Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và độ ẩm sử dụng PLC Mitsubishi FX3U

Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

LỜI CẢM ƠN
Sau hơn 4 tháng làm việc cuối cùng em cũng hoàn thành xong đề tài được
giao, 4 tháng là một khoảng thời gian cũng không dài vì trong lúc thực hiện đề tài
cũng gặp nhiều vấn đề khó khăn, khó khăn về tìm vật liệu linh kiện để làm đồ án, khó
khăn về thời gian vì mỗi người cũng đều có những phát sinh trong cuộc sống nên
cũng không dành hết trọn thời gian để thực hiện. Bên cạnh đó do diễn biến phức tạp
của dịch Covid-19 nên thời gian càng quan trọng và cấp thiết hơn bao giờ hết. Tuy
nhiên với sự nỗ lực không ngừng nghỉ cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy đã
giúp em hoàn thành đề tài này.
Mặc dù khó khăn là vậy nhưng em xin cam đoan rằng tất cả những gì em thực
hiện trong đề tài là hoàn toàn đảm bảo được yêu cầu đề ra. Vì em biết sự quan trọng
của đồ án này. Đây không đơn thuần là đề tài đồ án tốt nghiệp mà qua đó giúp em có
thêm cái nhìn về thực tế, về kinh nghiệm và kiến thức học được trong cả quá trình
làm đề tài.
Em xin cam đoan sẽ chịu hoàn toàn trách nhiệm về đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn.!

Hưng Yên, ngày tháng năm 2020.
Sinh viên thực hiện

i


Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, Nhà nước
ta đã và đang khuyến khích việc áp dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật vào trong
sản xuất nhằm nâng cao chất lượng cũng như số lượng hàng hóa, đem lại hiệu quả

kinh tế góp phần thúc đẩy sự phát triển của xã hội, nâng cao chất lượng cuộc sống
người dân.
Với những định hướng rõ ràng đó, nhiều thành tựu khoa học đã được áp dụng
vào tất cả các lĩnh vực, các ngành sản xuất. Ngành nông nghiệp cũng không nằm
ngoài xu hướng đó nhất là trong bối cảnh nước ta đã tham gia vào hiệp định tự do của
kinh tế thế giới. Bởi vì lẽ đó nếu không nhanh chóng áp dụng các tiến bộ khoa học
kỹ thuật, không đổi mới phương thức sản xuất và canh tác truyền thống thì ngành
nông nghiệp sẽ tụt hậu so với thế giới và khu vực.
Trước yêu cầu cấp thiết đó ngành nông nghiệp đã cũng với ngành tự động hóa
đã đưa ra rất nhiều giải pháp trong nông nghiệp và đã được ứng dụng rộng rãi trên cả
nước.
Trong đề tài đồ án này “Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới
cây trong nhà vườn” chúng em xin được giới thiệu giải pháp dùng PLC để điều
khiển tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong quá trình phát triển sinh trưởng của
cây trồng trong nhà kính nhằm mục đích nâng cao chất lượng sản lượng sản phẩm,
giúp giảm sức người và đưa những thành tựu của ngành tự động hóa vào phát triển
nông nghiệp công nghệ cao. Đề tài xin được tập trung vào hai hướng chính là: Điều
khiển tự động điều hòa nhiệt độ và độ ẩm. Điều khiển hệ thống bơm nước phục vụ
tưới tiêu, hệ thống quạt thông gió, đèn sưởi. Qua đó nhắm tối ưu hóa những điều kiện
lý tưởng nhất và phòng tránh được những dịch bệnh gây bất lợi cho cây trồng.

ii


Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................i
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................. ii

MỤC LỤC...................................................................................................... iii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................... v
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................vi
MỞ ĐẦU....................................................................................................... vii
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI............................................................. 1
1.1 Đặt vấn đề ..............................................................................................1
1.2 Tình hình nghiên cứu .............................................................................2
1.2.1 Tình hình phát triển nông nghiệp công nghệ cao trên thế giới .....2
1.2.2 Tình hình phát triển nông nghiệp công nghệ cao của Việt Nam ...3
1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu .............................................................................5
1.4 Các vấn đề cần nghiên cứu bổ sung .......................................................5
Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT...................................................................... 6
2.1 Phương pháp nghiên cứu .......................................................................6
2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ & độ ẩm đối với quá trình phát triển của thực
vật .................................................................................................6
2.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với quá trình phát triển của thực vật 6
2.2.2 Vai trò của việc tưới nước tới quá trình phát triển của thực vật ...8
2.2 Giới thiệu về nhà kính..........................................................................10
2.2.1 Lịch sử phát triển của mô hình nhà kính .....................................10
2.2.2 Nhà kính là gì ..............................................................................10
2.2.3 Cơ sở chọn vật liệu và cấu tạo của nhà kính ...............................11
2.3 Tổng quan về các thiết bị điện sử dụng trong mô hình .......................12
2.3.1 Bộ điều khiển PLC Mitsubishi FX3U 14MR 6AD 2DA ............12
2.3.2 Các cảm biến sử dụng trong mô hình ..........................................15
2.3.3 Các thiết bị bảo vệ, đóng ngắt tự động ........................................18
2.4 Sơ đồ khối mô hình ..............................................................................20
2.5 Giải thuật điều khiển mô hình..............................................................21
iii

Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

2.5 Kết quả đạt được ..................................................................................22
Chương 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ VÀ
TƯỚI CÂY TRONG NHÀ VƯỜN .......................................................................... 24
3.1 Thiết kế cơ khí của mô hình ................................................................24
3.1.1 Lên ý tưởng và trình bày phương án thi công .............................24
3.1.2 Cấu tạo và kích thước của mô hình .............................................24
3.2 Thiết kế, bố trí hệ thống ống dẫn nước, vòi phun ................................26
3.2.1 Thiết kế hệ thống ống nước, vòi phun.........................................26
3.2.2 Bố trí hệ thống ống nước, vòi phun.............................................27
3.3 Thiết kế, bố trí hệ thống điều hòa nhiệt độ ..........................................29
3.3.1 Thiết kế hệ thống làm mát ...........................................................29
3.3.2 Hệ thống sưởi ..............................................................................32
3.4 Sơ đồ kết nối ........................................................................................33
3.5 Thi công mô hình thực tế .....................................................................33
3.5.1 Hệ thống bơm tưới ......................................................................33
3.5.2 Hệ thống đường ống dẫn và tưới .................................................34
3.5.3 Hệ thống làm mát ........................................................................35
3.5.4 Hệ thống sưởi ..............................................................................36
3.5.5 Tủ điện điều khiển mô hình.........................................................37
3.6 Chương trình điều khiển ......................................................................38
3.7 Thực nghiệm mô hình ..........................................................................48
3.8 Công suất dự kiến các thiết bị trong thực tế ........................................49
Chương 4 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN
CỦA ĐỀ TÀI ............................................................................................................ 50
4.1 Kết luận, kiến nghị ...............................................................................50
4.1.1 Những vấn đề đạt được ...............................................................50
4.1.2 Những vấn đề còn hạn chế ..........................................................50
4.2 Hướng phát triển ..................................................................................51

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 52

iv


Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Mô hình nhà kính trồng cà rốt sạch ở Đà Lạt, nguồn internet. .........4

Hình 2.1 Mô hình trồng rau sạch trong nhà kính, nguồn internet..................11
Hình 2.2 PLC FX3U 14MR 6AD 2DA thực tế. ............................................12
Hình 2.3 Sơ đồ kết nối PLC với HMI bằng cáp RS232. ................................13
Hình 2.4 Cảm biến nhiệt độ (PT 100). ...........................................................16
Hình 2.5 Cảm biến đo độ ẩm đất sử dụng trong mô hình. .............................17
Hình 2.6 Thiết bị bảo vệ ngắn mạch nguồn 220VAC....................................18
Hình 2.7 Contactor. ........................................................................................19
Hình 2.8 Rơ le trung gian. ..............................................................................20
Hình 2.9 Lưu đồ thuật toán điều khiển mô hình ............................................21
Hình 2.10 Mô hình nhà kính thông minh, nguồn internet. ............................22

Hình 3.1 Hình chiếu nhìn từ trên xuống của mô hình. ..................................24
Hình 3.2 Hình chiếu cạnh của mô hình. .........................................................25
Hình 3.3 Một số cách bố trí vòi phun. ...........................................................27
Hình 3.4 Hệ thống quạt thông gió trong nhà kính, nguồn internet. ...............30
Hình 3.5 Tấm làm mát Coolding Pad, nguồn internet. ..................................31
Hình 3.6 Hệ thống sưởi trong nhà kính, nguồn internet. ...............................32
Hình 3.7 Sơ đồ bố trí hệ thống đèn sưởi. .......................................................32
Hình 3.8 Bơm tưới cho mô hình. ...................................................................33
Hình 3.9 Vòi bơm tưới. ..................................................................................34

Hình 3.10 Quạt thông gió trong mô hình. ......................................................35
Hình 3.11 Hệ thống đèn sưởi. ........................................................................36
Hình 3.12 Tủ điện điều khiển mô hình ..........................................................37
Hình 3.13 Tổng quan mô hình .......................................................................48

v


Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Giới hạn nhiệt đô thích hợp của một số loại cây trồng.....................7
Bảng 2.2 Giá trị hệ số cây trồng Kc. ..............................................................10
Bảng 2.3 Thời kỳ cần tưới của một số cây trồng. ..........................................10
Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật của PLC FX3U 14MR 6AD 2DA. ...................14
Bảng 2.5 Thông số nhiệt độ, độ ẩm cho một số loại cây trồng phổ biến. ......23
Bảng 3.1 Bảng áp lực và tầm phun của vòi nước. .........................................26
Bảng 3.2 Công suất dự kiến tại vườn 500m². ................................................49

vi


Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

MỞ ĐẦU
I. Lý do chọn đề tài
Kỹ thuật điện tử phát triển đã nhanh chóng được ứng dụng vào trong nhiều
lĩnh vực: công nghiệp, giao thông vận tải, hàng không vũ trụ...Các thiết bị điều khiển
tự động giữ vai trò cực kỳ quan trọng góp phần lớn cho sự tiến bộ không ngừng của
các lĩnh vực này. Ngành nông nghiệp nước ta hiện nay còn phụ thuộc nhiều vào khí

hậu tự nhiên, và với những phương pháp sản xuất canh tác truyền thống không mang
lại năng suất cao. Khi kinh tế xã hội phát triển thì nhu cầu con người càng được nâng
cao, đòi hỏi chất và lượng nâng cao. Do đó cần đến các thiết bị kỹ thuật tiên tiến có
khả năng đo đạc và điều khiển được các thông số của môi trường như: nhiệt độ môi
trường, độ ẩm đất, chất dinh dưỡng cung cấp phù hợp với từng giai đoạn phát triển
của cây trồng... Xuất phát từ những vấn đề thực tiễn trên chúng em đã nghiên cứu và
tiến hành thiết kế: “Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong
nhà vườn’’ .
II. Mục đích nghiên cứu
Để chế tạo được một sản phẩm nhà vườn công nghệ cao phục vụ cho nền nông
nghiệp Việt Nam mà không phải đi nhập khẩu công nghệ của nước ngoài. Là nỗi trăn
trở của biết bao nhiêu nhà khoa học, kỹ sư cả trong và ngoài nước…Vấn đề chính để
có thể phát triển các mô hình nhà kính ở nước ta là hạ giá thành đầu tư và cải tiến các
đặt tính kỹ thuật phù hợp với yêu cầu canh tác và điều kiện khí hậu ở Việt Nam.Vì
vậy qua đề tài tốt nghiệp này chúng em muốn góp một phần nhỏ công sức để làm
phong phú thêm các phương pháp, một cách làm khác nhằm góp phần vào sự phát
triển chung của nghành nông nghiệp công nghệ cao.
III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
-

Đối tượng nghiên cứu: Đề tài tập trung nghiên cứu vào thiết kế, cấu tạo và các
ưu nhược điểm của nhà vườn hiện nay

-

Phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứ đề tài bao gồm các nhà vườn đã và
đang được ứng dụng tại Việt Nam và trên thế giới.

vii

Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

IV. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
-

Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh

trưởng phát triển của cây trồng kết hợp cùng với các kỹ thuật điều khiển tự động đưa
được ra các phương pháp nhằm tối ưu mô hình nhà vườn thông minh.
-

Ý nghĩa thực tiễn: Áp dụng công nghệ tự động để điều khiển tiểu khí hậu của

nhà màng giúp giảm bớt sức lao động, nguồn nước, phân bón, thuốc trừ sâu và nâng
cao chất lượng điều chỉnh. Qua đó làm tăng giá trị sản phẩm cây trồng, giúp cải thiện
chất lượng cuộc sống và tăng thu nhập cho người canh tác.

viii


Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1 Đặt vấn đề
Thời gian qua, sản xuất nông nghiệp trên cả nước ta chịu rất nhiều khó khăn,
bất lợi do thời tiết, dịch bệnh, giá cả hàng nông sản bấp bênh, chịu sự cạnh tranh của
hàng hóa nước ngoài (giá rẻ và chất lượng tốt hơn), trong khi giá vật tư đầu vào không
ổn định và đang có xu hướng tăng cao. Ngoài ra với tình hình thực phẩm bẩn, kém

chất lượng trên thị trường như hiện nay người tiêu dùng đang rất cần những sản phẩm
nông nghiệp sạch chất lượng cao mà không phải chi trả một mức giá quá cao để được
sử dụng sản phẩm với chất lượng tương đương hàng nhập khẩu là một nhu cầu bức
thiết và cấp bách. Ở nước ta hiện nay ngành nông nghiệp vẫn giữ vai trò quan trọng
trong việc phát triển kinh tế và khi kinh tế nước ta hội nhập quốc tế cũng đem lại
nhiều thuận lợi như thị trường mở rộng, sản phẩm làm ra được xuất khẩu đi rất nhiều
nơi trên thế giới. Nhưng cũng không ít khó khăn thách thức cho ngành nông nghiệp
nước ta.
Do đó việc cấp bách nhất để vực dậy nền nông nghiệp nước ta là tập trung vào
việc nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm. Phát triển nông nghiệp bền vững nhằm
tạo ra những sản phẩm nông nghiệp đạt chuẩn thế giới.
Là sinh viên khoa Điện – Điện tử của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật
Hưng Yên, với những kiến thức đã học. Cùng với mong muốn phát triển nông nghiệp
nước nhà chúng em quyết định nghiên cứu để tài “Phát triển nông nghiệp công nghệ
cao”.
Thiết bị sản xuất thường rất phức tạp, có rất nhiều đại lượng vật lý phải điều
khiển để có thể hoạt động đồng bộ hoặc theo một trình tự công nghệ nhất định nhằm
tạo ra một sản phẩm như mong muốn. Trước đây, các hệ thống điều khiển logic được
sử dụng là hệ thống Logic Rơ-le. Nhờ sự phát triển nhanh chóng của kỹ thuật điện tử,
các thiết bị điều khiển Logic khả lập trình PLC (Programmable Logic Controller) đã
xuất hiện vào năm 1969 đã dần thay thế các hệ thống điều khiển rơ-le. Đồng thời, với
1


Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

sự phát triển chưa từng thấy của khoa học công nghệ, đã cho ra đời các phần mềm
kết hợp với các phần cứng vật lý như PLC tạo ra các hệ thống hoàn hảo cho sinh hoạt
cũng như trong sản xuất. Mà trong đó phần mềm lập trình GX WORK 2 là một ứng
dụng cụ thể.

Chính vì thế mà hiện nay, PLC được nhiều chuyên gia, kỹ sư thiết kế, kỹ thuật
viên, chuyên viên, công nhân bậc cao tham gia nghiên cứu để ứng dụng vào thực tế.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế cũng như muốn làm quen với việc điều khiển hệ
thống nông nghiệp sạch bằng PLC đồng thời dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy ĐỖ
QUANG HUY chúng em đã chọn thực hiện đề tài “Thiết kế hệ thống điều hòa
nhiệt độ và tưới cây tự động trong nhà vườn” cho đề tài này, nhằm lĩnh hội những
tri thức cần thiết và cơ bản về PLC và thiết kết giao tiếp trên máy tính trong việc tự
động hóa hệ thống nuôi trồng cây nông nghiệp công nghệ cao.
1.2 Tình hình nghiên cứu
1.2.1 Tình hình phát triển nông nghiệp công nghệ cao trên thế giới
Từ những năm giữa thế kỷ XX, các nước phát triển đã quan tâm đến việc xây
dựng các khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao nhằm thúc đẩy sáng tạo khoa học
công nghệ giúp cho kinh tế phát triển. Đầu những năm 80, tại Hoa Kỳ đã có hơn 100
khu khoa học công nghệ. Ở Anh quốc, đến năm 1988 đã có 38 khu vườn khoa học
công nghệ với sự tham gia của hơn 800 doanh nghiệp. Phần Lan đến năm 1996 đã có
9 khu khoa học nông nghiệp công nghệ cao. Phần lớn các khu này đều phân bố tại
nơi tập trung các trường đại học, viện nghiên cứu để nhanh chóng ứng dụng những
thành tựu khoa học công nghệ mới và kết hợp với kinh nghiệm kinh doanh của các
doanh nghiệp để hình thành nên một khu khoa học với các chức năng cả nghiên cứu
ứng dụng, sản xuất, tiêu thụ và dịch vụ.
Bên cạnh các nước tiên tiến, nhiều nước và khu vực lãnh thổ ở Châu á cũng
đã chuyển nền nông nghiệp theo hướng số lượng là chủ yếu sang nền nông nghiệp
chất lượng, ứng dụng công nghệ sinh học, công nghệ tự động hoá, cơ giới hoá, tin
học hoá… để tạo ra sản phẩm có chất lượng cao, an toàn, hiệu quả.

2


Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

Công nghệ trồng cây trong nhà kính: nay được gọi là nhà màng do việc sử
dụng mái lớp bằng màng polyethylen thay thế cho kính (green house) hay nhà lưới
(net house). Trên thế giới, công nghệ trồng cây trong nhà kính đã được hoàn thiện với
trình độ cao để canh tác rau và hoa. Ứng với mỗi vùng miền khác nhau những mẫu
nhà kính và hệ thống điều khiển các yếu tố trong nhà kính cũng có sự thay đổi nhất
định cho phù hợp với điều kiện khí hậu của từng vùng, trong đó hệ thống điều khiển
có thể tự động hoặc bán tự động. Tuy nhiên đối với các vùng thường chịu nhiều tác
động của thiên tai như bão lũ, động đất thì lại cần cân nhắc kỹ giữa lợi ích và chi phí
do rủi ro.
1.2.2 Tình hình phát triển nông nghiệp công nghệ cao của Việt Nam
Trong những năm gần đây thực hiện Quyết định 176/QĐ-TTG của Thủ tướng
Chính phủ Về việc phê duyệt Đề án phát triển nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao
đến năm 2020, các tỉnh, thành phố trong cả nước đang triển khai xây dựng các khu
nông nghiệp công nghệ cao; các vùng sản xuất nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao
và mô hình sản xuất nông nghiệp công nghệ cao.
Có thể nói Lâm Đồng là một trong những địa phương tiên phong trong phát
triển nông nghiệp công nghệ cao và hiện tại là tỉnh dẫn đầu về mức độ ứng dụng công
nghệ cao trong sản xuất nông sản hàng hóa. Từ những năm 1990, Lâm Đồng đã xác
định nông nghiệp công nghệ cao là một trong những đột phá phát triển; nhiều mô
hình nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao đã được hình thành và hoạt động có hiệu
quả.
Nhà kính phù hợp với yêu cầu phát triển nông nghiệp bền vững, cho phép kiểm
soát đầy đủ và chặt chẽ thông số của quá trình sản xuất như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng,
khí oxy, carbonic…kể cả việc sử dụng tối ưu đất canh tác để đáp ứng sự sinh trưởng
phát triển của cây trồng và kiểm soát được tình hình sâu bệnh để đạt sản lượng cao
nhất.
Hiện nay ở Việt Nam, bà con nông dân và các doanh nghiệp nông nghiệp cũng
đã áp dụng mô hình nhà kính để sản xuất rau sạch và các loại hoa cao cấp bằng công
nghệ cao nhiều nhất là ở Đà Lạt, nơi được xem là vùng trồng rau, hoa trọng điểm của
cả nước. Hầu hết các loại nhà kính công nghệ cao ở Việt Nam đều được nhập công

3


Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

nghệ trực tiếp hoặc mô hình chuyển giao công nghệ từ các nước có nền nông nghiệp
công nghệ cao phát triển như Nhật Bản, Israel…
Trong nước hiện nay đã có nghiên cứu của các trường, viện về thiết kế mẫu
nhà kính như công trình “Nhà lưới trồng cây công nghệ cao” do Viện Nghiên cứu
Phát triển Công nghệ cao về Kỹ thuật công nghiệp phối hợp với Viện Khoa học Sự
sống thực hiện; công trình “Nghiên cứu xây dựng mô hình và kỹ thuật trồng rau năng
suất cao cho quần đảo Trường Sa” do Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga và Viện Khoa
học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam thực hiện… Bên cạnh đó, một số công ty trong
nước cũng chủ động sản xuất được loại nhà kính áp dụng kỹ thuật, công nghệ nhà
kính của nhiều nước phát triển trên thế giới, kết hợp những ưu điểm của các mô hình
nhà kính đang ứng dụng tại Việt Nam, đồng thời khắc phục những nhược điểm của
các nhà kính đã được bà con nông dân và các doanh nghiệp triển khai ở trong những
năm qua.
Ngoài ra, với sự phát triển một cách nhanh chóng của ngành điện tử cũng như
nhiều ngành khác thì ý tưởng về nhà vườn thông minh không còn vướng bởi rào cản
công nghệ. Việc điều khiển nhà vườn thông minh thông qua smartphone hoặc máy
tính tạo nên bước ngoặc lớn trong việc điều khiển tự động, không dây một cách linh
hoạt, có thể nói sự phát triển không ngừng của những chiếc smartphone đã làm cho
công nghệ có thêm bước tiến, việc điều khiển dễ dàng hơn.

Hình 1.1 Mô hình nhà kính trồng cà rốt sạch ở Đà Lạt, nguồn internet.
4


Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu
Dùng phần mềm GX WORK 2 thông qua các cảm biến nhiệt độ, độ ẩm để thiết
lập một mô hình nhà kính có thể điều khiển tự động.
Nhằm mục đích đem lại một môi trường sinh trưởng tốt nhất cho cây trồng.
Nghiên cứu các ứng dụng của PLC Mitsubishi vào điều khiển chu trình chăm sóc
nuôi trồng cây nông nghiệp.
1.4 Các vấn đề cần nghiên cứu bổ sung
Các nghiên cứu ở trên đã được ứng dụng từ lâu. Tuy nhiên, do giá thành quá
cao nên nhiều người chưa có điều kiện để sử dụng các thiết bị đó. Vì vậy, em đã thực
hiện nghiên cứu hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và độ ẩm bằng PLC. Hệ thống
chế tạo đơn giản, dễ dàng vận hàng và chi phí phù hợp sửa chữa. . .

5


Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

Chương 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Phương pháp nghiên cứu
-

Nghiên cứu phân tích lý thuyết: Thu thập tài liệu từ các nguồn báo chí, tạp

chí, sách, từ internet có liên quan đến nội dung nghiên cứu.
-

Phương pháp thực nghiệm: Tiến hành thực nghiệm tại các nhà vườn thông

minh để biết được một số phương pháp tối ưu các điều kiện cho cây trồng phát
triển, sinh trưởng một cách tốt nhất. Qua đó tiến hành thiết kế, chế tạo thử nghiệm,
thử nghiệm hoạt động và hoàn chỉnh thiết kế.
2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ & độ ẩm đối với quá trình phát triển của thực vật
2.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với quá trình phát triển của thực vật
I) Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng của cây. Cây có thể sinh
trưởng trong một khoảng nhiệt độ khá rộng, vì vậy các loại cây trồng khác nhau tồn
tại những điểm nhiệt độ tối thấp và tối cao cũng khác nhau. Trong giới hạn nhiệt độ
sinh trưởng của cây thì có nhiệt độ tối thích cho sự sinh trưởng, ở nhiệt độ đó sự sinh
trưởng của cây xảy ra thuận lợi nhất, trên dưới nhiệt độ tối thích thì tốc độ sinh trưởng
sẽ giảm. Nhiệt độ tối thấp và nhiệt độ tối cao cho sự sinh trưởng của cây đó là điểm
nhiệt độ mà ở đó cây ngừng sinh trưởng. Giới hạn nhiệt độ sinh trưởng thay đối theo
sự thích nghi của cây trông ở những vùng sinh thái khác nhau. Nhiệt độ tối thấp và
tối cao của cây vùng nhiệt đới cao hơn cây vùng ôn đới và hàn đới. Ở vùng nhiệt đới
nhiều cây ngừng sinh trưởng ở nhiệt độ 100 ͦ C, trong khi đó ở vùng hàn đới rất nhiều
loại cây có khả năng sinh trưởng trong băng tuyết với nhiệt độ - 50 ͦ C. Biết được yêu
cầu nhiệt độ sinh trưởng của từng loại cây trồng có ý nghĩa rất lớn trong việc xác định
thời vụ gieo trồng thích hợp, chuyển vùng và nhập nội giống. Dưới đây là bảng nhiệt
độ thích hợp của một số lại cây trồng phổ biến hiện nay.

6


Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.
Bảng 2.1 Giới hạn nhiệt đô thích hợp của một số loại cây trồng.

Nhiệt độ

Cây trồng

Tối thấp

Tối cao

Đậu Hà Lan

-2 ͦ C

44,5 ͦ C

Bắp cải

5 ͦC

36 ͦ C

Xà lách

5 ͦC

35 ͦ C

Lúa

10 ͦ C

38 ͦ C

Ngô

9,5 ͦ C

40 ͦ C

Đậu tương

9 ͦC

46 ͦ C

Sinh trưởng của các cơ quan khác nhau của cây cũng nằm trong khoảng nhiệt
độ khác nhau. Những cơ quan ở trên mặt đất thích nghi với nhiệt độ không khí cao
hơn so với những cơ quan ở dưới mặt đất, vì vậy ở nhiệt độ cao sự sinh trưởng của rễ
kém hơn thân và cành. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa ban ngày và ban đêm có ảnh
hưởng rất lớn đến sự sinh trưởng của cây. Ban ngày nhiệt độ cao thuận lợi cho cây
quang hợp và tích lũy chất hữu cơ, ban đêm nhiệt độ hạ thấp sẽ hạn chế hô hấp và
tiêu phí chất hữu cơ, giảm sự thoát hơi nước nên sinh trưởng nhanh hơn. Sự chênh
lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm tạo điều kiện thuận lợi cho sự tích lũy tinh bột trong
các cơ quan sinh sản và dự trữ như củ khoai lang, khoai tây, củ sắn, hạt hòa thảo...,
do đó làm tăng năng suất mùa màng. Sự chênh lệch nhiệt độ ngày đêm phụ thuộc vào
vùng địa lý, biên độ nhiệt độ ngày đêm lớn nhất ở vùng cận nhiệt đới và giảm dần về
hai cực của quả đất. Trong một năm thì mùa xuân và mùa thu có biên độ nhiệt độ lớn
hơn các mùa khác, vì vậy sự sinh trưởng của cây trồng trong hai mùa này khá thuận
lợi cho sự tích lũy chất khô, lại cũng phù hợp với hai mùa chính cho cây trồng ở nước
ta.
- Tổn thương của cây do lạnh: khi nhiệt độ thấp cây sẽ có triệu chứng vàng da
hay rụng lá, nhiệt độ thấp làm giảm khả năng sinh trưởng của cây, giảm quang hợp
- Tổn thương của cây do nóng: khi cây trồng tiếp xúc với nhiệt độ cao cây
thường có lớp vỏ dày, thân lùn màu lá đậm, tầng bầu phát triển để cách nhiệt. Lá nhỏ
và dày do tạo thành lớp cutin hạn chế sự bốc hơi. Nếu nhiệt độ quá cao sẽ gây hiện

tượng cháy rụp lá.
7


Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

II) Biện pháp khắc phục
- Cây trồng bị nóng ta có thể dùng quạt thông số đề điều hòa không khí trong
nhà kính.
- Nếu cây bị lạnh thì nên có hệ thống lò sưởi hoặc trồng chỗ kín.
2.2.2 Vai trò của việc tưới nước tới quá trình phát triển của thực vật
I) Vai trò của tưới nước
Đất, nước, cây trồng và khí hậu là 4 yếu tố quan trọng đối với sản xuất nông
nghiệp, trong đó yếu tố quan trọng hàng đầu là nước. Nước là tác nhân chuyển hoá
các quá trình hình thành, phát triển đất, quá trình hình thành phát triển môi sinh.
Nước, chất dinh dưỡng, ánh sáng, nhiệt độ và không khí, cố liên quan chặt chẽ với
nhau nhưng không thay thế được cho nhau. Tuy nhiên chế độ nước có ảnh hưởng rõ
rệt đến chế độ nhiệt, không khí và dinh dưỡng trong đất.
Trong thiên nhiên nước phân bố không đều cả về không gian và thời gian. Vì
vậy điều tiết chế độ nước trong đất phù hợp với nhu cầu của cây trồng là một biện
pháp kỹ thuật quan trọng để tăng vụ, tăng năng suất cây trồng, nâng cao độ phì nhiêu
và cải tạo chất đất.
Tác dụng của tưới nước được thể hiện trên 2 mặt:
- Bổ sung thêm lượng nước và lượng chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng
mà đất không cung cấp.
- Ảnh hưởng đến các quá trình biến đổi lý hoá, hoạt động của vỉ sinh vật trong
đât và điều kiện khỉ hậu trên đồng ruộng.
II) Xác định lượng nước cần tưới của cây trồng
Lượng nước cần của cây trồng (còn gọi là lượng bốc hơi mặt ruộng) phụ thuộc
vào nhiều yếu tố. Tuy nhiên nguyên lý chung là mổi quan hệ giữa lượng bốc hơi mật

ruộng với các yếu tố ảnh hưởng chủ yếu đến nó như điều kiện khí hậu, cây trồng...
Các phương pháp xác định lượng bốc hơi mặt ruộng:

8


Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

1) Phương pháp quan trắc trực tiếp (phương pháp thực nghiệm) bằng các thiết
bị chuyên dùng ít được sử dụng trong sản xuất vì thời gian thực hiện dài và tốn kém
thiết bị, công suất.
2) Phương pháp lý luận, bán kinh nghiệm
Dựa trên các số liệu đo đạc trực tiếp lượng bốc hơi mặt ruộng rồi kết hợp với
phân tích lý luận để tìm ra công thức kinh nghiệm thể hiện định lượng mối quan hệ
giữa các yếu tố khí hậu (nhiệt độ, gió, độ ẩm không khí, độ chiếu sáng...) và cây trồng
(giống, loại cây, và giai đoạn phát triển của cây trồng...).
Phương pháp này được áp dụng phổ biến vỉ đơn giản, tiện lợi, ít tốn kém, kết
quả tương đối chính xác
3) Công thức xác định lượng bốc hơi mặt ruộng thông dụng
Công thức bán kinh nghiệm này đã được sử dụng phổ biến ở nhiều nước và
ở Việt Nam ta đạt độ chính xác tương đối cao và cao, gần sát và sát với thực tế.
E = KcY
Trong đó:

E - lượng bốc hơi mật ruộng;
Kc - hệ số nước cần để tạo nên một đơn vị sản phẩm;
Y - năng suất phấn đấu.

Ưu điềm: công thức thể hiện được quan hệ lượng nước cần với năng suất cây
trồng, quan hệ chặt chẽ với điều kiện khí hậu trong cùng một điều kiện nhất định,

nhưng dưới dạng ẩn. Tài liệu thí nghiệm và thực nghiệm phong phú đáng tin cậy có
thể sử dụng tính toán cho những điều kiện tương tự.
Hạn chế: Việc xác định chính xác Kc là khó khăn, chỉ sử dụng được trong điều
kiện khí hậu tương đối ổn định. Thường gặp sai số lớn so với thực tế nếu điều kiện
khỉ hậu biến động không chính xác.
-

Giá trị hệ số cây trồng Kc được Tổ chức FAO của Liên hợp quốc nêu ra:

9


Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.
Bảng 2.2 Giá trị hệ số cây trồng Kc.

Thời kỳ

Đầu vụ

Phát triển

Giữa vụ

Cuối vụ

Thu hoạch

Lúc nước

1.1 – 1.15

1.1 – 1.5

1.1 – 1.3

0.95 – 1.05

0.95 – 1.05

Ngô

0.3 – 0.5

0.7 – 0.9

1.05 – 1.2

0.8 – 0.95

0.55 – 0.6

Khoai tây

0.4 – 0.5

0.7 – 0.8

1.05 – 1.2

0.85 – 0.95

0.7 – 0.75

Lạc

0.4 – 0.5

0.7 – 0.8

0.95 – 1.1

0.75 – 0.85

0.55 – 0.60

Đậu

0.3 – 0.4

0.65 – 0.75

0.95 – 1.05

0.9 – 0.95

0.85 – 0.95

-

Thời kỳ cần tưới của một số cây trồng

Bảng 2.3 Thời kỳ cần tưới của một số cây trồng.

Cây trồng

Thời kỳ cần tưới

Đậu tương

Khi gieo hạt, khi ra hoa kết quả, khi hạt đậu đã đẫy

Khoai tây

Gieo trồng, ra hoa kết quả tạo thành tròn củ , ngừng tưới
trước thu hoạch 10+15 ngày

Cà chua

Khi gieo trồng, ra hoa kết quả, quả chín, kết hợp bấm lá tỉa
cành với tưối nưóc

Cây ngô

Thời kỳ gieo trồng, nảy mầm, thòi kỳ 7-9 lá đến 14-16 lá
cần tưới dộ ẩm cao hơn.

Lúa mì

Giai đoạn đầu gieo trồng, thời kỳ cây cao, trước thụ phấn

2.2 Giới thiệu về nhà kính

2.2.1 Lịch sử phát triển của mô hình nhà kính
Lịch sử phát triển của nhà kính trồng rau hoa đã có từ rất lâu đời. Ngày nay,
sự ứng dụng của chúng đã mang lại sự phát triển rất nhanh cho ngành nông nghiệp.
Người La Mã cổ đại đã phát triển nhà kính đầu tiên bằng chất liệu tương tự như kính
và mica sử dụng để trồng nhiều loại trái cây và rau quanh năm.
2.2.2 Nhà kính là gì
Nhà kính là công trình thường có tường và mái làm bằng kính (hoặc vật liệu
tương tự) dùng để trồng rau quả để tránh tác động nhất thời của thời tiết như mưa to
gió mạnh. Vì nhà kính có mái và tường bằng kính hoặc nhựa nên chúng có khả năng
tự nóng lên do bức xạ nhìn thấy được của mặt trời khi đi qua lớp kính trong suốt bị
10


Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

hấp thụ bởi thực vật, đất đai và những thứ khác bên trong nhà kính.
Không khí được làm ấm bởi nhiệt từ những bề mặt nóng bên trong được giữ
lại bởi mái nhà và những bức tường. Thêm vào đó, những cây cối và cấu trúc bên
trong nhà kính sau khi được làm ấm lại bức xạ lần nữa nhiệt năng của chúng trong
dải quang phổ hồng ngoại. Do có thể điều chỉnh được nhiệt độ, cũng như việc tưới
nước duy trì độ ẩm nhất định nên có thể quy định được khí hậu trong nhà kính. Khu
vườn ngoài trời và trong nhà kính có lợi thế và bất lợi khác nhau tùy thuộc vào nhu
cầu và yêu cầu cụ thể của người làm vườn. Cũng có những lợi thế và bất lợi cho các
loại nhà kính được sử dụng.

Hình 2.1 Mô hình trồng rau sạch trong nhà kính, nguồn internet.

2.2.3 Cơ sở chọn vật liệu và cấu tạo của nhà kính
Do tính ứng dụng vào thực tiễn rất cao của mô hình nên chúng em lựa chọn
vật liệu khung sương là thép hộp, kết hợp với tấm mica bao phủ xung quanh để có

thể đáp ứng được nhu cầu nghiên cứu và ứng dụng của đề tài đưa ra.

11


Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

2.3 Tổng quan về các thiết bị điện sử dụng trong mô hình
2.3.1 Bộ điều khiển PLC Mitsubishi FX3U 14MR 6AD 2DA

Hình 2.2 PLC FX3U 14MR 6AD 2DA thực tế.

PLC Mitsubishi FX3U 14MR 6AD 2DA là dòng sản phẩm mới PLC FX3U
thế hệ thứ ba trong gia đình họ FXPLC, là một PLC dạng nhỏ gọn và thành công của
hãng Mitsubishi Electric, có thể được gọi là sản phẩm nhỏ nhất.
FX3U 14MR 8 ngõ vào, 6 ngõ ra relay, 6 đầu vào analog (3 ngõ vào 0-10V
và 3 ngõ vào 0-20mA) 2 analog kết quả đầu ra (0-10V). Bộ điều khiển logic lập
trình PLC FX3U 14MR6AD2DA, đầu vào 8 điểm, 6 bóng bán dẫn thể. Đầu vào tốc
độ cao X0-X5, 12K mặc định, 100K 6 tương tự tùy chọn (3 kênh 0-10V, 3 kênh 020mA) 2 010v đầu ra tương dễ dàng kết nối Internet đáp ứng công nghệ I4.0, Internet
Of Thing đang Ngày nay, các cổng DB-25 và DE-9 ít được sử dụng hơn và đang dần
được thay thế bằng USB hoặc các cổng khác.

12


Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

Hình 2.3 Sơ đồ kết nối PLC với HMI bằng cáp RS232.

Hỗ trợ mã hóa 16 bit, hỗ trợ ba loại ngắt, liên lạc RS485 hỗ trợ 4 loại giao thức

truyền thông, hỗ trợ 1N, 2N, 3U hướng dẫn, Tắt nguồn để duy trì phạm vi cài đặt
riêng, Chương trình 8000 bước, Tốc độ tải xuống 38400, Hoạt động điểm
nổi, HMI, Quét 3000 bước 1ms.
Thông số kỹ thuật của PLC FX3U14MR 6AD 2DA.
- Số bước: 8000 bước; 2 cổng giao tiếp: 1 Cổng nối tiếp (Cổng nối tiếp DB9
là cổng giao tiếp cho giao thức FX3U 38400, 7 Giao thức truyền thông E ，1；1
RS485 (lựa chọn 485) có thể được đặt D8120)
- Phần tử đầu vào X: Đầu vào X0-X7 DC24 level Mức thấp, X0-5 là cổng
đầu vào đếm tốc độ cao (Mặc định là 12K, tùy chọn 100KHZ)
- Phần tử đầu ra Y: Y0-Y5 cho đầu ra rơle tối ưu, đầu ra rơ-le
- Đầu vào analog: 6 đầu vào analog, độ chính xác 12 bit, đầu vào analog 3
kênh 0-10V, đầu vào analog 3 kênh 0-20mA; đọc hướng dẫn RD3A tương tự
- Đầu ra analog: Đầu ra analog 0-10V. điện áp tương tự đầu ra với lệnh
WR3A
- Rơle trung gian: M0-M3071, phạm vi lưu giảm điện có thể được đặt M0M1023, M500-M1023 mặc định

13


Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.
Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật của PLC FX3U 14MR 6AD 2DA.

Mô tả

Thông số

Điện áp sử dụng

24VDC

Tổng số bước

8000 bước
2 cổng truyền thông: 1 RS232 (cổng truyền
thông DB9 tốc độ 38400)
1 RS485 (giao thức truyền thông có thể cài
đặt qua thanh ghi D8120).

Đầu vào X

X0-X7: ngõ vào DC, tích cực thấp
X0-5: ngõ vào xung tốc độ cao (tốc độ mặc
định là 12K, tùy chọn lên đến 100KHZ )

Đầu ra Y

Y0-Y5: ngõ ra rơ-le

Đầu vào Analog

6 ngõ vào analog, độ chính xác 12 bits
3 kênh analog ngõ vào 0-10V
3 kênh analog ngõ vào 0-20mA
Hỗ trợ lệnh đọc analog RD3A

Đầu ra Analog

2 ngõ ra analog, độ chính xác 12 bits, analog
ngõ ra: 0-10V; hỗ trợ lệnh ghi analog WR3A

Relay trung gian

M0-M3071, phạm vi lưu giảm điện có thể
được đặt M0-M1023, M500-M1023 mặc
định

100Ms timer

T0-T191

100Ms (cho ngắt chương trình
con)

T192-T199

10Ms timer

T200-T249, có nhớ từ T246-T249

1Ms timer

T250-T383, trong đó T250-255 là loại tích
lũy

Điểm bước

S0-1023, phạm vi lưu giảm điện có thể được
đặt S0-S1023, S500-S9999 mặc định
14

Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

Đếm lên 16Bit

Dạng chung:C0-C99
Dạng có nhớ: C100-C199

2 chiều đếm 32Bit

Dạng chung: C200-C219
Dạng có nhớ: C220-C234

Bộ đếm tốc độ cao 32Bit

C235-255

Thanh ghi D

Dạng chung: D0-D199
Dạng có nhớ: D200-D511 (tự do)
Dạng có nhớ: D512-D7999 (cố định)

Con trỏ địa chỉ gián tiếp V, Z

V0-7, Z0-7

Số bước nhảy chương trình con
P

P0- 63

Hàm ngắt

Ngắt bên ngoài X0-5, ngắt bộ đếm thời gian
(đơn vị 1MS)

Thành phần M đặc biệt

Thời gian chạy M8000 thường đóng
Xung điện M8002 M8011 là xung 10Ms
M8012 là xung 100Ms M8013 là xung 1
giây
M8014 là xung phút

2.3.2 Các cảm biến sử dụng trong mô hình
I) Cảm biến nhiệt độ
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại cảm biến nhiệt độ. Trong mô hình
em lựa chọn cảm biến nhiệt điện trở (RTD resistance temperature detector). Cấu
tạo: gồm có dây kim loại làm từ: Đồng, Niken, Patium…được quấn theo hình dáng
của đầu to. Cấu tạo của RTD gồm có dây kim loại làm từ: Đồng, Nikel,
Platinum…được quấn tùy theo hình dáng của đầu đo. Khi nhiệt độ thay đổi điện trở
giữa hai đầu dây kim loại này sẽ thay đổi, và tùy chất liệu kim loại sẽ có độ tuyến
tính trong một khoảng nhiệt độ nhất định.Phổ biến nhất của RTD là loại cảm biến
15


Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

Pt, được làm từ Platinum. Platinum có điện trở suất cao, chống oxy hóa, độ nhạy

cao, dải nhiệt đo được dài. Thường có các loại: 100, 200, 500, 1000 ohm tại 0 D.C.
Điện trở càng cao thì độ nhạy nhiệt càng cao.
Nguyên lý: Khi nhiệt độ thay đổi điện trở giữa 2 đầu dây kim loại này sẽ
thay đổi, và tùy chất liệu kim loại sẽ có độ tuyến tính trong 1 khoảng nhiệt độ nhất
định.
Ưu điểm: Độ chính xác cao hơn cặp nhiệt điện, dễ sử dụng hơn, chiều dài
dây không hạn chế.
Hạn chế: Dải đo nhỏ hơn cặp nhiệt điện, giá thành cao hơn cặp nhiệt điện
thường dùng trong các ngành công nghiệp chung, công nghiệp môi trường hay gia
công vật liệu, hóa chất…
Tầm đo: -200 – 700 ℃
RTD thường có loại 2 dây, 3 dây, 4 dây
Lưu ý khi sử dụng: Loại RTD 4 dây giảm điện trở dây dẫn đi ½ , giúp hạn
chế sai số
Cách sử dụng của RTD khá dễ chịu hơn so với Thermocouple. Chúng ta có
thể nối thêm dây cho loại cảm biến này (hàn kĩ, chất lượng dây tốt, có chống nhiễu)
và có thể đo test bằng VOM được. Vì là biến thiên điện trở nên không quan tâm đến
chiều đấu dây.

Hình 2.4 Cảm biến nhiệt độ (PT 100).
16


Thiết kế hệ thống tự động điều hòa nhiệt độ và tưới cây trong nhà vườn.

II) Cảm biến đo độ ẩm đất
Hiện nay cảm biến đo độ ẩm đất thông dụng ở Việt Nam là loại có bảng
mạch gồm 2 que nhọn cắm xuống đất, tuy nhiên khi thực nghiệm kiểm tra thì thấy
loại này không ồn định đồng thời bị sụt áp khi kết nối với mô đun analog của PLC
làm sai kết quả đo. Sau quá trình tìm hiểu thì em chọn loại cảm biến đo độ ẩm đất

là SHT 11.

Hình 2.5 Cảm biến đo độ ẩm đất sử dụng trong mô hình.

Cảm biến độ ẩm đất SHT11 có vỏ bảo vệ thuờng đựơc sử dụng trong công
nghiệp với các ứng dụng cần độ bền, độ chính xác và ổn định cao, cảm biến có cấu
tạo gồm cảm biến SHT11 bên trong, bên ngoài là lớp vỏ bảo vệ cảm biến khỏi các
tác động vật lý từ môi trường như bụi, nước,… tuy nhiên vẫn đo đựơc chính xác.
Cảm biến độ ẩm đất SHT11 có vỏ bảo vệ sử dụng trong môi trường đất, tức
làta có thể đặt cảm biến dưới mặt đất, tuy nhiên cần lưu ý đặt cảm biến ở khoảng
cách hợp lý để không dẫn đến tính trạng nước ngập úng tràn vào làm hư cảm biến.
 Thông số kỹ thuật:
-

Điện áp sử dụng : 3 – 5 V

-

Khoảng độ ẩm đo đựơc : 0-100%
17