Mô hình STEM phun tưới cây trồng

Tổng quan sản phẩm

Mô hình STEM phun tưới cây trồng SSM-WARI38 là mô hình giáo dục STEM dùng để mô phỏng và thực hành hệ thống phun tưới, giám sát môi trường và điều khiển các thiết bị trong khu vực ươm cây. Mô hình STEM phun tưới cây trồng được sản xuất và lắp ráp bởi nhà sản xuất đạt các chứng nhận ISO 45001:2018, ISO 14001:2015 và ISO 9001:2015. Mô hình tích hợp phần cơ khí lắp ghép, cảm biến đo nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, cảm biến đo nồng độ khí O2, mạch điều khiển xử lý, mạch quản lý pin, mạch điều khiển công suất và phần mềm STEMe tiếng Việt. Mô hình STEM phun tưới cây trồng nhận dữ liệu từ cảm biến, giám sát các điều kiện môi trường và tự động điều khiển đèn chiếu sáng, động cơ bơm nước, bép phun sương, quạt thông gió nhằm tạo môi trường tối ưu và ổn định cho cây ươm. Đây là giải pháp phù hợp cho học tập, thực hành và triển khai các nội dung giáo dục STEM liên quan đến cảm biến, điều khiển và tự động hóa.

Tính năng sản phẩm

Mô hình STEM phun tưới cây trồng vận hành theo nguyên lý giám sát và điều khiển môi trường

Mô hình STEM phun tưới cây trồng nhận các thông số đo được từ các cảm biến lắp trên hệ thống. Khi môi trường nuôi trồng vượt qua các điều kiện đã được thiết lập trước, Mô hình STEM phun tưới cây trồng sẽ thực hiện điều khiển các thiết bị như đèn chiếu sáng, động cơ bơm nước và quạt thông gió để đưa môi trường nuôi cấy trở về trạng thái tối ưu. Cách vận hành này giúp Mô hình STEM phun tưới cây trồng thể hiện rõ nguyên lý đo lường, phản hồi và điều khiển trong một hệ thống tự động hóa STEM.

Mô hình STEM phun tưới cây trồng có cấu trúc cơ khí phục vụ học tập trực quan

Phần cơ khí của Mô hình STEM phun tưới cây trồng được lắp ghép trên đế mô hình kích thước 550 x 400 mm. Hệ thống bao gồm téc chứa nước tưới và làm mát, trụ nhôm 20 x 20, hàng rào, cây trang trí, nhà ươm cây bằng mica, đèn chiếu sáng, động cơ bơm nước, bép phun sương và quạt thông gió. Các thành phần này giúp Mô hình STEM phun tưới cây trồng vừa tạo môi trường mô phỏng rõ ràng, vừa hỗ trợ người học quan sát trực tiếp sự phối hợp giữa phần cơ khí, cảm biến và mạch điều khiển.

Mô hình STEM phun tưới cây trồng tích hợp đầy đủ các mô-đun cảm biến

Mô hình STEM phun tưới cây trồng đi kèm mô-đun cảm biến đo nhiệt độ SEN101 và mô-đun cảm biến ánh sáng SEN112, dùng chung với cảm biến đã cung cấp ở chuyên đề trong phòng STEM. Bên cạnh đó, Mô hình STEM phun tưới cây trồng còn có mô-đun cảm biến đo độ ẩm SEN102 với dải đo 0 ~ 100 %RH, độ chính xác ± 2 %RH, độ phân dải 0.01 %RH, tốc độ lấy mẫu 10Hz, chuẩn giao tiếp RS485 và giao thức Modbus RTU. Việc tích hợp các cảm biến này giúp Mô hình STEM phun tưới cây trồng hỗ trợ đo lường nhiều điều kiện môi trường khác nhau trong quá trình ươm trồng.

Mô hình STEM phun tưới cây trồng hỗ trợ đo nồng độ khí O2 trong không khí

Một điểm nổi bật của Mô hình STEM phun tưới cây trồng là mô-đun cảm biến đo nồng độ khí O2 trong không khí SEN108. Cảm biến này có dải đo 0 ~ 30 %Vol, độ chính xác ± 2 %, độ phân dải 0.15 %Vol, tần số lấy mẫu 10Hz, chuẩn kết nối RS485 và giao thức Modbus RTU. Ngoài 2 đầu ra điều khiển và 2 đầu vào giám sát, mô-đun còn có đầu dò nhiệt độ bù. Nhờ đó, Mô hình STEM phun tưới cây trồng mở rộng khả năng theo dõi môi trường không khí trong khu vực mô phỏng và tăng tính thực hành cho nội dung STEM.

Mô hình STEM phun tưới cây trồng sử dụng mạch điều khiển xử lý trung tâm

Mô hình STEM phun tưới cây trồng sử dụng mạch điều khiển xử lý nước trong ao hồ ESP3210DP_V1 với lõi ESP32-D0WD, xung nhịp 40MHz, bộ nhớ Flash 4Mbytes, RAM 536 Kbytes và ROM 448 Kbytes. Mạch hỗ trợ Wifi và Bluetooth với giao thức 802.11b/g/n và Bluetooth v4.2 + EDR, đồng thời có màn hình 2.8 inch độ phân giải 240 x 320 pixels, cảm ứng điện trở, công nghệ hiển thị TFT, số màu 65,536. Nhờ cấu hình này, Mô hình STEM phun tưới cây trồng có khả năng xử lý dữ liệu, hiển thị và giao tiếp với điện thoại, máy tính, mạng Wifi và cảm biến điều khiển theo RS485-RTU.

Mô hình STEM phun tưới cây trồng có mạch quản lý pin và mạch điều khiển công suất riêng

Để hoàn thiện hệ thống, Mô hình STEM phun tưới cây trồng được trang bị mạch quản lý pin PFC3102_V1 với điện áp pin 3.7V, điện áp sạc 5V, dòng sạc tối đa 2.1A, điện áp xả 5V, dòng xả tối đa 2.4A và cổng sạc USB-C. Đồng thời, Mô hình STEM phun tưới cây trồng còn tích hợp mạch điều khiển công suất MOD218_V1 sử dụng lõi ARM 32-bit, tần số hoạt động 48MHz, 4 đầu vào số, 4 đầu ra PWM, 8 đầu ra rơ le, giao tiếp RS485 theo chuẩn Modbus RTU và nguồn cấp 5V/3A. Các mạch này giúp Mô hình STEM phun tưới cây trồng dễ dàng kết nối, điều khiển và vận hành các thiết bị chấp hành trong mô hình.

Mô hình STEM phun tưới cây trồng đi kèm phần mềm STEMe tiếng Việt

Mô hình STEM phun tưới cây trồng sử dụng bộ phần mềm giáo dục STEMe tiếng Việt cài trên máy tính. Phần mềm có khả năng tự động kết nối các cảm biến và thiết lập được các trạng thái điều khiển. Đây là thành phần quan trọng giúp Mô hình STEM phun tưới cây trồng phục vụ hiệu quả cho giảng dạy, thực hành và triển khai các chuyên đề STEM có nội dung về cảm biến, dữ liệu đo, điều khiển thiết bị và thiết lập điều kiện môi trường. Sản phẩm cũng đi kèm tài liệu hướng dẫn sử dụng, hỗ trợ quá trình vận hành và khai thác.

Mô hình STEM phun tưới cây trồng tạo môi trường tối ưu và ổn định cho cây ươm

Với sự kết hợp giữa phần cơ khí, cảm biến, mạch điều khiển, mạch công suất và phần mềm, Mô hình STEM phun tưới cây trồng tạo điều kiện môi trường tối ưu và ổn định cho cây ươm. Toàn bộ cấu trúc của Mô hình STEM phun tưới cây trồng đều hướng tới việc mô phỏng rõ quy trình giám sát, xử lý dữ liệu và điều khiển trong hệ thống phun tưới. Vì vậy, Mô hình STEM phun tưới cây trồng phù hợp để triển khai các nội dung học tập STEM gắn với ứng dụng thực tế của cảm biến và tự động hóa.

Thông số kỹ thuật