Chế thành công hệ thống chăm sóc vườn 4.0, sinh viên TP.HCM chuyển giao cho nông dân ứng dụng
Nhóm sinh viên khoa Điện - Điện tử, trường đại học Tôn Đức Thắng (TP.HCM) gồm: Mai Minh Mẫn, Đỗ Quốc Duy, Huỳnh Hội Thành Lợi, dưới sự hướng dẫn của TS. Trần Anh Khoa đã thiết kế thành công hệ thống chăm sóc vườn cây chôm chôm bán tự động kết nối trực tiếp với App để quản lý và điều khiển.
Nhóm tác giả chế thành công hệ thống chăm sóc vườn 4.0.
Hệ thống này giúp tiết kiệm điện và nước hơn so với phương pháp tưới thủ công truyền thống; giúp giảm chi phí đi lại và công chăm sóc cho người nông dân. Ngoài ra, việc tưới tiêu đều đặn và kiểm soát chính xác lượng nước cho cây trồng còn giúp cây cho năng suất trái cao hơn, ít bị rụng trái hơn so với phương pháp tưới thủ công. Một ưu điểm khác là hệ thống có giá thành thấp hơn so với các sản phẩm cùng loại đang bán trên thị trường.
Cảm biến đo mực nước.
Hệ thống đã được đưa vào hoạt động từ tháng 6 năm 2018 tại vườn chôm chôm của nông dân Mai Văn Tiếp, xã Vĩnh Bình, huyện Chợ Lách, tỉnh Bến Tre và đã chính thức được chuyển giao vào cuối tháng 11/2018 vừa qua.
Hệ thống có thể áp dụng các biện pháp tự động nhằm tối ưu được quy trình chăm sóc, giúp tiết kiệm thời gian cũng như giảm được các chi phí không cần thiết. Thời gian qua, hệ thống đã được lắp đặt thực tiễn trên diện tích 1.000m2 với 2 trạm thu thập dữ liệu và trạm điều khiển.
Cảm biến đo độ ẩm của đất.
Trưởng nhóm Mai Minh Mẫn cho biết, trạm thu thập dữ liệu được đặt ở giữa vườn tích hợp các cảm biến độ ẩm đất, nhiệt độ, độ ẩm, mưa và truyền dữ liệu thu thập được về trạm điều khiển thông qua sóng vô tuyến.
Giao diện quản lý hệ thống trên App.
Trạm điều khiển nhận dữ liệu từ trạm thu thập dữ liệu kết hợp mới một số cảm biến tích hợp như: cảm biến nhiệt độ máy bơm, cảm biến mực nước … để từ đó đưa ra lệnh điều khiển phù hợp dựa vào các điều kiện mà người sử dụng thiết lập trước thông qua App, với giao diện App trực quan khá đơn giản, gần gũi, dễ điều khiển.
Hệ thống hoạt động ở 3 chế độ: chế độ tự động giúp người dùng có thể thiết lập các thông số như: ngưỡng độ ẩm đất, thời gian bắt đầu và kết thúc. Kết hợp với các thông số cảm biến trả về mà hệ thống có thể điều khiển máy bơm cho phù hợp.
Chế độ điều khiển thủ công thông qua App cho phép người dùng có thể bật/tắt máy bơm ở bất cứ nơi đâu một cách thuận tiện và dễ dàng.
Chế độ điều khiển trực tiếp tại vườn: Người sử dụng có thể bật máy bơm bằng thẻ từ hoặc thông qua bàn phím số. Bằng 2 thao tác này, người lạ sẽ không thể nào điều khiển được thiết bị đặt tại vườn với mục đích khác. Máy bơm cũng sẽ được tắt bằng một nút nhấn đặt trên tủ điện.
So với những hệ thống có sẵn trên thị trường, tính mới của hệ thống là đã tích hợp việc điều khiển máy bơm từ xa thông qua Internet; thiết lập an toàn cho việc điều khiển máy bơm tại vườn bằng cách sử dụng khóa bằng bàn phím số và công nghệ bảo mật bằng thẻ từ (RFID); điều khiển máy bơm được thực hiện tự động một cách hiệu quả dựa vào các thông số cảm biến liên quan và các thông số thiết lập do người dùng đặt trước; tính năng ngắt tự động và an toàn khi xảy ra sự cố trong quá trình vận hành; các cảnh báo và thông báo tình trạng của hệ thống được gửi về điện thoại của người sử dụng.
Đề tài đã đoạt huy chương bạc giải thưởng Thiết kế, chế tạo, ứng dụng năm 2018 do Thành Đoàn TP.HCM tổ chức.
Cũng từ đề tài này, nhóm nghiên cứu đã phát triển thành bài báo quốc tế được đăng trên tạp chí JSAN của nhà suất bản MDPI nằm trong cơ sở dữ liệu Scopus: https://www.mdpi.com/2224-2708/8/3/45/htm
Minh Mẫn cho biết, hiện nhóm tiếp tục nghiên cứu và phát triển rộng hơn để có thể tạo ra mô hình quản lý nhiều vườn trên cùng một App và tận dụng Wifi tại nhà thay vì phải lắp đặt riêng Wifi cho từng vườn nhằm giúp tiết kiệm chi phí lắp đặt và Internet hằng tháng. Ngoài ra, nhóm cũng kỳ vọng phát triển hệ thống có thể thay đổi các cảm biến và phương pháp điều khiển phù hợp để áp dụng ở nhiều địa phương với điều kiện môi trường, địa hình, thổ nhưỡng khác nhau...Đặc biệt, hướng đến khả năng hệ thống sau khi phát triển có thể áp dụng được cho các vườn ở vùng sâu, vùng xa không có kết nối Internet cũng có thể sử dụng app chăm sóc vườn.
Xem clip giới thiệu về hệ thống này dưới đây:
Mai Dung
