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

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

3

1. Trình tự thực hiện

3

2. THiết kế mơ hình thực nghiệm

4

D. Tiến hành nghiên cứu

4

1. Mô tả hệ thống

5

2. Thu thập vật liệu

5

3. Lắp đặt

7

4. Kiểm nghiệm

10

5. Kế quả và thảo luận

10

E. Tài liệu tham khảo

13

5

6

1


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 cơng 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!

2


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 cơng 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 cơng, dung
bình tưới hoặc kéo vịi 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 cơng mơ 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 thơng qua mạng Internet, qua đó
người dân có thể quan sát khu vườn của mình qua camera và điều khiển hệ
thống tưới tiêu thơng qua điện thoại, máy tính bảng, máy tính xách tay mà
khơng 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 cơng tác tưới tiêu và làm giảm
chi phí nhân cơng, 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 tồn trong thời gian kéo dài với mọi điều
kiện về thời tiết (trừ lúc mất điện và lúc khơng 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.
3


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 mơ hình thực nghiệm:
2.1. Chi phí để hồn thành cho sản phẩm mơ hình:
Vật liệu

Giá thành

Ghi chú

Máy bơm

Mua mới hoặc dùng máy bơm
650.000

cũ.

Cầu dao

Mua mới hoặc dùng cầu dao
40.000
cũ

Bộ công tắc bật tắt thiết bị điện qua
kết nối Wifi

120.000Mua mới

Bộ phát 4G

130.000Mua mới

Bộ thu phát Wifi

135.000Mua mới

6 béc phun

90.000Mua mới

Tủ điện

Mua mới, hoặc dùng tủ cũ tận
90.000
dụng

Camera quan sát

470.000Mua mới

Ống nhựa tiền phong

Mua mới hoặng dùng ống cũ

Khung giá đỡ

Tận dụng phế liệu
Cộng

1.725.000

2.2. Kết quả mong muốn
Sản phẩm “Hệ thống giám sát và bơm tưới nước từ xa trong trồng trọt và
sản xuất nơng 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:
4


“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 cơng và mang lại hiệu quả cao trong sản xuất
nông nghiệp.

1.2. Cấu tạo: Gồm các bộ phận chính sau đây:
- Cơng 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. Cơng 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 khơ 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 thơng 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:

5


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 cơng
cụ để hồn 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, …..
6


3. Lắp đặt
Bước 1: Chuẩn bị .
- Camera giám sát.
- Điện thoại thơng minh hoặc máy tính bảng
- Bộ cơng 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

7


Hình ảnh: Tủ điện hồn 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 thơng minh hoặc máy tính
bảng
+ Từ điện thoại android vào Ch play gõ tìm Smart life tải về và cài đặt
và Mở

8

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

9


+ 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 hồn thành mơ 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 mơ 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
5.1. Kết luận khoa học về câu hỏi nghiên cứu, vấn đề nghiên cứu, giả
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

10


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

Hiệu quả sử dụng

- Thân thiện với môi trường;
- Tưới tiêu tụ động thay con người, giảm chi phí nhân cơng,
tăng hiệu quả kinh tế;

Thời gian sử dung

- Bất kỳ thời gian nào trong ngày (trừ trường hợp mất điện,
khơng có mạng)

+ Hạn chế:
Sản phẩm này có cấu tạo đơn giản và cịn 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 nơng 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 th nhân
cơng và qua hệ thống này đã góp phần vào việc ứng dụng cơng 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 hồn thiện ban đầu từ ý tưởng và
vẫn cịn 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.

11


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

Hình ảnh: Chạy thưc tế trên vườn

12


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

13