng lo i thi t bị ph c v xây

dựng các nhà tr ng Tuy nhiên, vi c ch t o m t s thi t bị này các c s trong

n c ch a đ c chú trọng mà m i chỉ d ng l i m c đ chép m u mƠ ch a có m t tiêu chuẩn c th

12

Ch ng 3

C S LÝ THUY T

3.1 Đặc tính quang h p c a cơy xanh

Quang h p cơy xanh lƠ qúa trình trong đó năng l ng ánh sáng mặt tr i

đ c di p l c h p th đ t o ra cacbohiđrat vƠ O2 t khí CO2 vƠ n c

Nh v y đặc tính quang h p c a cây tr ng ph thu c vào các y u t chính

nh : c ng đ ánh sáng, nhi t đ ,l ng CO2, vƠ n c [11]

13

b) Quang ph c a ánh sáng:

Các tia sáng khác nhau nh h ng khác nhau đ n quang h p Quang h p chỉ

x y ra mi n ánh sáng xanh, tím vƠ đ Thành ph n ánh sáng bi n đ ng ph thu c vƠo đ sơu (trong môi tr ng n c), th i gian c a ngày, cây mọc d i tán [11]

Hình 3.2: C ng đ h p th ánh sáng c a các lo i sắc t quang h p [15]

3.1.2 nh h ng c a n ng đ CO2

Cây quang h p đ c n ng đ CO2 th p nh t là 0,0,8 ậ 0,01% Khi tăng n ng

đ CO2 lúc đ u c ng đ quang h p tăng tỉ l thu n sau đó tăng ch m cho t i khi

đ n trị s bão hòa CO2 V t quá m c đó thì c ng đ quang h p l i gi m [10]

Hình 3.3: Sự ph thu c c a quang h p vào n ng đ CO2 [14]

I ậ Cơy bí đ ; II - Cơy đ u

14

3.1.3 nh h ng c a n c

nh h ng c a n c đ n sự đóng m khí kh ng, nên nh h ng đ n kh năng

h p th CO2 vƠo lá đ ti n hành các ph n ng quang h p N c quy t định t c đ

v n chuy n các s n phẩm quang h p ra kh i lá Thi u n c s n phẩm quang h p s

bị tắc ngh n d n đ n c ch quang h p Khi cây thi u n c đ n 40 ậ 60% thì quang

h p s gi m hoặc ng ng quang h p [11]

3.1.4 nh h ng c a nhi t đ

Nhi t đ nh h ng đ n các ph n ng Enzim ch y u trong pha t i c a quang

h p Đ i v i m t s lo i cây kh năng quang h p tăng theo nhi t đ đ n giá trị t i

Các nguyên t kháng tham gia vào vào vi c c u thành nên Enzim quang h p

và di p l c c a lá cơy, đi u ti t đ đóng m c a khí kh ng vƠ liên quan đ n quá trình phơn ly n c [11]

3.2 Tăng năng su t cơy tr ng

Đ tăng năng su t cây tr ng có nhi u cách nh chọn lựa gi ng m i, c i t o

đ t, tuy nhiên bi n pháp hữu hi u nh t lƠ tăng năng su t cây tr ng thông qua sự đi u khi n quang h p c a cây T c lƠ tăng di n tích b lá , tăng c ng đ quang h p và tăng h s kinh t

Tăng di n tích lá: là áp d ng các bi n pháp kĩ thu t nh chăm sóc, bón phơn,

t i n c h p lý phù ph p v i loài và gi ng cây tr ng

16

Tăng c ng đ quang h p: Tuy n chọn và t o gi ng m i có c ng đ và hi u

su t quang h p cao k t h p áp d ng kĩ thu t chăm sóc h p lí

Tăng h s kinh t : Tăng h s kinh t c a cây tr ng bằng bi n pháp chọn

gi ng và bón phân [11]

3.3 K t lu n

Đặc tính quang h p r t quan trọng cho năng su t cây tr ng, quy t định 90 ậ 95% năng su t cây tr ng Do đó vi c tìm hi u v đặc tính quang h p c a cây tr ng, giúp cho vi c đi u chỉnh ánh sáng, nhi t đ vƠ đ ẩm t t h n vƠ lƠm cho cây tr ng phát tri n t t vƠ cho năng su t cao

Đ duy trì đ c các thông s khí h u c b n trên phù h p v i yêu c u v nông

học c a cây rau và hoa thì thi t bị ki m soát khí h u trong nhà tr ng có m t t p h p

ti u h th ng linh ho t:

- H th ng thông gió gi m nhi t đ : Mành ẩm gi m nhi t, phun s ng lƠm mát, qu t thông gió

- H th ng gia nhi t: Máy gia nhi t áp d ng hình th c th i gió trực ti p

hoặc th i gió qua ng, h th ng rèm che

- H th ng b xung khí CO2: Máy phát sinh khí CO2

- H th ng đi u khi n c ng đ ánh sáng: H th ng l i cắt nắng, v t li u che ph mái, b sung c ng đ ánh sáng (đèn natri)

- H th ng t i mát

- H th ng t i nh giọt

- Qu t đ i l u không khí

- H th ng t i phân bón

17

Ch ng 4 TÍNH TOÁN - THI T K

4.1 Phơn tích vƠ lựa ch n ph ng án thi t k

a) Làm mái che nhà kín

Làm mái che nhà kín s có những u và khuy t đi m sau:

Hình 4.1: Nhà màng kín [13]

18

- u đi m: h n ch g n nh t i đa côn trùng gơy b nh, kh ng ch đ ẩm

t t, gi m l ng b c h i c a n c, thích h p cho vùng có khí h u ôn hòa

- Nh c đi m: không khí không đ c l u chuy n t t, d gây n m b nh, nhi t đ tăng nhanh do hi u ng nhà kính, khó h p thu ngu n CO2 trong tự nhiên

đ quang h p Do đo c n ph i có qu t hút vƠ thông gió, đi u này c n năng l ng

đi n nhi u

b) Làm nhà màng mái che có c a thông khí

Hình 4.2: Nhà màng mái che có c a thông khí [14]

- u đi m: không khí đ c l u thông, d h p thu khí CO2 tự nhiên, do đó làm cho kh năng quang h p t t h n, không c n hoặc h n ch năng l ng dùng qu t hút, th i không khí, nhi t đ n định theo môi tr ng bên ngoài, thích h p cho vùng khí h u nóng ẩm

- Nh c đi m: D bị côn trùng t n công, d nh h ng c a th i ti t x u,

kh năng giữ đ ẩm th p

4.1.1.3 L ựa chọn c u trúc nhà tr ng

Khí h u Vi t Nam là khí h u nhi t đ i gió mùa, có n n nhi t vƠ đ ẩm

t ng đ i cao quanh năm Do đó vi c lựa chọn mô hình nhà màng mái che có c a

19

thông khí có th đóng m đ c s đ t đ c sự thông thoáng cao, tránh đ c n m

m c và d đi u khi n nhi t đ h n

Ki u nhà màng này có k t c u đ n gi n, nhẹ và mái có th đóng m tự

đ ng đ t o sự thông thoáng và d dƠng đón ánh sáng mặt tr i, giúp cho không gian

tr ng thêm thoáng, sáng và làm cho kh năng sinh tr ng c a cây tr ng thêm t t

h n c a ánh sáng ng v i b n vị trí đóng mƠn

Hình 4.3: Nhà màng có mái tự đ ng đóng m

20

Mô hình nhà trên có tỷ l

16

1 so v i thực t Lý do chọn kích th c tỷ l này

là do kinh phí ch t o vƠ không gian đặt đ eo hẹp Trong thực t , m t nhà màng

có th có kích th c chi u r ng t 8m đ n 10m và nhi u gian ghép l i v i nhau

V t li u lƠm vách ngăn lƠ mƠng l i bằng v t li u Alumine, có kh năng

chịu nhi t và ánh sáng t t, không bị hoen rỉ do ẩm

Khung nhà màng làm bằng thép h p có s n ph ngoài

4.1.2 H th ng t i n c

4.1.2.1 Các ph ng pháp t i n c ti t ki m

T i n c là khâu r t quan trọng cho sự phát tri n c a cây tr ng Vi c t i

n c ph i đ m b o đ ẩm c n thi t cho cây tr ng đ ng th i ph i tránh sự ng p úng quá m c gây các b nh v r và n m cho cây tr ng

Tuy nhiên t i nh th nƠo đ đ m b o các đi u ki n trên mà không hao phí n c, gi m thi u các chi phí do t i n c Hi n nay công ngh t i n c ti t

ki m r t đa d ng, nh ng vi c t i n c ph i phù h p v i ki u quang h p và nhi t

đ c a t ng lo i cơy D i đơy lƠ m t s công ngh t i n c:

a) Công ngh t i m a

Thích h p không gian r ng, thoáng L ng n c s d ng nhi u

Hình 4.4: T i phun m a [16]

21

c) Công ngh t i phun s ng

Kh năng ti t ki m n c cao, luôn làm ẩm và mát b u không khí, thích h p

v i lo i cây chịu nhi t đ th p Tuy nhiên giá thành c a h th ng phun s ng cao

Hình 4.10: Vòi t i nh giọt [16]

22

4.2.1.2 Chọn lựa h th ng t i n c

Tùy theo t ng lo i cây tr ng mà s d ng h th ng t i phù h p h th ng

t i m a chỉ thích h p v i không gian r ng nh tr ng cây ngoài không gian tự nhiên H th ng t i nh giọt thích h p v i những cây có kh năng ch ng n m

th p, không a đ ẩm cao nh cƠ chua, d a l i ầ H th ng t i phun s ng thích

h p v i những cây có thân y u, lá d bị d p nát nh ng chịu ẩm cao nh các lo i c i,

m ng t i, ngò ầ

đ tài này tác gi lựa chọn lo i cây tr ng là các lo i rau ăn lá Vi t Nam nên h th ng t i thích h p lƠ t i nh giọt k t h p v i phun s ng đ t o đ ẩm không khí

Hình 4.11: S đ lắp đặt van đi n vƠ đ ng ng d n n c t i nh giọt

23

Hình 4.12: S đ lắp ráp h th ng phun s ng

Trong mô hình này tác gi lựa chọn ph ng th c đi u khi n bằng b l p trình PLC S7-200 do hãng SIEMENS c a Đ c s n xu t Các tín hi u nhi t đ , ánh sáng,

24

4.4 Nguyên lỦ ho t đ ng c a nhƠ mƠng

Qua phơn tích đặc tính quang h p c a cây tr ng vƠ ph ng án thi t k , nguyên

lý ho t đ ng c a nhƠ mƠng đ c lựa chọn nh sau:

H th ng có ba ch đ làm vi c đó lƠ: ch đ đi u khi n tự đ ng thông qua các tín hi u đ u vào c a các sensor nhi t đ , ánh sáng, đ ẩm, báo m a vƠ các công tắc hành trình; h th ng đi u khi n bằng tay; h th ng đi u khi n qua m ng internet 4.4.1 Ch đ đi u khi n tự đ ng

Ch đ đi u khi n tự đ ng thông qua các tín hi u đ u vào c a các sensor nhi t

đ , ánh sáng, đ ẩm, báo m a vƠ các công tắc hƠnh trình đ c thực hi n nh sau:

Hình 4.14: L u đ gi i thu t đi u khi n nhi t đ

26

- N u đ ẩm không khí th p đ ẩm cƠi đặt Rh0 thì b m phun s ng ho t đ ng

N u đ ẩm không khí cao h n đ ẩm cƠi đặt Rh0 thì tắt b m phun s ng, đ ng th i

m c a thông khí N u tr i m a thì đóng c a th ng khí

Hình 4.16: L u đ đi u khi n ánh sáng

Ánh sáng r t quang trọng trong quang h p c a cây tr ng, vi c t n d ng ánh sáng t i đa cho cơy tr ng là r t c n thi t Vì v y màn cắt nắng chỉ đóng/m khi nhi t đ cao h n nhi t đ cho phép và kho ng đóng ph thu c vƠo c ng đ sáng

m nh hay y u m c đ nào

- N u nhi t đ l n T0 (33oC) h th ng c m bi n quang s báo tr i có nắng nhi u hay ít đ kịp th i che màn cắt nắng cho phù h p C m bi n quang có 4 m c, tùy theo c ng đ sáng mƠ đóng hoặc m ít hay nhi u ( có 4 m c đóng m ) N u nhi t đ nh h n T0 (33oC) thì màn m ra hoàn toàn

l n 3: 14 gi ; l n 4: 20 gi )

4.4.2 Ch đ đi u khi n bằng tay

Đ c thực hi n thông qua các nút nh n nh đóng, m màn cắt nắng; đóng, m

c a thông gió; qu t làm mát

4.4.3 Ch đ đi u khi n qua m ng Internet

Qua m ng internet có th xem đ c hình nh c a nhà màng qua camera giám sát, t đó có th đóng m m t s thi t bị c a h th ng nh đóng/m màn cắt nắng; đóng/m c a thông gió; đóng/m qu t lƠm mát; đóng/m b m phun s ng

4.5 Các công vi c tính toán thi t k

4.5.1 Thi t k b ph n đóng m c a thông gió

Hình 4.17: B ph n m c a thông gió

5: Thanh đẩy cách c a bên ph i

6: thanh đẩy cánh c a bên trái

b) Tính toán thi t k các b ph n c a thông gió

- M c đích: dùng đ đóng hoặc m c a thông gió, làm thoáng không khí trong nhà màng

- Yêu c u: c a đóng, m thông khí có góc đóng t i đa lƠ 39o bao g m 4 khâu mỗi bên (2 bên) C a đóng m thông khí ph i có kích th c phù h p v i mái đ m

b o thông khí t t, trọng l ng nhẹ và kín v i mái

- Hình dáng: đ đ m b o yêu c u và m c đích đ ra b ph n c a đóng m có kích th c và hình d ng nh sau:

29

Hình 4.18: C a thông gió, (a) Tr ng thái c a đóng , (b) tr ng thái c a m

C a m g m hai c c u khâu bên trái và bên ph i Mỗi c c u khơu đ c xem

nh lƠ c c u 4 khâu b n l

(a) (b)

Hình 4.19: (a) C c u khơu khi đóng (b) C c u khâu khi m

C c u g m 6 khâu, 6 kh p quay Trong đó khơu 1 vƠ khơu 6 c định, h p v i nhau m t góc 50 đ , kh p A và kh p D c định vá cách nhau m t đo n 200 mm kích th c các khơu nh sau:

Khâu 1: AB = 80 mm

c) Thi t k b truy n đai cho c a thông gió

Chọn đ ng c m t chi u có công su t P=50W =0.05 kW, s vòng quay 1500 vòng/phút, khi qua b gi m t c còn 40 vòng/phút

- Phân ph i tỉ s truy n

140

đc

đc n

P

T 9 , 55 10 6

Nmm n

P T

đc

40

05 , 0 10 55 , 9

10 55 ,

P

) ( 6 , 11340 40

0475 , 0 10 55 , 9 10 55

,

Nmm n

P T

t

t

Theo b ng trang 184 Bài T p thi t k Chi Ti t Máy [3]

Chọn m = 3 (mm); Z = 18

(2.1)

dn v

.0

05,0.10001000

N v

3: Dơy đai răng

4: Puly qu n, nh dây kéo màn

(2.3)