Điều khiển và giám sát hệ thống trồng rau thủy canh

ĐẠI HỌC DUY TÂN TRƯỜNG CÔNG NGHỆ
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
----0o0----

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
ĐỀ TÀI:

ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG
TRỒNG RAU THỦY CANH
Giáo viên hướng dẫn

: Giảng viên

ThS. VÕ TUẤN

Sinh viên thực hiện

: Trần Ngọc Năng

Mã số sinh viên

: 24211700488

Lớp

: k24 EDT1

Đà Nẵng, tháng 9 năm 2023


ĐẠI HỌC DUY TÂN

TRƯỜNG CÔNG NGHỆ

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG
TRỒNG RAU THỦY CANH

Đà Nẵng, tháng 9 năm 2023


LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học cơng nghệ, cuộc sống con người đã có những
thay đổi ngày càng tốt hơn, với những trang thiết bị hiện đại phục vụ cơng cuộc cơng nghiệp
hóa, hiện đại hóa đất nước.
Đặc biệt góp phần vào sự phát triển đó thì ngành kỹ thuật điện tử đã góp phần không nhỏ
trong sự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước. Những thiết bị điện, điện tử được phát triển
mạnh mẽ và được ứng dụng rộng rãi trong đời sống cũng như sản xuất.
Từ những thời gian đầu phát triển vi xử lý đã cho thấy sự ưu việt của nó và cho tới ngày nay
tính ưu việt đó ngày càng được khẳng định thêm. Những thành tựu của nó đã có thể biến được
những cái tưởng chừng như khơng thể thành những cái có thể, góp phần nâng cao đời sống vật
chất và tinh thần cho con người.
Ngày nay phát triển ngành nông nghiệp đang là một hướng đi mang lại nguồn lợi kinh tế cho
nước nhà. Nhưng nếu áp dụng phương pháp nơng nghiệp truyền thống có lẽ hiệu quả trồng trọt
cũng như hiệu quả kinh tế sẽ rất thấp. Chính vì vậy áp dụng cơng nghệ kỹ thuật là một hướng đi
thông minh nhằm thừa kế củng như phát huy những công nghệ kỹ thuật mà ngành khoa học
ngày nay đã tìm ra.
Do là một sinh viên chuyên ngành điện tử, cần nắm bắt được sự phát triển không ngừng của
khoa học-kĩ thuật, những tiến bộ cơng nghệ và những ý tưởng mới lạ để có thể ứng dụng vào

cuộc sống hiệu quả hơn, bên cạnh đó sâu xa hơn là thúc đẩy sự phát triển của nền nông nghiệp,
nắm bắt và đi cùng xu hướng đó, em đã chọn đề tài “Điều khiển và giám sát hệ thống trồng rau
thủy canh” để làm đề tài tốt nghiệp đại học của sinh viên.


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH THỦY CANH...................................................1
1.1 TỔNG QUAN...................................................................................................................1
1.2 MỤC TIÊU VÀ KẾT QUẢ..................................................................................................2
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.................................................................................................2
1.4 TỔNG QUAN VỀ IOT.......................................................................................................2
1.4.1 Một số đặc trưng của IoT...........................................................................................4
1.4.2 Lợi ích của IoT..........................................................................................................5
1.5 TỔNG QUAN MƠ HÌNH THỦY CANH................................................................................6
1.5.1. Cách hoạt động.......................................................................................................7
1.5.2. Tại sao chọn phương pháp thủy canh.....................................................................7
1.5.3. Mơ hình trồng thủy canh cơ bản.............................................................................8
1.5.5. Ảnh hưởng của ánh sáng đến với sự phát triển của rau..........................................9
1.5.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến với sự phát triển của rau...........................................9
1.5.7. Ảnh hưởng của dung dịch nước đến sự phát triển của rau...................................10
1.5.8. Thích hợp..............................................................................................................12
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG...........................................................................13
2.1. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG..................................................................................................13
2.1.1. Sơ đồ khối.............................................................................................................13
2.1.2. Tinh chọn linh kiện...............................................................................................15
a) Lựa chọn phương thức truyền dữ liệu.........................................................................15
b) Lựa chọn web service hoặc app..................................................................................17
c) Lựa chọn vi điều khiển MSP430g2553.......................................................................19
d) Lựa chọn module giao tiếp wifi esp8266....................................................................21
e) Lựa chọn cảm biến nhiệt độ, độ ẩm............................................................................23

f) Module cảm biến đo nồng độ pH................................................................................24
g) Module cảm biến đo độ TDS của nước.......................................................................25
h) Động cơ bơm nước mini R385 12v.............................................................................26
i) Động cơ bơm phun sương mini 12V chiết áp cao.......................................................26
j) Module thời gian thực RTC DS1307..........................................................................27
k) Màn hình hiển thị LCD...............................................................................................28
l) Cịi buzz chủ động 5V.................................................................................................28
m) Mạch giảm áp DC.......................................................................................................29
n) Module relay...............................................................................................................30
o) Mosfet D4184 PWM...................................................................................................30
p) Nguồn tổ ong...............................................................................................................32
2.1.3. Sơ đồ đấu nối........................................................................................................34
2.2. THIẾT KẾ PHẦN MỀM...................................................................................................35
2.2.1. Lưu đồ thuật toán MSP430..................................................................................35
2.2.2. Lưu đồ thuật tốn ESP8266..................................................................................40
2.2.3. Chương trình........................................................................................................41


CHƯƠNG 3: KIỂM NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN....................................................42
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.

KIỂM NGHIỆM..............................................................................................................42
KẾT QUẢ......................................................................................................................43
NHẬN XÉT....................................................................................................................44
ĐÁNH GIÁ....................................................................................................................44

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1. Sơ đồ chân MSP430....................................................................................................19
Bảng 2. Điện áp và dòng điện của linh kiện.............................................................................29
Bảng 3. Kiểm thử hoạt động mơ hình.......................................................................................32


DANH MỤC HÌNH
Chương 1: Giới thiệu về mơ hình thủy canh
Hình 1.1: Internet of things.........................................................................................................3
Hình 1.2: Đặc trưng của IOT......................................................................................................4
Hình 1.3: Lợi ích của IoT...........................................................................................................5
Hình 1.4: Một số ứng dụng của IOT...........................................................................................6
Hình 1.5: Mơ hình thủy canh......................................................................................................6
Hình 1.6: Giàn trồng rau thủy canh tại nhà................................................................................7
Hình 1.7: Mơ hình thủy canh hồi lưu.........................................................................................8
Hình 1.8: Ánh sáng là điều kiện cần cho phát triển của cây trồng.............................................9
Hình 1.9: Dung dịch thủy canh.................................................................................................10
Hình 1.10: pH tốt nhất cho rau từ 5,5 – 6,5..............................................................................11
Hình 1.11: Ảnh thực tế trồng rau thủy canh trong nhà kính.....................................................12
Chương 2: Thiết kế và thi cơng
Hình 2.1: Sơ đồ khối.................................................................................................................13
Hình 2.2: Bluetooth...................................................................................................................15
Hình 2.3: Zigbee.......................................................................................................................16
Hình 2.4: Wiff...........................................................................................................................16
Hình 2.5: Blynk........................................................................................................................17
Hình 2.6: Msp430g2553...........................................................................................................19
Hình 2.7: Module giao tiếp wifi ESP8266................................................................................23
Hình 2.8: Cảm biến DHT11......................................................................................................24
Hình 2.9: Module và đầu dị cảm biến pH................................................................................25

Hình 2.10: Module cảm biến do độ TDS..................................................................................26
Hình 2.11: Máy bơm mini 12V................................................................................................27
Hình 2.12: Máy bơm mini phun sương....................................................................................27
Hình 2.13: Module thời gian thực RTC DS1307......................................................................28
Hình 2.14: Màn hình Text LCD 1620 xanh dương..................................................................29
Hình 2.15: Cịi Buzz.................................................................................................................30
Hình 2.16: Mạch giảm áp DC LM2596....................................................................................30
Hình 2.17. Module 1 relay........................................................................................................31
Hình 2.18: Mosfet D4184 PWM..............................................................................................32
Hình 2.19: Nguồn tổ ong..........................................................................................................33
Hình 2.20: Sơ đồ nguyên lý......................................................................................................35
Hình 2.21: Sơ đồ in mạch.........................................................................................................35
Hình 2.22: Lưu đồ thuật tốn....................................................................................................37
Hình 2.23: Lưu đồ thuật tốn khối A........................................................................................38
Hình 2.24: Lưu đồ thuật tốn khối B........................................................................................39
Hình 2.25: Lưu đồ thuật tốn Esp 8266....................................................................................41
Chương 3: Kiểm nghiệm và đánh giá đồ án
Hình 3.1: Thi cơng hồn thiện mạch........................................................................................44
Hình 3.2: Thi cơng mơ hình......................................................................................................44
Hình 3.3: Thi công giao diện giám sát qua app blynk..............................................................45


DANH MỤC CỤM TỪ VIẾT TẮT
STT

Cụm từ

Viết tắt

1

Internet of Things

IoT

2

Công nghệ thông tin

CNTT

3

Total Dissolved Solids

TDS


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH THỦY CANH
1.1

Tổng quan

Những năm gần đây, vấn đề mất an toàn vệ sinh thực phẩm, sử dụng thuốc bảo vệ thực
vật, trong sản xuất nông nghiệp quá mức càng làm gia tăng sự lo lắng của người sử dụng và
đang là vấn đề được xã hội quan tâm nhiều. Vậy có cách nào để vừa được sử dụng thực
phẩm an tồn khơng lo hóa chất nơng nghiệp, vừa được thư giãn mà lại không tốn quá
nhiều thời gian. Giải pháp tối ưu cho vấn đề này là vườn rau hộ gia đình theo mơ hình thủy
canh. Mơ hình này vừa giải quyết được vấn đề thực phẩm bẩn, tiết kiệm tối đa thời gian
chăm sóc và mọi vật liệu đều được tái sử dụng lại. Do đó mơ hình thủy canh đã và đang

được nhiều hộ gia đình lựa chọn nhằm tự cung tự cấp nguồn rau sạch cho bữa ăn hằng
ngày.
Thuỷ canh là phương pháp trồng cây không dùng đất. Cây trồng thuỷ canh có tồn bộ
phần thân và lá ở trong khơng khí, cịn rễ cây được phát triển trong dung dịch dinh dưỡng
khống, được thơng khí liên tục. Hệ thống thủy canh quy mô nhỏ đã và đang trở thành một
lựa chọn khả thi để cung cấp một số thực phẩm an tồn cho gia đình và được xem là mơ
hình sản xuất thực phẩm bền vững, tiết kiệm,
Canada là một trong những đất nước đi đầu trong việc áp dụng khoa học kĩ thuật vào đời
sống. Mơ hình thủy canh tại Canada mang tính tự động cao. Từ việc gieo hạt, tưới nước tới
điều chỉnh ánh sáng. Việc sử dụng robot từ khâu gieo hạt, chăm sóc, thu hoạch đã mang lại
sản phẩm có chất lượng tốt nhất.
Hàn Quốc, mơ hình thủy canh cơng nghệ cao này có gắn kết với các hệ thống máy đo và
điều chỉnh tự động các thông số kỹ thuật (như nhiệt độ, cường độ ánh sáng, bước sóng ánh
sáng, thời gian chiếu sáng, pH, EC, thành phần dinh dưỡng cho cây, nồng độ khí CO2...),
đồng thời có gắn thêm camera để giám sát và theo dõi từ xa. Vì vậy, khi chuyển mơ hình
thủy canh cơng nghệ cao về Việt Nam, tơi đã vận hành và ở nhà mà vẫn có thể theo dõi.
Ở Việt Nam, hiện nay ngày càng có nhiều cá nhân và đơn vị nghiên cứu đầu tư vào các
mô hình trồng trọt cơng nghệ cao. Mơ hình trồng rau thủy canh cũng là một mơ hình mà các
nhân và doanh nghiệp quan tâm tới.
Chính nhu cầu và lý do đó mà em tiến hành thiết kế, thi cơng “điều khiển và giám sát hệ
thống trồng rau thủy canh” dùng vi điều khiển MSP430 và ESP8266, giám sát và điều khiển
qua Smartphone.

1


1.2

Mục tiêu và kết quả

Mục tiêu Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát hệ thống trồng rau thủy sinh qua
màng hình LCD khi quan sát gần và smartphone có thể quan sát từ xa, trên ứng dụng sẽ
hiển thị các chức năng như:
 Đo nhiệt độ, độ pH của nước, chất lượng nước TDS.
 Cài đặt nhiệt độ nếu nhiệt độ cao hơn nhiệt độ mức thì hệ thống sẽ tự bật quạt gió,
phun sương nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ mức thì hệ thống sẽ bật đèn
 Cài đặt độ pH và chất lượng TDS, pH trong nước nếu nếu vượt quá mức hay thấp hơn
đã cài đặt hệ thống sẽ báo.
 Cài thời gian cho máy, bơm chất dinh dưỡng cho cây nếu lượng nước bơm lên đạt
mức cài đặt thì tắt máy bơm và bật van điện. Nước sẽ được tuần hoàn trên hệ thống.
Kết quả sẽ tạo ra một hệ thống khu vườn thông minh và khơng chỉ xoay việc trồng rau
mà cịn có thể sử dụng ở những mơ hình khác ( Ví dụ: Trồng hoa trong nhà kính, trồng các
loại cây ăn quả,… ), tiện dụng có thể sử dụng ở bất kỳ nơi nào.

1.3

Nội dung nghiên cứu

1.4

Tổng quan về IoT

Trong quá trình thực hiện Đồ án tốt nghiệp với đề tài: “điều khiển và giám sát hệ thống
trồng rau thủy canh”, em đã tập trung giải quyết và hoàn thành được những nội dung sau:
 Nội dung 1: Kết nối vi điều khiển MSP430
 Nội dung 2: Kết nối vi điều khiển ESP8266
 Nội dung 3: Nghiên cứu xây dựng giám sát hệ thống.
 Nội dung 4: Thiết kế mơ hình hệ thống.
 Nội dung 5: Nguyên cứu, lập trình vi điều khiển MSP430 thu thập dữ liệu cảm biến
và điều khiển các thiết bị hỗ trợ.

 Nội dung 6: Thi công phần cứng, chạy thử nghiệm và hiệu chỉnh hệ thống.
 Nội dung 7: Đánh giá kết quả thực hiện.
Mạng lưới vạn vật kết nối Internet hoặc là mạng lưới thiết bị kết nối Internet viết tắt là
IoT là một kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định
danh riêng của mình, và tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một
mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người
với máy tính. IoT đã phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện
tử và Internet. Nói đơn giản là một tập hợp các thiết bị có khả năng kết nối với nhau, với
Internet và với thế giới bên ngoài để thực hiện một cơng việc nào đó.
Internet of Things – IoT được đưa ra bởi các nhà sáng lập của MIT Auto-ID Center đầu
tiên, năm 1999 Kevin Ashton đã đưa ra cụm từ Internet of Things để chỉ các đối tượng có
thể nhận biết cũng như sự tồn tại của chúng. Thuật ngữ Auto – ID chỉ tới bất kỳ một lớp
rộng của các kỹ thuật xác minh sử dụng trong cơng nghiệp tự động hóa, giảm các lỗi và
2


tăng hiệu năng. Các kỹ thuật đó bao gồm mã vạch, thẻ thơng minh, cảm biến, nhận dạng
tiếng nói, và trắc sinh học. từ năm 2003 kỹ thuật Auto – ID trong các hoạt động chính là
Radio Frequency Identification – RFID.

Hình 1.1: Internet of things
Ngày nay với khoảng 1,5 tỷ máy tính và trên 1 tỷ điện thoại có kết nối Internet. Hiện
diện “Internet of PCs” sẽ được chuyển sang IoT trong đó 50 – 100 tỷ thiết bị kết nối internet
trong năm 2020. Một vài nghiên cứu còn chỉ ra trong cùng năm đó, lượng máy móc di động
sẽ tăng gấp 30 so với hiện nay. Nếu không chỉ xem xét các kết nối máy với máy mà là các
kết nối giữa tất cả các vật thể thì số lượng kết nối có thể tăng lên tới 100.000 tỷ.

3

1

1.1
1.2
1.3
1.4
1.4.1

Một số đặc trưng của IoT

Hình 1.2: Đặc trưng của IOT
Khả năng định danh: các đối tượng tham gia vào IoT, bao gồm cả thiết bị, phương tiện
và con người, đều sẽ được định danh và mọi hoạt động đều được tiến hành thông qua cách
định danh này. Việc định danh được thực hiện giúp phân biệt và phân loại các nhóm đối
tượng nhờ đó mà quy trình thu nhập, xử lý và chia sẽ dữ liệu được tiến hành chính xác và
hiệu quả hơn. Cách thức định danh của IoT khá đa dạng, ví dụ như dùng mã QR, mã vạch,
NFC, địa chỉ IP,…
Tuy nhiên, các thông tin định danh này cần đảm bảo yếu tố độc nhất, tránh sự nhầm lẫn
giữa các đối tượng hoặc thiết bị.
Thông minh: các yếu tố của trí tuệ nhân tạo đã và đang được cân nhắc để ứng dụng phát
triển các thiết bị mạng lưới IoT, mục tiêu là để tạo ra các thiết bị thông minh, được bổ sung
đầy đủ các thiết bị thu nhập, xử lý thơng tin và có thể tự động thực hiện các nhiệm vụ nhất
định, dựa trên tình huống và mơi trường thực tế.
Phức tạp: trên thực tế, hệ thống kết nối của IoT vô cùng phức tạp. Hệ thống này bao gồm
mọi đường liên kết, kết nối giữa các thiết bị với nhau, giữa các thiết bị cũ và các công nghệ,
yếu tố mới, giữa thiết bị thực tế và những dữ liệu lưu trữ trên nền tảng Internet. Cũng chính
vì đặc trưng này, việc vận hành không hề đơn giản, tốn nhiều thời gian và cách thức thực
hiện.
4

Kích thước của IoT: tính sơ bộ, một hệ thống IoT có thể liên kết đến 50 đến 100 nghìn tỉ
đối tượng khác nhau, từng đối tượng đều như một vai trò nhất định trong việc chia sẻ và sử
dụng dữ liệu. Trên thực tế, hiện nay chúng ta vẫn chưa khai thác được nhiều tài nguyên của
hệ thống này.Đề tài mang tính ứng dụng cao, gần gũi với thực tế.

1.5
1.6
1.7

1.4.1
1
1.3.2
1.4.2 Lợi ích của IoT

Hình 1.3: Lợi ích của IoT
Nâng cao hiệu quả cơng việc: IoT thúc đẩy q trình khai thác, trao đổi và sử dụng dữ
liệu trong nhiều công việc khác nhau. Điều này tạo ra những thay đổi tích cực trong cơng
tác quản lý, nghiên cứu, sản xuất và chế tạo sản phẩm, dịch vụ, đem đến những sản phẩm
chất và chất lượng đáp ứng đúng nhu cầu người dùng.
Nâng cao chất lượng cuộc sống: các ứng dụng của IoT hướng đến việc tạo ra những sản
phẩm, thiết bị, đồ dùng, phương tiện thông minh hơn, tiện ích hơn.
Qua đó, dần dần cải thiện điều kiện, mơi trường sống và giúp hình thành thói quen sống
hiện đại. Nhờ sự tham gia của các thiết bị công nghệ và IoT, tất cả cơng việc thường ngày
có thể giảm bớt, được đơn giản hóa, tự động hóa.
1.
1.1.
1.2.
5

1.3.
1.4.
1.4.1.
1.4.2.

1.4.3. Một số ứng dụng IoT









Nhà thơng minh
Sản phẩm có thể đeo được: đồng hồ, vòng tay, điều khiển cử chỉ,..
Thành phố thơng minh: giao thơng, ơ nhiễm khơng khí, tiếng ồn,..
Lưới thông minh
Internet công nghiệp
Xe được kết nối
Chuỗi cung ứng thơng minh
Chăn ni thơng minh

Hình 1.4: Một số ứng dụng của IOT

1.5

Tổng quan mơ hình thủy canh

Thủy canh là phương pháp trồng cây mà không sử dụng đất, thay vào đó sử dụng dung
dịch chứa dưỡng chất. Nó giúp kiểm sốt mơi trường cây trồng và tối ưu hóa sự phát triển
của chúng.

6


Hình 1.5: Mơ hình thủy canh

7


1.5.

1.5.1. Cách hoạt động
Nguyên lý của phương pháp này chính là dùng nước làm môi trường cung cấp đầy đủ cho
cây các nguyên tố, dinh dưỡng cần thiết đúng lúc để cây phát triển. Vẫn đảm bảo đầy đủ ánh
sáng cho q trình quang hợp, hơ hấp của cây để cây có thể phát triển mạnh với năng suất
cao.
1.5.2. Tại sao chọn phương pháp thủy canh
Ở môi trường đất, cây chỉ lấy và khả năng hấp thụ khoảng 5% dinh dưỡng từ mơi trường
đất, 95% dinh dưỡng cịn lại là do cây tự tổng hợp trong quá trình quang hợp và sử dụng.
Mơi trường đất ở đây chỉ đóng vai trị làm nơi lưu trữ dinh dưỡng cho q trình phát triển
của cây, cây sẽ sử dụng từ từ lượng dinh dưỡng này trong quá trình phát triển và lớn lên. Với
thủy canh, dinh dưỡng được chuyển hóa dưới dạng lỏng ( dạng dễ hấp thụ nhất cho cây) để
cây dễ dàng hấp thụ trong quá trình phát triển nên ta hồn tồn khơng cần dùng đất làm mơi
trường sống cho cây.

Hình 1.6: Giàn trồng rau thủy canh tại nhà

Với phương pháp này, bạn đã tạo ra một môi trường sống khá sạch cho cây trồng, khơng
có những ảnh hưởng ô nhiễm từ môi trường đất gây ra cho cây như nấm, sâu bệnh,….
Thủy canh được nghiên cứu là phương pháp cho ra năng suất cao hơn so với phương
pháp trồng rau thổ canh, không chỉ vậy mà thủy canh cịn tận dụng diện tích trồng khá tốt vì
có thể chia không gian thành nhiều tầng để mở rộng diện tích.

8


1.5.3. Mơ hình trồng thủy canh cơ bản
Có rất nhiều mơ hình trồng rau thủy canh tại nhà khác nhau được nghiên cứu đưa ra sao
cho phù hợp với điều kiện từng nơi sử dụng. Đa phần các máng trồng thủy canh hiện nay đều
được làm bằng nhựa nhưng cũng có thể sử dụng những vật liệu khác như thủy tinh, bê tông
hoặc kim loại,… Khi trồng các máng cần được che nắng để không tạo rong rêu phát triển
trong môi trường dung dịch thủy canh.
- Hệ thống thủy canh dạng bấc (wick hydroponic system)
- Hệ thống thủy canh tĩnh
- Hệ thống thủy canh nhỏ giọt (Drip hydroponic system)
- Hệ thống trồng rau thủy canh hồi lưu
Kỹ thuật trồng rau thủy canh hồi lưu là một phương pháp còn mới so với những ai mới
bắt đầu với mơ hình thủy canh. Tuy nhiên loại kỹ thuật này nếu áp dụng thành công sẽ mang
lại nhiều hiệu quả cho hệ thống thủy canh.

Hình 1.7: Mơ hình thủy canh hồi lưu

1.5.4. Thủy canh hồi lưu
Thủy canh hồi lưu ( Dynamic Root Floating Technique ) là phương pháp trồng cây bằng
cách sử dụng những thùng chứa dung dịch dinh dưỡng và bơm luân chuyển dung dịch lên
những ống trồng rau. Sau đó những phần dung dịch thừa sẽ được chứa tại thùng ban đầu.
Dung dịch dinh dưỡng được hoạt động tuần hoàn sẽ giúp cho cây hấp thụ được dưỡng chất

và phát triển tốt hơn.
Phương pháp này sử dụng bơm 2 chiều tuần hồn nên có chế độ bơm tự động khi cây
trồng có nhu nhu cầu. Đồng thời giúp người trồng tiết kiệm được nhiều chi phí khi hệ thống
có khả năng hoàn lại dung dinh dinh dưỡng dư thừa về thùng chứa ban đầu.
9


Đặc biệt hơn, mơ hình thủy canh hồi lưu cịn giúp oxy được hòa trộn vào dung dịch dinh
dưỡng nhiều hơn so với các phương pháp thủy canh còn lại.

1.5.5. Ảnh hưởng của ánh sáng đến với sự phát triển của rau
Với rau nói riêng và những loại cây xanh nói chung, chúng sẽ quang hợp qua thân, lá nhờ
có các diệp lục tố. Cụ thể, cây trồng sẽ sử dụng CO2 và nước để tạo nên các hợp chất hữu cơ
cung cấp năng lượng để phát triển. Ánh sáng chính là điều kiện cần cho phản ứng sinh hóa
này diễn ra.

Hình 1.8: Ánh sáng là điều kiện cần cho phát triển của cây trồng
Bên cạnh đó, ánh sáng cịn tác động đến tồn bộ q trình sinh trưởng của cây rau, từ lúc
nảy mầm đến khi lớn lên rồi chết đi. Ngoài ra, ánh sáng mặt trời ảnh hưởng đến cây trồng về
mặt sinh khối. Tùy thuộc vào đặc điểm của mỗi giống cây mà khả năng tiếp nhận cường độ
ánh sáng sẽ không giống nhau. Căn cứ vào điều đó, người ta phân loại cây thành các nhóm
để tạo điều kiện ánh sáng phù hợp cho chúng phát triển tốt nhất.
Bước sóng ánh sáng phù hợp cho sự phát triển của thực vật là 400-700nm. Nhưng quá
trình quang hợp chỉ xảy ra tại miền ánh sáng xanh tím và miền ánh sáng đỏ. Trong đó, ánh
sáng có bước sóng ngắn như tím và xanh lam, kích thích sản sinh axit amin và protein. Cịn
ánh sáng có bước sóng dài như đỏ, cam, vàng thúc đẩy quá trình trồng ra hoa, đậu quả.

1.5.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến với sự phát triển của rau
Mỗi loại cây trồng có một ngưỡng nhiệt độ lý tưởng để phát triển tốt nhất. Như xà lách
có ngưỡng nhiệt độ phát triển tốt nhất là 15–25. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp, cách xa

ngưỡng nhiệt độ phát triển của cây sẽ làm giảm khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng của cây
trồng.
10


Khi sự hấp thụ chất dinh dưỡng của cây trồng bị giảm, việc bạn cần làm là điều chỉnh
nồng độ dung dịch xuống thấp hơn. Điều này sẽ hạn chế được khả năng ngộ độc dinh dưỡng
cho cây.

1.5.7. Ảnh hưởng của dung dịch nước đến sự phát triển của rau
Dung dịch thủy canh là hỗn hợp các vi chất dinh dưỡng và khoáng chất cho cây phát
triển. Dung dịch dinh dưỡng thủy canh chiếm vai trò thiết yếu trong phương pháp thủy canh.
Pha chế dung dịch đúng nồng độ cây phát triển đồng đều, đạt năng suất cao.

Hình 1.9: Dung dịch thủy canh
Dung dịch trồng rau thủy canh là điều vô cùng quan trọng với trồng rau xà lách thủy
canh. Cung cấp dinh dưỡng thủy canh đầy đủ cây sẽ xanh tốt mập mạp và mùi vị thơm ngon.
Khi bạn cung cấp thiếu dinh dưỡng cây sẽ bị vàng lá, cây vống và yếu ớt. Nếu cung cấp
nhiều dinh dưỡng quá thì lá cây bị rộp và cháy đen ở mép lá.
Chúng ta có thể pha dung dịch dinh dưỡng cung cấp cho cây theo các thời kì với nồng độ
khác nhau của rau xà lách là:
 Thời kì cây con từ 1 – 7 ngày tuổi để mức TDS = 600 – 800ppm.
 Thời kì cây phát triển (từ ngày thứ 8 – 25) TDS = 1200 – 2500ppm
 Thời kì trước thu hoạch 1 tuần TDS = 700 – 900ppm.
Hơn thế nữa, việc duy trì cân bằng các nồng độ PH có trong nước khi trồng rau sẽ giúp
cho dung dịch thủy canh có được tỉ lệ hồn hảo và phù hợp với sinh trưởng của cây. Điều
này giúp cây phát triển tốt và khỏe mạnh hơn.

11

Hình 1.10: pH tốt nhất cho rau từ 5,5 – 6,5
pH tốt nhất cho hầu hết các loại cây thủy canh nằm trong mức 5.5 – 6.5 có nghĩa là môi
trường axit nhẹ. Nếu pH quá cao sẽ thải ra nhiều muối axit, khiến cho chất độc trong dung
dịch thủy canh tăng lên, các kết tủa bám quanh rễ cây, ngăn cản sự hấp thu nước và dinh
dưỡng. Ngược lại, nếu pH xuống quá thấp sẽ sản sinh ra nhiều ion Bazo, làm giới hạn việc
hấp thu các muối gốc Axit, cây kém phát triển do thiếu chất.
 pH quá cao: Nên điều chỉnh độ pH thiên về tính axit nhẹ từ 5.5 – 6.5 của dung
dịch dinh dưỡng thủy canh chúng ta nên cho thêm những axit như axit sulfuric,
axit photphoric và axit nitric để tăng tính axit của dung dịch.
 pH quá thấp: Và nên dùng dung dịch kali hydroxit để kiềm hóa dung dịch thủy
canh khi tính độ pH lên quá cao.

12