bctntlvn (64).pdf

Luận văn tốt nghiệp

Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển quá trình tưới phun mưa phục vụ sản xuất

rau an toàn

§å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Th¸i Häc - Líp T§H 46

Khoa C¬ §iÖn Tr−êng §HNN I - Hμ Néi - 1 -

Më ®Çu

1. §Æt vÊn ®Ò

LÞch sö tiÕn ho¸ cña loµi ng−êi ®· ph¸t triÓn qua nhiÒu thêi kú, mµ mçi

thêi kú ®−îc ®¸nh dÊu bëi mét ph−¬ng thøc s¶n xuÊt nhÊt ®Þnh. Tõ xa x−a con

ng−êi víi nh÷ng c«ng cô hÕt søc th« s¬ nh− r×u, bóa, lao b»ng ®¸ dïng ®Ó s¨n

b¾n phôc vô ngay cuéc sèng hiÖn t¹i cña mét sè rÊt Ýt ng−êi mµ kh«ng cã dù

tr÷. Nh−ng khi x· héi ph¸t triÓn th× nhu cÇu sèng cña con ng−êi ngµy cµng

t¨ng mµ tµi nguyªn thiªn nhiªn th× ngµy cµng c¹n kiÖt, chÝnh ®iÒu ®ã thóc ®Èy

con ng−êi ngµy cµng ph¶i t×m tßi c¶i tiÕn c«ng cô, ph−¬ng thøc lao ®éng ®Ó

t¹o ra ngµy cµng nhiÒu cña c¶i vËt chÊt phôc vô ®êi sèng. §iÒu ®ã cµng tá ra

cÊp thiÕt khi loµi ng−êi b−íc sang thÕ kû XXI khi mµ tµi nguyªn thiªn nhiªn

®ang dÇn c¹n kiÖt, m«i tr−êng ngµy cµng « nhiÔm trÇm träng thÕ nh−ng nhu

cÇu sèng vµ h−ëng thô cña con ng−êi ngµy cµng cao, d©n sè ngµy cµng ®«ng.

Nguy c¬ thiÕu l−¬ng thùc ngµy cµng t¨ng khã cã thÓ ®¶m b¶o mäi nhu cÇu cña

con ng−êi. §Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò ®ã th× cã mét trong sè nh÷ng çch h÷u hiÖu

nhÊt ®ã lµ øng dông tù ®éng ho¸ vµo s¶n xuÊt.

Çc n−íc trªn thÕ giíi ®· sím nhËn thÊy ®iÒu nµy vµ ®· øng dông tù ®éng

ho¸ vµo s¶n xuÊt tõ rÊt sím, kÕt qu¶ lµ hä sím cã mét nÒn s¶n suÊt ®¹i c«ng

nghiÖp ®−a ra thÞ tr−êng hµng lo¹t s¶n phÈm sè l−îng lín, chÊt l−îng cao t¨ng

thu nhËp cho quèc gia, nh− NhËt, Anh, Ph¸p, Mü, §øc... ChÝnh c«ng nghÖ tù

®éng ho¸ cao øng dông vµo s¶n xuÊt ®· ®−a çc quèc gia nµy trë thµnh çc

c−êng quèc giµu m¹nh cã vÞ thÕ cao trªn tr−êng quèc tÕ.

N−íc ta thuéc nhãm çc n−íc ®ang ph¸t triÓn víi mét nÒn kinh tÕ n«ng

nghiÖp truyÒn thèng, qua nhiÒu thËp niªn trë l¹i ®©y nÒn n«ng nghiÖp cña ViÖt

Nam ngµy cµng ph¸t triÓn v÷ng m¹nh, vµ ®Õn nay nÒn kinh tÕ thÕ giíi ®ang

chuyÓn m¹nh sang çc ngµnh c«ng nghiÖp vµ dÞch vô ®Æc biÖt lµ c«ng nghÖ

th«ng tin, víi viÖt Nam N«ng nghiÖp vÉn lµ mét ngµnh cã ®ãng gãp ®¸ng kÓ



vµo tæng thu nhËp quèc d©n. ChÝnh v× vËy mµ nÒn n«ng nghiÖp n−íc ta lu«n

®−îc sù quan t©m cña §¶ng vµ cña nhµ n−íc, nhê ®ã mµ ngµnh n«ng nghiÖp

®· cã nhiÒu b−íc ph¸t triÓn v−ît bËc, s¶n l−îng thu ho¹ch ®−îc tõ çc lo¹i

n«ng s¶n qua çc mïa vô ngµy cµng ®−îc n©ng cao.

Tuy nhiªn ngµy nay nhu cÇu vÒ s¶n phÈm n«ng nghiÖp kh«ng chØ ®¬n

thuÇn lµ sè l−îng mµ ph¶i ®¶m b¶o c¶ vÒ sè l−îng vµ chÊt l−îng, nhÊt lµ khi

m«i tr−êng « nhiÔm trÇm träng, viÖc sö dông thuèc b¶o vÖ thùc vËt bõa b·i

lµm « nhiÔm vµo çc lo¹i s¶n phÈm n«ng nghiÖp, ®©y lµ vÊn ®Ò bøc xóc cña

toµn thÓ x· héi. §Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò trªn con ®−êng lùa chän tèi −u lµ øng

dông c«ng nghÖ cao vµo s¶n xuÊt n«ng nghiÖp trong ®ã tù ®éng ho¸ ®ãng vai

trß v« cïng quan träng vÒ mÆt kü thuËt, phôc vô s¶n xuÊt n«ng nghiÖp cã chÊt

l−îng cao vµ ®¶m b¶o an toµn cho ng−êi sö dông.

Trong b÷a ¨n cña ng−êi ViÖt Nam tõ s−a ®Õn nay th× rau lµ mét trong

nh÷ng mãn kh«ng thÓ thiÕu bëi rau lµ lo¹i thùc phÈm rÊt cÇn thiÕt trong ®êi

sèng hµng ngµy vµ kh«ng thÓ thay thÕ, v× rau cã vÞ trÝ quan träng trong ®êi

sèng ®èi víi søc khoÎ cña con ng−êi. Rau cung cÊp cho c¬ thÓ nh÷ng chÊt

quan träng nh−: Protein, lipit, vitamin, muèi kho¸ng, axit h÷u c¬ vµ chÊt th¬m

vv... Nh−ng trong thùc tÕ s¶n xuÊt rau hiÖn t¹i do l¹m dông mµ dïng qu¸

nhiÒu ho¸ chÊt nh− thuèc trõ s©u, ph©n ®¹m... Lµm cho sè l−îng cã thÓ t¨ng

nh−ng chÊt l−îng kh«ng ®¶m b¶o g©y ra rÊt nhiÒu vô ngé ®éc thùc phÈm.

Tr−íc yªu cÇu cÊp b¸ch ®ã chóng t«i tiÕn hµnh nghiªn cøu ®Ò tµi "ThiÕt kÕ hÖ

thèng ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh t−íi phun m−a phôc vô s¶n xuÊt rau an toµn".

Nh»m t¹o ra hÖ thèng t−íi tiªu phôc vô s¶n xuÊt rau an toµn. Trong qu¸

tr×nh thùc hiÖn ®Ò tµi chóng t«i ®· tiÕn hµnh kh¶o s¸t m« h×nh thùc tÕ, nghiªn

cøu mét sè phÇn mÒm trªn c¬ së lý thuyÕt råi tõ ®ã x©y dùng m« h×nh thùc

nghiÖm dïng chip vi xö lý trªn c«ng nghÖ PSoC vµ çc phÇn mÒm m« pháng

Visual basic 6.0, LabView, Orcad, Multisim. Qua nhiÒu lÇn thÝ nghiÖm vµ trªn

c¬ së tÝnh to¸n lý thuyÕt chóng t«i kh¼ng ®Þnh m« h×nh chóng t«i x©y dùng



®¶m b¶o tÝnh thùc tÕ vµ cã thÓ øng dông trong s¶n xuÊt n«ng nghiÖp c«ng

nghÖ cao ngµy nay.

2. Môc ®Ých cña ®Ò tµi

- Nghiªn cøu m« h×nh tù ®éng t−íi n−íc s¶n xuÊt rau an toµn trong thùc

tiÔn tõ ®ã thiÕt kÕ m« h×nh thùc nghiÖm trªn c¬ së sö dông çc thiÕt bÞ cã s½n

ë trong n−íc.

- Nghiªn cøu c¬ së lý thuyÕt ®Ó x©y dùng giao diÖn vµ m¹ch ®iÒu khiÓn

dùa trªn phÇn mÒm lËp tr×nh cho chip vi xö lý trªn c«ng nghÖ PSoC.

- øng dông phÇn mÒm PSoC Design 4.2 ®Ó x©y dùng ch−¬ng tr×nh ®iÒu

khiÓn hÖ thèng.

3. Néi dung ®Ò tµi

- Tæng quan ®Ò tµi.

- X©y dùng thuËt to¸n ®iÒu khiÓn m« h×nh.

- Chän thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn, thiÕt bÞ nhËp xuÊt. X©y dùng m« h×nh thùc nghiÖm

vµ lËp tr×nh ®iÒu khiÓn hÖ thèng t−íi tù ®éng phôc vô s¶n xuÊt rau an toµn.

4. Ph-¬ng ph¸p nghiªn cøu

§Ó thùc hiÖn ®−îc néi dung ®Ò tµi nghiªn cøu, chóng t«i tiÕn hµnh ph−¬ng

ph¸p nghiªn cøu sau:

* Çc kÕt qu¶ nghiªn cøu kÕ thõa:

- KÕ thõa çc c«ng tr×nh nghiªn cøu cña thÕ hÖ tr−íc vÒ c¬ së lý thuyÕt cña

çc phÇn mÒm lËp tr×nh. Nh− Assembly, Orcad, Multisim, phÇn mÒm m«

pháng Matlab 7.0.

- KÕ thõa çc m« h×nh s¶n xuÊt ®· cã trong thùc tiÔn.

* §Þnh h−íng nghiªn cøu.

- Nghiªn cøu phÇn mÒm lËp tr×nh trªn m¸y tÝnh.



- Thay ®æi ph−¬ng ph¸p lËp tr×nh ®Ó t×m ra ph−¬ng ph¸p ®¬n gi¶n, dÔ sö

dông vµ hiÖu qu¶ kinh tÕ nhÊt.

- X©y dùng ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn.

* Ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖp kiÓm chøng:

- Ch¹y thö m« h×nh nhiÒu lÇn, kiÓm tra ph¸t hiÖn lçi cña m« h×nh vµ lçi

cña ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn, råi tõ ®ã hoµn thiÖn hÖ thèng.

* ThiÕt bÞ thÝ nghiÖm:

- M¸y tÝnh PC.

- Bé n¹p chip vµ chip vi xö lý PSoC.

- Bé m« pháng, hÖ thèng çp, d©y nèi.



Ch−¬ng 1

Tæng quan

1.1. T×nh h×nh s¶n xuÊt rau s¹ch trong n−íc vµ trªn thÕ giíi

1.1.1. Kh¸i niÖm rau s¹ch

Rau s¹ch lµ mét kh¸i niÖm tæng qu¸t ®Ó chØ nh÷ng lo¹i c©y rau ®−îc

trång trong m«i tr−êng s¹ch nh− ®Êt trång, n−íc t−íi, kh«ng khÝ … §¶m b¶o

hµm l−îng ®éc tè trong rau khi thu ho¹ch nhá h¬n mét møc quy ®Þnh theo tiªu

chuÈn.

- §Êt trång rau s¹ch lµ nh÷ng lo¹i ®Êt thÞt nhÑ, ®Êt pha çt, ®Êt thÞt trung

b×nh, ®Êt phï sa ven s«ng, ®Êt kh«ng cã cá d¹i, mÇm mèng s©u bÖnh h¹i, ®é

pH trung tÝnh, h¹n chÕ tèi ®a sinh vËt vµ vi sinh vËt g©y bÖnh.

- Ph¶i dïng n−íc s¹ch t−íi cho rau, tèt nhÊt dïng n−íc giÕng khoan,

kh«ng ®−îc dïng n−íc th¶i c«ng nghiÖp, n−íc röa chuång tr¹i mµ ch−a ®−îc

xö lý. Hµm l−îng tèi ®a cña mét sè nguyªn tè ho¸ häc ë trong n−íc ®−îc tr×nh

bµy trong b¶ng sau:

Nguyªn tè

N−íc dïng cho tÊt c¶ çc lo¹i ®Êt

(mg/lÝt)

Nguyªn tè


(mg/lÝt)

Nguyªn tè


(mg/lÝt)

Al 5,00 Beryllum 0,01 Mo 0,01

Asen 0,01 Cadimium 0,01 Zn 2,00

B 0,75 Lithium 2,50 Cu 0,20

Cl 0,10 Selenium 0,20 Co 0,05

F 1,00 Mn 0,20 Cl 0,10

Pb 5,00



1.1.2. T×nh h×nh s¶n xuÊt rau s¹ch trong n−íc

N−íc ta lµ mét n−íc n«ng nghiÖp l¹c hËu xuÊt ph¸t tõ nÒn v¨n minh lóa

n−íc, ph¸t triÓn chËm ch¹p vµ tôt hËu so víi nÒn n«ng nghiÖp ë çc n−íc trong

khu vùc vµ trªn thÕ giíi. Tuy nhiªn trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y do cã sù quan

t©m s©u s¾c cña §¶ng, Nhµ n−íc ®· ban hµnh nhiÒu chñ tr−¬ng chÝnh s¸ch phï

hîp ®−a nÒn n«ng nghiÖp n−íc nhµ ngµy cµng lín m¹nh chiÕm vÞ trÝ quan

träng trong nÒn kinh tÕ Quèc d©n vµ ®· ®¹t ®−îc nh÷ng thµnh tùu b−íc ®Çu v«

cïng to lín. Tõ chç lµ mét n−íc thiÕu ®ãi liªn miªn, hµng n¨m ph¶i nhËp hµng

triÖu tÊn l−¬ng thùc cho ®Õn nay ViÖt Nam ®· chë thµnh mét trong nh÷ng

n−íc xuÊt khÈu g¹o ®øng hµng ®Çu thÕ giíi, hµng n¨m xuÊt khÈu hµng triÖu

tÊn l−¬ng thùc kh¸c nh− rau, qu¶, çc chÕ phÈm tõ chóng sang thÞ tr−êng thÕ

giíi vµ ®−îc çc b¹n hµng −a chuéng. Cã ®−îc nh÷ng thµnh qu¶ ban ®Çu ®ã lµ

nhê chóng ta ®· ¸p dông nhiÒu tiÕn bé kü thuËt vµo s¶n xuÊt n«ng nghiÖp, x©y

dùng çc vïng chuyªn canh, xen canh phï hîp, kÞp thêi ng¨n chÆn dÞch bÖnh

s©u h¹i, khuyÕn khÝch n«ng d©n ph¸t triÓn n«ng nghiÖp, x©y dùng m« h×nh

kinh tÕ trang tr¹i, nu«i trång çc c©y gièng con vËt nu«i cho n¨ng suÊt cao cã

hiÖu qu¶ kinh tÕ lín, x©y dùng nh÷ng çnh ®ång 50 triÖu/ha.

Trong ®Ò ¸n ph¸t triÓn rau qu¶ vµ hoa c©y c¶nh thêi kú 1999 - 2010 cña

Bé N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n ®· ®−îc Thñ T−íng ChÝnh phñ phª

duyÖt ngµy 03/09/1999 ®· x¸c ®Þnh môc tiªu cho ngµnh s¶n xuÊt rau, hoa qu¶

lµ: “ §¸p øng nhu cÇu rau cã chÊt l−îng cao cho nhu cÇu tiªu dïng trong n−íc

nhÊt lµ çc khu tËp trung (§« thÞ, khu c«ng nghiÖp) vµ xuÊt khÈu. PhÊn ®Êu

®Õn n¨m 2010 ®¹t møc tiªu thô b×nh qu©n ®Çu ng−êi 85 kg rau/n¨m, gi¸ trÞ

kim ng¹ch xuÊt khÈu ®¹t 690 triÖu USD”.

Trong sù ph¸t triÓn chung cña toµn ngµnh N«ng nghiªp th× ngµnh s¶n

xuÊt rau còng ®−îc quan t©m vµ ph¸t triÓn m¹nh. Theo thèng kª diÖn tÝch

trång rau n¨m 2000 lµ 450.000 ha t¨ng 70% so víi n¨m 1990 vµ diÖn tÝch

trång rau n¨m 2004 lµ 650.000 ha trong ®ã diÖn tÝch ®−îc trång trªn çc tØnh



phÝa B¾c lµ 300.000 ha chiÕm 46% tæng diÖn tÝch trång rau trªn c¶ n−íc, diÖn

tÝch trång rau ë çc tØnh phÝa Nam lµ 250.000 ha chiÕm 38% tæng diÖn tÝch.

S¶n l−îng rau trªn ®Êt n«ng nghiÖp ®−îc cung cÊp tõ hai vïng s¶n xuÊt chÝnh:

+ Vïng s¶n xuÊt rau chuyªn canh ven thµnh phè vµ khu c«ng nghiÖp

chiÕm 40 ÷ 45% diÖn tÝch vµ ®¹t 50 ÷ 55% tæng s¶n l−îng. Rau t¹i ®©y ®−îc

phôc vô tiªu dïng cña d©n c− tËp trung trong ®« thÞ vµ khu c«ng nghiÖp víi

chñng lo¹i rau phong phó vµ n¨ng suÊt cao.

+ Vïng s¶n xuÊt rau lu©n canh víi c©y trång kh¸c chñ yÕu trong vô ®«ng

xu©n t¹i çc tØnh phÝa B¾c vµ miÒn T©y nam bé. §©y lµ vïng s¶n xuÊt rau lín

cung cÊp nguyªn liÖu cho c«ng nghiÖp chÕ biÕn vµ xuÊt khÈu.

Tuy nhiªn trong thùc t¹i s¶n xuÊt rau nãi riªng vµ s¶n xuÊt n«ng nghiÖp ë

n−íc ta nãi chung: Tuy s¶n l−îng l−îng l−¬ng thùc xuÊt khÈu lín cã thÓ ®øng

®Çu thÕ giíi nh−ng gi¸ thµnh cña chóng ta qu¸ thÊp bëi do chÊt l−îng vµ ®é an

toµn n«ng s¶n cña ta kh«ng ®¶m b¶o.

HiÖn nay hµm l−îng ®éc tè trong rau cña n−íc ta t−¬ng ®èi cao do chóng

®−îc trång trong nh÷ng m«i tr−êng « nhiÔm vµ viÖc l¹m dông ho¸ chÊt trong

phßng trõ s©u bÖnh. Theo ViÖn b¶o vÖ thùc vËt th× hiÖn nay ë ViÖt Nam ®· vµ

®ang sö dông tíi 270 lo¹i thuèc trõ bÖnh, 160 lo¹i thuèc trõ cá, 12 lo¹i thuèc

diÖt chuét, 30 lo¹i thuèc kÝch thÝch sinh tr−ëng. Do chñng lo¹i nhiÒu vµ ®·

®−îc çc nhµ khoa häc khuyÕn ço nªn sö dông mét sè lo¹i ho¸ chÊt ®¶m b¶o

an toµn cho ng−êi tiªu dïng. Tuy nhiªn ®a sè n«ng d©n cã thãi quen sö dông

vµ do sî bÞ rñi ro trong s¶n xuÊt cho nªn hä vÉn dïng mét sè lo¹i ho¸ chÊt cã

®éc tè cao thËm chÝ ®· bÞ cÊm sö dông nh− Monitor, Wofatox, DDT... Do ®ã

hµm l−îng ®éc tè trong rau ngµy cµng t¨ng, ®©y lµ nguyªn nh©n c¬ b¶n g©y ra

hµng lo¹t çc vô ngé ®éc thùc phÈm g©y tö vong vµ thiÖt h¹i cña nhµ n−íc

hµng tû ®ång.

- Hµm l−îng (NO3-) trong rau qu¸ cao. Theo quü l−¬ng thùc thÕ giíi FAO

th× nÕu hµm l−îng (NO3-) cã liÒu l−îng 4g/ngµy sÏ g©y ngé ®éc cßn 8g/ngµy



th× cã thÓ g©y tö vong. ë n−íc ta do hµm l−îng tÝch luü (NO3-) trong rau qu¸

cao lµ nguyªn nh©n lµm rau kh«ng ®¶m b¶o an toµn. Theo tiªu chuÈn ViÖt

Nam th× hµm l−îng (NO3-) trong rau nh− sau: C¶i b¾p 500mg/kg, cµ chua

150mg/kg, d−a chuét 150mg/kg.

- Tån d− kim lo¹i nÆng trong s¶n phÈm rau. Do sù l¹m dông ho¸ chÊt b¶o

vÖ thùc vËt cïng víi ph©n bãn çc lo¹i ®· lµm mét l−îng N, P, K, vµ ho¸ chÊt

b¶o vÖ thùc vËt röa tr«i x©m nhËp vµo m¹ch n−íc lµm « nhiÔm m¹ch n−íc

ngÇm. Theo Ph¹m B×nh Qu©n (1994) th× hµm l−îng kim lo¹i nÆng, ®Æc biÖt lµ

asen (as) ë Mai DÞch - Hµ Néi trong çc m−¬ng t−íi cao h¬n h¼n so víi møc

quy ®Þnh g©y « nhiÔm nguån n−íc vµ c©y rau sÏ hÊp thô vµo trong c¬ thÓ

nh÷ng ho¸ chÊt nµy.

- Vi sinh vËt g©y h¹i trong rau do sö dông n−íc t−íi cã vi sinh vËt g©y h¹i

( Ecoli, Salmonella, Trøng giun.) lµm cho çc vi sinh vËt cã h¹i nµy theo rau

qua ®−êng tiªu ho¸ vµo c¬ thÓ con ng−êi. Tuy ch−a ®−îc thèng kª, song t¸c

h¹i cña nã lµ rÊt lín.

Do rau lµ nguån thùc phÈm quan träng ®èi víi ®êi sèng con ng−êi nhÊt lµ

khi nÒn kinh tÕ ph¸t triÓn, l−¬ng thùc thùc phÈm ®· ®ñ ¨n th× con ng−êi h−íng

tíi nh÷ng thùc phÈm cã chÊt l−îng, ®¶m b¶o vÖ sinh an toµn thùc phÈm do ®ã

vÊn ®Ò cÊp thiÕt ®Æt ra lµ bªn c¹nh t×m çch n©ng cao n¨ng suÊt më réng çc

lo¹i c©y l−¬ng thùc cßn ph¶i gi¶m hµm l−îng ®éc tè cã trong n«ng s¶n ®¶m

b¶o vÖ sinh an toµn thùc phÈm. V× vËy vÊn ®Ò cÊp b¸ch ®Æt ra cho ngµnh N«ng

nghiÖp lµ ph¶i ¸p dông khoa häc kü thuËt hiÖn ®¹i vµo trong s¶n xuÊt, x©y

dùng çc m« h×nh s¶n xuÊt rau, qu¶ an toµn. §· cã rÊt nhiÒu c«ng nghÖ míi

®−îc ¸p dông ®Ó s¶n xuÊt rau s¹ch, nh−ng trong giíi h¹n ®Ò tµi chóng t«i xin

®−îc nghiªn cøu hÖ thèng t−íi n−íc (Cô thÓ lµ thiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù

®éng hÖ thèng t−íi phun m−a) phôc vô s¶n xuÊt rau an toµn. Bëi ®Æc ®iÓm cña

c©y rau lµ yªu cÇu vÒ nhiÖt ®é vµ ®é Èm phï hîp, ®é Èm th−êng rÊt cao kho¶ng

85 - 90% khèi l−îng th©n c©y. NÕu thiÕu n−íc c©y rau sÏ sinh tr−ëng vµ ph¸t



triÓn kÐm, m¾c nhiÒu bÖnh tËt, v× vËy nÕu thiÕt kÕ ®−îc m« h×nh t−íi tiªu tù

®éng ®¶m b¶o yªu cÇu cña c©y rau sÏ gióp chóng sinh tr−ëng vµ ph¸t triÓn

m¹nh, ng¨n ngõa s©u bÖnh tõ ®ã sÏ gi¶m ®−îc hµm l−îng ®éc tè cã trong rau.

1.1.3. T×nh h×nh s¶n xuÊt rau s¹ch trªn thÕ giíi

Trªn thÕ giíi do khoa häc kü thuËt ph¸t triÓn ®· ®−îc ¸p dông s©u réng

vµo trong cuéc sèng còng nh− s¶n xuÊt. Trong ®ã viÖc trång rau ®· sím ®−îc

chó träng ¸p dông nh÷ng tiÕn bé khoa häc kü thuËt vµo s¶n xuÊt ®Ó n©ng cao

s¶n l−îng, chÊt l−îng, gi¶m l−îng ®éc tè trong rau ®¶m b¶o tiªu chuÈn rau

s¹ch. Çc n−íc cung cÊp nhiÒu rau s¹ch trªn thÕ giíi ph¶i kÓ ®Õn nh− Isaren,

Hµ Lan, NhËt…MÆc dï diÖn tÝch n«ng nghiÖp ë çc n−íc nµy kh«ng nhiÒu

nh−ng s¶n l−îng cung cÊp trªn thÞ tr−êng t−¬ng ®èi lín ®iÒu ®ã cµng chøng tá

−u thÕ cña viÖc ¸p dông khoa häc kü thuËt vµo s¶n xuÊt. Muèn n©ng cao s¶n

l−îng, chÊt l−îng, ®¶m b¶o rau s¹ch th× çc nhµ trång rau cña n−íc ta cÇn ph¶i

¸p dông nh÷ng tiÕn bé khoa häc kü thuËt vµo trong s¶n xuÊt.

1.2. Çc ph−¬ng ph¸p t−íi

1.2.1. Ph−¬ng ph¸p t−íi

T−íi n−íc cho c©y trång nãi chung vµ cho c©y rau nãi riªng lµ mét c«ng

viÖc hÕt søc khã kh¨n. Tuú thuéc vµo tõng lo¹i c©y vµ tõng vïng khÝ hËu còng

nh− tuú thuéc vµo tõng thêi kú sinh tr−ëng mµ rau cÇn ®é Èm kh¸c nhau. Trªn

thùc tÕ s¶n xuÊt rau trong n−íc còng nh− trªn thÕ giíi mµ ta cã çc ph−¬ng

ph¸p t−íi nh− sau:

a. Ph−¬ng ph¸p t−íi ngËp n−íc

Ph−¬ng ph¸p t−íi ngËp n−íc lµ ph−¬ng ph¸p mµ chóng ta th¸o ngËp n−íc

vµo khu vùc c©y trång ®Ó phôc vô n−íc cho c©y trång sinh tr−ëng. §©y thùc sù

lµ ph−¬ng ph¸p cæ truyÒn cã tõ l©u ®êi nã chØ phï hîp ®èi víi khu vùc b»ng

ph¼ng cã ®é dèc kh«ng lín vµ chØ ®−îc ¸p dông víi mét sè lo¹i c©y trång nh−

lóa n−íc, rau cÇn hay mét sè c©y kh¸c trong tõng thêi ®iÓm sinh tr−ëng nh−

ng«, khoai lang, cãi, ®ay... §©y còng lµ ph−¬ng ph¸p dïng ®Ó c¶i t¹o ®Êt nh−



thau chua röa mÆn hay dïng ®Ó gi÷ Èm ®Êt trong qu¸ tr×nh chê canh t¸c.

Ph−¬ng ph¸p nµy cã nh÷ng −u ®iÓm sau:

- Do chØ ¸p dông ë nh÷ng vïng b»ng ph¼ng cã ®é dèc kh«ng lín tÝnh thÊm

n−íc cña ®Êt yÕu vµ møc t−íi cao v× vËy n¨ng suÊt t−íi cao mét ng−êi cã thÓ

t−íi 30 - 40 ha/ngµy.

- HÖ sè sö dông ruéng ®Êt cao, v× cã thÓ x©y dùng hÖ thèng t−íi tiªu cho

nh÷ng thöa cã diÖn tÝch lín.

- Líp n−íc trªn ruéng t¹o ®iÒu kiÖn cho bé rÔ cña c©y lóa ph¸t triÓn tèt,

hÊp thô çc lo¹i ph©n bãn ®−îc thuËn lîi, h¹n chÕ ®−îc nhiÒu lo¹i cá d¹i vµ æn

®Þnh nhiÖt.

Tuy nhiªn, t−íi ngËp cã nh−îc ®iÓm vµ h¹n chÕ sau:

- T−íi ngËp kh«ng øng dông ®−îc ®Ó t−íi cho çc lo¹i c©y trång c¹n, nhu

cÇu vÒ n−íc Ýt, hoÆc ë çc ®Êt cã ®é dèc lín.

- T−íi ngËp lµm cho ®é tho¸ng khÝ trong ®Êt kÐm qu¸ tr×nh ph©n gi¶i çc

chÊt h÷u c¬ bÞ h¹n chÕ. NÕu chÕ ®é t−íi kh«ng thÝch hîp, viÖc tæ chøc qu¶n lý

t−íi kÐm sÏ lµm ¶nh h−ëng sÊu ®Õn ph¸t triÓn cña c©y trång, g©y l·ng phÝ

n−íc, lµm xãi mßn ®Êt vµ röa tr«i ph©n bãn.

b. Ph−¬ng ph¸p t−íi r∙nh

Ph−¬ng ph¸p t−íi r·nh ®−îc phæ biÕn nhÊt ®Ó t−íi cho hÇu hÕt çc lo¹i c©y

trång nh− b«ng, nho, mÝa, çc lo¹i c©y cã cñ, qu¶ nh− khoai s¾n, cñ ®Ëu, cµ

chua vµ çc lo¹i rau, nh− b¾p c¶i, su hµo.

Khi t−íi r·nh n−íc kh«ng ch¶y vµo kh¾p mÆt ruéng mµ chØ vµo trong r·nh

t−íi gi÷a çc hµng c©y trång. Yªu cÇu cña t−íi r·nh lµ x¸c ®Þnh chÝnh x¸c çc

yÕu tè kü thuËt t−íi chñ yÕu, nh− l−u l−îng n−íc trong r·nh t−íi, chiÒu dµi r·nh

t−íi vµ thêi gian t−íi ®Ó ®¶m b¶o tiªu chuÈn t−íi ®Þnh tr−íc theo yªu cÇu sinh

tr−ëng cña c©y trång, phï hîp víi ®iÒu kiÖn ®Êt ®ai, ®Þa h×nh vµ khÝ hËu.

¦u ®iÓm cña t−íi r·nh lµ x©y dùng ®ång ruéng dÔ dµng thÝch øng víi tõng

®iÒu kiÖn cô thÓ vÒ ®Êt ®ai, khÝ hËu vµ c©y trång. §¶m b¶o ®Êt ®−îc t¬i xèp,



kh«ng ph¸ vì líp kÕt cÊu trªn mÆt ruéng, vÉn gi÷ ®−îc tho¸ng khÝ lµm cho c©y

trång ph¸t triÓn thuËn lîi. §¶m b¶o ®óng l−îng n−íc theo nhu cÇu cña c©y

trång. TiÕt kiÖm n−íc, Ýt hao phÝ do bèc h¬i vµ ngÊm xuèng s©u.

c. Ph−¬ng ph¸p t−íi d¶i

T−íi d¶i dïng ®Ó t−íi cho çc lo¹i c©y trång gieo dÇy hoÆc hµng hÑp nh−

®ay, võng, l¹c, ®ç, çc thøc ¨n cho ch¨n nu«i. Còng dïng ®Ó t−íi cho ng« vµ

çc v−ên c©y. ë vïng kh« h¹n, cã thÓ t−íi lµm Èm ®Êt tr−íc khi gieo.

Nh÷ng yÕu tè kü thuËt t−íi d¶i lµ chiÒu dµi vµ chiÒu réng d¶i, l−u l−îng

riªng cña n−íc ch¶y ë ®Çu d¶i tÝnh b»ng lit/s/m, thêi gian t−íi vµ chiÒu cao

giíi h¹n cña bê d¶i.

Nh÷ng yÕu tè kü thuËt cña t−íi d¶i còng phô thuéc vµo nh÷ng ®iÒu kiÖn

nh− t−íi r·nh nh−ng chñ yÕu vµo ®é dèc ngang cña mÆt ruéng.

T−íi d¶i thÝch hîp nhÊt víi ®é dèc mÆt ruéng tõ 0,002 - 0,008. NÕu ®é dèc

lín h¬n 0,02 th× kh«ng t−íi d¶i ®−îc v× tèc ®é ch¶y trªn mÆt ruéng lín, n−íc

kh«ng kÞp ngÊm lµm Èm ®Êt l−îng n−íc ch¶y ®i sÏ nhiÒu, l·ng phÝ n−íc vµ

g©y bµo mßn líp ®Êt trªn mÆt ruéng.

Nh−îc ®iÓm cña ph−¬ng t−íi nµy lµ lµm Èm ®Êt kh«ng ®Òu vµ tèn n−íc do

ngÊm s©u xuèng r·nh t−íi.

MÆc dï vËy tïy thuéc vµo ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh, ph−¬ng ph¸p canh t¸c vµ c©y

trång ng−êi ta vÉn dïng ph−¬ng ph¸p t−íi nµy.

d. Ph−¬ng ph¸p t−íi phun m−a

Ph−¬ng ph¸p t−íi phun m−a lµ ph−¬ng ph¸p t−íi míi ®−îc ph¸t triÓn réng

r·i trong vßng 40 n¨m nay. Nguyªn t¾c chÝnh cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ dïng hÖ

thèng m¸y b¬m, èng dÉn n−íc vµ vßi phun ®Ó t¹o thµnh m−a t−íi n−íc cho

çc lo¹i c©y trång.

¦u ®iÓm næi bËt cña ph−¬ng ph¸p t−íi phun m−a lµ cã thÓ t−íi trong

nh÷ng ®iÒu kiÖn sau:

- Khi tiªu chuÈn t−íi nhá, cã thÓ ®iÒu chØnh trong ph¹m vi lín (30-

900m3/ha).



- T−íi trªn ®Êt xèp nh− ®Êt çt vµ çt pha, cã ®é thÊm n−íc lín.

- T−íi trªn mäi ®Þa h×nh phøc t¹p: Nh− dèc, kh«ng b»ng ph¼ng vµ tiÕt

kiÖm n−íc t−íi (®èi víi vïng nguån n−íc t−íi h¹n chÕ).

T−íi phun m−a lµ n©ng cao hÖ sè sö dông h÷u Ých cña hÖ thèng t−íi vµ sö

dông n−íc trªn ®ång ruéng. ë Mü hÖ sè sö dông h÷u Ých khi t−íi phun m−a lµ

0,67 cßn ph−¬ng ph¸p t−íi kh¸c lµ 0,56. T¹i NhËt lµ 0,75 - 0,80 cßn çc

ph−¬ng ph¸p t−íi kh¸c lµ 0,65 - 0,7.

T−íi phun m−a thuËn tiÖn cho viÖc phßng trõ s©u bÖnh vµ chèng cá d¹i.

Cã thÓ hßa lÉn çc lo¹i thuèc cïng víi n−íc t−íi cho c©y trång.

T−íi phun m−a cßn lµm t¨ng n¨ng suÊt çc lo¹i s¶n phÈm çc lo¹i c©y

trång. ë Italia khi t−íi phun m−a cho nho, ng−êi ta ®· nhËn thÊy chÊt l−îng

nho tèt h¬n, hµm l−îng ®−êng trong nho t¨ng 2%. ë ViÖt Nam, qua thÝ

nghiÖm t−íi phun m−a t¹i ®åi chÌ 66 - Hîp t¸c x· Minh Hång - Nho Quan -

Ninh B×nh cho thÊy n¨ng suÊt chÌ t¨ng ®−îc 50% so víi ®èi chøng kh«ng

t−íi( Theo tin tõ www.vnn.vn).

Tuy nhiªn, t−íi phun m−a kh«ng thÝch hîp ë vïng cã giã m¹nh. ViÖc phôc

vô kü thuËt vµ tæ chøc phôc vô çc hÖ thèng m¸y phun m−a phøc t¹p, cÇn cã

®éi ngò c«ng nh©n cã tr×nh ®é kü thuËt. Çc thiÕt bÞ phun m−a do c«ng nghiÖp

chÕ t¹o hiÖn nay cã n¨ng suÊt ch−a cao, ch−a ®¸p øng ®Çy ®ñ çc yªu cÇu

trong s¶n xuÊt, ch−a phï hîp víi ®iÒu kiÖn sinh lý trong tõng giai ®o¹n ph¸t

triÓn cña c©y trång vµ thÝch øng víi çc lo¹i ®Êt ®ai ®Þa h×nh kh¸c nhau. Nh×n

chung gi¸ thµnh t−íi trªn mét ®¬n vÞ s¶n phÈm cßn cao.

Tuy cã nh÷ng nh−îc ®iÓm trªn, nh− do nh÷ng −u ®iÓm cña t−íi phun m−a

nªn ph−¬ng ph¸p t−íi nµy ®ang ®−îc ¸p dông réng r·i ë nhiÒu n−íc vµ ph¸t

triÓn víi tèc ®é cao.

Theo tµi liÖu cña Tritrexèp n¨m 1970 ë TiÖp Kh¾c 97% t−íi b»ng ph−¬ng

ph¸p phun m−a; ë §øc 79%; ë Itsaren 90%; Anh 80%; Hungari 72%...

ë ViÖt Nam hiÖn nay ®ang ®−îc ¸p dông rÊt phæ biÕn ph−¬ng ph¸p t−íi



phun m−a cho çc vïng chuyªn canh rau ë Hµ Néi, H¶i Phßng, §µ l¹t, çc

vïng trång c©y c«ng nghiÖp nh− cµ phª, chÌ, cao su, ë T©y Nguyªn, L©m

§ång ®· mang l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ ®¸ng khÝch lÖ.

e. T−íi nhá giät

T−íi nhá giät lµ mét ph−¬ng ph¸p míi ®ang ®−îc øng dông nhiÒu ë

Itsaren, Mü, óc vµ mét sè n−íc kh¸c cã khÝ hËu kh« c»n, nguån n−íc Ýt, dïng

®Ó t−íi cho çc lo¹i c©y ¨n qu¶, rau.

Nguyªn t¾c cña t−íi nhá giät lµ dïng mét hÖ thèng èng dÉn b»ng cao su

hoÆc chÊt dÎo cã ®−êng kÝnh tõ 1,5 - 2cm, ®Ó dÉn n−íc tõ ®−êng èng cã ¸p, do

tr¹m b¬m cung cÊp ch¹y däc theo çc hµng c©y. ë çc gèc c©y cã l¾p çc vßi

cã thÓ ®iÒu chØnh ®−îc l−îng n−íc ch¶y ra. N−íc do cÊu t¹o cña vßi sÏ nhá

giät xuèng gèc c©y lµm Èm ®Êt.

¦u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ tiÕt kiÖm ®−îc nhiÒu n−íc t−íi so víi t−íi

r·nh v× Ýt tiªu hao l−îng n−íc do bèc h¬i vµ thÊm xuèng s©u.

HiÖu suÊt sö dông n−íc t−íi ®−îc t¨ng lªn vµ ®¶m b¶o ®óng chÕ ®é

n−íc cña ®Êt theo nhu cÇu cña tõng c©y trång.

Ph¹m vi t−íi n−íc trªn mÆt ®Êt nhá nªn trªn mÆt ®Êt phÇn lín vÉn gi÷

®−îc kh«, çc lo¹i cá d¹i kh«ng ®ñ ®é Èm ®Ó ph¸t triÓn vµ vÉn gi÷ ®−îc

tho¸ng khÝ.

f. T−íi ngÇm

Ph−¬ng ph¸p t−íi nµy ®−îc nghiªn cøu øng dông ë Liªn X« cò tõ n¨m

1935. Nguyªn t¾c lµ dïng hÖ thèng ®−êng èng dÉn n−íc trong ®Êt vµ n−íc sÏ

thÊm lµm Èm ®Êt.

-u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ ®¶m b¶o ®é Èm cÇn thiÕt trong suèt

thêi gian sinh tr−ëng cña c©y trång, lµm t¨ng n¨ng suÊt c©y trång so víi çc

ph−¬ng ph¸p t−íi kh¸c.

Líp ®Êt trªn mÆt vÉn gi÷ ®−îc kh« hoÆc Èm Ýt do ®ã gi÷ ®−îc tho¸ng

lµm cho vi sinh vËt ho¹t ®éng tèt, lµm t¨ng ®é ph× cña ®Êt.



Cho phÐp sö dông ph©n hãa häc hßa lÉn víi n−íc t−íi, trùc tiÕp bãn vµo

hÖ thèng rÔ c©y trång, lµm t¨ng thªm hiÖu qu¶ cña ph©n bãn.

HÖ thèng t−íi kh«ng lµm trë ng¹i çc kh©u s¶n xuÊt b»ng c¬ khÝ trªn

®ång ruéng, thuËn tiÖn cho viÖc tù ®éng hãa viÖc t−íi n−íc vµ t¨ng n¨ng

suÊt t−íi.

Tuy nhiªn, viÖc më réng t−íi ngÇm trong s¶n xuÊt cßn h¹n chÕ, ch−a

ph¸t triÓn réng r·i v× x©y dùng hÖ thèng t−íi phøc t¹p, gi¸ thµnh ®Çu t− trang

thiÕt bÞ vµ x©y dùng c¬ b¶n cao.

1.2.2. Lùa chän ph−¬ng ph¸p t−íi

Ph−¬ng ph¸p t−íi ®−îc lùa chän dùa trªn nhiÒu yÕu tè kh¸c nhau (Theo

Bïi HiÕu (1985) [5]):

a) §iÒu kiÖn ®Þa h×nh: §é dèc mÆt ®Êt ¶nh h−ëng lín ®Õn sù ch¶y cña

n−íc trªn mÆt ®Êt vµ cã quan hÖ chÆt chÏ víi ph−¬ng ph¸p t−íi vµ kü thuËt

t−íi.

- Víi ®é dèc m = 0 ÷ 1,5% cã thÓ ¸p dông tÊt c¶ çc ph−¬ng ph¸p t−íi.

- Víi ®é dèc m = 1,5% nªn sö dông lo¹i n−íc t−íi r·nh kÌm ®−êng èng

l−u ®éng hoÆc t−íi phun m−a.

- Víi ®é dèc m > 4% (§Þa h×nh dèc cao, mÆt ®Êt gå ghÒ phøc t¹p) ta nªn

¸p dông ph−¬ng ph¸p t−íi phun m−a.

B¶ng 1-1. Quan hÖ gi÷a ®é dèc vµ møc t−íi

§é dèc mÆt ®Êt 1/400- 1/500 1/500-1/600 1/600-1/700

Møc t−íi(m3/ha) 100 600 800

Khi ®é dèc mÆt ®Êt lín mµ t−íi víi møc t−íi nhiÒu sÏ g©y ra hiÖn t−îng

xãi mßn vµ ph©n bè ®é Èm trªn d¶i ®Êt kh«ng ®Òu.

b) §iÒu kiÖn thæ nh−ìng: TÝnh chÊt vËt lý ®Êt cã ¶nh h−ëng lín ®Õn

viÖc lùa chän ph−¬ng ph¸p t−íi.



* C¨n cø vµo lo¹i ®Êt

- Lo¹i ®Êt thÞt nhÑ (®Êt çt): Dïng ph−¬ng ph¸p t−íi phun m−a.

- Lo¹i ®Êt trung b×nh : ¸p dông cho mäi ph−¬ng ph¸p t−íi.

- Lo¹i ®Êt thÞt nÆng : Dïng ph−¬ng ph¸p t−íi d¶i.

* C¨n cø vµo vËn tèc thÊm n−íc cña ®Êt

VËn tèc thÊm hay hÖ sè thÊm cña ®Êt biÓu thÞ tÝnh thÊm n−íc. HÖ sè

thÊm bao gåm thÊm hót vµ thÊm b·o hoµ.

- Víi hÖ sè thÊm nhá (1.10-4cm/s) sö dông ph−¬ng ph¸p t−íi r·nh.

- Víi hÖ sè thÊm trung b×nh(1.10-4÷5.10-3cm/s) th× ¸p dông ®−îc víi mäi

ph−¬ng ph¸p t−íi.

- Víi hÖ sè thÊm lín(5.10-3cm/s) ¸p dông ph−¬ng ph¸p t−íi phun m−a.

* §é dµy tÇng ®Êt canh t¸c

- §é dµy b×nh th−êng: ¸p dông ®−îc tÊt c¶ çc ph−¬ng ph¸p t−íi.

- §é dµy máng: Sö dông ph−¬ng ph¸p t−íi phun m−a lµ phï hîp.

* C¨n cø vµo møc t−íi

Møc t−íi lµ c¬ së x¸c ®Þnh çc yÕu tè cña kü thuËt t−íi. Møc t−íi

th−êng x¸c ®Þnh tõ chÕ ®é t−íi theo çc sè liÖu thö nghiÖm hoÆc tÝnh to¸n lý

thuyÕt. Khi thiÕt kÕ tµi liÖu thùc nghiÖm cã thÓ tÝnh to¸n møc t−íi cho c©y

trång theo c«ng thøc:

MTK = 10 .Z.K.GV.(βmax- βmin).η1 (1-1)

Trong ®ã: MTK .Møc t−íi thiÕt kÕ(m3/ha)

Z .§é s©u líp ®Êt t−íi.(mm)

GV .Dung träng ®Êt kh« (T/m3)

η .HÖ sè hiÖu Ých t−íi phun m−a: η = 0,8-0,95

βmax . §é Èm tèi ®a ®ång ruéng.

βmin . §é Èm giíi h¹n d−íi cho phÐp. βmin = 70 ÷ 80% βmax

Z - §é s©u cña líp ®Êt canh t¸c phô thuéc tõng lo¹i c©y trång



Z = 0,5m víi c©y rÔ máng nh− rau, ®Ëu.

Z = 0,5 ÷ 0,75m víi c©y cã rÔ s©u h¬n, nh− s¾n, ®ay...

Z = 0,75 ÷ 1m ®èi víi c©y ¨n qu¶ vµ c©y c«ng nghiÖp.

K- HÖ sè nhu cÇu cña c©y trång theo tõng thêi kú sinh tr−ëng.

Theo ViÖn rau vµ c©y l−¬ng thùc ta cã hÖ sè K cho trong b¶ng sau:

Lo¹i rau Thêi kú c©y gièng Thêi kú sinh tr−ëng Thêi kú rau thµnh

phÈm

C¶i b¾p 0.4 0,6 0,5

Cµ chua 0,3 0,35 0,2

D−a chuét 0,3 0,4 0,45

c) §iÒu kiÖn ®Þa chÊt thuû v¨n

§é s©u vµ thµnh phÇn ho¸ häc cña n−íc ngÇm còng ¶nh h−ëng ®Õn lùa

chän ph−¬ng ph¸p t−íi. NÕu n−íc ngÇm ë ®é s©u kh«ng lín vµ cã kh¶ n¨ng

d©ng cao th× nªn chän ph−¬ng ph¸p t−íi phun m−a cßn nÕu vïng ®Êt tròng ë

ven s«ng lín cã thÓ th¸o n−íc phï xa vµo th× ta nªn dïng ph−¬ng ph¸p t−íi r¶i

hoÆc t−íi r·nh.

d) C¬ cÊu c©y trång

Tuú thuéc vµo tõng lo¹i gièng c©y trång, thêi kú sinh tr−ëng mµ ta cã çc

ph−¬ng ph¸p t−íi kh¸c nhau. NÕu c©y cã th©n l¸ to bé rÔ chïm ¨n n«ng trªn

bÒ mÆt ®Êt th× ta nªn sö dông ph−¬ng ph¸p t−íi phun m−a cßn nÕu l¸ nhá rÔ

cäc ¨n s©u trong lßng ®Êt th× ta nªn dïng ph−¬ng ph¸p t−íi d¶i hoÆc t−íi r·nh.

e) §iÒu kiÖn kinh tÕ kü thuËt

VÊn ®Ò quan träng nhÊt ®Ó gióp ta lùa chän ra ph−¬ng ph¸p t−íi phï hîp

vµ hiÖu qu¶ lµ ®iÒu kiÖn kinh tÕ kü thuËt. Xem ph−¬ng ph¸p t−íi truyÒn thèng



lµ g×, cã hiÖu qu¶ kinh tÕ kh«ng vµ ®iÒu kiÖn kü thuËt cã cho phÐp khi chuyÓn

sang ph−¬ng ph¸p t−íi míi kh«ng.

C¨n cø vµo ®iÒu kiÖn ph¸t triÓn trong t−¬ng lai kh«ng xa vµ tÝnh hiÖu qu¶

kinh tÕ cña ph−¬ng ph¸p t−íi phun m−a mang l¹i. T«i thÊy ph−¬ng ph¸p t−íi

phun m−a lµ ph−¬ng ph¸p hiÖu qu¶ vµ sÏ sím ®−îc ¸p dông réng r·i trong

ngµnh n«ng nghiÖp n−íc nhµ vµ hoµn toµn phï hîp khi sö dông ph−¬ng ph¸p

t−íi nµy trong hÖ thèng s¶n xuÊt rau s¹ch.

1.3. Vai trß cña tù ®éng ho¸ trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt

MÆc dï çc nguyªn lý vµ m¸y mãc ®iÒu khiÓn tù ®éng xuÊt hiÖn tr−íc

m¸y tÝnh ®iÖn tö rÊt l©u nh−ng sù ra ®êi cña m¸y tÝnh ®iÖn tö nhÊt lµ sù ph¸t

triÓn cña kü thuËt vi xö lý ®· ®−a tù ®éng ho¸ c«ng nghiÖp ®Õn viÖc ¸p dông tù

®éng ho¸ trong mäi mÆt cña x· héi loµi ng−êi.

Çc hÖ thèng tù ®éng ho¸ ®· ®−îc chÕ t¹o trªn nhiÒu c«ng nghÖ kh¸c

nhau. Ta cã thÓ thÊy çc thiÕt bÞ m¸y mãc tù ®éng b»ng çc cam chèt c¬ khÝ,

çc hÖ thèng tù ®éng ho¹t ®éng b»ng nguyªn lý khÝ nÐn, thuû lùc, r¬le c¬

®iÖn, m¹ch ®iÖn tö t−¬ng tù, m¹ch ®iÖn tö sè.

Çc thiÕt bÞ hÖ thèng nµy cã chøc n¨ng xö lý vµ møc tù ®éng thÊp so víi

çc hÖ thèng tù ®éng hiÖn ®¹i ®−îc x©y dùng trªn nÒn t¶ng cña c«ng nghÖ

th«ng tin ngµy nay.

Tr−íc kia ®Çu ®o gåm phÇn tö biÕn ®æi tõ tham sè ®o sang tÝn hiÖu ®iÖn,

m¹ch khuyÕch ®¹i, m¹ch läc vµ m¹ch biÕn ®æi sang chuÈn 4 - 20mA ®Ó truyÒn

tÝn hiÖu ®o vÒ trung t©m xö lý. HiÖn nay ®Çu ®o ®· tÝch hîp c¶ chip vi xö lý,

biÕn ®æi ADC, bé truyÒn d÷ liÖu sè víi phÇn mÒm ®o ®¹c, läc sè, tÝnh to¸n vµ

truyÒn kÕt qu¶ trªn m¹ng sè vÒ th¼ng m¸y tÝnh trung t©m. Nh− vËy ®Çu ®o ®·

®−îc sè ho¸ vµ ngµy cµng th«ng minh do çc chøc n¨ng xö lý tõ m¸y tÝnh

trung t©m tr−íc kia nay ®· chuyÓn xuèng xö lý t¹i chç b»ng ch−¬ng tr×nh

nhóng trong ®Çu ®o.



T−¬ng tù nh− vËy víi c¬ cÊu chÊp hµnh nh− m«-t¬ ®· ®−îc chÕ t¹o g¾n kÕt

h÷u c¬ víi c¶ bé servo víi çc thuËt to¸n ®iÒu chØnh PID t¹i chç vµ kh¶ n¨ng

nèi m¹ng sè tíi m¸y tÝnh chñ.

1.4. øng dông cña tù ®éng ho¸ trong n«ng nghiÖp

LÞch sö hoµn thiÖn cña c«ng cô vµ ph−¬ng tiÖn s¶n xuÊt trong x· héi v¨n

minh ph¸t triÓn trªn c¬ së c¬ giíi ho¸, ®iÖn khÝ ho¸. Khi cã nh÷ng ®ét ph¸ míi

trong lÜnh vùc c«ng nghÖ vËt liÖu vµ tiÕp theo lµ ®iÖn tö vµ tin häc th× c«ng

nghÖ tù ®éng cã c¬ héi ph¸t triÓn m¹nh mÏ, ®em l¹i mu«n vµn lîi Ých thiÕt

thùc cho x· héi. §ã lµ mÊu chèt cña n¨ng suÊt, chÊt l−îng vµ gi¸ thµnh.

Trong thùc tiÔn khi ¸p dông tù ®éng ho¸ vµo s¶n xuÊt sÏ mang l¹i nh÷ng

hiÖu qu¶ kh«ng nhá. Cho phÐp gi¶m gi¸ thµnh s¶n phÈm vµ n©ng cao n¨ng suÊt

lao ®éng, c¶i thiÖn ®iÒu kiÖn s¶n xuÊt nh− æn ®Þnh vÒ giê giÊc, chÊt l−îng gia

c«ng ... §¸p øng c−êng ®é cao cña s¶n xuÊt hiÖn ®¹i, thùc hiÖn chuyªn m«n ho¸

vµ ho¸n ®æi s¶n xuÊt. Tõ ®ã sÏ t¨ng cao kh¶ n¨ng c¹nh tranh, ®¸p øng yªu cÇu

s¶n xuÊt, t¨ng thÞ phÇn vµ kh¶ n¨ng b¸n hµng cho nhµ s¶n xuÊt.

Trong n«ng nghiÖp viÖc øng dông tù ®éng ho¸ sÏ gióp cho qu¸ tr×nh s¶n

xuÊt Ýt ph¶i phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn tù nhiªn, n©ng cao s¶n l−îng, chÊt l−îng

s¶n phÈm. ThËm chÝ nhê ¸p dông khoa häc kü thuËt tiÕn bé nh− kü thuËt ®ét

biÕn gen ®· cho ra nh÷ng lo¹i rau qu¶ tr¸i mïa so víi ®iÒu kiÖn tù nhiªn phôc

vô nhu cÇu cña ng−êi sö dông.

1.5. Môc ®Ých vµ ý nghÜa viÖc thiÕt kÕ m« h×nh t−íi phun m−a

Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt l−¬ng thùc nãi chung vµ trong s¶n xuÊt rau nãi

riªng th× t−íi n−íc cho c©y ph¸t triÓn lµ mét viÖc lµm hÕt søc cÇn thiÕt vµ nã

cµng trë nªn quan träng trong viÖc s¶n xuÊt rau s¹ch. Bëi trong qu¸ tr×nh t−íi

ta cÇn ®¶m b¶o kü thuËt t−íi ®Ó ®¶m b¶o rau nhËn ®−îc mét l−îng n−íc phï

hîp víi tõng lo¹i c©y, tõng thêi kú sinh tr−ëng mµ kh«ng bÞ dËp n¸t, chÊt

l−îng n−íc ®¶m b¶o ®é s¹ch.

T−íi phun m−a lµ mét kü thuËt t−íi ®¸p øng ®−îc ë mäi ®iÒu kiÖn ®Þa



h×nh, víi h¹t n−íc t−íi nhá cho nªn rÊt phï hîp trong viÖc kÕt hîp gi÷a t−íi

n−íc víi viÖc phßng trõ s©u bÖnh. §Æc biÖt ®©y lµ mét trong nh÷ng ph−¬ng

ph¸p t−íi tiÕt kiÖm n−íc vµ ®−îc øng dông réng r·i trong thêi gian gÇn ®©y.

Do vËy tr−íc nhu cÇu s¶n xuÊt vµ yªu cÇu cÇn tiÕt kiÖm tµi nguyªn vµ n¨ng

l−îng cho nªn chóng t«i tiÕn hµnh nghiªn cøu, thiÕt kÕ ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh

t−íi phun m−a phôc vô s¶n xuÊt rau s¹ch.

1.6. KÕt luËn ch−¬ng I

Qua ch−¬ng I ta ®· ®−a ra thùc tr¹ng n«ng nghiÖp cña n−íc ta còng nh−

trong khu vùc vµ trªn toµn thÕ giíi. Tõ ®ã ®−a ra tÝnh bøc thiÕt ph¶i ¸p dông

khoa häc kü thuËt hiÖn ®¹i vµo s¶n xuÊt n«ng nghiÖp nãi chung vµ trong s¶n

xuÊt rau an toµn nãi riªng. Lùa chän ra ph−¬ng ph¸p t−íi hiÖn ®¹i phï hîp víi

®iÒu kiÖn tù nhiªn, nhu cÇu s¶n xuÊt nh−ng vÉn ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn kinh tÕ

mang l¹i lîi nhuËn lín nhÊt vÒ cho n«ng d©n. Phôc vô l−îng rau s¹ch cho thÞ

tr−êng trong n−íc còng nh− trªn thÕ giíi.



Ch−¬ng 2

Nghªn cøu tÝnh to¸n çc th«ng sè kü thuËt cña

hÖ thèng t-íi phun m-a trång rau s¹ch

2.1. ChÕ ®é t−íi n−íc cho rau s¹ch

2.1.1. §Êt, n−íc vµ c©y trång

Trong nh÷ng ®iÒu kiÖn ®Ó c©y trång sinh tr−ëng vµ ph¸t triÓn nh− khÝ

hËu, thêi tiÕt, ®é Èm th× ®Êt lµ mét trong nh÷ng yÕu tè quan träng cña c©y

trång. Tuú thuéc vµo tõng lo¹i c©y víi tõng thêi kú sinh tr−ëng mµ ®é s©u cña

rÔ kh¸c nhau cho nªn ®é xèp, ®é s©u líp ®Êt canh t¸c còng kh¸c nhau. Bªn

c¹nh ®ã n−íc còng lµ mét yÕu tè v« cïng quan träng. NÕu thiÕu n−íc (h¹n)

hoÆc thõa n−íc (óng) trong mét kho¶ng thêi gian ng¾n còng cã thÓ lµm c©y

trång bÞ h¹i cã thÓ gi¶m n¨ng suÊt hoÆc bÞ chÕt hoµn toµn kh«ng thÓ thu ho¹ch

®−îc. N−íc gióp cho qu¸ tr×nh quang hîp cña c©y t¹o thµnh çc chÊt h÷u c¬,

vËn chuyÓn çc muèi hoµ tan vµ cÇn thiÕt cho sù ®iÒu hoµ nhiÖt cña c©y trång,

qua hiÖn t−îng bay h¬i mÆt l¸.

2.1.2. TÝnh to¸n møc t−íi

Nhu cÇu t−íi n−íc cña rau s¹ch ®−îc x¸c ®Þnh bëi gi¸ trÞ tiªu thô cña c©y

rau vµ hiÖu qu¶ t−íi n−íc. Mét phÇn cña gi¸ trÞ tiªu thô lµ n−íc l¾ng ®äng do

s−¬ng, m−a hoÆc phun mï vµ sau ®ã bèc h¬i mµ kh«ng th©m nhËp vµo hÖ

thèng c©y trång. Gi¸ trÞ tiªu thô cã thÓ ¸p dông cho yªu cÇu n−íc cña mét

c©y trång, mét çnh ®ång, mét trang tr¹i hoÆc mét sè trang tr¹i ë trong vïng.

Khi biÕt ®−îc gi¸ trÞ tiªu thô cña c©y trång, cã thÓ tÝnh to¸n sö dông n−íc ë

®¬n vÞ lín.

Gi¸ trÞ tiªu thô bÞ ¶nh h−ëng bëi ®iÒu kiÖn thêi tiÕt, kü thuËt t−íi n−íc,

thêi gian gieo trång, thêi kú ph¸t triÓn c©y rau. Do ®ã nhu cÇu n−íc t−íi cña

c©y rau s¹ch ®−îc x¸c ®Þnh bëi c«ng thøc sau:



WR = Kcr. PET (2-1).

Trong ®ã: WR(Water requirement) Nhu cÇu n−íc t−íi cho c©y rau. [mm]

Kcr HÖ sè hoa mµu.

Theo t¸c gi¶ Doorenbos v¸ Kassam, (FAO, 1979) hÖ sè hoa mµu cña mét

sè hoa mµu cã gi¸ trÞ trong b¶ng sau:

B¶ng 2-1: HÖ sè nhu cÇu n−íc (Kcr) cña çc lo¹i c©y trång ë çc giai

®o¹n ph¸t triÓn kh¸c nhau

Çc giai ®o¹n sinh tr−ëng vµ ph¸t triÓn Sè

TT C©y trång

H×nh thµnh Ph¸t triÓn c©y Gi÷a vô Cuèi vô Lóc thu ho¹ch

C¶ vô

1 B¾p c¶i 0,40 -0,50 0,70-0,80 0,95 -1,10 0,90 -1,00 0,80 -0,95 0,70 -0,80

2 Cµ chua 0,40 -0,50 0,70-0,80 1,05 -1,20 0,85 -0,95 0,70 -0,75 0,75 -0,9

3 D−a chuét 0,40 -0,50 0,70-0,80 0,95 -1,05 0,85 -0,90 0,65 -0,75 0,75 -0,85

PET( Potential Evapotration Spration) Tèc ®é bèc h¬i tiÒm n¨ng

Theo Jensen Haise ë Th¸i Lan th× PET ®−îc x¸c ®Þnh bëi c«ng thøc:

PET = 59

)08.0.025.0( +aS TQ [mm] (2-2).

Trong ®ã: Qs: Bøc x¹ mÆt trêi tæng céng trong giê, ngµy tuÇn hoÆc th¸ng.

Ta: NhiÖt ®é trung b×nh trong giê, ngµy ,tuÇn hoÆc th¸ng.

59: L−îng nhiÖt cÇn thiÕt ®Ó bèc h¬i 1mm n−íc.

Khi ®ã l−îng n−íc cÇn t−íi lµ:

LNCT = WR. S .10-3 - LNM (2-3).

Trong ®ã: LNCT : L−îng n−íc cÇn t−íi (m3).

S : DiÖn tÝch khu v−ên cÇn t−íi (m2).

LNM : L−îng n−íc m−a trªn diÖn tÝch S trong thêi gian Ta.



Tõ c«ng thøc 2-1, 2-2, 2-3 cã:

LNCT = WR. S .10-3 - LNM

= Kcr. PET. S. 10-3 - LNM

= Kcr. 59)08.0.025.0( +aS TQ. S. 10-3 - LNM

Tõ viÖc tÝnh to¸n thiÕt kÕ ®éng c¬ b¬m ta chän b¬m cã c«ng suÊt Q do

vËy tuú thuéc vµo nhiÖt ®é Ta, n¨ng l−îng bøc x¹ Qs ta cã thêi gian cho mçi

lÇn t−íi lµ:

t = LNCT/Q = LNCT/ Q (h) (2-4).

2.2. Bè trÝ s¬ ®å hÖ thèng t−íi phun m−a vµ çc th«ng sè kü thuËt

2.2.1. C−êng ®é phun m−a

C−êng ®é phun m−a (δ) lµ l−îng m−a r¬i xuèng mét trong ®¬n vÞ thêi

gian (phót) trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch mm2 vµ ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

δ = th (mm/ph hay mm/h) (2-5).

Trong ®ã: h- BÒ dµy líp n−íc t−íi phun ®−îc trong mét ®¬n vÞ thêi

gian (phót hay giê) trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch (mm2);

t- Thêi gian t−íi(ph, h);

Theo sæ tay thuû khÝ cña t¸c gi¶ Hoµng Ngäc B×nh, NXB Khoa häc kü

thuËt (2000)[45] ta cã thÓ tÝnh to¸n c−êng ®é phun m−a trung b×nh cña m¸y

hay vßi theo c«ng thøc:

δtron = F

qη1000 ( mm/giê) (2-6).

Trong ®ã: δtron- C−êng ®é phun trung b×nh trong diÖn tÝch phun h×nh

trßn (mm/giê).

q - L−u l−îng trung b×nh cña vßi phun hay m¸y phun m−a(m3/giê).

η - HÖ sè phun m−a h÷u Ých (0,8 - 0.95).

F - DiÖn tÝch ®−îc høng m−a d−íi vßi hay m¸y phun m−a.

F = π. R2 (2-7).

R: B¸n kÝnh phun(m) .



Th«ng qua c«ng thøc trªn ta cã thÓ ®Æt ®−îc cÊu h×nh cña hÖ thèng b¬m

nh−ng trong thùc tÕ ®Ó gi¸m s¸t vµ ®iÒu khiÓn hÖ thèng linh ho¹t th× ta ph¶i ®o

c−êng ®é phun thùc tÕ theo c«ng thøc: δtt =

tW

ω1000 (mm/ph) (2-8).

Trong ®ã : δtt - C−êng ®é phun thùc tÕ.

W- L−îng n−íc t−íi phun m−a r¬i vµo vò kÕ (m3).

ω - DiÖn tÝch miÖng trªn cña vò kÕ ( m2).

t - Thêi gian ®o ( phót).

B¶ng 2-2: C−êng ®é phun m−a cho phÐp víi tõng lo¹i ®Êt

C−êng ®é m−a trung b×nh cho phÐp (mm/ph)

§é dèc mÆt ruéng

0 ÷ 0,05 0,05 ÷ 0,08 0,08 ÷ 0,12 > 0,12

Lo¹i ®Êt

Cã xíi Kh«ng

xíi Cã xíi

Kh«ng

xíi Cã xíi

Kh«ng

xíi Cã xíi

Kh«ng

xíi

§Êt çt 0,85 0,85 0,85 0,63 0,63 0,42 0,42 0,21

§Êt çt bÞ nÐn chÆt 0,75 0,63 0,53 0,42 0,32 0,32 0,32 0,17

§Êt çt nhÑ 0,74 0,42 0,53 0,42 0,33 0,25 0,32 0,17

§Êt çt nhÑ bÞ nÐn 0,53 0,32 0,32 0,21 0,32 0,17 0,21 0,12

§Êt thÞt trung b×nh 0,42 0,21 0,33 0,17 0,25 0,13 0,17 0,07

§Êt thÞt TB bÞ nÐn 0,25 0,12 0,21 0,11 0,14 0,06 0,12 0,04

§Êt thÞt nÆng 0,07 0,06 0,06 0,04 0,05 0,03 0,04 0,02

2.2.2. KÝch th−íc h¹t m−a

§−êng kÝnh h¹t m−a ¶nh h−ëng rÊt lín ®Õn c©y trång vµ ®Êt canh t¸c. Çc



mÇm l¸ non rÊt nh¹y c¶m víi t¸c ®éng c¬ häc cña h¹t m−a ®ång thêi ¶nh

h−ëng ®Õn chÊt l−îng t−íi, kh¶ n¨ng hót Èm cña ®Êt vµ tuú theo lo¹i c©y trång

vµ thêi kú sinh tr−ëng cña chóng. NÕu kÝch th−íc h¹t m−a qu¸ lín th× sÏ lµm

cho r¸ch l¸ dËp bóp, rông hoa qu¶ non thËm trÝ nã sÏ g©y xãi mßn ®Êt mµu

d−íi gèc c©y, ng−îc l¹i nÕu kÝch th−íc h¹t m−a qu¸ nhá th× dÔ bÞ giã thæi vµ

khi ®ã sÏ l·ng phÝ n−íc khi kh«ng t−íi ®óng vÞ trÝ. Th«ng th−êng khi t−íi cho

gièng rau non cã l¸ máng th× ®−êng kÝnh kÝch th−íc h¹t m−a lµ vµo kho¶ng

0,4mm ®Õn 1,6mm. §−êng kÝnh lç vßi phun cµng nhá hay ¸p lùc ë ®Çu vßi

cµng lín th× ®−êng kÝnh h¹t m−a cµng nhá, tøc lµ ®−êng kÝnh h¹t m−a tû lÖ

thuËn víi ®−êng kÝnh lç vßi phun vµ tû lÖ nghÞch víi ¸p lùc ë ®Çu vßi phun.

§−êng kÝnh h¹t m−a rÊt khã ®o ®Ó x¸c ®Þnh cì to nhá cña h¹t m−a th× theo t¸c

gi¶ NguyÔn Thanh Tïng trong “Thuû lùc vµ cung cÊp n−íc trong N«ng

nghiÖp” Nhµ xuÊt b¶n §¹i häc vµ Trung häc chuyªn nghiÖp, Hµ Néi (1981) ®·

®−a ra c«ng thøc x¸c ®Þnh ®é th« cña h¹t t−íi phun m−a lµ: K=

Hd (2-9).

Trong ®ã: d- §−êng kÝnh cña lç vßi phun(mm).

H- ¸p lùc ë miÖng vßi phun (mH2O).

Theo quy ®Þnh chung cña Quèc tÕ th× ®é th« cña h¹t m−a

K > 0.5 Dïng cho t−íi cá vµ ®Êt çt.

K = 0,3 ÷ 0,5 Dïng cho t−íi rau mµu ®· cøng c©y vµ c©y ¨n qu¶.

K = 0,1 ÷ 0,3 Dïng cho t−íi c©y cßn non yÕu hay ®Êt nÆng.

Theo kinh nghiÖm thùc tiÔn trång rau nªn chän vßi phun cã ®−êng kÝnh d=1,5

÷ 9 mm víi ¸p lùc ë miÖng vßi phun kho¶ng 20 ÷ 40 mH2O.

2.2.3. §é ®ång ®Òu khi t−íi

Møc ®é ®ång ®Òu khi t−íi phun lµ møc ®é ph©n bè ®ång ®Òu l−îng m−a

trªn diÖn tÝch t−íi phun. Theo NguyÔn Thanh Tïng(1981) th× møc ®é ®ång

®Òu cña kü thuËt phun m−a cã thÓ ®¸nh gi¸ b»ng hÖ sè ®ång ®Òu K.



K=|| oo

oδδ

δΔ+

(2-10).

|| oδΔ = n

o∑ − || δδ (2-111).

Trong ®ã :

oδ - C−êng ®é t−íi phun b×nh qu©n trªn diÖn tÝch t−íi phun.

δ - C−êng ®é t−íi phun thùc tÕ cña çc ®iÓm trªn diÖn tÝch ®ã b»ng vò

l−îng kÕ.

n - Sè vò l−îng kÕ ®· dïng ®Ó quan tr¾c.

§é ®Òu phun m−a chÞu ¶nh h−ëng cña çc yÕu tè nh−: KiÓu vßi phun,

¸p lùc vßi phun, ®é cao vµ h−íng ®Æt vßi phun, ®iÒu kiÖn khÝ hËu thêi tiÕt ®Æc

biÖt lµ ®iÒu kiÖn giã cã ¶nh h−ëng lín ®Õn sù ph©n bè h¹t m−a.

DiÖn tÝch t−íi th−êng cã d¹ng h×nh trßn v× vËy çc vßng trßn phun cña çc

vßi phun ph¶i chêm lªn nhau ®Ó ®¶m b¶o ®é ®ång ®Òu khi t−íi.

H×nh 2-1. Bè trÝ kho¶ng çch gi÷a çc vßi phun.

a:T−íi kh«ng chêm, b: T−íi chêm

2.2.4. N¨ng suÊt t−íi phun m−a

N¨ng suÊt t−íi phun ®−îc ®¸nh gi¸ b»ng diÖn tÝch do m¸y phun cã thÓ phô

tr¸ch t−íi trong thêi gian nhÊt ®Þnh.

DiÖn tÝch ®ã cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

m

tQ.

...4,86αβω = (ha) (2-12).



Trong ®ã:

β - HÖ sè sö dông thêi gian tøc lµ tû sè gi÷a sè giê lµm viÖc cña m¸y

víi sè giê trong mét ngµy ®ªm.

t - Thêi gian t−íi ®· quy ®Þnh trong gi¶n ®å t−íi cho tõng lo¹i c©y

trång.

m - Møc t−íi cña lo¹i c©y trång ®ã (m3/ha).

α - HÖ sè sö dông.

Q - L−u l−îng cña m¸y b¬m (l/s).

Cã: Q = n. Qo (2-13).

n - Sè ®Çu phun cïng lµm viÖc.

Qo - L−u l−îng cña vßi phun hoÆc çnh phun.

TrÞ sè Qo ®−îc x¸c ®Þnh tuú theo çc lo¹i m¸y vµ vßi phun.

N NÕu lµ lo¹i m¸y phun gÇn th×: Qo = 60... olb δ (2-14).

Trong ®ã :

b - ChiÒu réng phun cña çnh phun (m).

l - ChiÒu dµi cña çnh phun.

δo- C−êng

N NÕu lµ lo¹i m¸y phun xa: Qo = 60

....2 noR δπ (2-15).

Trong ®ã :

R- B¸n kÝnh phun (m).

δo- C−êng ®é phun khi vßi quay (mm/ph).

n- Sè vßng quay trong mét phót.

2.2.5. TÇm xa lý thuyÕt cña dßng tia

§Ó lËp ph−¬ng tr×nh chuyÓn ®éng tÇm xa cña dßng t−íi phun r¬i tù do

ta lÊy mét chÊt ®iÓm M lµ mét h¹t m−a vµ xÐt ph−¬ng tr×nh chuyÓn ®éng cña

nã.



H×nh 2-2 S¬ ®å cña lùc t¸c dông lªn giät n−íc vµ quü ®¹o chuyÓn ®éng

§Ó lo¹i trõ thµnh phÇn quay cña dßng tia phun r¬i tù do ta xÐt chuyÓn

®éng cña nã trªn mÆt ph¼ng XOY.

Khi rêi vßi phun, h¹t m−a vËn ®éng trong kh«ng khÝ vµ nã chÞu lùc c¶n

cña kh«ng khÝ ( D = Cv * V2 ) träng lùc G vµ lùc c¶n cña giã V t¹i khu vùc

t−íi. Gi¶ sö vËn tèc giã cã gi¸ trÞ lµ V vµ cã ph−¬ng song song víi trôc OX t¹o

víi ph−¬ng phun tia cña n−íc mét gãc θ nh− h×nh vÏ H×nh 2-2. Th× khi ®ã

theo ®Þnh luËt II Newton ta cã ph−¬ng tr×nh chuyÓn ®éng cña chÊt ®iÓm M

trong hÖ to¹ ®é XOY:

⎪⎪

⎩

⎪⎪

⎨

⎧

±−=

−=

θρ

θρ

sin.2

....

cos.2

....

2

22

2

2

22

2

VSCvmgdt

ydm

VSCvdt

xdm

(2-16).

Trong ®ã :

m - Khèi l−îng giät m−a.

V - VËn tèc r¬i cña h¹t.

Y - Tung ®é (Gi¶ sö trôc OY h−íng xuèng d−íi vµ gèc to¹ ®é lµ ®iÓm

h¹t m−a b¾t ®Çu r¬i.

g - Gia tèc r¬i tù do.

Cv - HÖ sè c¶n cña h¹t m−a khi chuyÓn ®éng.



ρ2 - Tû träng cña kh«ng khÝ.

S - DiÖn tÝch tiÕt diÖn h¹t m−a.

θ - Gãc nghiªng cña vÐc t¬ vËn tèc V ®èi víi trôc hoµnh.

Sau khi biÕn ®æi cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc tÇm xa lý thuyÕt cña chuyÓn ®éng dßng

tia khi bá qua søc c¶n cña kh«ng khÝ:

Rm = VO2.sin2θO/g (2-17).

Víi søc c¶n cña kh«ng khÝ th× tÇm xa thùc tÕ cña dßng tia sÏ nhá h¬n tÇm

xa lý thuyÕt mét kho¶ng çch (R tæn thÊt) vµ ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

R.tgθO - ttlt

O

RRtgR−θ.2

= 0 (2-18).

ChuÈn sè Frud x¸c ®Þnh lùc qu¸n tÝnh cña chuyÓn ®éng chÊt láng vµ lùc

hÊp dÉn theo tiÕt diÖn thu nÐn cña dßng tia phun lµ mét trong çc th«ng sè ®ãng

vai trß quyÕt ®Þnh ®èi víi tÇm xa lý thuyÕt t−¬ng ®èi cña quü ®¹o tia phun.

D0 = DC (1 - 1,6 sin2α ) (2-19).

Trong ®ã:

D0 - §−êng kÝnh cña tiÕt diÖn thu nÐn.

DC - §−êng kÝnh vßi phun.

α - Gãc thu cña vßi (α = 15÷180°)

Qua tÝnh to¸n çc th«ng sè trªn ta tiÕn hµnh thö nghiÖm víi çc th«ng

sè ®Ó chän ra mét hÖ thèng cã çc hÖ sè t−íi phï hîp vµ cho hiÖu qu¶ kinh tÕ

cao nhÊt. Theo kÕt qu¶ thö nghiÖm cña t¸c gi¶ §inh C«ng Th¾ng, D−¬ng V¨n

ThiÒu (1979) trong Sæ tay trång rau, Nhµ xuÊt b¶n N«ng NghiÖp, Hµ Néi khi

thiÕt kÕ hÖ thèng t−íi víi çc th«ng sè:

. §−êng kÝnh lç cña vßi phun: d = 4mm.

. Gãc cña vßi phun so víi ph−¬ng quü ®¹o chuyÓn ®éng cña dßng tia

phun. θ = 60°; 64°; 68°;

. Gãc lÖch t©m ( gãc lÖch cña vßi phun so víi ph−¬ng th¼ng ®øng)

α = 5° Khi ®ã ta cã çc b¶ng th«ng sè sau:



B¶ng 2 - 3 KÕt qu¶ thö nghiÖm vßi phun víi çc th«ng sè kü thuËt:

( d= 4mm, θ = 60°, α = 5°)

Th«ng sè

Sè TT

¸p lùc ë ®Çu vßi phun P

(Kg/cm2)

Bán kính tia phun R (m)

ChiÒu cao tia phun H (mH20)

L−u l−îng n−íc qua vßi phun

(l/ph)

1 1,1 5,20 2,22 17,2

2 1,4 5,80 2,34 16,5

3 1,8 5,95 2,55 15,95

4 2,2 6,2 2,60 14,37

5 2,4 6,48 2,70 12,41

6 2,6 6,62 2,80 11,27

7 2,8 6,90 2,90 10,1


( d= 4mm, θ = 64°, α = 5°)

Th«ng sè

Sè TT


(Kg/cm2)

B¸n kÝnh tia phun R

(m)



(l/ph)

1 1,1 5,40 2,43 17,5

2 1,3 5,47 2,50 16,7

3 1,6 5,91 2,63 15,9

4 1,8 6,12 2,72 15,2

5 2,2 6,43 2,80 14,1

6 2,5 6,72 2,90 12,3

7 2,7 7,00 3,01 11,0




( d= 4mm, θ = 68°, α = 5°)

Th«ng sè

Sè TT

¸p lùc ë ®Çu vßi phun P (Kg/cm2)


(m)



(l/ph)

1 1,10 5,10 2,33 17,6

2 1,30 5,35 2,45 16,8

3 1,65 5,65 2,66 16,2

4 2,00 5,90 2,71 15,7

5 2,20 6,26 2,79 14,85

6 2,40 6,50 2,85 13,2

7 2,60 6,80 2,90 12,1

Trªn c¬ së kÕt qu¶ thu ®−îc trªn çc b¶ng 2 - 3, 2 - 4, 2 - 5 ta nhËn thÊy

mÆc dï çc vßi phun cã cïng ®−êng kÝnh lç vßi phun cã kÕt cÊu t−¬ng tù th× ta

thÊy víi gãc cña vßi phun so víi ph−¬ng quü ®¹o chuyÓn ®éng cña dßng tia

phun. θ = 64° th× chÞu ¶nh h−ëng bëi giã lµ Ýt nhÊt vµ cã b¸n kÝnh phun xa

nhÊt do ®ã çc th«ng sè kü thuËt tèi −u ®−îc lÊy theo tr−êng hîp nµy.

2.2.6 Ph©n lo¹i, lùa chän vßi phun vµ ®−êng èng phôc vô s¶n xuÊt rau an toµn

a. Vßi phun

Vßi phun lµ mét trong sè nh÷ng bé phËn quan träng trong hÖ thèng t−íi

phun m−a, nã lµ bé phËn quyÕt ®Þnh t¹o ®é to nhá cña h¹t m−a vµ ®é ®ång ®Òu

khi t−íi. Trªn thùc tÕ cã nhiÒu lo¹i vßi phun:

* Theo cÊu t¹o ta cã thÓ chia vßi phun lµm 2 lo¹i

. Vßi phun ly t©m

N−íc tõ m¸y b¬m cã ¸p lùc tíi lç phun, phun ra víi mét ¸p suÊt nhÊt ®Þnh

®Ëp vµo ®Ønh chap vµ ®Ëp chë l¹i, khi ®ã n−íc sÏ bÞ xÐ ra thµnh tõng giät m−a



ph©n bè ®Òu trªn mét diÖn tÝch h×nh trßn. Vßi phun lo¹i nµy dïng ¸p lùc thÊp

vµ tÇm phun gÇn cã b¸n kÝnh phun R ≤ 5m phôc vô tèt cho viÖc t−íi rau, hoa ë

quy m« nhá.

. Vßi phun tia

§Ó dßng tia phun ®i xa khái vßi phun, th−êng ®−îc l¾p thiÕt bÞ chØnh dßng.

§èi víi çc m¸y phun tia cã ¸p lùc cao th−êng l¾p 2 vßi : Vßi phun xa vµ vßi

phun gÇn. (H×nh 2-4)

N−íc tõ ®−êng èng vµo th©n vßi phun 1 qua c¬ cÊu dÉn h−íng 10 vµ qua

lç vßi 9 ®Ó t−íi n−íc cho c©y trång. Mét phÇn n−íc qua lç vßi 12 phun vµo c¬

cÊu ph¶n x¹ cña ®oµn g¸nh 2, lµm quay ®ßn g¸nh 2 quanh chèt gi÷a 7. Nhê lß

xo 6, ®ßn g¸nh 2 quay ng−îc chë l¹i ®Ëp vµo gê tùa 8 lµm quay th©n vßi. Sau

®ã dßng tia tõ vßi ra l¹i lµm quay ®ßn g¸nh 2 vµ qu¸ tr×nh trªn lÆp l¹i. Nh− vËy

trong khi t−íi vßi sÏ tù ®éng quay trßn xung quanh trô cña nã vµ t−íi thµnh

vßng trßn cã b¸n kÝnh b»ng ®é phun xa cña vßi.



* Theo ¸p lùc ®Çu vßi phun ta cã thÓ chia vßi phun lµm 3 lo¹i:

- Lo¹i vßi phun ¸p lùc thÊp, b¸n kÝnh tÇm phun nhá: Tiªu hao n¨ng

l−îng t−¬ng ®èi Ýt, h¹t m−a nhá, ®é ®ång ®Òu t−íi t−¬ng ®èi cao phï hîp t−íi

diÖn tÝch nhá, v−ên rau, c©y non, v−ên c©y trong nhµ kÝnh.

- Lo¹i vßi phun ¸p lùc trung b×nh, b¸n kÝnh tÇm phun trung b×nh: §é

®ång ®Òu t−íi t−¬ng ®èi cao, h¹t m−a vµ c−êng ®é phun trung b×nh. ThÝch hîp

ë v−ên c©y ¨n qu¶, diÖn tÝch lín vµ çc lo¹i ®Êt.

- Lo¹i vßi phun ¸p lùc cao, b¸n kÝnh tÇm phun lín: Tiªu hao n¨ng l−îng

lín, khèng chÕ diÖn tÝch t−íi lín, hiÖu suÊt t−íi cao, h¹t m−a to. ThÝch hîp

t−íi c©y trång diÖn tÝch lín, ®ång cá.



¸p lùc ®Çu vßi

(m) cét n−íc

B¸n kÝnh tÇm phun (m)

L−u l−îng phun

(lÝt/giê) 1. ¸p lùc ®Çu vßi thÊp, b¸n kÝnh tÇm phun nhá

10 ÷ 20 5 ÷ 14 300 ÷ 2.500

2. ¸p lùc ®Çu vßi trung b×nh, b¸n kÝnh tÇm phun

trung b×nh 20 ÷ 50 14 ÷ 40 800 ÷ 40.000

3. ¸p lùc ®Çu vßi cao, b¸n kÝnh tÇm phun lín 50 ÷ 80 > 40 > 40.000

Theo h×nh thøc kÕt cÊu ta cã thÓ chia vßi phun lµm çc lo¹i:

*Vßi phun kiÓu xÐ n−íc: T¹o thµnh lµn n−íc máng phun ra xung quanh

d−íi d¹ng h×nh trßn hoÆc h×nh qu¹t vµ trong qu¸ tr×nh phun çc bé phËn ®Òu

cè ®Þnh nªn cßn gäi lµ vßi phun cè ®Þnh. Lo¹i vßi phun nµy cã kÕt cÊu ®¬n

gi¶n, ch¾c ch¾n,¸p lùc lµm viÖc thÊp, b¸n kÝnh phun bÐ, c−êng ®é phun cao

phï hîp t−íi ë c«ng viªn, th¶m cá, c©y xanh, v−ên −¬m, nhµ kÝnh. Theo kÕt

cÊu ph©n thµnh 3 lo¹i:

* Vßi phun kiÓu tia ®æi h−íng: Çc bé phËn bao gåm ®Çu phun, chãp xÐ

n−íc vµ gi¸ ®ì. Khi vËn hµnh dßng n−íc tõ ®Çu vßi phun ra ®Ëp vµo chãp xÐ

n−íc t¹o thµnh lµn n−íc máng to¶ ra xung quanh gÆp søc c¶n kh«ng khÝ h×nh

thµnh çc h¹t m−a nhá r¬i xuèng ®Êt.

* Vßi phun kiÓu khe hë: ë ®Çu vßi t¹o ra mét khe hë ®Ó dßng n−íc phun ra

tõ ®ã ph©n t¸n ®ång ®Òu, thµnh h¹t m−a nhá. Khe hë ®Æt nghiªng so víi mÆt

ph¼ng mét gãc 30˚ ®Ó phun ®−îc xa.

* Vßi phun kiÓu ly t©m: Çc bé phËn cÊu thµnh gåm: Th©n vßi vµ ®Çu vßi

d¹ng buång xo¸y. Do kÕt cÊu cña vßi phun nªn dßng n−íc phun ra mang tèc

®é ly t©m, gÆp søc c¶n kh«ng khÝ bÞ ph©n thµnh h¹t m−a r¬i xuèng ®Êt.

- Vßi phun kiÓu dßng tia: Çc bé phËn gåm ®Çu vßi, th©n vßi, c¬ cÊu xÐ

n−íc, c¬ cÊu quay. Do kÕt cÊu cña vßi phun nªn t¹o thµnh dßng xo¸y trong lµn



n−íc phun ra tõ vßi phun khi nã gÆp bé phËn xÐ n−íc. Cã thÓ ®iÒu chØnh tèc

®é nhanh, chËm cña c¬ cÊu quay. Theo c¬ cÊu quay cã thÓ ph©n thµnh 3 lo¹i:

- Vßi phun kiÓu va ®Ëp: Vßi phun quay ®−îc nhê dßng n−íc t¸c ®éng

vµo tÊm lÖch dßng vµ tÊm h−íng dßng l¾p trªn cÇn l¾p cã g¾n lß xo g©y ra va

®Ëp vµo vßi phun. Lo¹i vßi nµy kÕt cÊu ®¬n gi¶n, ®−îc øng dông ë nhiÒu n−íc

nh−ng cã nh−îc ®iÓm lµ khi l¾p kh«ng c©n tèc ®é quay sÏ kh«ng ®Òu vµ ¶nh

h−ëng cña giã sÏ lµm bé phËn quay kh«ng ®Òu.

- Vßi phun kiÓu b¸nh r¨ng: Vßi phun quay ®−îc nhê dßng n−íc phun ra

tõ ®Çu vßi va ®Ëp vµo b¸nh c«ng t¸c kÐo c¬ cÊu quay. Do tèc ®é cña b¸nh

c«ng t¸c qu¸ nhanh (1000 vßng/phót) trong khi tèc ®é quay cña vßi chËm (3 ÷

5 vßng/phót) v× vËy ta cÇn ph¶i cã bé phËn ®iÒu tèc.

- Vßi phun kiÓu ph¶n lùc: Vßi phun quay ®−îc nhê t¸c ®éng cña m«

men quay do ph¶n lùc cña dßng n−íc khi tho¸t ra khái miÖng vßi.

b. §−êng èng

§−êng èng lµ bé phËn quan träng trong hÖ thèng t−íi phun m−a vµ nã

ph¶i ®¶m b¶o çc yªu cÇu sau:

Cã thÓ chÞu ®−îc ¸p lùc lµm viÖc thiÕt kÕ: Kh¶ n¨ng chÞu ¸p lùc cña

®−êng èng phô thuéc vµo chÊt l−îng vËt liÖu, quy çch èng vµ çch l¾p ghÐp

do ®ã khi ®−a ra ®−îc ¸p lùc thiÕt kÕ th× ta ph¶i chän çc tÝnh chÊt cña ®−êng

èng sao cho phï hîp.

Cã kh¶ n¨ng t¶i ®−îc l−u l−îng thiÕt kÕ.

Cã kh¶ n¨ng chèng ¨n mßn va ®Ëp ®Ó kÐo dµi tuæi thä cña c«ng tr×nh.

ThuËn tiÖn trong vËn chuyÓn vµ l¾p ®Æt.

Quy çch kÝch th−íc èng ®−îc tiªu chuÈn ho¸.

Gi¸ thµnh h¹.

* Çc lo¹i ®−êng èng:

Tuú thuéc vµo môc ®Ých t−íi cña hÖ thèng mµ ta cã çc hÖ thèng ®−êng

èng kh¸c nhau. Trªn thùc tÕ gåm cã çc lo¹i ®−êng èng l¾p ®Æt cho hÖ thèng:



Dùa vµo tæn thÊt n¨ng l−îng hw trong èng ta cã çc lo¹i ®−êng èng

⊕ §−êng èng ng¾n : Lµ ®−êng èng cã chiÒu dµi kh«ng ®¸ng kÓ, tæn thÊt

côc bé lµ chñ yÕu (hwc > 0,1hw). VÝ dô èng hót b¬m ly t©m, ®−êng èng dÉn

nhiªn liÖu, dÇu b«i tr¬n trªn çc ®éng c¬…

⊕ §−êng èng ®¬n gi¶n: Lµ lo¹i ®−êng èng cã chiÒu lín, tæn thÊt n¨ng

l−îng däc ®−êng lµ chñ yÕu (hwc< 0,1hw). VÝ dô ®−êng èng trong hÖ thèng cÊp

tho¸t n−íc, dÉn nhiªn liÖu tíi çc n¬i ph©n bè.

Dùa vµo ®iÒu kiÖn thuû lùc vµ cÊu tróc ®−êng èng ta cã çc lo¹i ®−êng èng:

⊕ §−êng èng ®¬n gi¶n: Lµ ®−êng èng cã ®−êng kÝnh d hoÆc l−u l−îng Q

kh«ng ®æi däc theo chiÒu dµi ®−êng èng (H×nh 2-5 a)

⊕ §−êng èng phøc t¹p : Lµ ®−êng èng cã d vµ Q thay ®æi tøc hÖ thèng

®−êng èng bao gåm nhiÒu ®o¹n ®−êng èng ®¬n gi¶n ghÐp l¹i, ®−êng èng cã

thÓ ph©n nh¸nh song song hoÆc ènh cã m¹ch vßng kÝn (H×nh 2-5 b)

Do trong hệ thèng t−íi rau bao gồm một đường èng chÝnh vµ çc ph©n

nh¸nh cã d¹ng nh− (H×nh 2-5 c) khi ®ã ®Ó tÝnh to¸n thuû lùc ®−êng èng ta cÇn

x¸c ®Þnh çc th«ng sè qua yªu cÇu cña hÖ thèng:

- B¸n kÝnh ®−êng èng di.

- ChiÒu dµi tõng ph©n ®o¹n èng li.

- HÖ sè tæn thÊt côc bé trªn ®−êng èng ξ.

- HÖ sè ma s¸t λ.

- VËn tèc dßng ch¶y cho phÐp v.

o NÕu ch¶y tÇng λ = Re64

o NÕu ch¶y rèi λ = Cg8

Trong ®ã:Re: hÖ sè Reynolds.

g: Gia tèc träng tr−êng.

C: HÖ sè phô thuéc vµo hÖ sè nh¸m n vµ b¸n kÝnh thuû lùc R.

- Khi ®ã l−u l−îng t¹i çc ®Çu vßi Qi ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:



Qi = v. 2

13.1⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ di

L−u l−îng t¹i ®Çu èng chÝnh lµ: Q = ∑ =

=

nni

iQi

1 (2-20).

- TrÞ sè cét ¸p cÇn thiÕt ë ®Çu hÖ thèng ®−êng èng ®−îc x¸c ®Þnh theo

c«ng thøc: H = nn . Qgdd

l

ii

i42 .

8∏⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+∑ λξ (2-21).

nn: Sè nh¸nh.

H×nh 2-6:HÖ thèng b¬m ®Èy

2.2.7. Çc th«ng sè c¬ b¶n lùa chän m¸y b¬m

Ta xÐt mét tr−êng hîp cô thÓ lµm viÖc trong mét hÖ thèng ®−êng èng trªn

h×nh 2-6. Trong ®ã:

Zh- ChiÒu cao hót.

Zd- ChiÒu cao ®Èy.

ΔZ- Chªnh lÖch ®é cao gi÷a miÖng vµo vµ miÖng ra cña b¬m.

Z - Cao tr×nh cña b¬m.

P1- ¸p suÊt trªn mÆt tho¸ng bÓ hót.

P2- ¸p suÊt t¹i miÖng vµo cña b¬m.

P3- ¸p suÊt t¹i miÖng ra cña b¬m



P4- ¸p suÊt trªn mÆt tho¸ng bÓ chøa.

C- Ch©n kh«ng kÕ l¾p ra ë miÖng vµo cña b¬m.

A- ¸p kÕ l¾p ë miÖng ra cña b¬m.

K1- Kho¸ trªn èng hót.

K2- Kho¸ trªn èng ®Èy.

L- Dông cô ®o l−u l−îng.

γ- Träng l−îng riªng cña chÊt láng (N/m3),(KG/m3)

a. L−u l−îng

L−u l−îng cña b¬m lµ l−îng chÊt láng do b¬m truyÒn ®i trong mét ®¬n vÞ

thêi gian, ký hiÖu lµ Q, ®¬n vÞ ®o (m3/h), (m3/s), (l/s).

b. Cét ¸p

Cét ¸p cña b¬m lµ n¨ng l−îng ®¬n vÞ mµ b¬m truyÒn ®−îc cho chÊt láng,

ký hiÖu H, ®¬n vÞ ®o (mH20).

H = E3 - E2 = ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛Δ+++ Zh

gvPZZn

gvP

222

233 22

γγ (2-22)

H = γ

23 PP − + Zgvv

Δ+−

223 22

(2-23)

c. C«ng suÊt vµ hiÖu suÊt

- C«ng suÊt thuû lùc Ntl (c«ng suÊt h÷u Ých) cña b¬m lµ c«ng suÊt dïng ®Ó

truyÒn träng l−îng cña l−u l−îng Q víi cét ¸p H:

Ntl = 1000

.. HQγ (kW) (2-24)

Trong ®ã:γ - Träng l−îng riªng cña chÊt láng (N/m3)

Q - L−u l−îng cña b¬m (m3/s)

H - Cét ¸p toµn phÇn cña b¬m (mH20)

C«ng suÊt ®ßi hái trªn trôc cña b¬m cÇn ph¶I lín h¬n c«ng suÊt thuû lùc Ntl v×

b¬m ph¶i tiªu hao mét phÇn n¨ng l−îng ®Ó bï vµo çc tæn thÊt thuû lùc, tæn

thÊt ma s¸t gi÷a çc bé phËn lµm viÖc cña b¬m…

N = η

γη 1000

.. HQNtl= (kW) (2-25)

η < 1 : HiÖu suÊt toµn phÇn cña b¬m (%).



2.3. ThiÕt kÕ hÖ thèng t−íi phun m−a

Tr×nh tù thiÕt kÕ hÖ thèng t−íi phun m−a bao gåm çc b−íc sau:

1. §iÒu tra kh¶o s¸t tµi liÖu

§iÒu tra kh¶o s¸t thu thËp çc tµi liÖu c¬ b¶n nh−: §Þa h×nh, ®Þa chÊt thuû

v¨n, khÝ t−îng, trªn c¬ së ®iÒu kiÖn tù nhiªn, kinh tÕ x· héi ph©n tÝch tÝnh cÊp

thiÕt ®Çu t− hÖ thèng phun m−a. Quy ho¹ch bè trÝ hÖ thèng gåm bÓ chøa, kªnh

dÉn. Tõ ®ã tÝnh to¸n vËt liÖu, thiÕt bÞ, kinh phÝ vµ hiÖu qu¶ ®Çu t− hÖ thèng

t−íi phun m−a.

2. Chän vßi phun vµ s¬ ®å bè trÝ vßi phun.

- Chän vßi phun: C¨n cø çc th«ng sè mµ nhµ s¶n xuÊt yªu cÇu nh− lo¹i

®Êt, ®iÒu kiÖn khÝ hËu tõ ®ã cã çc chØ sè nh− ¸p suÊt, b¸n kÝnh phun, l−u

l−îng vßi tõ ®ã ta chän lo¹i vßi phun phï hîp víi bµi to¸n.

- S¬ ®å bè trÝ vßi phun: Bao gåm x¸c ®Þnh h−íng bè trÝ çc èng nh¸nh, s¬

®å bè trÝ tæ hîp vßi, kho¶ng çch gi÷a çc vßi däc theo èng nh¸nh vµ kho¶ng

çch gi÷a çc nh¸nh.

+ Ph−¬ng h−íng bè trÝ èng nh¸nh: Ta ph¶i c¨n cø vµo h−íng gieo trång,

h−íng dèc mÆt ®Êt vµ h−íng giã.

+ S¬ ®å bè trÝ tæ hîp vßi: Bao gåm çc s¬ ®å cã d¹ng nh− sau:

(a) Tæ hîp vßi h×nh vu«ng (b) Tæ hîp vßi h×nh tam gi¸c ®Òu.

(c) Tæ hîp vßi h×nh ch÷ nhËt (d) Tæ hîp vßi h×nh tam gi¸c c©n.

H×nh 2-7: S¬ ®å bè trÝ tæ hîp vßi phun m−a.



- X¸c ®Þnh kho¶ng çch tæ hîp vßi: Kho¶ng çch vßi cã quan hÖ trùc tiÕp

víi b¸n kÝnh phun. ViÖc x¸c ®Þnh kho¶ng çch tæ hîp cã nhiÒu çch trong ®ã

cã ph−¬ng ph¸p tæ hîp h×nh häc lµ ph−¬ng ph¸p ®−îc −a dïng. Theo ph−¬ng

ph¸p nµy th× toµn bé diÖn tÝch ®−îc t−íi phñ kÝn, kh«ng bá sãt. Trªn c¬ së çc

h×nh thøc t−íi cña vßi (ch÷ nhËt hoÆc tam gi¸c), sö dông ph−¬ng ph¸p ®å gi¶i,

lÊy b¸n kÝnh thiÕt kÕ( b¸n kÝnh phun hiÖu qu¶ ) theo c«ng thøc (2-25) lµm c¨n

cø ®å gi¶i.

RTK = K.R (2-26)

Trong ®ã: RTK . B¸n kÝnh phun thiÕt kÕ.

K . HÖ sè æn ®Þnh. K = 0,7 - 0,9.

R . B¸n kÝnh phun (m) cã thÓ tra trong b¶ng th«ng sè

kü thuËt cña s¶n phÈm vßi phun.

3. Bè trÝ s¬ ®å hÖ thèng t−íi phun m−a

* Chän lo¹i s¬ ®å: S¬ ®å hÖ thèng t−íi phun kiÓu ®−êng èng th−êng ¸p

dông theo hai çch: HÖ thèng cè ®Þnh vµ hÖ thèng b¸n di ®éng tuú thuéc yªu

cÇu mµ ta lùa chän çch bè trÝ sao cho phï hîp.

4. TÝnh to¸n chÕ ®é t−íi phun m−a

X¸c ®Þnh møc t−íi thiÕt kÕ:

MTK = 10 .H. GV.(βmax- βmin).η1 (2-27)

Trong ®ã: MTK .Møc t−íi thiÕt kÕ (m3/ha).

H .§é s©u líp ®Êt t−íi (mm).

GV .Dung träng ®Êt kh« (T/m3).

η . HÖ sè hiÖu Ých t−íi phun m−a: η = 0,8-0,95.

βmax . §é Èm tèi ®a ®ång ruéng.

βmin . §é Èm giíi h¹n d−íi cho phÐp. βmin = 70 ÷ 80% βmax

Chu kú t−íi thiÕt kÕ:( kho¶ng çch thêi gian gi÷a hai lÇn t−íi).

TTK- Chu kú t−íi (ngµy)



E - C−êng ®é hao n−íc b×nh qu©n cña c©y trång, th−êng lÊy thêi

kú sinh tr−ëng cña c©y trång cã trÞ sè cao nhÊt.

Thêi gian t−íi mçi lÇn

t = η..1000

..q

Mba TK (2-28)

Trong ®ã: a. Kho¶ng çch gi÷a çc vßi phun.

b. Kho¶ng çch gi÷a çc ®−êng èng nh¸nh.

MTK. Møc t−íi thiÕt kÕ.

η . HÖ sè hiÖu Ých t−íi phun m−a: η = 0,8-0,95.

q. L−u l−îng vßi.( m3/s).

q = μ.ω gh2 (2-29)

μ . HÖ sè l−u l−îng.

ω . TiÕt diÖn th«ng n−íc ®Çu vßi( m2) ®èi víi vßi h×nh trßn.

ω=π.d2/4 (2-30)

d . §−êng kÝnh trong ®Çu vßi (m).

h . Cét n−íc ®Çu vßi (m).

g . Gia tèc träng tr−êng m/s2.

5. X¸c ®Þnh chÕ ®é ho¹t ®éng cña hÖ thèng t−íi phun

- Sè vßi phun ho¹t ®éng ®ång thêi np

nP = TKTn

N.

(2-31)

N: Tæng sè vßi phun.

n : Sè vÞ trÝ di chuyÓn trong mçi ngµy cña vßi

6. TÝnh to¸n l−u l−îng cña èng chÝnh, èng nh¸nh t−íi phun m−a.

a. TÝnh to¸n l−u l−îng ®Çu vµo èng nh¸nh

Qn = nV.q (2-32)

Qn - L−u l−îng ®Çu vµo èng nh¸nh (l/giê)

q - L−u l−îng b×nh qu©n cña çc vßi phun m−a trªn èng nh¸nh

nV- Sè l−îng vßi trªn mét èng nh¸nh.



b. TÝnh to¸n l−u l−îng ®Çu vµo èng chÝnh

QC = 2.N.Qn (2-33)


N - Sè l−îng hµng èng nh¸nh (chiÕc)

Sè 2 chØ mét èng nh¸nh ®−îc b¾t vµo hai bªn cña èng chÝnh ®èi diÖn nhau

7. TÝnh to¸n thuû lùc:

* TÝnh to¸n thuû lùc èng nh¸nh t−íi phun m−a:

TÝnh to¸n thuû lùc ®−êng èng lµ c«ng viÖc x¸c ®Þnh tæn thÊt cét n−íc vµ

®−êng kÝnh èng nh¸nh.

X¸c ®Þnh tæn thÊt ®−êng dµi cña èng nh¸nh:

hf = b

m

dLQf .. (2-34)

hf : Tæn thÊt ®−êng dµi èng nh¸nh (m).

Q : L−u l−îng ®Çu èng nh¸nh (m3/giê).

L : ChiÒu dµi èng nh¸nh (m).

d : §−êng kÝnh trong cña èng nh¸nh (mm).

f : HÖ sè ma s¸t ®−êng dµi.

m, b : Ph©n biÖt chØ sè l−u l−îng vµ chØ sè ®−êng kÝnh, f, m, b tra b¶ng.

VËt liÖu èng

èng bª t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp:

f m B

n = 0,013 1,312 x 10 6 2 5,33

n = 0,014 1,516 x 10 6 2 5,33

n = 0,015 1,749 x 10 6 2 5,33

èng thÐp cò, èng gang cò 6,25 x 10 6 1,9 5,10

èng xi m¨ng sîi thuû tinh 1,455 x 10 6 1,85 4,89

èng chÊt dÎo 0,948 x 10 6 1,77 4,77

èng nh«m, èng nh«m hîp kim 0,861 x 10 6 1,74 4,74



X¸c ®Þnh tæn thÊt côc bé cña èng nh¸nh

Tæng tæn thÊt cét n−íc cña èng nh¸nh

Hn = K. hf’ (2-35)

Hn : Tæng tæn thÊt cét n−íc cña èng nh¸nh(m);

K : HÖ sè ®iÒu chØnh tæn thÊt côc bé cña èng nh¸nh. K = 1,15 ÷ 1,20

h’ : Tæn thÊt ®−êng dµi cña èng nh¸nh cã nhiÒu lç tho¸t n−íc ra (m).

§−êng kÝnh èng nh¸nh

* TÝnh to¸n èng chÝnh t−íi phun m−a

X¸c ®Þnh tæng cét n−íc thiÕt kÕ

H = Zd - ZS + Hd + HV + Σhf + Σhj (2-36)

Trong ®ã:H. Tæng cét n−íc thiÕt kÕ cña hÖ thèng t−íi phun m−a( cét

n−íc b¬m) (m).

Zd. Cao tr×nh mÆt ®Êt t¹i vßi phun ®iÓn h×nh (m).

Zv. Cao tr×nh mÆt n−íc cña nguån n−íc mµ m¸y b¬m hót.(m)

Hd. ChiÒu cao èng ®øng l¾p vßi t¹i vÞ trÝ vßi phun ®iÓn h×nh.

HV. Cét n−íc thiÕt kÕ ®Çu vßi phun (m).

Σhf. Tæng tæn thÊt cét n−íc ®−êng dµi tÝnh tõ van ®¸y èng hót ®Õn vÞ

trÝ vßi phun ®iÓn h×nh (m).

Σhf. Tæng tæn thÊt cét n−íc côc bé tÝnh tõ van ®¸y èng hót ®Õn vÞ trÝ

vßi phun ®iÓn h×nh(m).

Tõ çc th«ng sè l−u l−îng Q, tæng cét n−íc H mµ ta co thÓ tÝnh c«ng

suÊt cña m¸y b¬m.

8. KiÓm tra n−íc va trong ®−êng èng t−íi phun m−a

HiÖn t−îng n−íc va trong ®−êng èng do vËn tèc trong ®−êng èng thay

®æi ®ét ngét g©y ra ¸p lùc t¨ng gi¶m ®ét ngét trong ®−êng èng. Nguyªn nh©n

ph¸t sinh n−íc va trong ®−êng èng gåm:

- Khëi ®éng m¸y b¬m, l−u l−îng, vËn tèc dßng ch¶y thay ®æi, dÉn ®Õn ¸p

lùc trong èng thay ®æi.



- §ãng m¸y b¬m, ®iÖn ng¾t ®ét ngét, sinh dßng ch¶y qu¸n tÝnh trong èng,

g©y ra ¸p lùc ©m dÉn ®Õn n−íc va rÊt nguy hiÓm.

- Thay ®æi sè vßi phun ®ét ngét còng g©y ra n−íc va trong ®−êng èng.

- §ãng më ®ét ngét çc van.

9. ThiÕt kÕ tr¹m b¬m vµ çc c«ng tr×nh phô trî trong hÖ thèng t−íi

phun m−a

10. LËp b¶ng thèng kª vËt liÖu, thiÕt bÞ, phô kiÖn vµ lËp dù to¸n kinh phÝ

11. Ph©n tÝch hiÖu qu¶ kinh tÕ hÖ thèng t−íi phun m−a

2.4. KÕt qu¶ thùc nghiÖm

A). Nh− vËy th«ng qua çc th«ng sè vµ çc b−íc tiÕn hµnh kh¶o s¸t nh−

trªn ta cã thÓ tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng t−íi phun m−a cho mét khu v−ên thÝ

nghiÖm trång rau b¾p c¶i s¹ch nh− sau:

a. Çc th«ng sè thu thËp qua kh¶o s¸t thùc tÕ

- DiÖn tÝch khu v−ên: S = 400 m2.

- Khu v−ên thÝ nghiÖm t¹i khu vùc nhiÖt ®íi Èm ( V−ên thÝ nghiÖm

Khoa N«ng häc - Tr−êng §¹i häc N«ng NghiÖp I Hµ Néi).

- Lo¹i ®Êt trong v−ên: §Êt çt nhÑ.

- Lo¹i ®−êng èng: èng nhùa PVC víi ®−êng èng chÝnh cã ®−êng kÝnh

48mm vµ ®−êng èng nh¸nh lµ 34mm.

b). Çc th«ng sè tÝnh to¸n thiÕt kÕ

C¨n cø vµo çc th«ng sè vµ yªu cÇu ®−a ra ta tiÕn hµnh tÝnh to¸n, thiÕt kÕ

hÖ thèng gåm çc bé phËn sau.

Chän vßi phun lµ phun h×nh trßn mang nh·n hiÖu 501-U 1/2” F M do

h·ng Naan - Israrel cung cÊp víi çc th«ng sè sau:

* L−u l−îng vßi phun



H×nh 2-8: S¬ ®å bè trÝ vßi phun

Q = 0,10 - 0,29 m3/h.

* §−êng kÝnh vßi phun lín nhÊt: D = 16m.

S¬ ®å bè trÝ vßi phun: C¨n cø vµo h−íng gieo trång vµ h−íng ®é dèc

cña ®Êt t«i tiÕn hµnh bè trÝ theo d¹ng tæ hîp vßi h×nh vu«ng. §−êng kÝnh phun

tèi ®a cña vßi phun lµ D = 16m vµ diÖn tÝch khu v−ên lµ S = 400 m2 cho nªn

t«i tiÕn hµnh bè trÝ thµnh hai ®−êng èng nh¸nh ch¹y song song däc theo chiÒu

dµi khu v−ên víi kho¶ng çch gi÷a hai ®−êng nµy lµ 10m, kho¶ng çch gi÷a

hai vßi lµ 10m. Do ®ã trªn diÖn tÝch 400m2 ta chØ cÇn l¾p n = 4 vßi phun cã

l−u l−îng ®· chän cã d¹ng nh− h×nh vÏ sau:

Khi ®ã b¸n kÝnh phun thiÕt kÕ RTK lµ:

RTK = K . R

Trong ®ã: K lµ hÖ sè (0,7 ÷ 0,9)

R b¸n kÝnh phun (8m)

Khi ®ã RTK = 0,8 .8 = 6,4m.

X¸c ®Þnh møc t−íi thiÕt kÕ

MTK = 10 .H. GV.(βmax- βmin).η1

Trong ®ã: MTK .Møc t−íi thiÕt kÕ(m3/ha)



H .§é s©u líp ®Êt t−íi.(mm) chän H = 500mm

GV .Dung träng ®Êt kh« (T/m3) lÊy GV = 4 (T/m3)

η . HÖ sè hiÖu Ých t−íi phun m−a: η = 0,8-0,95 LÊy η = 0,8.

βmax . §é Èm tèi ®a ®ång ruéng. LÊy βmax = 80%

βmin . §é Èm giíi h¹n d−íi cho phÐp. βmin = 70 ÷ 80% βmax = 60%

MTK = 10.500.2.(0,8 - 0,6) 8.0

1 = 2500 (m3/ha).

VËy víi diÖn tÝch khu v−ên ta cã l−îng n−íc t−íi cÇn lµ = 1000m3 n−íc.

Thíi gian t−íi mçi lÇn

t = η..1000

..q

Mba TK

Trong ®ã: a . Kho¶ng çch gi÷a çc vßi phun. a = 10m

b . Kho¶ng çch gi÷a çc ®−êng èng nh¸nh b = 10m

MTK. Møc t−íi thiÕt kÕ. MTK = 2500 (m3/ha)

η . HÖ sè hiÖu Ých t−íi phun m−a: η = 0,8

q . L−u l−îng vßi.( m3/s). q = 0,1 (m3/h)

t = 8,01,0.1000

2500.10.10 = 3125(s) = 0,86 (h).

L−u l−îng ®Çu vµo èng nh¸nh

Qn = nV.q


q - L−u l−îng b×nh qu©n cña çc vßi phun m−a trªn èng nh¸nh

q = 0,1(m3/h)

nV- Sè l−îng vßi trªn mét èng nh¸nh. nV = 2

Qn = 2. 0,1 = 0,2 (m3/h).

TÝnh to¸n l−u l−îng ®Çu vµo èng chÝnh

QC = 2.N.Qn

Qn - L−u l−îng ®Çu vµo èng nh¸nh (m3/h).

N - Sè l−îng hµng èng nh¸nh. N = 2

QC = 2.2.0,2 = 0,8 (m3/h).



Do diÖn tÝch t−íi nhá, chiÒu dµi çc ®−êng èng ng¾n cho nªn tæn thÊt däc

®−êng èng lµ kh«ng ®¸ng kÓ v× vËy ta cã thÓ bá qua tæn thÊt däc ®−êng èng.

X¸c ®Þnh tæng cét n−íc thiÕt kÕ

H = Zd - ZS + Hd + HV + Σhf + Σhj

Trong ®ã:

H. Tæng cét n−íc thiÕt kÕ cña hÖ thèng t−íi phun m−a( cét n−íc) (m).

Zd. Cao tr×nh mÆt ®Êt t¹i vßi phun ®iÓn h×nh (m). Zd = 50 (m)

Zv. Cao tr×nh mÆt n−íc mµ m¸y b¬m hót.(m) ZV = 46 (m).

Hd. ChiÒu cao èng ®øng l¾p vßi t¹i vÞ trÝ vßi phun ®iÓn h×nh. Hd = 1(m)

HV. Cét n−íc thiÕt kÕ ®Çu vßi phun (m). HV = 0,5 (m).

Σhf. Tæng tæn thÊt cét n−íc ®−êng dµi tÝnh tõ van ®¸y èng hót ®Õn vÞ trÝ

vßi phun ®iÓn h×nh (m).

Σhf. Tæng tæn thÊt cét n−íc côc bé tÝnh tõ van ®¸y èng hót ®Õn vÞ trÝ vßi

phun ®iÓn h×nh.(m).

H = 50 - 46 + 1 + 0,5 + 0 + 0 = 5,5 (m)

C«ng suÊt vµ hiÖu suÊt

* C«ng suÊt thuû lùc Ntl (c«ng suÊt h÷u Ých) cña b¬m lµ c«ng suÊt dïng ®Ó

truyÒn träng l−îng cña l−u l−îng Q víi cét ¸p H:

Ntl = 1000

.. HQγ (kW).

Trong ®ã:

γ - Träng l−îng riªng cña chÊt láng (N/m3) tÝnh víi n−íc γ = 1000 (N/m3)

Q - L−u l−îng cña b¬m (m3/s) cã Q = 0,8 (m3/h) = 0,22 .10-3 (m3/s).

H - Cét ¸p toµn phÇn cña b¬m (mH20).

Ntl = 75.10-3(Kw) = 75 (W).

C«ng suÊt ®ßi hái trªn trôc cña b¬m cÇn ph¶i lín h¬n c«ng suÊt thuû lùc

Ntl v× b¬m ph¶i tiªu hao mét phÇn n¨ng l−îng ®Ó bï vµo çc tæn thÊt thuû lùc,

tæn thÊt ma s¸t gi÷a çc bé phËn lµm viÖc cña b¬m…



N = η

γη 1000

.. HQNtl= (kW).

η < 1 :HiÖu suÊt toµn phÇn cña b¬m ta chän η = 0,8

N = 94(W) chän N = 100 (W).

B.) Nh−ng trong thùc tÕ ng−êi ta th−êng ¸p dông ph−¬ng ph¸p tÝnh

to¸n sau

Tõ ®iÒu kiÖn bµi to¸n ban ®Çu vµ dùa vµo kh¶ n¨ng bèc tho¸t h¬i n−íc

tiÒm n¨ng PET mµ ta cã nhu cÇu n−íc t−íi phô thuéc vµo tõng lo¹i c©y vµ tuú

thuéc vµo tõng thêi kú sinh tr−ëng cña c©y.

WR = Kcr. PET = Kcr. 59

)08,0025,0( +TaQs

Qs. Bøc x¹ tæng céng trong ngµy hoÆc tuÇn.

Ta. NhiÖt ®é trung b×nh ngµy hoÆc tuÇn.

59. L−îng nhiÖt cÇn thiÕt ®Ó bèc h¬i 1mm n−íc.

Kcr. HÖ sè hoa mµu ta cã thÓ tra b¶ng.

MÆt kh¸c còng ph−¬ng ph¸p nµy th× theo quyÓn Tin häc trong n«ng

nghiÖp. PGS.TS NguyÔn H¶i Thanh chñ biªn, NXB khoa häc kü thuËt, 2005

th× hiÖu qu¶ cña tõng ph−¬ng ph¸p t−íi sÏ ®−a ra l−îng n−íc t−íi phï hîp.

STT Ph−¬ng ph¸p t−íi DiÖn tÝch t−íi (m2) L−îng n−íc t−íi

1 T−íi r·nh 10.000 Kct.PET.10/0,65

2 T−íi phun m−a 10.000 Kct.PET.10/0,85

VËy theo ®iÒu kiÖn bµi to¸n ta cã

DiÖn tÝch cÇn t−íi: S = 400m2.

Rau b¾p c¶i vÝ dô ®ang ë thêi kú thu ho¹ch ta cã Kcr = 0,8.

§o nhiÖt ®é trung b×nh trong ngµy h«m tr−íc lµ Ta = 28 °C.

§o n¨ng l−îng bøc x¹ mÆt trêi trong ngµy h«m qua lµ:

Qs = 1000 (calo/cm2/ngµy).

Do vËy l−îng n−íc cÇn t−íi lµ



LNT = 0,8. 59

)08,0025,0( +TaQs =

= 0,8. 0,85.10000

10.400 59

)08,028.025,0(1000 + = 4,9 (m3).

C¨n cø vµo l−îng n−íc m−a thu ®−îc trong ngµy h«m tr−íc: LNM ta sÏ

cã l−îng n−íc cÇn t−íi cho ngµy h«m sau lµ: LNCT = LNT - LNM.

Trong bµi to¸n ta vÝ dô trong ngµy kh«ng m−a cho nªn: LNCT = LNT - 0.

Tõ ®ã ta chän m¸y b¬m cã l−u l−îng: Q = 1,8 (l/s)

VËy thêi gian cÇn b¬m cho mét m¸y b¬m lµ: t = LNT/Q = 2713(s).

Chän vßi phun lµ phun h×nh trßn mang nh·n hiÖu 501-U 1/2” F, M do

h·ng Naan - Israrel cung cÊp víi çc th«ng sè sau:

* L−u l−îng vßi phun Q = 0,10 - 0,29 m3/h. (Chän Q = 0,2 m3/h)

* §−êng kÝnh vßi phun lín nhÊt: D = 16m.

S¬ ®å bè trÝ vßi phun: C¨n cø vµo h−íng gieo trång vµ h−íng ®é dèc

cña ®Êt t«i tiÕn hµnh bè trÝ theo d¹ng tæ hîp vßi h×nh vu«ng. Do ®−êng kÝnh

phun tèi ®a cña vßi phun lµ D = 16m vµ diÖn tÝch khu v−ên lµ S = 400 m2 cho

nªn t«i tiÕn hµnh bè trÝ thµnh hai ®−êng èng nh¸nh ch¹y song song däc theo

chiÒu dµi khu v−ên víi kho¶ng çch gi÷a hai ®−êng nµy lµ 10m, kho¶ng çch

gi÷a hai vßi lµ 10m. Do ®ã trªn diÖn tÝch 400m2 ta chØ cÇn l¾p n = 4 vßi phun

cã l−u l−îng d· chän cã d¹ng nh− h×nh vÏ sau:



Khi ®ã b¸n kÝnh phun thiÕt kÕ RTK lµ

RTK = K . R

Trong ®ã: K lµ hÖ sè (0,7 ÷ 0,9)

R b¸n kÝnh phun (8m)

Khi ®ã RTK = 0,8 .8 = 6,4m.

V× vËy tæng l−u l−îng t¹i ®Çu ®−êng èng chÝnh lµ:

Q = 4.0,2 = 0,8 (m3/h) (Bá qua tæn thÊt däc ®−êng èng).

MÆt kh¸c l−u l−îng ë ®−êng èng cã diÖn tÝch tiÕt diÖn lµ ω th× sÏ cã vËn tèc

dÞch chuyÓn dßng chÊt láng lµ: Q = v. ω v = Q / ω.

MÆt kh¸c theo ph−¬ng tr×nh Becnuli cho dßng nguyªn tè chÊt láng lý t−ëng

ch¶y æn ®Þnh ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

Z + γP +

gv.2

2

= const.

Trong ®ã : Z. VÞ n¨ng cña mét ®¬n vÞ träng l−îng chÊt láng so víi mÆt chuÈn.

P. ¸p suÊt t¹i mÆt kh¶o s¸t.

v. VËn tèc dßng chÊt láng.

g. Gia tèc träng tr−êng t¹i vÞ trÝ kh¶o s¸t.

VËy ta ¸p dông c«ng thøc trªn t¹i cïng mét vÞ trÝ nh−ng víi ¸p suÊt thay ®æi ta

cã: Z1 + γ1P +

gv.2

12

= Z2 + γ2P +

gv

.22

2

P = )11(..2 2

122

2

ωωγ

−Qg

VËy khi thay ®æi diÖn tÝch tiÕt diÖn èng ( §iÒu chØnh van) th× ¸p suÊt dßng

n−íc thay ®æi.

2.5. ThiÕt kÕ giao diÖn

2.5.1. PhÇn mÒm thiÕt kÕ giao diÖn

a. HÖ qu¶n trÞ c¬ së d÷ liÖu

Víi çc bµi to¸n ®Æt ra ph¶i lùa chän mét hÖ qu¶n trÞ c¬ së d÷ liÖu ®Ó cã



thÓ qu¶n lý çc d÷ liÖu thu thËp tõ çc lÇn t−íi tr−íc phôc vô cho çc lÇn t−íi

kÕ tiÕp sau. VÒ lý thuyÕt ta cã thÓ chän nhiÒu ng«n ng÷ nh−: Microsoft

Foxpro, Microsoft Access… Nh−ng trªn thùc tÕ th× ng«n ng÷ Microsoft

Access cã nhiÒu −u ®iÓm h¬n trong qu¶n trÞ CSDL. V× vËy trong ®Ò tµi nµy t«i

chän Microsoft Access lµm ng«n ng÷ qu¶n trÞ CSDL.

- Microsoft Access lµ hÖ qu¶n trÞ CSDL trªn m«i tr−êng Window lµ mét

thµnh phÇn trong bé Microsoft office. Ở hÖ qu¶n trÞ CSDL nµy cã s½n çc

c«ng cô h÷u hiÖu vµ tiÖn lîi ®¸p øng ®−îc ®Çy ®ñ yªu cÇu cho mét bµi to¸n

qu¶n lý.

- Microsoft Access cã thÓ sö dông ®−îc tÊt c¶ çc ph−¬ng tiÖn cña c¬ chÕ

trao ®æi d÷ liÖu ®éng(DDE), nhóng vµ liªn kÕt ®èi t−îng ( OLE ).

- Microsoft Access lµ hÖ qu¶n trÞ CSDL quan hÖ víi ®Çy ®ñ çc chøc n¨ng

®Þnh nghÜa d÷ liÖu, xö lý d÷ liÖu vµ kiÓm so¸t d÷ liÖu.

- Microsoft Access cho kh¶ n¨ng kÕt suÊt d÷ liÖu cho phÐp thiÕt kÕ ®−îc

nh÷ng biÓu mÉu vµ b¸o ço phøc t¹p ®¸p øng ®Çy ®ñ çc yªu cÇu ®Ò ra. Cã thÓ

t¸c ®éng d÷ liÖu kÕt hîp çc biÓu mÉu vµ b¸o ço trong mét tµi liÖu vµ tr×nh

bµy kÕt qu¶ theo d¹ng thøc chuyªn nghiÖp.

b. PhÇn mÒm lËp tr×nh giao diÖn

Microsoft Visual Basic lµ mét ng«n ng÷ lËp tr×nh lµ dông cô lËp tr×nh c¬

së d÷ liÖu Multimedia, thiÕt kÕ Web vµ lËp tr×nh Internet. Víi Visual Basic ta

cã thÓ x©y dùng cÊc øng dông qu¶n lý. Nã cã thÓ kÕt nèi vµ xö lý d÷ liÖu tõ

çc hÖ qu¶n trÞ c¬ së d÷ liÖu nh− Excel, FoxPro, Access, SQL Server…

Visual Basic lµ mét c«ng cô ph¸t triÓn øng dông h−íng ®èi t−îng tøc lµ

th«ng qua viÖc x©y dùng çc thuéc tÝnh, çc ph−¬ng thøc ®Ó thiÕt kÕ çc tr×nh

øng dông ch¹y trªn m«i tr−êng Window.

Giao diÖn lËp ra ph¶i ®¶m b¶o:

- Giao diÖn cã tÝnh th©n thiÖn, dÔ sö dông ®èi víi ng−êi vËn hµnh.

- Cã thÓ theo dâi, gi¸m s¸t vµ ®iÒu khiÓn toµn bé qu¸ tr×nh t−íi phun m−a.



- Cã thÓ ®−a ra çc b¶n b¸o ço cña çc lÇn t−íi tr−íc lµm c¬ së vËn

hµnh çc lÇn t−íi tiÕp theo.

Khi khëi ®éng giao diÖn ®iÒu khiÓn gi÷a m¸y tÝnh vµ phÇn m¹ch ®iÒu

khiÓn bªn ngoµi th× trªn mµn h×nh cã cöa sæ: H×nh 2-9.

Trªn cöa sæ nµy cã giíi thiÖu qua mét sè th«ng tin liªn quan ®Õn ®Ò tµi

vµ ®−a ra th«ng b¸o hÖ thèng ®ang bËn kÕt nèi víi phÇn cøng bªn ngoµi . Sau

kho¶ng 5 gi©y th× ch−¬ng tr×nh sÏ tù ®éng chuyÓn sang cöa sæ: H×nh 2-10 vµ

toµn bé c«ng viÖc giao diÖn ng−êi m¸y lµm viÖc trªn cöa sæ nµy. Khi ®ã c«ng

viÖc cña ng−êi vËn hµnh lµ ®iÒn çc th«ng sè ®Çu vµo nh−: Lo¹i ®Êt canh t¸c,

lo¹i c©y trång, thêi kú sinh tr−ëng, çch bè trÝ vßi phun, kiÓu vßi vµ lo¹i b¬m

khi ®ã m¸y tÝnh sÏ liªn tôc cËp nhËt çc th«ng sè tõ c¶m biÕn nhiÖt, c¶m biÕn

n¨ng l−îng bøc x¹ ë môc “ tÝn hiÖu ®Çu vµo ” mµ ®−a ra çc bé

th«ng sè ®iÒu khiÓn ë çc môc “ Th«ng sè sè ®Çu ra” vµ ®iÒu khiÓn

trùc tiÕp tíi m¹ch lùc. Theo th«ng sè “ DiÖn tÝch lç van cÇn më” mµ ta ®iÒu

khiÓn ®éng c¬ b−íc ®Ó ®iÒu chØnh van tiÕt l−u “ Van lµm viÖc” ®Ó cung

cÊp l−u l−îng n−íc t−íi sao cho phï hîp.

H×nh 2-9: Cöa sæ khëi ®éng lµm viÖc cña giao diÖn



H×nh 2-10 Cöa sæ lµm viÖc chÝnh cña giao diÖn.

NÕu kÕt nèi víi m¸y tÝnh. §ång thêi m¸y tÝnh sÏ tù ®éng l−u çc bé

tham sè víi chu kú trÝch mÉu lµ 10 phót ®Ó phôc vô cho çc lÇn t−íi sau.

2.6. KÕt luËn ch−¬ng II

Th«ng qua ch−¬ng II ta ®· tiÕn hµnh lùa chän ra mét ph−¬ng ph¸p

t−íi tèi −u, cã hiÖu qu¶ kinh tÕ lín nhÊt mµ vÉn ®¶m b¶o çc ®iÒu kiÖn kü

thËt mang l¹i lîi nhuËn lín nhÊt cho ng−êi n«ng d©n. Tõ ph−¬ng ph¸p t−íi

ta tiÕn hµnh nghiªn cøu tÝnh to¸n çc th«ng sè vµ ¸p dông thiÕt kÕ cho hÖ

thèng t−íi phun m−a cho mét khu v−ên thÝ nghiÖm cã diÖn tÝch S = 400m2.

Tõ ®ã lËp tr×nh t¹o ra giao diÖn ®iÒu khiÓn kÕt nèi gi÷a m¸y tÝnh víi bé ®iÒu

khiÓn bªn ngoµi.



Ch−¬ng 3

Nghiªn cøu phÇn cøng vµ phÇn mÒm cña chip

vi xö lý trªn c«ng nghÖ pSOc cña h·ng cypress

3.1. Lùa chän thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn

Trong ®iÒu kiÖn khoa häc ph¸t triÓn nh− hiÖn nay th× ®Ó thùc hiÖn mét bµi

to¸n ®iÒu khiÓn th× ta cã rÊt nhiÒu gi¶i ph¸p trªn çc phÇn cøng còng nh− phÇn

mÒm th«ng minh. Nh− ®iÒu khiÓn b»ng hÖ thèng R¬le, chip vi xö lý, PLC…

Song tuú vµo ®iÒu kiÖn, quy m« tõng bµi to¸n mµ ta lùa chän ra çc gi¶i ph¸p

sao cho hîp lý, ®¶m b¶o hiÖu qu¶ kinh tÕ.

§èi víi bµi to¸n ®iÒu khiÓn hÖ thèng t−íi phun m−a th× do ®iÒu kiÖn tù

nhiªn mµ bµn ®iÒu khiÓn cã thÓ ph¶i ®Ó ngoµi thùc ®Þa vµ cÇn di chuyÓn nhiÒu,

mÆt kh¸c ®é phøc t¹p khi ®iÒu khiÓn kh«ng cao th«ng sè ®iÒu khiÓn vµo ra

kh«ng nhiÒu cho nªn t«i chän chip vi xö lý trªn c«ng nghÖ PSoC lµm gi¶i ph¸p

®iÒu khiÓn cho hÖ thèng t−íi phun m−a.

Kh¸c víi çc c«ng nghÖ s¶n xuÊt chip th«ng th−êng chØ cho ra çc IC

riªng lÎ, IC ngo¹i vi kh«ng cã bé xö lý th× c«ng nghÖ PSoC cña h·ng Cypress

cho phÐp t¹o nªn c¶ mét hÖ thèng trªn mét chip bao gåm CPU, ROM, RAM

vµ çc ngo¹i vi thêi gian thùc ( ADC, DAC, Timer, Counter, çc cæng vµo ra

®a chøc n¨ng, çc cæng truyÒn th«ng…) Ngoµi ra, c«ng nghÖ nµy cßn cã mét

−u ®iÓm næi tréi h¬n so víi çc c«ng nghÖ kh¸c lµ cho phÐp ng−êi lËp tr×nh

thay ®æi cÊu h×nh phÇn cøng trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng.

Çc chip chÕ t¹o theo c«ng nghÖ PSoC ®−îc ph¸t triÓn trªn nÒn vi xö lý

ngµy cµng hoµn thiÖn vÒ chøc n¨ng, tèi −u vÒ kÝch th−íc. Çc chip nµy ®· dÇn

thay thÕ vÞ trÝ çc bé vi xö lý øng dông trong ®o l−êng ®iÒu khiÓn c«ng nghiÖp

còng nh− nhiÒu lÜnh vùc kh¸c. Tõ nh÷ng −u ®iÓm v−ît bËc trªn ta tiÕn hµnh

chän chip vi xö lý trªn c«ng nghÖ PSoC lµm chip ®iÒu khiÓn hÖ thèng t−íi



phun m−a.

3.2. Tæng quan cÊu tróc vµ tÝnh n¨ng cña PSoC

PSoC lµ mét tõ viÕt t¾t cña côm tõ tiÕng anh: Programable System on Chip

nghÜa lµ hÖ thèng kh¶ tr×nh trªn mét chip. Çc chip chÕ t¹o theo c«ng nghÖ

PSoC lµ chip ®iÒu khiÓn th«ng minh cã tÝnh linh ho¹t cao, chi phÝ c«ng nghÖ

phôc vô nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn ban ®Çu kh¸ thÊp, gi¸ thµnh chip thÊp, hç trî

kü thuËt tèt víi phÇn mÒm ph¸t triÓn dÔ sö dông.

Thµnh phÇn cña chip PSoC bao gåm çc khèi ngo¹i vi sè vµ t−¬ng tù cã

thÓ cÊu h×nh ®−îc, mét bé vi xö lý 8 bit, bé nhí ch−¬ng tr×nh (EEROM) cã

thÓ lËp tr×nh ®−îc vµ cã bé nhí RAM lín. §Ó lËp tr×nh hÖ thèng vµ cµi ch−¬ng

tr×nh ®iÒu khiÓn vµo chip th× ta cÇn cã phÇn mÒm lËp tr×nh vµ mét kit ph¸t

triển do h·ng chÕ t¹o chip cung cÊp, VÝ dô nh− çc chip PSoC cña h·ng

Cypress th× ng−êi lËp tr×nh cÇn cã phÇn mÒm PSoC Designer. PhÇn mÒm thiÕt

kÕ ®−îc x©y dùng trªn c¬ së h−íng ®èi t−îng víi cÊu tróc module ho¸. Mçi

khèi chøc n¨ng lµ mét module mÒm. ViÖc lËp cÊu h×nh cho chip nh− thÕ nµo

lµ tuú thuéc vµo ng−êi lËp tr×nh th«ng qua mét sè th− viÖn chuÈn. Ng−êi lËp

tr×nh thiÕt lËp cÊu h×nh trªn chip chØ ®¬n gi¶n b»ng çch muèn chip cã nh÷ng

chøc n¨ng g× th× kÐo chøc n¨ng ®ã vµ th¶ vµo khèi tµi nguyªn sè hoÆc t−¬ng

tù, hoÆc c¶ hai. (B¶n chÊt ®©y lµ ph−¬ng ph¸p lËp tr×nh kÐo th¶). ViÖc thiÕt lËp

ng¾t trªn ch©n nµo, lo¹i ng¾t g×, çc ch©n vµo ra ®−îc ho¹t ®éng nh− thÕ nµo

®Òu tuú thuéc vµo viÖc thiÕt lËp cña ng−êi lËp tr×nh cho PSoC. Chip PSoC cã

nhiÒu hä ®èi víi mçi hä nã cung cÊp phÇn cøng kh¸c nhau, cã bao nhiªu ch©n,

chøc n¨ng mçi ch©n, sè l−îng çc khèi vµ tèc ®é cña chóng. §èi víi chip

PSoC hä CY8C27xxx cung cÊp.

1). Bé vi xö lý víi cÊu tróc Harvard.

Tèc ®é cña vi xö lý lªn ®Õn 24 MHz.

LÖnh nh©n 8 bit x 8 bit, thanh ghi tÝch luü lµ 32 bit.



Ho¹t ®éng ë tèc ®é cao mµ n¨ng l−îng tiªu hao Ýt.

D¶i ®iÖn ¸p ho¹t ®éng tõ 3,0 ®Õn 5,25V.

§iÖn ¸p ho¹t ®éng cã thÓ gi¶m xuèng 1,0V sö dông chÕ ®é kÝch ®iÖn ¸p.

Ho¹t ®éng trong d¶i nhiÖt ®é tõ - 40 °C ®Õn 85 °C.

2). Çc khèi ngo¹i vi cã thÓ ho¹t ®éng ®éc lËp hoÆc kÕt hîp

12 khèi ngo¹i vi t−¬ng tù cã thÓ ®−îc thiÕt lËp ®Ó ®−îc thiÕt lËp ®Ó ®¸p

øng yªu cÇu bµi to¸n.

Çc bé ADC lªn tíi 14 bit.

Çc bé DAC lªn tíi 9 bit.

Çc bé khuyÕch ®¹i cã thÓ lËp tr×nh ®−îc hÖ sè khuyÕch ®¹i.

Çc bé läc vµ çc bé so s¸nh cã thÓ lËp tr×nh ®−îc.

8 khèi ngo¹i vi sè cã thÓ ®−îc lËp ®Ó lµm çc nhiÖm vô:

Çc bé ®Þnh thêi ®a chøc n¨ng, ®Õm sù kiÖn, ®ång hå thêi gian thùc,

bé ®iÒu chÕ ®é réng xung cã vµ kh«ng cã d¶i chÕt( dead band).

Çc module kiÓm tra lçi (CRC modules).

Hai bé truyÒn th«ng nèi tiÕp kh«ng ®ång bé hai chiÒu.

Çc bé truyÒn th«ng SPI Master hoÆc Slaver cã thÓ cÊu h×nh ®−îc.

Cã thÓ kÕt nèi víi çc ch©n vµo ra.

3). Bé nhí linh ho¹t trªn chip

Kh«ng gian bé nhí ch−¬ng tr×nh Flash tõ 4K ®Õn 16K, phô thuéc vµo

tõng lo¹i chip víi chu kú ghi xo¸ cho bé Flash lµ 50.000 lÇn.

Kh«ng gian bé nhí RAM lµ 256 byte.

Chip cã thÓ lËp tr×nh th«ng qua chuÈn nèi tiÕp (ISSP).

Bé nhí Flash cã thÓ ®−îc n©ng cÊp tõng phÇn.

ChÕ ®é b¶o mËt ®a n¨ng tin cËy.

Cã thÓ t¹o ®−îc kh«ng gian bé Flash trªn chip lªn tíi 2,304 byte.

4). Cã thÓ lËp ®−îc cÊu h×nh cho tõng ch©n cña chip

Çc ch©n vµo ra ba tr¹ng th¸i sö dông Trigger Schmitt.



§Çu ra logic cung cÊp dßng 25mA víi ®iÖn trë treo cao hoÆc thÊp bªn

trong.

Thay ®æi d−îc ng¾t trªn tõng ch©n.

§Çu ra t−¬ng tù cã thÓ cung cÊp dßng tíi 40mA.

§−êng ra ®a chøc n¨ng cã tõ 6 ®Õn 44 tuú thuéc vµo tõng lo¹i chip.

5). Xung nhÞp cña chip cã thÓ lËp tr×nh ®−îc

Bé t¹o dao ®éng 24/48 MHz bªn trong( §é chÝnh x¸c lµ 2,5%).

Cã thÓ lùa chän bé dao ®éng ngoµi lªn tíi 24MHz.

Bé t¹o dao ®éng th¹ch anh 32,768 kHz bªn trong.

Bé t¹o dao ®éng tèc ®é thÊp bªn trong sö dông cho Watchdog vµ Sleep.

6). Ngo¹i vi ®−îc thiÕt lËp s½n

Bé ®Þnh thêi Watch dog vµ sleep phôc vô chÕ ®é an toµn vµ chÕ ®é

nghØ.

Module truyÒn th«ng I2C Master vµ I2C Slave tèc ®é lªn tíi 400kHz.

Module ph¸t hiÖn ®iÖn ¸p thÊp ®−îc cÊu h×nh bëi ng−êi sö dông.

7). C«ng cô ph¸t triÓn

PhÇn mÒm ph¸t triÓn miÔn phÝ (PSoCCTM Designer).

Bé lËp tr×nh vµ bé m« pháng víi ®Çy ®ñ tÝnh n¨ng.

M« pháng ë tèc ®é cao.

3.3 T×m hiÓu cÊu tróc phÇn cøng chip PSoC

A. CÊu tróc vi xö lý

1.Bé xö lý trung t©m - CPU

Trong chip PSoC bé xö lý trung t©m CPU ®−îc gäi víi tªn lµ M8C. Bé

xö lý nµy kiÓm so¸t çc thanh ghi néi t¹i, kh«ng gian ®Þa chØ tËp lÖnh còng

nh− çc chÕ ®é ®Þa chØ. Çc hä chÝp cña PSoC dùa trªn bé vi xö lý m¹nh mÏ 8

bit víi cÊu tróc Harvard (CÊu tróc Harvard lµ cÊu tróc mµ bus d÷ liÖu, bus ®Þa

chØ vµ tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn cña bé nhí ch−¬ng tr×nh vµ bé nhí d÷ liÖu ®éc lËp



víi nhau). Nã cã 5 thanh ghi ®iÒu khiÓn ho¹t ®éng chÝnh cña CPU. Nh÷ng

thanh ghi nµy bÞ t¸c ®éng bëi nh÷ng lÖnh kh¸c nhau. Ng−êi sö dông kh«ng thÓ

truy cËp trùc tiÕp vµo çc thanh ghi nµy th«ng qua kh«ng gian bé nhí çc

thanh ghi. Çc thanh ghi cña CPU ®−îc cho trong b¶ng sau:

Bé ®Õm ch−¬ng tr×nh lµ mét thanh ghi16 bit (CPU_PC), nã cho phÐp

ng−êi lËp tr×nh truy cËp trùc tiÕp vµo toµn bé kh«ng gian bé nhí ch−¬ng tr×nh

trªn chÝp (16 Kbytes ®èi víi thµnh viªn lín nhÊt). §©y lµ mét kh«ng gian nhí

liªn tôc vµ kh«ng cÇn ph¶i t¹o thµnh trang (no paging).

- Thanh ghi chøa (Accumulator) lµ mét thanh ghi ®a môc ®Ých, nã th−êng

®−îc sö dông ®Ó l−u gi÷ kÕt qu¶ cña bÊt cø mét lÖnh nµo sö dông chÕ ®é ®Þa

chØ nguån.

- Thanh ghi chØ sè ®−îc dïng ®Ó l−u gi÷ gi¸ trÞ Offset (®é lÖch) trong chÕ

®é ®Þa chØ chØ sè. Tiªu biÓu lµ nã ®−îc dïng ®Ó ®Þa chØ mét khèi d÷ liÖu bªn

trong kh«ng gian nhí d÷ liÖu.

- Thanh ghi Con trá Stack (Stack Pointer) l−u gi÷ ®Þa chØ cña ®Ønh Stack

trong kh«ng gian nhí d÷ liÖu. Nã bÞ t¸c ®éng bëi nh÷ng lÖnh nh− PUSH, POP,

LCALL, RETI vµ RET. Nãi chung lµ tÊt c¶ nh÷ng lÖnh cã liªn quan ®Õn stack

cña phÇn mÒm. Nã còng cã thÓ bÞ ¶nh h−ëng bëi lÖnh SWAP vµ lÖnh ADD.

- Thanh ghi cê (Flags) cã ba bit tr¹ng th¸i, bit cê kh«ng - Zero Flag

bit[1]; bit cê nhí - Carry Flag bit[2]; bit Supervisory State[3]. Bit cho phÐp

ng¾t toµn côc- Global Interrupt enable bit[0] ®−îc dïng ®Ó cho phÐp hoÆc



cÊm toµn bé çc ng¾t. Çc cê trªn bÞ ¶nh h−ëng bëi nh÷ng lÖnh to¸n häc,

nh÷ng lÖnh logic.

2.Ng¾t vµ bé ®iÒu khiÓn ng¾t

Bé ®iÒu khiÓn ng¾t cho phÐp mét ®o¹n m· cña ng−êi lËp tr×nh ®−îc thùc

hiÖn mçi khi cã mét ng¾t sinh ra tõ çc khèi chøc n¨ng trong chip PSoC. Mçi

mét khèi sè cã mét ng¾t riªng vµ mçi mét cét khèi t−¬ng tù còng cã mét ng¾t

riªng. Mçi mét ng¾t cho nguån cÊp, chÕ ®é ngñ, xung nhÞp thay ®æi, vµ mét

ng¾t toµn côc cho çc ch©n vµo ra ®a chøc n¨ng.

B¶ng 4-20: Çc thanh ghi cña bé ®iÒu khiÓn ng¾t

Bé ®iÒu khiÓn ng¾t cïng víi nh÷ng thanh ghi cña nã cho phÐp çc ng¾t

cã thÓ bÞ v« hiÖu hãa ®ång thêi hoÆc ®éc lËp víi nhau. Çc thanh ghi cung cÊp

mét çch thøc ®Ó ng−êi sö dông cã thÓ xãa tÊt c¶ nh÷ng ng¾t ®ang chê vµ

th«ng b¸o ng¾t, hoÆc cã thÓ xãa mét çch ®éc lËp hay riªng biÖt th«ng b¸o

ng¾t vµ ng¾t chê. Mét kü thuËt phÇn mÒm ®−îc cung cÊp ®Ó cho phÐp ng−êi

lËp tr×nh thiÕt lËp ng¾t mét çch riªng biÖt. ThiÕt lËp mét ng¾t b»ng kü thuËt

nµy rÊt m¹nh mÏ vµ h÷u Ých cho viÖc ph¸t triÓn m· nguån, khi mµ nã kh«ng cã



®ñ hÖ thèng phÇn cøng hoµn chØnh ®Ó sinh ra mét ng¾t thùc.

B¶ng 4-21 : B¶ng vector ng¾t cña CY8C27xxx

3. Çc cæng vµo ra ®a chøc n¨ng

Cæng vµo ra ®a chøc n¨ng cung cÊp cho CPU mét giao diÖn víi bªn ngoµi.

Chóng ®ßi hái mét sè l−îng lín thanh ghi cÊu h×nh ®Ó hç trî cho nhiÒu chÕ

®é ho¹t ®éng vµo / ra bao gåm c¶ sè vµ t−¬ng tù.

B¶ng 4-22: Çc thanh ghi vµo ra ®a chøc n¨ng.

Chó ý: kÝ tù “x” sau dÊu phÈy trong tr−êng ®Þa chØ cã nghÜa lµ çc cæng

vµo ra ®Òu cã riªng biÖt çc thanh ghi trªn. Mçi mét cæng th× çc thanh ghi sÏ

cã mét ®Þa chØ riªng. Nh−ng ®Ó dÔ hiÓu th× ta chØ xÐt chung cho tr−êng hîp

tæng qu¸t. Çc cæng vµo ra ®a chøc n¨ng ®Òu cã ®é réng lµ 8 bit/ 1 cæng. Mçi

mét cæng vµo/ra bao gåm 8 khèi GPIO gièng hÖt nhau. Mçi mét khèi GPIO



®Òu ®−îc kÕt nèi víi bit cã sè thø tù t−¬ng øng trong ®Þa chØ vµ thanh ghi. Bëi

vËy, nh÷ng thanh ghi trong b¶ng çc thanh ghi trªn thùc sù chØ dµnh cho mét

cæng (bao gåm 8 khèi GPIO). Trong ®ã th× vÞ trÝ cña bit sÏ chØ râ lµ khèi GPIO

nµo trong 8 khèi ®−îc ®iÒu khiÓn víi cæng vµo ra. Mçi mét khèi GPIO cã thÓ

®−îc sö dông cho nh÷ng kiÓu vµo ra sau:

- Vµo ra sè (Vµo ra sè ®iÒu khiÓn bëi phÇn mÒm)

- Vµo ra toµn côc (Vµo ra cho çc khèi PSoC sè)

- Vµo ra t−¬ng tù (Vµo ra cho çc khèi PSoC t−¬ng tù) mçi mét ch©n vµo

ra ®Òu cã vµi chÕ ®é ho¹t ®éng còng nh− lµ kh¶ n¨ng t¹o ng¾t. Trong khi tÊt c¶

çc ch©n ®Òu ®−îc nèi ®−êng vµo ra sè th× mét vµi ch©n l¹i kh«ng ®−îc kÕt nèi

víi chøc n¨ng vµo ra cña khèi t−¬ng tù hoÆc bus toµn côc.

* Vµo ra sè:

Mét trong nh÷ng chøc n¨ng ho¹t ®éng c¬ b¶n cña cæng vµo ra ®a chøc

n¨ng lµ cho phÐp CPU göi th«ng tin ra ngoµi chip vµ lÊy th«ng tin tõ bªn ngoµi

vµo. §iÒu nµy ®−îc thùc hiÖn nhê thanh ghi d÷ liÖu cæng (Port Data Register

PRTxDR). ViÖc viÕt d÷ liÖu vµo thanh ghi PRTxDR sÏ l−u l¹i tr¹ng th¸i d÷

liÖu, mçi bit cho mét ch©n GPIO. Trong chÕ ®é th−êng (standard non-bypass)

th× mçi ch©n GPIO sÏ lÆp l¹i bit d÷ liÖu ®ã. NghÜa lµ khi ta viÕt mét gi¸ trÞ vµo

trong thanh ghi d÷ liÖu PRTxDR th× ë ®Çu ra cña cæng t−¬ng øng sÏ cã gi¸ trÞ

gièng nh− trong thanh ghi d÷ liÖu. §iÖn ¸p thùc ë ch©n ra phô thuéc vµo chÕ

®é ho¹t ®éng cña ch©n vµ t¶i bªn ngoµi ®−îc nèi vµo ch©n ®ã. (Xem cÊu tróc

cña 1 ch©n vµo ra ®Ó hiÓu râ thªm) CPU cã thÓ ®äc gi¸ trÞ cña mét cæng b»ng

çch ®äc gi¸ trÞ cña thanh ghi PRTxDR. Khi CPU ®äc gi¸ trÞ cña PRTxDR th×

gi¸ trÞ ®iÖn ¸p hiÖn thêi cña ch©n vµo ra sÏ ®−îc chuyÓn ®æi sang gi¸ trÞ logic

vµ ®−îc tr¶ vÒ cho CPU. Ho¹t ®éng nµy sÏ ®äc gi¸ trÞ ®iÖn ¸p cña ch©n vµo ra

chø kh«ng ph¶i lµ ®äc vÒ gi¸ trÞ chèt cña thanh ghi PRTxDR.

* Vµo ra toµn côc (Global IO) Çc cæng vµo ra ®a chøc n¨ng còng ®−îc

nèi liÒn víi çc khèi sè th«ng qua çc vµo ra toµn côc. TÝnh n¨ng vµo ra toµn



côc cña mçi cæng ®−îc mÆc ®Þnh ë tr¹ng th¸i t¾t. §Ó sö dông tÝnh n¨ng nµy th×

cã 2 th«ng sè cÇn ph¶i ®−îc thay ®æi. Thø nhÊt ®Ó cÊu h×nh cho mét ch©n

GPIO ho¹t ®éng nh− lµ mét ®Çu vµo toµn côc th× bit lùa chän cæng toµn côc

cÇn ph¶i ®−îc set ®Ó yªu cÇu GPIO sö dông thanh ghi PRTxGS. Thø hai lµ chÕ

®é ho¹t ®éng cña GPIO cÇn ph¶i ®−îc ®−a vÒ tr¹ng th¸i cao trë. §Ó cÊu h×nh

cho mét ch©n GPIO ho¹t ®éng nh− lµ mét ®Çu ra toµn côc th× bit lùa chän

cæng toµn côc cÇn ph¶i ®−îc set lÇn n÷a. Nh−ng trong tr−êng hîp nµy th× chÕ

®é ho¹t ®éng cña GPIO lµ bÊt k× trõ chÕ ®é cao trë.

*Vµo ra t−¬ng tù: TÝn hiÖu t−¬ng tù cã thÓ ®−îc truyÒn dÉn gi÷a CPU vµ

ch©n cña chÝp th«ng qua ch©n AOUT cña khèi. Ch©n nµy ®−îc nèi víi khèi

th«ng qua mét ®iÖn trë (kho¶ng 300 ohms). Ch©n vµo ra ®a chøc n¨ng cÇn

ph¶i ®−a vÒ chÕ ®é cao trë trong tr−êng hîp nµy. Çc ng¾t cña khèi GPIO.

Mçi mét khèi GPIO ®Òu cã thÓ ®−îc cÊu h×nh mét çch ®éc lËp cho kh¶ n¨ng

ng¾t. Çc khèi GPIO ®−îc cÊu h×nh cho phÐp lùa chän ng¾t cho tõng ch©n vµ

còng cã thÓ lùa chän kiÓu ng¾t phï hîp. NghÜa lµ çc khèi cã thÓ sinh ra ng¾t

khi ch©n ë møc logic cao, thÊp hoÆc khi nã thay ®æi so víi lÇn ®äc tr−íc. Çc

khèi ®Òu cã mét ®Çu ra ng¾t riªng (INTO), nã ®−îc nèi víi çc khèi GPIO

kh¸c b»ng mét kiÓu nèi d©y lo¹i OR. Do tÊt c¶ çc ch©n ®Òu ®−îc nèi víi

nhau theo kiÓu OR ®Ó sö dông chung mét hÖ thèng ng¾t GPIO. Nªn nÕu mét

ng¾t GPIO ®−îc chia sÎ cho nhiÒu ch©n vµo ra th× tr×nh phôc vô ng¾t cña

ng−êi sö dông cÇn ph¶i sö dông vµi kü thuËt ®−îc thiÕt kÕ s½n ®Ó quyÕt ®Þnh

xem lµ ch©n nµo ®−îc chän lµ nguån sinh ng¾t. Sö dông mét ng¾t GPIO yªu

cÇu nh÷ng b−íc sau:

1. §Æt chÕ ®é ng¾t cho khèi ch©n GPIO

2. Më bit ng¾t cho khèi ch©n GPIO.

3. Më bit mÆt n¹ ng¾t cho ng¾t GPIO.

4. X¸c nhËn bit ng¾t toµn côc GIE.

Ph¹m vi khèi GPIO, x¸c nhËn ®−êng ra ng¾t phô thuéc duy nhÊt vµo bit



cho phÐp ng¾t vµ tr¹ng th¸i cña ch©n quan hÖ víi sù lùa chän chÕ ®é ng¾t. ë

cÊp ®é chip, do tr¹ng th¸i tù nhiªn cña cæng nèi d©y OR, ng¾t GPIO kh«ng

ph¶i lµ ng¾t nh¹y theo s−ên hay ng¾t nh¹y theo møc. Chóng cã thÓ ®−îc lùa

chän lµ nh¹y theo s−ên nh−ng nh¹y theo møc ph¶i ®−îc th¸o bá khái ®−êng ra

ng¾t cña cæng nèi d©y OR. NÕu kh«ng cã ng¾t GPIO nµo ®ang x¸c nhËn, th×

mét ng¾t GPIO sÏ ®−îc sinh ra bÊt cø khi nµo bit cho phÐp ng¾t cña mét ch©n

GPIO ®−îc set vµ ch©n GPIO chuyÓn sang cao hoÆc thÊp mét çch thÝch hîp.

Mét khi ®iÒu nµy x¶y ra, ®−êng ra cña ng¾t INTO sÏ ®−îc kÐo xuèng thÊp ®Ó

x¸c nhËn ng¾t GPIO (Gi¶ ®Þnh r»ng çc ®iÒu kiÖn sinh ng¾t cña hÖ thèng lµ

cho phÐp, nh− lµ cho phÐp ng¾t GPIO toµn côc vµ cho phÐp ng¾t toµn côc).

L−u ý r»ng cho phÐp ng¾t ë ch©n cã thÓ x¸c nhËn ®Çu ra ng¾t INTO ngay lËp

tøc, nÕu nh− ®iÒu kiÖn chÕ ®é ng¾t ®· s½n sµng xuÊt hiÖn ë ch©n. Mét khi

INTO ®−îc kÐo xuèng møc thÊp, nã sÏ tiÕp tôc gi÷ INTO ë møc thÊp cho ®Õn

khi mét trong çc ®iÒu kiÖn sau ®©y thay ®æi:

- Bit cho phÐp ng¾t ë ch©n ®−îc xãa

- §iÖn ¸p ë ch©n chuyÓn ®æi sang tr¹ng th¸i ®èi lËp .

- Trong chÕ ®é thay ®æi ng¾t, thanh ghi d÷ liÖu ®−îc ®äc, do ®ã thiÕt lËp

møc ®é ng¾t néi t¹i sang tr¹ng th¸i ®èi lËp.

- ChÕ ®é ng¾t bÞ thay ®æi do ®ã tr¹ng th¸i hiÖn thêi cña ch©n kh«ng sinh ra

ng¾t. Khi mét trong çc ®iÒu kiÖn trªn x¶y ra th× ®Çu ra INTO ®−îc gi¶i

phãng. T¹i thêi ®iÓm nµy, çc ch©n kh¸c (hoÆc chÝnh ch©n nµy) cã thÓ x¸c

nhËn ®Çu ra ng¾t cña nã, kÐo ®−êng chung xuèng thÊp ®Ó x¸c nhËn mét ng¾t

míi. L−u ý r»ng nÕu mét ch©n ®ang x¸c nhËn ®−êng ra ng¾t INTO vµ khi ®ã

mét ch©n kh¸c l¹i x¸c nhËn ®Çu ra ng¾t cña nã th× khi ch©n tr−íc gi¶i phãng

®−êng ra ng¾t cña nã mµ ch©n thø hai ®· ®iÒu khiÓn ®Çu ra ng¾t INTO cña nã

th× sÏ kh«ng cã sù thay ®æi nµo ®−îc ph¸t hiÖn ra ë ®Çu ra ng¾t INTO. Tøc lµ

sÏ kh«ng cã ng¾t míi nµo ®−îc x¸c nhËn trªn ng¾t GPIO. Chó ý, sö dông

AND/OR tr¹ng th¸i cña ch©n GPIO vµ cña bit cho phÐp ng¾t toµn côc ®Ó n¾m

b¾t ®−îc toµn bé çc ng¾t cña cæng nèi d©y OR trong khèi GPIO.



4. HÖ thèng khèi PSoC sè

CÊu tróc cña hÖ thèng sè

H×nh 3 - 1: S¬ ®å khèi m« t¶ cÊu tróc çc khèi sè trong PSoC

• Nh÷ng ngo¹i vi ®−îc t¹o bëi khèi PSoC sè

Çc bé ®Þnh thêi 8,16,24,32-bit víi çc ®Æc ®iÓm sau:

H×nh 3 - 2: S¬ ®å nguyªn lý cña bé ®Þnh thêi

- §é réng thanh ghi 8, 16, 24, 32 bit, sö dông 1,2,3,4 khèi PSoC theo

thø tù

- Xung nhÞp nguån lªn tíi 48 MHz.

- Tù ®éng n¹p l¹i chu kú khi ®Õm xong.

- Kh¶ n¨ng chôp (capture) tíi 24 MHz.

- §Çu ra ®Õm kÕt thóc cã thÓ ®−îc sö dông nh− lµ ®Çu vµo xung nhÞp

cho çc chøc n¨ng sè vµ t−¬ng tù kh¸c.

- Lùa chän chÕ ®é ng¾t khi ®Õm kÕt thóc hoÆc lµ khi bé ®Õm ®¹t mét gi¸



trÞ ®Æt tr−íc. Çc Module bé ®Þnh thêi lµ nh÷ng bé ®Õm lïi víi chu kú cã thÓ

lËp tr×nh ®−îc, cã kh¶ n¨ng chôp gi÷. Xung nhÞp vµ çc tÝn hiÖu cho phÐp cã

thÓ ®−îc lùa chän tõ nguån ngoµi hoÆc tõ xung nhÞp hÖ thèng. Sau khi ®· khëi

®éng, Bé ®Þnh thêi ho¹t ®éng liªn tôc vµ tù ®éng t¶i chu kú tõ thanh ghi chu

kú mçi khi ®Õm kÕt thóc. Çc sù kiÖn cã thÓ chôp gi÷ gi¸ trÞ ®Õm hiÖn thêi cña

Timer b»ng çch x¸c nhËn s−ên xung cña tÝn hiÖu chôp gi÷ ë ®Çu vµo. Trong

mçi chu kú, bé ®Þnh thêi sÏ so s¸nh gi¸ trÞ ®Õm víi gi¸ trÞ so s¸nh ®Æt ë trong

thanh ghi compare ®Ó kiÓm tra ®iÒu kiÖn “Less than” hay “Less than or Equal

To”. Çc ng¾t cã thÓ ®−îc sinh ra dùa trªn tÝn hiÖu ®Õm kÕt thóc hoÆc ®iÒu

kiÖn so s¸nh.

Çc bé ®Õm 8, 16,24,32 bit víi nh÷ng ®Æc ®iÓm sau:

- §é réng thanh ghi ®Õm 8,16,24,32 bit, t−¬ng øng chiÕm 1,2,3,4 khèi PSoC.

- Xung nhÞp cã thÓ lªn tíi 48 MHz.

- Tù ®éng t¶i l¹i chu kú khi ®Õm kÕt thóc.

- §é réng xung cã thÓ lËp tr×nh ®−îc.

- Cã ®Çu vµo cho phÐp/kh«ng cho phÐp ho¹t ®éng ®Õm liªn tôc.

H×nh 3 - 3: S¬ ®å nguyªn lý cña bé ®Õm.

Bé ®iÒu chÕ ®é réng xung 8,16 bit víi nh÷ng ®Æc ®iÓm sau:



- Bé ®iÒu chÕ ®é réng xung 8 bit hoÆc 16 bit sö dông 1 hoÆc 2 khèi sè.

- Nguån xung nhÞp cã thÓ lªn tíi 48MHz.

- Tù ®éng n¹p l¹i gi¸ trÞ ®iÒu chÕ khi kÕt thóc mét chu kú ®iÒu chÕ xung.

- Cã thÓ lËp tr×nh ®é réng xung.

- Më vµ khãa ng¾t ngay c¶ khi bé ®iÒu chÕ ®ang ho¹t ®éng.

- Ng¾t cã thÓ lùa chän theo s−ên d−¬ng cña ®Çu ra hoÆc theo gi¸ trÞ

®Õm cuèi.

- §Çu vµo xung nhÞp vµ ®Çu vµo cho phÐp cã thÓ ®−îc lùa chän tõ nhiÒu

nguån kh¸c nhau.

- §Çu ra cã thÓ ®−îc nèi tíi mét ch©n vµo ra hoÆc ®−îc sö dông néi bé

bªn trong chÝp PSoC.

Bé ®iÒu chÕ ®é réng xung 8,16 bit kÕt hîp víi d¶i an toµn:

Chøc n¨ng t¹o d¶i an toµn sÏ ph¸t ra tÝn hiÖu trªn c¶ hai ®Çu ra chÝnh vµ

®Çu ra phô cña khèi. Chøc n¨ng nµy sinh ra xung nhÞp kh«ng gèi lªn nhau.

Hai pha xung nhÞp ®ã kh«ng bao giê cïng ë møc cao trong cïng mét thêi

®iÓm vµ kho¶ng thêi gian ë gi÷a hai pha ®ã ®−îc gäi lµ d¶i an toµn. §é réng

cña d¶i an toµn ®−îc quyÕt ®Þnh bëi gi¸ trÞ ®Æt tr−íc cña thanh ghi. NÕu nguån

xung nhÞp lµ mét PWM, th× nã sÏ t¹o ra hai ®Çu ra PWM víi ®Çu ra ®¶m b¶o

kh«ng gèi lªn nhau. Mét tÝn hiÖu tÝch cùc trªn ®Çu vµo “Kill” sÏ khãa c¶ hai

®Çu ra ngay lËp tøc.

Bé t¹o d·y CRC phôc vô viÖc kiÓm tra lçi.

- Kh¶ n¨ng t¹o d·y tõ 2 ®Õn 16 bit.

- §Çu vµo xung nhÞp lªn tíi 48 MHz.

- Cã thÓ lËp tr×nh ®a thøc mÉu.

- §Çu vµo nèi tiÕp, ®Çu ra song song.



H×nh 3 - 4: S¬ ®å nguyªn lý cña bé t¹o d·y CRC

Bé truyÒn th«ng kh«ng ®ång bé UART, TX, RX víi nh÷ng ®Æc ®iÓm:

- Bé nhËn vµ truyÒn tÝn hiÖu kh«ng ®ång bé.

- §Þnh d¹ng d÷ liÖu t−¬ng thÝch víi ®Þnh d¹ng d÷ liÖu RS-232.

- Tû sè xung ®ång bé lªn tíi 6 Mbit/s.

- Khung d÷ liÖu bao gåm bit Start, bit ch½n lÎ (lùa chän) vµ çc bit Stop

- Ng¾t khi thanh ghi nhËn ®Çy (lùa chän) hoÆc lµ khi bé ®Öm truyÒn

rçng.

- Ph¸t hiÖn ch½n lÎ, khung qu¸ t¶i, khung b¸o lçi.

- Çc chøc n¨ng ph¸t vµ thu ë møc cao.

Ngoµi ra cßn mét sè ngo¹i vi sè kh¸c cña PSoC nh−: Bé truyÒn th«ng SPI

Master, SPI Slave…

5. HÖ thèng khèi PSoC t−¬ng tù

CÊu tróc cña hÖ thèng t−¬ng tù.



H×nh 3 -5: S¬ ®å khèi cña hÖ thèng t−¬ng tù trong PSoC

• Nh÷ng ngo¹i vi ®−îc t¹o bëi khèi PSoC t−¬ng tù.

Çc bé khÕch ®¹i.

a. Bé khÕch ®¹i INSAMP - Instrumentation Amplifier

- §é khuÕch ®¹i cã thÓ lËp tr×nh tõ 2 - 16 hoÆc lªn tíi 93 ®èi víi cÊu tróc 3

bé K§TT.

- Trë kh¸ng vi sai ®Çu vµo cao.

- Mét ®Çu ra.

- Cã thÓ lùa chän cÊu tróc hai hoÆc ba bé K§TT.

H×nh 3 - 6: S¬ ®å nguyªn lý bé khuÕch ®¹i INSAMP

b. Bé khuÕch ®¹i ®¶o AMPINV - Inverting Amplifier



H×nh 3 - 7:S¬ ®å nguyªn lý bé khuÕch ®¹i ®¶o

- §é khuÕch ®¹i cã thÓ lËp tr×nh tõ víi 18 cÊp, ®é khuÕch ®¹i tèi ®a lµ -47

- Mét ®Çu ra ®¬n ®−îc tham chiÕu ®èi víi ®Êt cña Analog.

c. Bé khuÕch ®¹i kh«ng ®¶o PGA - Programmable Gain Amplifier

- §é khuÕch ®¹i cã thÓ lËp tr×nh tõ víi 33 cÊp, ®é khuÕch ®¹i tèi ®a lµ 48.

- Mét ®Çu ra ®¬n víi ®iÖn ¸p tham chiÕu cã thÓ lùa chän.

- Trë kh¸ng ®Çu vµo cao Module PGA lµ mét module K§TT dùa trªn bé

khuÕch ®¹i kh«ng ®¶o, ®é khuÕch ®¹i víi ®é khuÕch ®¹i cã thÓ lËp tr×nh ®−îc.

Bé khuÕch ®¹i nµy cã trë kh¸ng ®Çu vµo cao, b¨ng th«ng réng vµ ®iÖn ¸p tham

chiÕu cã thÓ lùa chän ®−îc.

H×nh 3 - 8: S¬ ®å nguyªn lý bé khuÕch ®¹i kh«ng ®¶o PGA

Çc bé chuyÓn ®æi t−¬ng tù sang sè - ADC.

a. ADCINC12 - 12 bit Incremental ADC

- §é ph©n gi¶i 12 bit, bï 2.

- Tèc ®é lÊy mÉu: 7,8 - 480 mÉu/gi©y.

- D¶i ®Çu vµo: AGND V ref.



- Hç trî chÕ ®é b×nh th−êng hoÆc chÕ ®é khö hµi bËc cao.

- Xung nhÞp bªn trong hoÆc bªn ngoµi.

H×nh 3-9: S¬ ®å nguyªn lý bé chuyÓn ®æi ADC 12-bit Incremental

b. ADCINCVR - 7 to 13 bit Variable Resolution Incremental ADC.

- §é ph©n gi¶i 7 - 13 bit, bï 2.

- Tèc ®é lÊy mÉu: 4 - 10000 mÉu/gi©y.

- D¶i ®Çu vµo: VSS -VDD.


H×nh 3-10: S¬ ®å nguyªn lý bé ADCINCVR

c. DELSIG8 - 8 bit Deltal Sigma ADC

- §é ph©n gi¶i 8 bit, bï 2.

- Tèc ®é lÊy mÉu: 32K mÉu/gi©y.

- D¶i ®Çu vµo: ®−îc ®Þnh nghÜa bëi çc lùa chän tham chiÕu trong hoÆc

ngoµi.


DELSIG8 lµ mét bé biÕn ®æi A/D cã kiÓu tÝch ph©n hµng ®îi, cÇn ph¶i cã 127



chu kú tÝch ph©n ®Ó cã ®−îc mét mÉu ë ®Çu ra.

H×nh 3-11: S¬ ®å nguyªn lý bé ADC DelSig8

d. DUALADC - Hai bé ADCINCVR kÕt hîp víi nhau ®Ó t¹o ra bé ADC

kÐp.

e. TRIADC - Ba bé ADCINCVR kÕt hîp víi nhau ®Ó t¹o ra ba bé ADC.

f. SAR6 - 6 bit Successive Apropximation Register.

- §é ph©n gi¶i 6 bit.

- Sö dông duy nhÊt mét khèi PSoC t−¬ng tù.

- Thêi gian chuyÓn ®æi tiªu biÓu lµ 25ms.

- Giao diÖn lËp tr×nh øng dông API ®−îc tèi −u ®Ó ®¬n gi¶n trong sö dông.

H×nh: 3-12 S¬ ®å nguyªn lý API

Ngoµi ra çc khèi PSoC sè cßn coa çc bé chuyÓn ®æi DAC, çc bé läc,

çc bé lùa chän MUX.

Nh÷ng User Module ®−îc bæ xung.



a. Module HiÓn thÞ Tinh thÓ láng - LCD.

- Sö dông giao thøc theo tiªu chuÈn c«ng nghiÖp cña HITACHI

HD44780.

- ChØ yªu cÇu sö dông 7 ch©n I/O trªn mét cæng vµo ra.

- Çc hµm hç trî viÖc in x©u ký tù trong RAM vµ ROM.

- Çc hµm hç trî viÖc in çc sè.

- Çc hµm hç trî viÖc in çc thanh ®å häa theo chiÒu ngang hoÆc chiÒu

däc Module LCD lµ mét tËp th− viÖn çc ch−¬ng tr×nh con ®Ó ghi çc x©u ký

tù vµ ®Þnh d¹ng çc sè theo mét chuÈn chung hai hoÆc bèn hµng, çc thanh ®å

häa ngang hoÆc däc ®−îc hç trî b»ng çch sö dông nh÷ng ®Æc ®iÓm ®å häa

hay ký tù cña Module LCD nµy. Module nµy ®−îc ph¸t triÓn ®Æc biÖt dµnh

riªng cho chuÈn c«ng nghiÖp cña Hitachi HD44780 hai hµng 16 ký tù, nh−ng

vÉn sÏ lµm viÖc cho nhiÒu mµn hiÓn thÞ 4 hµng kh¸c. Th− viÖn nµy sö dông chÕ

®é giao diÖn 4-bit ®Ó tiÕt kiÖm çc ch©n vµo ra cho chÝp.

H×nh: 3-13 S¬ ®å ch©n cña LCD

b. Module TruyÒn th«ng I2C

- Giao diÖn theo chuÈn c«ng nghiÖp I2C cña h·ng Philips.

- VËn hµnh ë chÕ ®é Master vµ Slave, cã kh¶ n¨ng hç trî nhiÒu Master.



H×nh: 3-14 S¬ ®å nguyªn lý I2C

- ChØ sö dông 2 ch©n (SDA vµ SCL) ®Ó giao tiÕp víi Bus I2C.

- Tèc ®é d÷ liÖu chuÈn lµ 100/400 kBit/s, hç trî 50 kbit/s.

- API x©y dùng s½n khiÕn cho viÖc lËp tr×nh trë nªn dÔ dµng.

- ChÕ ®é 7 bit ®Þa chØ, hç trî ®Õn 10 bit ®Þa chØ Module I2CHW bæ sung

mét thiÕt bÞ I2C d−íi d¹ng phÇn mÒm nhóng, bus I2C lµ mét chuÈn c«ng

nghiÖp, giao diÖn phÇn cøng cã hai d©y, ®−îc ph¸t triÓn bëi h·ng Philip.

Master khëi t¹o tÊt c¶ çc thao t¸c truyÒn th«ng lªn bus I2C vµ cung cÊp xung

nhÞp cho tÊt c¶ çc thiÕt bÞ Slave. Module I2CHW hç trî chÕ ®é chuÈn víi tèc

®é lªn tíi 400 kbit/s. Module nµy kh«ng cÇn sö dông khèi PSoC nµo. Nã

t−¬ng thÝch víi çc thiÕt bÞ Slave kh¸c trªn cïng mét bus.

c. Module E2PROM

- Ho¹t ®éng theo nguyªn t¾c cña mét EEPROM cã ®Þnh h íng byte.

- Cã cÊu tróc ®Þnh h−íng theo khèi.

- Sö dông bé nhí hiÖu qu¶. Module E2PROM lµ bé gi¶ lËp bé nhí

EEPROM trong bé nhí Flash cña PSoC. E2PROM cã thÓ ®−îc ®Þnh nghÜa

®iÓm b¾t ®Çu t¹i bÊt kú ®−êng biªn cña khèi Flash nµo, víi mét byte ®é dµi tõ

1 phÇn d− cßn l¹i cña bé nhí Flash. API cho phÐp ng−êi sö dông ®äc hoÆc viÕt

tõ N byte trong mét lÇn ®äc. Module nµy lµ mét kü thuËt phÇn mÒm cïng víi

phÇn cøng Flash cho ROM cña chÝp nªn nã kh«ng chiÕm bÊt kú mét tµi



nguyªn phÇn cøng nµo cña thiÕt bÞ PSoC. Bé nhí Flash cña thiÕt bÞ PSoC ®−îc

tæ chøc d−íi d¹ng 256 khèi 64 byte ®èi víi thiÕt bÞ 16 K. Kü thuËt Flash cña

PSoC cho phÐp ®äc tõng byte d÷ liÖu trong bé nhí Flash, nh−ng khi viÕt l¹i th×

yªu cÇu ph¶i viÕt c¶ 64 byte cïng mét lóc. Vïng l−u tr÷ cña E2PROM ph¶i

b¾t ®Çu t¹i ®−êng biªn khèi bé nhí Flash vµ cã thÓ bao gåm 1 hoÆc nhiÒu

byte. Sö dông çc hµm API lµ E2Read() vµ E2Write() ®Ó ®äc vµ ghi d÷ liÖu.

Hµm E2Read() cña API ®äc bé nhí Flash b»ng çch sö dông lÖnh ROMX cña

M8C. LÖnh nµy cho phÐp ®äc bé nhí Flash theo tõng byte mét çch cã hiÖu

qu¶. Nã yªu cÇu sö dông 8 byte cuèi cïng cña RAM, tõ 0xF8 0xFF. Hµm

E2Write() cña API ghi d÷ liÖu cña bé nhí Flash theo tõng khèi, dùa trªn ®Þa

chØ ®Çu cña kh«ng gian nhí E2PROM, hµm E2Write() ph©n tÝch d÷ liÖu ®−îc

viÕt thµnh nhiÒu phÇn vµ dùa theo ®−êng biªn cña tõng khèi, nã còng yªu cÇu

sö dông 8 byte cuèi cïng cña RAM tõ 0xF8 0xFF.

3.4. PhÇn mÒm ph¸t triÓn PSoC Designer 4.2

PSoC Designer lµ phÇn mÒm ph¸t triÓn hç trî ng−êi thiÕt kÕ trong viÖc

cÊu h×nh phÇn cøng vµ lËp tr×nh phÇn mÒm cho çc chip PSoC trªn m¸y PC

th«ng th−êng vµ sau ®ã n¹p vµo chip qua Kit ICE. Do ®iÒu kiÖn lµm ®å ¸n

nµy kh«ng cã Kit ICE cho nªn t«i dïng bé MiniDevelopment Kit ®Ó n¹p

ch−¬ng tr×nh vµo chip.

Mäi hç trî kü thuËt vµ phÇn mÒm miÔn phÝ ®−îc cung cÊp trªn trang

chò cña h·ng s¶n xuÊt Cypress: http://www.cypressmicro.com/ vµ

http://www.cypress.com/ .

3.4.1. CÊu tróc cña PSoC Designer

PhÇn mÒm PSoC Designer ®−îc chia lµm 3 phÇn chÝnh:

* Device Editor - Tr×nh so¹n th¶o cÊu h×nh chip.

* Application Editor - Tr×nh so¹n th¶o øng dông.



* Debugger - Tr×nh gì rèi.

3.4.2. Çc kiÓu file vµ ®u«i më réng

Khi b¹n t¹o mét dù ¸n th× mét th− môc gèc víi 3 th− môc con sÏ ®−îc

t¹o ra t¹i vÞ trÝ mµ b¹n ®Þnh tr−íc. Tªn cña th− môc gèc lÊy theo tªn cña dù ¸n,

tªn cña 3 th− môc con lµ lib(Librarian), obj(Objects), output(chøa file n¹p

xuèng chip).

3.4.3. T¹o mét dù ¸n trong PSoC Deisigner

a. T¹o mét dù ¸n hoµn toµn míi.

Ban ®Çu ®Ó ch¹y PSoC Designer th× chØ viÖc kÝch ®óp vµo biÓu t−îng

PSoC Designer.exe. Khi ®ã ®Ó cÊu h×nh cho chip nh÷ng chøc n¨ng mong muèn

th× tr−íc hÕt ta ph¶i t¹o mét th− môc cho dù ¸n ®Ó chøa çc tÖp cña dù ¸n.

. Sau khi ch¹y ch−¬ng tr×nh sÏ xuÊt hiÖn cöa sæ Start, khi ®ã ta kÝch

vµo nót Start New Project ®Ó t¹o ra mét dù ¸n míi.

H×nh 3-15: Cöa sæ khëi ®éng ch−¬ng tr×nh

. Khi ®· nhÊn vµo nót Start New Project th× trªn mµn h×nh xuÊt hiÖn

cöa sæ New Project. Khi ®ã ta chØ viÖc ®¸nh tªn cña dù ¸n vµo phÇn New



Project name vµ ®Þnh vÞ cho dù ¸n t¹i môc New Project location b»ng çch gâ

®−êng truyÒn hoÆc nhÊn nót Browse.

H×nh 3-15: Cöa sæ khëi t¹o ch−¬ng tr×nh míi

. Khi thùc hiÖn xong th× nhÊn vµo nót Next. Khi ®ã sÏ xuÊt hiÖn hép

tho¹i Creat New Project. Trong phÇn Family ta chän hä chip, trong phÇn Part

ta chän lo¹i chip thÝch hîp trong hä chip ®ã. Trong phÇn Generate “Main” file

using ta chän ng« ng÷ lËp tr×nh lµ C hay Assembly.

. Sau khi hoµn tÊt th× nhÊn nót Finish ®Ó kÕt thóc khi ®ã ta ®· t¹o ra

mét dù ¸n hoµn toµn míi.

b. T¹o mét dù ¸n dùa trªn nh÷ng thiÕt kÕ cã s½n

Ta cã thÓ t¹o ra mét dù ¸n míi dùa trªn nh÷ng thiÕt kÕ ®· ®−îc xuÊt

thµnh file. Mét cÊu h×nh cã thÓ n¹p l¹i bao gåm mét hay nhiÒu User Module

®· ®−îc sö dông víi nh÷ng th«ng sè x¸c ®Þnh. TÝnh n¨ng nµy gióp b¹n sö

dông l¹i nh÷ng tham sè cña cÊu h×nh tr−íc hiÖu qu¶ vµ tiÕt kiÖm thêi gian. Khi

®ã b¹n tiÕn hµnh çc b−íc sau:

. B¾t ®Çu b¹n tiÕn hµnh nh− khi t¹o ra mét dù ¸n hoµn toµn míi nh−ng

trong hép tho¹i New Project b¹n chän Designe - Based Project trong phÇn

Select Method. NhËp tªn cho dù ¸n vµ ®Þnh vÞ n¬i l−ugi÷ dù ¸n.

. Chän Next khi ®ã sÏ xuÊt hiÖn hép tho¹i hái b¹n lµ cã muèn t¹o th−



môc míi cho dù ¸n víi tªn míi hay kh«ng? chän Yes.

. Trong hép tho¹i Designed Based Project chän Designed Brows ®Ó

link ®Õn dù ¸n ®· cã s½n mµ ta muèn sao chÐp l¹i ë dù ¸n míi nµy. Khi ®ã b¹n

còng cã thÓ thay ®æi ®−îc hä chip ®iÒu khiÓn vµ ng«n ng÷ lËp tr×nh b»ng çch

vµo phÇn Select Base Part.

H×nh 3-16: Cöa sæ khëi t¹o ch−¬ng tr×nh theo thiÕt kÕ ®· cã s½n

. Sau ®ã th× nhÊn nót finish ®Ó hoµn tÊt c«ng viÖc vµ khi ®ã b¹n ®· t¹o

ra mét dù ¸n míi dùa trªn mét thiÕt kÕ ®· cã s½n.

3.4.4. Tr×nh so¹n th¶o cÊu h×nh chip - Device Editor

1. Lùa chän User Module

Lùa chän User Module cho øng dông cña b¹n lµ b−íc ®Çu tiªn cÇn ph¶i

lµm ®Ó cÊu h×nh cho chip. Mét User Module lµ mét chøc n¨ng ®−îc cÊu h×nh

tr−íc vµ nã sÏ lµm nh− lµ mét ngo¹i vi trªn chip.

§Ó truy nhËp vµo Device Editor, nhÊn nót khi ®ã PSoC Designed sÏ

më chÕ ®é lùa chän User Module. Khi ®ã tuú thuéc vµo chøc n¨ng cña tõng

Module vµ yªu cÇu bµi to¸n ®iÒu khiÓn cña b¹n mµ b¹n gäi çc Module ra

b»ng çch nhÊn ®óp vµo Module cÇn lùa chän.



H×nh 3-17: Cöa sæ thiÕt lËp phÇn cøng ch−¬ng tr×nh

Sau khi ®· lùa chän nh÷ng User Module cÇn thiÕt ta chuyÓn sang chÕ ®é

Interconnection View b»ng çch nhÊn nót .

2. Çch ®Æt mét User Module

Khi muèn sö dông mét User Module th× ta ph¶i ®Æt nã vµo trong çc

khèi tµi nguyªn cña chip b»ng çch:

. Click ®¬n vµo User Module ®−îc lùa chän, khi ®ã Module ®−îc chän

sÏ cã mét khèi chøc n¨ng(hoÆc hai khèi tuú thuéc vµo cÊu h×nh cña Module

®ã) s¸ng lªn.

Ta nhÊn vµo nót Next Allowed Placement ®Ó chuyÓn khung s¸ng

sang vÞ trÝ hîp lý cuèi cïng b¹n nhÊn nót ®Ó ®Þnh vÞ t¹i khèi chøc n¨ng cña

Module.

NÕu muèn gì bá User Module nµo th× chØ cÇn chän User Module ®ã

nhÊn chuét ph¶i vµ chän vµo nót Unplace. Mét sè User Module kh«ng sö

dông ®Õn khèi tµi nguyªn nh− LCD, I2C… v× vËy kh«ng cÇn ®Þnh vÞ.

3. Chän th«ng sè cho chip



Khi thiÕt lËp th«ng sè cho chip ta ph¶i c¨n cø vµo tÝnh n¨ng cña chip mµ

b¹n ®ang dïng vµ yªu cÇu ®iÒu khiÓn mµ ®iÒn th«ng sè vµo cét Value cña

Global Resource

H×nh 3-18: Cöa sæ kÕt nèi ch©n vµ th«ng sè cho chip.

4. KÕt nèi çc User Module

ViÖc kÕt nèi çc User Module ®−îc thùc hiÖn th«ng qua çc ®Çu vµo ra

cña çc khèi chøc n¨ng n¾m gi÷ çc User Module vµ th«ng qua mét ®−êng

bus chung.

5. XuÊt thiÕt kÕ thµnh file

Khi cÊu h×nh xong ta tiÕn hµnh xuÊt thiÕt kÕ thµnh file b»ng çch:

- Chän Menu Config>>Export Design.

- Trong tr−êng Designed Name ®iÒn tªn cña file ®Þnh xuÊt ra.

- Trong tr−êng Description ®iÒn th«ng tin miªu t¶ vÒ thiÕt kÕ.

- Trong tr−êng Version ®iÒn phiªn b¶n cña thiÕt kÕ.



Sau ®ã nhÊn OK lµ b¹n ®· hoµn tÊt viÖc cÊu h×nh chip.

3.4.5. Tr×nh so¹n th¶o øng dông - Application Editor

§Ó vµo tr×nh so¹n th¶o(ViÕt code gäi lÖnh ®iÒu khiÓn çc khèi chøc n¨ng)

ta nhÊn nót . Sau ®ã b¹n nhÊn vµo Source files kÝch ®óp vµo main.c ®Ó viÕt

lÖnh sau dßng // Insert your main routine code here.

H×nh 3-19: Cöa sæ lËp ch−¬ng tr×nh

Sau khi viÕt code xong ta nhÊn F7 ®Ó dÞch ch−¬ng tr×nh. NÕu kh«ng cã lçi

th× ta tiÕn hµnh dÞch ch−¬ng tr×nh sang file.hex ®Ó phôc vô cho viÖc n¹p chip.

Ta vµo menu Program>>Write Hex file. Sau ®ã ®Æt tªn file, ®Þnh vÞ file vµ

nhÊn OK lµ ta ®· cã file.hex.

3.5. Bé ®iÒu khiÓn PID sè

3.5.1. ThiÕt kÕ luËt ®iÒu khiÓn PID sè

1. LuËt ®iÒu khiÓn tû lÖ : Proportional (P)



H×nh 3 - 20 : HÖ kÝn víi luËt ®iÒu khiÓn tû lÖ

r(t): TÝn hiÖu ®Çu vµo cña hÖ thèng.

y(t): TÝn hiÖu ®Çu ra cña hÖ thèng.

u(t): TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn t¸c ®éng lªn ®èi t−îng.

e(t): TÝn hiÖu sai lÖch ®iÒu khiÓn.

Khi ®ã sai lÖch e(t) = r(t) - y(t) lµ ®Çu vµo cña bé ®iÒu khiÓn vµ u(t) lµ ®Çu

ra cña bé ®iÒu khiÓn th× quan hÖ gi÷a ®Çu vµo vµ ®Çu ra cña luËt ®iÒu khiÓn

®−îc biÓu diÔn theo ph−¬ng tr×nh sau.

u(t) = kP.e(t) (3 - 1)

Trong ®ã KP lµ tham sè cña luËt ®iÒu khiÓn. Hçn hîp çc ®èi t−îng c«ng

nghiÖp ®Òu ®−îc ®iÒu khiÓn theo luËt nµy. Bëi luËt ®iÒu khiÓn t−¬ng ®èi ®¬n

gi¶n nh−ng l¹i cã thÓ thay ®æi c¶ chÊt l−îng ®éng vµ chÊt l−îng tÜnh cña hÖ

thèng. Khi ta thay ®æi gi¸ trÞ kP dÉn ®Õn sù thay ®æi hÖ sè khuyÕch ®¹i cña hÖ

hë, ®iÒu ®ã dÉn ®Õn sù thay ®æi vÞ trÝ cña ®iÓm cùc vµ ®iÓm kh«ng cña hÖ. Khi

kP thay ®æi còng lµm chÊt l−îng cña hÖ thèng ë chÕ ®é x¸c lËp thay ®æi:

=)(tδ lim∞→t

s.E(s) = lim∞→t )(.1

)(.swK

sRs

dtP+ (3 - 2)

1. LuËt ®iÒu khiÓn tÝch ph©n: Integral(I)

u(t)

Kp

e(t)

r(t)

_

§èi t−îng ®iÒu khiÓn

y(t)

u(t)

u(t)

sTI .1

e(t)

r(t)

_


y(t)

u(t)



H×nh 3 - 21: HÖ kÝn víi luËt ®iÒu khiÓn tÝch ph©n

Víi tÝn hÖu ®Çu vµo cña bé ®iÒu khiÓn lµ sai lÖch e(t) vµ tÝn hiÖu ®Çu ra

u(t) ta cã thÓ biÓu diÔn luËt ®iÒu khiÓn tÝch ph©n b»ng ph−¬ng tr×nh sau:

u(t) = ∫t

I

deT 0

).(1 ττ (3 - 3)

hoÆc u(t) = kI ∫t

de0

).( ττ (3 - 4)

Tham sè cña luËt ®iÒu khiÓn lµ TI ®−îc gäi lµ h»ng sè thêi gian tÝch

ph©n hay KI lµ hÖ sè tÝch ph©n. Khi sö dông luËt ®iÒu khiÓn tÝch ph©n ®é dù

tr÷ æn ®Þnh cña hÖ kÝn sÏ gi¶m ®i, theo tiªu chuÈn æn ®Þnh cña Nyquist sai

lÖch tÜnh sÏ gi¶m v× hµm truyÒn cña hÖ hë lóc ®ã lµ:

w0 = wDK(s) - wdt = sTI

1 wdt(s) (3 - 5)

vµ sai lÖch cña hÖ lµ:

=)(tδ lim∞→t

)(..11

)(.

swsT

sRs

dtI

+ = lim

∞→t )().(. 2

swTssRT

dtI

I

+ (3 - 6)

§iÒu khiÓn tÝch ph©n hay cßn gäi lµ ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn theo tÝch

luü sai lÖch ®iÒu khiÓn chËm sau. Ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn nµy cã −u ®iÓm

lµ Ýt chÞu ¶nh h−ëng cña nhiÔu vµ lµm t¨ng ®é chÝnh x¸c cña hÖ hë ë chÕ ®é

x¸c lËp.

3. LuËt ®iÒu khiÓn vi ph©n : Derivative(D)

H×nh 3 - 22:HÖ kÝn víi luËt ®iÒu khiÓn vi ph©n

LuËt vi ph©n ®−îc biÓu diÔn theo ph−¬ng tr×nh sau:

u(t)

TDS

e(t)

r(t)

_


y(t)

u(t)



u(t) = TDdt

tde )( (3 - 7)

Trong ®ã TD lµ h»ng sè thêi gian vi ph©n. LuËt ®iÒu khiÓn vi ph©n cã

t¸c dông lµm gi¶m thêi gian qu¸ ®é cña hÖ. Do ®ã ng−êi ta gäi ®©y lµ luËt

®iÒu khiÓn v−ît tr−íc. QuyÕt ®Þnh ®iÒu khiÓn ®−îc ®−a ra trªn c¬ së ®¹o

hµm cña sai lÖch. Nh−îc ®iÓm cña luËt nµy lµ ë ph−¬ng ph¸p lÊy th«ng tin

nµy v× nÕu ®èi t−îng chÞu ¶nh h−ëng cña nhiÔu biÕn thiªn th× luËt sÏ ra

quyÕt ®Þnh theo nhiÔu do ®ã luËt ®iÒu khiÓn víi çc ®èi t−îng cã nhiÔu lµ

h»ng sè hoÆc Ýt bÞ nhiÔu.

4. LuËt ®iÒu khiÓn PID

§©y lµ bé ®iÒu khiÓn tÝch hîp cña ba luËt ®iÒu khiÓn trªn v× thÕ nã sÏ

tÝch luü ®−îc tÊt c¶ ®iÓm m¹nh cña çc luËt trªn vµ kh¾c phôc nh÷ng h¹n chÕ

cña tõng luËt cô thÓ.

• Thµnh phÇn khuyÕch ®¹i (P) cã tèc xö lý tÝn hiÖu nhanh, cã ®é æn

®Þnh cao, thêi gian ®iÒu khiÓn ng¾n. Nh−ng h¹n chÕ cña quy luËt nµy

lµ khi hÖ thèng ë tr¹ng th¸i x¸c lËp lu«n tån t¹i sai lÖch tÜnh.

• Thµnh phÇn tÝch ph©n (I) cã −u ®iÓm lµ triÖt tiªu ®−îc sai lÖch tÜnh

nh−ng tèc ®é xö lý tÝn hiÖu cßn chËm.

• Thµnh phÇn vi ph©n (D) cã t¸c dông lµm t¨ng nhanh tèc ®é t¸c ®éng

cña tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn nh−ng bªn c¹nh ®ã luËt ®iÒu khiÓn nµy cã ®é

qu¸ ®iÒu chØnh lín.

S¬ ®å cÊu tróc cña luËt ®iÒu khiÓn:



H×nh 3 - 22: HÖ kÝn víi luËt ®iÒu khiÓn PID.

LuËt ®iÒu khiÓn PID ®· ®−a sai lÖch e(t) cña hÖ thèng vÒ 0 sao cho qu¸

tr×nh qu¸ ®é tho¶ m·n çc yªu cÇu c¬ b¶n vÒ chÊt l−îng:

• NÕu sai lÖch e(t) cµng lín th× th«ng qua thµnh phÇn tû lÖ, tÝn hiÖu

®iÒu chØnh u(t) cµng lín( Vai trß khuyÕch ®¹i).

• NÕu sai lÖch e(t) ch−a b»ng 0 th× th«ng qua thµnh phÇn tÝch ph©n, bé

®iÒu khiÓn PID vÉn cßn tÝn hiÖu ®iÒu chØnh(vai trß cña bé tÝch ph©n).

• NÕu cã sù thay ®æi cña sai lÖch e(t) cµng lín th× th«ng qua thµnh

phÇn vi ph©n ph¶n øng thÝch hîp cña tÝn hiÖu ®iÒu chØnh u(t) sÏ cµng

nhanh(vai trß cña vi ph©n).

LuËt ®iÒu khiÓn PID ®−îc biÓu diÔn b»ng ph−¬ng tr×nh sau:

U(t)= kP[ e(t) + ∫t

I

deT 0

)(1 ττ TD.e(t)] (3 - 8)

Trong ®ã e(t) lµ tÝn hiÖu ®Çu vµo, u(t) lµ tÝn hiÖu ®Çu ra kP ®−îc gäi lµ hÖ

sè khuÕch ®¹i, TI lµ h»ng sè thêi gian tÝch ph©n vµ TD lµ h»ng sè thêi gian vi

ph©n. ChÊt l−îng cña hÖ thèng phô thuéc vµo çc tham sè kP, TI, TD. Muèn hÖ

thèng lµm viÖc æn ®Þnh th× ta ph¶i chän çc bé tham sè trªn sao cho phï hîp.

Hµm truyÒn cña luËt ®iÒu khiÓn PID ®−îc biÓu diÔn d−íi d¹ng céng cã d¹ng

nh− sau:

WPID+(s) = kP[1+

sT I.1 +TD.s] (3 - 9)

HoÆc d−íi d¹ng nh©n nh− sau:

WPID(s) = sT

sTsTkI

DIP

.).1)(.1(

*

*** ++ (3 - 10)

Trong ®ã: kP = I

DIP

TTTk

*

*** )1)(1( ++ (3 - 11)

TI = TI* + TD

* (3- 12)

TD = **

** .

DI

DI

TTTT+

(3 - 13)



5. ThiÕt kÕ luËt ®iÒu khiÓn PID sè.

Yªu cÇu cña thiÕt kÕ ®−îc dÆt ra lµ bé PID sè ph¶i cã tÝnh linh

ho¹t cao, cã giao diÖn th©n thiÖn, ng−êi sö dông cã thÓ dÔ dµng lùa chän ra bé

PID phï hîp víi ®èi t−îng ®iÒu khiÓn cña m×nh, thêi gian xö lý nhanh ®Ó lµm

t¨ng tÝnh thêi gian thùc cho thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn.

a). LuËt ®iÒu khiÓn tû lÖ sè

§©y lµ luËt ®iÒu khiÓn ®¬n gi¶n trong ®ã d·y u(k) ®−îc tÝnh tõ d·y e(k)

theo c«ng thøc:

u(k) = kP e(k) k = 0, 1, 2, … (3 - 14)

b). LuËt ®iÒu khiÓn tÝch ph©n sè

Tõ c«ng thøc sè 3 ta cã ph−¬ng tr×nh sai ph©n:

u(k) = I

TT

e(k) + u(k-1) (3 - 15)

Trong ®ã T lµ thêi gian trÝch mÉu (Sample Time)

c.) LuËt ®iÒu khiÓn vi ph©n sè

Kpe(t) u(k)

H×nh 3 – 23 CÊu tróc luËt P sè

u(k-1)

e(k) T/Ti

H×nh 3 – 24 CÊu tróc luËt I sè

+ +

D

u(k)

e(k)

e(k-1)

u(k) TD/T

H×nh 3 – 25 CÊu tróc luËt D sè

+ - D



Th−êng çc bé ®iÒu khiÓn theo luËt vi ph©n sè ®−îc cµi ®Æt theo çc

ph−¬ng tr×nh sai ph©n sau:

u(k) = DTT

[e(k) + u(k-1)] (3 - 16)

d). LuËt ®iÒu khiÓn PID sè

Tõ cÊu tróc PID sè trªn ta cã:

[ ] ( ) ( ) ( 1) ( ) ( 1)Dp I

Tu k k e k u k e k e kT

= + − + − − (3 - 17)

( ) (1 ) ( ) ( 1) ( ) ( 1)D Dp I

I

T T Tu k k e k e k e k u kT T T

= + − − + + − (3 - 18)

( ) (1 ) ( ) ( 1) ( 1)D Dp I

I

T TTu k k e k e k u kT T T

= + + − − + − (3 - 19)

LuËt ®iÒu khiÓn PID sè trong c«ng thøc trªn ®−îc lùa chän ®Ó cµi ®Æt

cho bé ®iÒu khiÓn cña chip trªn c«ng nghÖ PsoC.

6. Çch x¸c ®Þnh th«ng sè cña bé PID

a). Ph−¬ng ph¸p Ziegler Nichol(cho PID)

Kp = 1.212

TT (3 - 20)

Ti = 2T1 (3 - 21)

Td = 0.5T2 (3 - 22)



Víi T1 vµ T2 ®−îc x¸c ®Þnh tõ hµm truyÒn hë cña ®éng c¬.

H×nh 3 - 27 : §Æc tÝnh tèc ®é hµm truyÒn hë cña ®éng c¬

b). Ph−¬ng ph¸p Jassen vµ Offerein

Thùc nghiÖm ®−îc tiÕn hµnh theo çc b−íc sau:

* Cho hÖ thèng lµm viÖc ë biªn giíi æn ®Þnh

- §iÒu khiÓn ®èi t−îng theo luËt P (T 0 vµ Ti ∞)

- X¸c ®Þnh hÖ sè kpth

* Cho hÖ thèng lµm viÖc víi luËt PI

- Cho hÖ lµm viÖc víi luËt PI vµ víi hÖ sè kp = 0,45 kpth, Ti tuú

chän.

- Gi¶m hµm sè thêi gian tÝch ph©nTi cho ®Õn khi hÖ thèng lµm viÖc

ë biªn giíi æn ®Þnh. X¸c ®Þnh h»ng sè Ti ë chÕ ®é nµy Ti = Tith.

* Chän luËt ®iÒu khiÓn PID

- Cho hÖ thèng lµm viÖc theo luËt PID víi kp = kpth- ξ ( ξ ®ñ nhá),

Td vµ Ti tuú chän.

- T¨ng h»ng sè thêi gian vi ph©n cho ®Õn khi hÖ thèng ®¹t ®−îc

qu¸ ®iÒu chØnh cùc ®¹i lín nhÊt σ max = max. X¸c ®Þnh Td max.

Chän TD = 31 TDMAX vµ Ti = 4,5TD.



- Gi¶m kp cho ®Õn khi hÖ thèng ®¹t ®−îc ®Æc tÝnh ®éng häc mong

muèn.

3.5.2. Tæng hîp hÖ thèng ®iÒu khiÓn

1. §Ó tæng hîp hÖ thèng ®iÒu khiÓn tr−íc tiªn ta ph¶i n¾m ®−îc m« h×nh

to¸n häc cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn b»ng çch m« h×nh ho¸ ®èi t−îng ®ã lªn.

Trong thùc tÕ cã hai ph−¬ng ph¸p m« h×nh ho¸:

- Ph−¬ng ph¸p lý thuyÕt.

- Ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖm.

Ph−¬ng ph¸p lý thuyÕt lµ ph−¬ng ph¸p thiÕt lËp m« h×nh dùa trªn çc

®Þnh luËt cã s½n vÒ quan hÖ vËt lý bªn trong vµ quan hÖ giao tiÕp víi hÖ thèng

bªn ngoµi cña ®èi t−îng. Çc mèi quan hÖ nµy ®−îc biÓu diÔn b»ng çc

ph−¬ng tr×nh to¸n hoc.

Trong tr−êng hîp çc th«ng sè cña ®èi t−îng kh«ng ®ñ ®¶m b¶o cho

chóng ta tiÕn hµnh tæng hîp thµnh mét hÖ thèng hoµn chØnh th× chóng ta ph¶i

¸p dông ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖm b»ng çch tiÕn hµnh thö hÖ thèng víi mét

lo¹t çc tÝn hiÖu ®Çu vµo vµ ghi nhËn çc th«ng sè ®Çu ra sao cho kÕt qu¶ thö

nghiÖm ph¶i phï hîp víi yªu cÇu cña ph−¬ng ph¸p lý thuyÕt ®Ò ra.

Trong ®iÒu kiÖn cña ®Ò tµi chóng t«i tiÕn hµnh tæng hîp hÖ thèng b»ng

ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖm víi tÝn hiÖu ®Çu vµo x(t) lµ nhiÖt ®é kh«ng khÝ cßn

tÝn hiÖu ®Çu ra lµ thêi gian vËn hµnh m¸y b¬m. Qua ®ã ta tiÕn hµnh lµm m¹ch

vµ cho ch¹y thö víi çc bé th«ng sè PID tõ ®ã chän ra bé PID phï hîp víi ®èi

t−îng ®iÒu khiÓn.

3.6 KÕt luËn ch−¬ng III

Th«ng qua ch−¬ng III ®· lùa chän vµ giíi thiÖu ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn

chip trªn c«ng nghÖ PsoC vµ so s¸nh hiÖu qu¶, tÝnh tiÖn dông vµ kinh tÕ khi sö

dông chip trªn c«ng nghÖ PsoC víi çc lo¹i chip th«ng th−êng vµ çc ph−¬ng

ph¸p ®iÒu khiÓn kh¸c.TiÕn hµnh lùa chän thuËt ®iÒu khiÓn hÖ thèng sao cho

hîp lý vµ hiÖu qu¶ phï hîp víi tõng ®èi t−îng ®iÒu khiÓn.



Ch−¬ng 4

ThiÕt kÕ vµ thi c«ng bé ®iÒu khiÓn hÖ thèng

t-íi phun m-a trªn c«ng nghÖ PSoC

4.1. S¬ ®å khèi cña bé ®iÒu khiÓn



4.2. Ph©n c«ng tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn Stt Chøc n¨ng Ch©n chip Ký hiÖu

TÝn hiÖu ®Çu vµo 1 C¶m biÕn nhiÖt ®é Ta P0.7 CBN 2 C¶m biÕn ¸p suÊt P P0.6 CBS 3 Ap suÊt ®Æt ASD 4 C¶m biÕn bøc x¹ Qs P0.3 CBB 5 Nót Ên SET P1.6 SET 6 Nót Ên CANCEL P1.4 CANCEL 7 Nót Ên DOWN P1.3 DOWN 8 Nót Ên UP P1.2 UP

TÝn hiÖu ®Çu ra

1 Van lµm viÖc (R¬ le cho ®éng c¬ b−íc) P0.1 VLV

2 Van tho¸t hiÓm (R¬ le) P0.2 VTH

3 §éng c¬ b¬m (R¬ le) P0.4 DCB

4 §Ìn b¸o HT lµm viÖc b×nh th−êng (Led) P0.0 D0

5 §Ìn b¸o HT èng bÞ t¾c (Led) P1.5 DT

6 §Ìn b¸o HT èng bÞ vì (Led) P1.7 DV

4.3. ThuËt to¸n ®iÒu khiÓn

Ta cã s¬ ®å thuËt to¸n nh− sau:





H×nh 4 – 4 : S¬ ®å thuËt to¸n ®iÒu khiÓn ng¾t.



24VDC

24VDC

24VDC

J1 Dong_co_bom

12

J2 VLV

12

J3 VTH

12

10K

10K

C8281

23

C8281

23

C8281

23

K1

RELAY Dong_co

34

5

68

712

K2

RELAY Van_lam_v iec

34

5

68

712

K3

RELAY Van_thoat_hiem

34

5

68

712

D1

D3

D2

Dong co bom

1 2

Van lam v iec

1 2

Van thoat hiem

1 2

J4

220VAC

1 2

10K

H×nh 4 - 6: S¬ ®å m¹ch lùc



4.4.ThuyÕt minh s¬ ®å

• M¹ch ®iÒu khiÓn

Trong s¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn cã mµn h×nh hiÓn thÞ kÕt qu¶ LCD ®−îc nèi víi

çc ch©n chip cña cæng P2, çc tÝn hiÖu vµo ra t−¬ng tù ®−îc nèi vµo çc ch©n

cña cæng P0, P1. N¨m nót nhÊn bµn phÝm SET, CANCEL, DOWN, UP,

RESET ®−îc nèi víi çc ch©n: P1.6, P1.4, P1.3, P1.2 vµ ch©n XRES ngoµi ra

cæng kÕt nèi m¸y tÝnh qua cæng COM vµo IC MAX 232 ®−a tÝn hiÖu vµo ch©n

P1.0 vµ P1.1. Khi ®ã phô thuéc vµo çc tÝn hiÖu ®Çu vµo lµ çc c¶m biÕn mµ

ch−¬ng tr×nh xö lý kÝch ho¹t hoÆc kh«ng kÝch çc ch©n chip, ®−a hiÓn thÞ çc

bé th«ng sè ®iÒu khiÓn lªn LCD ®Ó dÔ quan s¸t trong qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn.

Trong qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn ta ®· tiÕn hµnh cµi ®Æt çc th«ng sè cÊu h×nh cho

chip vi ®iÒu khiÓn. Çc tÝn hiÖu t−¬ng tù tõ c¶m biÕn ®−îc ®−a vµo ch©n chip

th«ng qua çc bé biÕn ®æi ADC vµ çc kh©u khuyÕch ®¹i Gain ®Ó chip xö lý.

TÝn hiÖu ra tõ chip ®−îc ®−a tíi m¹ch lùc ®Ó kÝch ®ãng më çc r¬ le.

• M¹ch lùc

TÝn hiÖu ra tõ chip lµ kho¶ng 2 - 5 VDC vµ dßng kho¶ng 50 - 100 mA do

®ã ta kh«ng thÓ dïng nguån nµy trùc tiÕp ®ãng më çc r¬ le hay vËn hµnh çc

®éng c¬ do ®ã ta ph¶i ®−a vµo ch©n baz¬ cña çc Tranzitor. Khi cã tÝn hiÖu tõ

chip ra lµm cho çc Tranzitor nµy më vµ khi ®ã sÏ cho nguån 24VDC bªn

ngoµi truyÒn qua cuén d©y lµm viÖc cña çc r¬ le 24VDC ®Ó ®ãng më çc tiÕp

®iÓm nèi m¸y b¬m vµ çc van ®iÒu khiÓn víi nguån xoay chiÒu. Çc diode

D1,D2, D3 lµm nhiÖm vô chèng dßng ng−îc.

4.5. Lùa chän thiÕt bÞ

* Çc ®Çu vµo cho bé ®iÒu khiÓn

- §Çu vµo Analog [0 - 5 V] t−¬ng øng víi tÝn hiÖu cña c¶m biÕn nhiÖt.

Do ®iÒu kiÖn kh«ng cho phÐp cho nªn t«i kh«ng chÕ t¹o ra çc c¶m biÕn ®é

Èm, c¶m biÕn ¸p suÊt, c¶m biÕn bøc x¹ mµ thay vµo ®ã lµ ®−a tÝn hiÖu analog

tõ 0 ®Õn 5 VDC vµo ch©n chip thay cho c¶m biÕn. Riªng víi c¶m biÕn nhiÖt

chóng t«i dïng lo¹i c¶m biÕn LM335.



VCC

R2

2.2K

R1

10K

13

2

D1LM335

1

3

2

Output

10mV/oK

LM335 là cảm biến đo nhiệt độ được tích hợp từ các chất bán dẫn có

thể đo nhiệt độ rất chính xác và dễ dàng chuẩn hoá. Nó làm việc như một

diode Zener, LM335 có điện áp đánh thủng tỉ lệ trực tiếp với nhiệt độ tuyệt

đối là 10mV/oK.

Khi kiểm tra ở 25oC thì LM335 có sai số nhỏ hơn 1oC.

Không giống như các cảm biến khác, LM335 có đầu ra tuyến tính.

LM335 được ứng dụng trong phạm vi nhiệt độ từ -40oC ÷ 100oC. Trở

kháng thấp và đầu ra tuyến tính đã làm cho việc ghép nối mạch ra và mạch

điều khiển trở nên rất đơn giản.

+ Các đặc ®iÓm của LM335

- Đo trực tiếp nhiệt độ Kelvin.

- Dòng làm việc từ 400µA ÷ 5mA.

- Trở kháng động nhỏ hơn 1Ω.

- Kiểm tra dễ dàng.

- Phạm vi nhiệt độ đo rộng.

- Gi¸ thµnh h¹.

+ Chuẩn hoá LM335

LM335 có một phương pháp chuẩn hoá thiết bị dễ dàng cho độ chính

xác cao. Nối nhánh hiệu chỉnh của LM335 với một biến trở 10KΩ (biến trở

chỉnh tinh).

Bởi vì đầu ra của LM335 tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối. Do đó với việc

điều chỉnh biến trở, đầu ra cảm biến sẽ cho 0V tại 0oK.

Sai số điện áp đầu ra chỉ là sai số độ dốc (do đầu ra tuyến tính theo

nhiệt độ). Vì vậy, chuẩn hoá độ dốc tại một nhiệt độ sẽ làm đúng tất cả các

nhiệt độ khác.

Điện áp đầu ra của cảm biến được tính theo công thức: VoutT = VoutT0* 0T

T (4-1).



Trong đó: T là nhiệt độ chưa biết.

T0 là nhiệt độ tham chiếu.

Cả hai đều tính bằng nhiệt độ Kelvin.

Bằng cách chuẩn hoá đầu ra tại một nhiệt độ sẽ làm đúng đầu ra cho tất cả

các nhiệt độ khác. Thông thường đầu ra được lấy chuẩn là 10mV/oK.

Ví dụ tại 25oC ta sẽ có đầu ra có điện áp là 2,98V.

Tuy nhiên, LM335 cũng như bất kỳ loại cảm biến nào khác, sự tự làm

nóng có thể làm giảm độ chính xác.

* Çc ®Çu ra cho bé ®iÒu khiÓn.

- §Çu ra r¬ le (Dßng ®iÖn cho phÐp lµ 3A).

* Giao diÖn truyÒn th«ng.

- TruÒn th«ng RS232 (COM PORT)

* Giao diÖn ng−êi m¸y.

- Bµn phÝm gåm 5 nót Ên.

- Mµn h×nh tinh thÓ láng LCD (2 dßng 16 ký tù)

- Çc ®Ìn LED biÓu thÞ chÕ ®é ho¹t ®éng.

* Çc linh kiÖn ®−îc dïng trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ m¹ch:

3 r¬ le ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn 24VDC.

5 phÝm Ên.

1 LCD lµ module hiÓn thÞ tu©n theo chuÈn c«ng nghiÖp cña Hitachi

HD44780.

Th«ng sè cña module LCD:

D7

14D

613

D5

12D

411

D3

10D

29

D1

8D

07

E6

RW

5R

S4

VSS

1

VD

D2

VEE

3

LCD



- Module gåm hai dßng 16 ký tù.

- Ch©n Vss vµ Vdd lµ hai ch©n cung cÊp nguån.

- Ch©n DB0 - DB7 lµ 8 ch©n d÷ liÖu.

- Ch©n E lµ ch©n cho phÐp ®äc/ghi bus d÷ liÖu.

- Ch©n R/W lµ ch©n ®äc/ghi.

- Ch©n RS lµ ch©n lùa chän thanh ghi trong module.

Ch©n A, K lµ hai ch©n cung cÊp ®iÖn ¸p cho ®Ìn nÒn cña mµn h×nh.

Vcc,Vss lµ ch©n nguån +5V vµ ch©n ®Êt cßn VEE ®−îc dïng ®Ó ®iÒu khiÓn ®é

t−¬ng ph¶n

RS (Register Select )- chän thanh ghi.

Cã 2 thanh ghi rÊt quan träng bªn trong LCD. Ch©n RS ®−îc dïng ®Ó

chän çc thanh ghi nµy. NÕu RS = 0 th× thanh ghi m· lÖnh ®−îc chän, cho

phÐp ng−êi dïng göi m· lÖnh ch¼ng h¹n nh− xo¸ mµn h×nh, ®−a con trá vÒ ®Çu

dßng. NÕu RS = 1 th× thanh ghi d÷ liÖu ®−îc chän vµ cho phÐp ng−êi dïng göi

d÷ liÖu cÇn hiÓn thÞ lªn LCD.

R/W (Read/Write )- Ch©n ®äc ghi cho phÐp ng−êi dïng ®äc/ ghi th«ng

tin tõ chip lªn LCD. R/W = 0 th× ®äc, cßn R/W = 1 th× ghi.

E (Enable )- Ch©n cho phÐp E ®−îc LCD sö dông ®Ó chèt th«ng tin hiÖn

cã trªn ch©n d÷ liÖu. Khi d÷ liÖu ®−îc cÊp ®Õn ch©n d÷ liÖu th× mét xung møc

cao-xuèng-thÊp ®−îc ¸p ®Õn ch©n E ®Ó LCD chèt d÷ liÖu trªn ch©n d÷ liÖu.

Xung nµy ph¶i réng tèi thiÓu 450ns.

1 chip PsoC CY8C27443-24PI

ý nghÜa cña çc ch©n

* Ký hiÖu P0[0] lµ ch©n sè 0 cña cæng P0 (t−¬ng tù víi çc cæng kh¸c).

* AI( Analog Input) ®Çu vµo t−¬ng tù.

* AIO (Analog Input/Output) lµ ®Çu vµo ra t−¬ng tù.

* SMP (Switch Mode Pump) lµ ch©n lùa chän chÕ ®é kÝch ®iÖn ¸p, ®−îc

sö dông khi ho¹t ®éng víi nguån ®iÖn ¸p thÊp 1.0V.

* External VREF lµ ch©n lÊy ®iÖn ¸p tham chiÕu tõ bªn ngoµi.

* External AGND lµ ch©n lÊy ®iÖn ¸p AGND lµm tham chiÕu tõ bªn ngoµi.



H×nh 4-7: S¬ ®å ch©n chip CY8C27443

* EXTCLK lµ ch©n xung nhÞp tõ bªn ngoµi

* XRES lµ ch©n cho phÐp khëi ®éng l¹i chip tõ bªn ngoµi.

* I2C SDA lµ ch©n truyÒn d÷ liÖu nèi tiÕp trong truyÒn th«ng I2C.

* I2C CLK lµ ch©n truyÒn xung nhÞp trong truyÒn th«ng I2C.

* XTALin vµ XTALout lµ hai ch©n lÊy xung nhÞp th¹ch anh tõ bªn ngoµi.

* Ch©n Vss vµ Vdd lµ ch©n nguån cÊp cho chip.

Mét IC æn ¸p LM7805 lµ lo¹i IC víi ®Çu vµo lµ ®iÖn ¸p tõ 5 ®Õn 25V

vµ ®Çu ra lµ ®iÖn ¸p æn ®Þnh ë 5V. U3LM7805/TO

1

3

2VIN

GN

D

VOUT

H×nh 4-8 : S¬ ®å ch©n cña IC LM7805

Mét IC MAX 232 lµ lo¹i IC cho phÐp chuyÓn ®æi truyÒn th«ng nèi

tiÕp víi truyÒn th«ng RS232.

Mét IC MAX 232 lµ lo¹i IC cho phÐp chuyÓn ®æi truyÒn th«ng nèi

tiÕp víi truyÒn th«ng RS232.

U3

MAX232

54

141519

8101112179

13

2312016

T1INT2INT3INT4INT5IN

C1+C1-C2+C2-SDV+V-

T1OUTT2OUTT3OUTT4OUTT5OUT



Mét bé nguån ngoµi 220VAC, 24VAC vµ mét sè phô kiÖn nh− mét

sè tô läc, jack tÝn hiÖu…

4.6.CÊu h×nh cho çc User Module cña chip CY8C27443

H×nh 4-8: S¬ ®å cÊu h×nh chip CY8C27443



H×nh 4-9: CÊu h×nh ch©n chip.

Module ADCINC lµ module chuyÓn ®æi sè sang t−¬ng tù Input : LÊy tõ khèi t−¬ng tù ACB0 Clock Phase: Pha xung nhÞp ë chÕ ®é b×nh th−êng

Module LCD lµ module hiÓn thÞ çc gi¸ trÞ dïng ®Ó giao tiÕp ng−êi m¸y. LCDPort : Cæng kÕt nèi Port_2 BarGraph : Enable Cho phÐp cÊu h×nh ®å ho¹ trªn LCD

Module PGA: Module khuÕch ®¹i kh«ng ®¶o cã t¸c dông khi ®Çu vµo lµ t−¬ng tù. HÖ sè cã thÓ thay ®æi th«ng qua ch−¬ng tr×nh lËp tr×nh. - Gain : 1.000 §Æt hÖ sè khuÕch ®¹i b»ng 1. - Input: analogColumn_InputMUX_0 ®Çu vµo cña bé khuÕch ®¹i.



Module Timer: Lµ bé ®Þnh thêi ®é réng 16 bit dïng ®Ó t¹o ra chu kú trÝch mÉu. Clock: VC3 §Çu vµo xung nhÞp lµ VC3 Capture: High ChÕ ®é b¨t ®iÓm lu«n ë tr¹ng th¸i cao TerminalCountOut: None §Çu ra gi¸ trÞ ®Õm cuèi lµ kho¸ CompareOut: None §Çu ra so s¸nh lµ kho¸. Period: 249 Gi¸ trÞ ®Æt tr−íc lµ 249. CompareValue: 0 Gi¸ trÞ so s¸nh lµ 0. CompareType: Less Than Or Equal KiÓu so s¸nh lµ nhá h¬n hoÆc b»ng. InterruptType: Terminal Count KiÓu sinh ng¾t lµ gi¸ trÞ ®Õm cuèi. ClockSync: Sync to SynCK §ång bé xung nhÞp víi xung nhÞp cña hÖ thèng. TC_PulseWidth: Full Clock Lùa chän ®é réng xung ®Çu ra cña gi¸ trÞ ®Õm cuèi lµ ®ñ mét xung nhÞp. IterruptAPI: Enable Më ng¾t cho lËp tr×nh øng dông. InvertEnable : Nomal Cho phÐp ®Çu ra ®¶o.

Clock: VC2 §Çu vµo xung nhÞp lµ VC2. RX Input: Row_2_Input_1 Khai b¸o ®Çu vµo nhËn d÷ liÖu lµ Row_2_Input_1. TX Output: Row2_Output_1 Khai b¸o ®Çu ra d÷ liÖu lµ Row2_Output_1 TX Interrupt Mode: TXComplete Ng¾t x¶y ra khi truyÒn xong d÷ liÖu. RxCmBuffer: 16 bytes Dung l−îng bé ®Öm nhËn lµ 16 bytes. Command Terminator: 13 Ký tù kÕt thóc lÖnh. Param_Delimiter: 32 Ký tù giíi h¹n lÖnh. IgnoreCharsBelow: 32 Bá qua ký tù nhá h¬n 32. InterruptAPI: Enable më ng¾t cho lËp tr×nh øng dông.



4.7. KÕt qu¶ thö nghiÖm m« h×nh

Sau khi thiÕt kÕ phÇn cøng ta tiÕn hµnh ch¹y thùc nghiÖm m« h×nh theo

çc ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn víi çc bé ®iÒu khiÓn kh¸c nhau ta thu ®−îc kÕt qu¶:

a). Bé th«ng sè thùc nghiÖm khi thiÕt kÕ hÖ thèng ®−êng èng

Trªn c¬ së kÕt qu¶ thu ®−îc trªn çc b¶ng 2 - 3, 2 - 4, 2 - 5 ta nhËn thÊy

mÆc dï çc vßi phun cã cïng ®−êng kÝnh lç vßi phun cã kÕt cÊu t−¬ng tù th× ta

thÊy víi gãc cña vßi phun so víi ph−¬ng quü ®¹o chuyÓn ®éng cña dßng tia

phun. θ = 64° th× chÞu ¶nh h−ëng bëi giã lµ Ýt nhÊt vµ cã b¸n kÝnh phun xa

nhÊt do ®ã çc th«ng sè kü thuËt tèi −u ®−îc lÊy theo tr−êng hîp nµy.


( d= 4mm, θ = 60°, α = 5°)

Th«ng sè

Sè TT


(Kg/cm2)

Bán kính tia phun R (m)



(l/ph)

1 1,1 5,20 2,22 17,2

2 1,4 5,80 2,34 16,5

3 1,8 5,95 2,55 15,95

4 2,2 6,2 2,60 14,37

5 2,4 6,48 2,70 12,41

6 2,6 6,62 2,80 11,27

7 2,8 6,90 2,90 10,1




( d= 4mm, θ = 64°, α = 5°)

Th«ng sè

Sè TT


(Kg/cm2)


(m)



(l/ph)

1 1,1 5,40 2,43 17,5

2 1,3 5,47 2,50 16,7

3 1,6 5,91 2,63 15,9

4 1,8 6,12 2,72 15,2

5 2,2 6,43 2,80 14,1

6 2,5 6,72 2,90 12,3

7 2,7 7,00 3,01 11,0


( d= 4mm, θ = 68°, α = 5°)

Th«ng sè

Sè TT

¸p lùc ë ®Çu vßi phun P (Kg/cm2)


(m)



(l/ph)

1 1,10 5,10 2,33 17,6

2 1,30 5,35 2,45 16,8

3 1,65 5,65 2,66 16,2

4 2,00 5,90 2,71 15,7

5 2,20 6,26 2,79 14,85

6 2,40 6,50 2,85 13,2

7 2,60 6,80 2,90 12,1



b). KÕt qu¶ thùc nghiÖm khi ch¹y m« h×nh

- LuËt ®iÒu chØnh PID víi çc tham sè lùa chän Kp = 1.5, Ti = 5, Td = 0.1;

Stt NhiÖt ®é (°C) §é Èm (%) ¸p suÊt (at) Thêi gian (s)

1 25.7 85 1.2 360

2 26.2 78 1.2 382

3 26.8 65 1.3 390

4 27.1 58 1.2 410

5 28.0 59 1.25 420

6 28.3 55 1.3 425

7 28.8 48 1.2 456

8 29.4 43 1.2 467

9 29.8 40 1.2 489

4.8. KÕt luËn ch−¬ng IV

Th«ng qua ch−¬ng 4 ta tiÕn hµnh thùc nghiÖm lµm m¹ch ®iÒu khiÓn

th«ng qua ®iÒu kiÖn vµ yªu cÇu bµi to¸n ®· ®Æt ra ë çc ch−¬ng tr−íc.

M¹ch thiÕt kÕ ra ®¬n gi¶n vµ dÔ sö dông víi nhiÒu tÝnh n¨ng lùa chän

th«ng qua viÖc nhËp tham sè qua bµn phÝm vµ tõ çc c¶m biÕn vµ ®· ®−îc

kiÓm nghiÖm thùc tÕ lµ ch¹y tèt.

Tõ ®ã tiÕn hµnh thiÕt lËp thuËt to¸n ®iÒu khiÓn vµ lËp tr×nh çc øng dông

theo yªu cÇu bµi to¸n.

H¹n chÕ trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn lµ do ®iÒu kiÖn kh«ng

cho phÐp cho nªn kh«ng thiÕt kÕ ®−îc çc c¶m biÕn ®é Èm, c¶m biÕn ¸p suÊt vµ

c¶m biÕn bøc x¹ n¨ng l−îng mÆt trêi mµ thay vµo ®ã lµ ta ®−a tÝn hiÖu t−¬ng tù

vµo cho nªn nã kh«ng ph¶n ¸nh ®−îc çc tr¹ng th¸i ®iÒu khiÓn thùc tÕ.



KÕt luËn vµ ®Ò nghÞ

1. KÕt luËn

Sau mét thêi gian nghiªn cøu ®Ò tµi, mÆc dï gÆp nhiÒu khã kh¨n nh−ng

víi nç lùc cña b¶n th©n cïng víi sù h−íng dÉn tËn t×nh cña thÇy gi¸o ThS.

Ng« TrÝ D−¬ng çc ThÇy C« trong Khoa C¬ §iÖn vµ çc phßng ban chøc n¨ng

cïng toµn thÓ çc b¹n ®ång nghiÖp ®Õn nay ®Ò tµi tèt nghiÖp cña t«i ®· c¬ b¶n

hoµn thµnh. Tõ kÕt qu¶ nghiªn cøu d−îc trong ®Ò tµi "Nghiªn cøu thiÕt kÕ m«

h×nh ®iÒu khiÓn t−íi phun m−a phôc vô s¶n xuÊt rau an toµn". Chóng t«i

®−a ra mét sè kÕt luËn vµ ®Ò nghÞ sau:

MÆt tÝch cùc

- §Ò tµi ®· nªu ®−îc qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña ngµnh tù ®éng ho¸ qu¸

tr×nh s¶n xuÊt trong n−íc còng nh− trªn thÕ giíi, ph©n tÝch vai trß, ý nghÜa øng

dông còng nh− h¹n chÕ cña nã trong s¶n xuÊt.

- Nghiªn cøu vÒ thiÕt bÞ phÇn cøng cña chip vi xö lý trªn c«ng nghÖ

PSoC vµ çc linh kiÖn ®iÖn tö phô trî ®Ó tiÕn hµnh thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn.

- Nghiªn cøu phÇn mÒm PSoC Deisigner Version 4.2 vµ tiÕn hµnh thiÕt

kÕ, lËp tr×nh ®iÒu khiÓn hÖ thèng víi s¬ ®å c«ng nghÖ thùc tiÔn.

- X©y dùng m« h×nh thùc, ch¹y thö kiÓm nghiÖm l¹i lý thuyÕt.

MÆt h¹n chÕ

- Do cßn h¹n chÕ vÒ kh¶ n¨ng còng nh− vÒ mÆt tµi chÝnh nªn çc c¶m

biÕn ¸p suÊt, c¶m biÕn ®é Èm vµ c¶m biÕn bøc x¹ vÉn ch−a lµm thùc mµ ph¶i

dïng tÝn hiÖu t−¬ng tù thay thÕ cho nªn kÕt qu¶ kiÓm nghiÖm vÉn ch−a ph¶n

¸nh chÝnh x¸c ®é biÕn thiªn cña hÖ thèng thùc.

MÆt nhËn thøc

- Qua qu¸ tr×nh nghiªn cøu, t×m hiÓu çc tµi liÖu ®Ó thùc hiÖn ®Ò tµi

ngoµi nh÷ng hiÓu biÕt v« cung quan träng vÒ sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ tù

®éng ho¸, viÖc øng dông cña tù ®éng ho¸ vµo s¶n xuÊt… §Ò tµi cßn gióp t«i



tiÕp cËn víi nh÷ng kiÕn thøc vÒ ®iÒu khiÓn vi xö lý vµ çc phÇn mÒm lËp tr×nh

®ang ®−îc øng dông réng r·i trong çc hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng hiÖn nay

nh−: Visual Basic, Multisim, Matlab, Orcad….

- H¬n thÕ n÷a ®Ò tµi cßn gióp t«i cã thªm kiÕn thøc thùc tÕ vÒ ¸p dông

tù ®éng ho¸ trong n«ng nghiÖp mét lÜnh vùc v« cïng quan träng vµ còng lµ

nhiÖm vô cña mét kü s− tù ®éng ho¸ n«ng nghiÖp.

2. §Ò nghÞ

Trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu khiÓn do thêi gian, ®iÒu kiÖn kinh tÕ vµ

nhËn thøc cßn h¹n chÕ nªn viÖc t×m hiÓu x©y dùng m« h×nh, viÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu

khiÓn ch−a hîp lý, çc th«ng sè cßn sai sè lín. KÝnh mong bé m«n cïng khoa C¬

§iÖn t¹o ®iÒu kiÖn tèt h¬n n÷a vÒ thêi gian còng nh− thiÕt bÞ ®Ó ®Ò tµi cã thÓ hoµn

thµnh tèt h¬n vµ cã tÝnh øng dông thùc tÕ cao.



Môc lôc

Më ®Çu.......................................................................................................... - 1 -

1. §Æt vÊn ®Ò................................................................................................. - 1 -

2. Môc ®Ých cña ®Ò tµi .................................................................................. - 3 -

3. Néi dung ®Ò tµi ......................................................................................... - 3 -

4. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu .......................................................................... - 3 -

Ch−¬ng 1: Tæng quan ................................................................................ - 5 -

1.1. T×nh h×nh s¶n xuÊt rau s¹ch trong n−íc vµ trªn thÕ giíi ....................... - 5 -

1.1.1. Kh¸i niÖm rau s¹ch ............................................................................ - 5 -

1.1.2. T×nh h×nh s¶n xuÊt rau s¹ch trong n−íc............................................. - 6 -

1.1.3. T×nh h×nh s¶n xuÊt rau s¹ch trªn thÕ giíi .......................................... - 9 -

1.2. Çc ph−¬ng ph¸p t−íi............................................................................ - 9 -

1.2.1. Ph−¬ng ph¸p t−íi ............................................................................... - 9 -

1.2.2. Lùa chän ph−¬ng ph¸p t−íi.............................................................. - 14 -

1.3. Vai trß cña tù ®éng ho¸ trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt................................ - 17 -

1.4. øng dông cña tù ®éng ho¸ trong n«ng nghiÖp .................................... - 18 -

1.5. Môc ®Ých vµ ý nghÜa viÖc thiÕt kÕ m« h×nh t−íi phun m−a ................. - 18 -

1.6. KÕt luËn ch−¬ng I ................................................................................ - 19 -

Ch−¬ng 2: Nghªn cøu tÝnh to¸n çc th«ng sè kü thuËt cña hÖ

thèng t-íi phun m-a trång rau s¹ch

- 20 -

2.1. ChÕ ®é t−íi n−íc cho rau s¹ch ............................................................ - 20 -

2.1.1. §Êt, n−íc vµ c©y trång ..................................................................... - 20 -

2.1.2. TÝnh to¸n møc t−íi ........................................................................... - 20 -

2.2. Bè trÝ s¬ ®å hÖ thèng t−íi phun m−a vµ çc th«ng sè kü thuËt ........... - 22 -

2.2.1. C−êng ®é phun m−a ......................................................................... - 22 -

2.2.2. KÝch th−íc h¹t m−a .......................................................................... - 23 -

2.2.3. §é ®ång ®Òu khi t−íi ........................................................................ - 24 -

2.2.4. N¨ng suÊt t−íi phun m−a ................................................................. - 25 -

2.2.5. TÇm xa lý thuyÕt cña dßng tia .......................................................... - 26 -



2.2.6 Ph©n lo¹i, lùa chän vßi phun vµ ®−êng èng phôc vô s¶n xuÊt rau an toµn ...-

30 -

2.2.7. Çc th«ng sè c¬ b¶n lùa chän m¸y b¬m .......................................... - 36 -

2.3. ThiÕt kÕ hÖ thèng t−íi phun m−a......................................................... - 38 -

2.4. KÕt qu¶ thùc nghiÖm ........................................................................... - 43 -

2.5. ThiÕt kÕ giao diÖn ................................................................................ - 49 -

2.5.1. PhÇn mÒm thiÕt kÕ giao diÖn ............................................................ - 49 -

2.6. KÕt luËn ch−¬ng II............................................................................... - 52 -

Ch−¬ng 3: Nghiªn cøu phÇn cøng vµ phÇn mÒm cña chip vi xö

lý trªn c«ng nghÖ pSOc cña h·ng cypress

- 53 -

3.1. Lùa chän thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn................................................................ - 53 -

3.2. Tæng quan cÊu tróc vµ tÝnh n¨ng cña PSoC......................................... - 54 -

3.3 T×m hiÓu cÊu tróc phÇn cøng chip PSoC .............................................. - 56 -

3.4. PhÇn mÒm ph¸t triÓn PSoC Designer 4.2............................................. - 73 -

3.4.1. CÊu tróc cña PSoC Designer ........................................................... - 73 -

3.4.2. Çc kiÓu file vµ ®u«i më réng .......................................................... - 74 -

3.4.3. T¹o mét dù ¸n trong PSoC Deisigner .............................................. - 74 -

3.4.4. Tr×nh so¹n th¶o cÊu h×nh chip - Device Editor................................ - 76 -

3.4.5. Tr×nh so¹n th¶o øng dông - Application Editor ............................... - 79 -

3.5. Bé ®iÒu khiÓn PID sè........................................................................... - 79 -

3.5.1. ThiÕt kÕ luËt ®iÒu khiÓn PID sè ........................................................ - 79 -

3.5.2. Tæng hîp hÖ thèng ®iÒu khiÓn .......................................................... - 87 -

3.6 KÕt luËn ch−¬ng III .............................................................................. - 87 -

Ch−¬ng 4: ThiÕt kÕ vµ thi c«ng bé ®iÒu khiÓn hÖ thèng

t-íi phun m-a trªn c«ng nghÖ PSoC - 88 -

4.1. S¬ ®å khèi cña bé ®iÒu khiÓn .............................................................. - 88 -

4.2. Ph©n c«ng tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ............................................................. - 89 -

4.3. ThuËt to¸n ®iÒu khiÓn.......................................................................... - 89 -

4.4.ThuyÕt minh s¬ ®å................................................................................ - 93 -

4.5. Lùa chän thiÕt bÞ.................................................................................. - 93 -



4.6.CÊu h×nh cho çc User Module cña chip CY8C27443......................... - 98 -

4.7. KÕt qu¶ thö nghiÖm m« h×nh............................................................. - 101 -

4.8. KÕt luËn ch−¬ng IV ........................................................................... - 103 -

KÕt luËn vµ ®Ò nghÞ........................................................................... - 104 -

1. KÕt luËn ................................................................................................ - 104 -

2. §Ò nghÞ ................................................................................................................... - 105 - -------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Documents

bctntlvn (64).pdf