Hệ Thống Tưới Nước Tự Động - Bài Học

Phần 1: Giới Thiệu và Tổng Quan Về Các Linh Kiện

Giới Thiệu Các Linh Kiện

Hệ thống của chúng ta sử dụng ba linh kiện chính:

1. Cảm Biến Độ Ẩm Đất

Cảm biến độ ẩm đất đo hàm lượng nước trong đất bằng cách phát hiện độ dẫn điện. Khi đất ướt, nó dẫn điện tốt hơn khi đất khô.

Cảm biến có hai đầu dò cắm vào đất và hai dây nối kết nối với relay module.

2. Relay Module JQC-3FF-s-z

Relay module này giống như một công tắc điện, nhưng thông minh hơn. Cái relay module JQC-3FF-s-z này có logic điều khiển sẵn bên trong, nên nó tự biết khi nào nên bật, khi nào nên tắt dựa vào tín hiệu từ cảm biến—không cần phải lập trình gì cả!

Relay module này có:

• Các cực đầu vào để các bạn nối cảm biến vào
• Các cực đầu ra (NO/NC/COM) để nối các thiết bị như máy bơm
• Logic điều khiển tích hợp sẵn bên trong
• Các cực để nối nguồn điện

3. Máy Bơm Nước Mini 12V

Máy bơm nước này sẽ bơm nước từ bình chứa lên để tưới cây. Nó cần nguồn 12V và các bạn sẽ nối nó qua relay module nhé.

Máy bơm thường có:

• Hai dây kết nối (dương và âm)
• Đường vào và đường ra của nước
• Yêu cầu nguồn điện DC 12V

Hướng Dẫn An Toàn Quan Trọng

Hệ Thống Hoạt Động Như Thế Nào

Để các bạn hiểu rõ hơn, thầy/cô giải thích cách hệ thống hoạt động như sau:

1. Cảm Biến Độ Ẩm Đất sẽ đo xem đất có khô hay không, rồi gửi tín hiệu đến relay module
2. Relay Module nhận được tín hiệu từ cảm biến rồi tự quyết định:
   • Nếu đất khô: Relay module sẽ BẬT, máy bơm chạy
   • Nếu đất ướt đủ rồi: Relay module sẽ TẮT, máy bơm ngừng
3. Máy Bơm Nước chỉ chạy khi relay module BẬT, lúc đó nó mới bơm nước lên tưới cây
4. Nguồn Điện cung cấp 12V cho cả máy bơm và relay module

Hệ thống sẽ tự động làm việc liên tục, các bạn không cần phải làm gì thêm!

Phần 2: Lắp Ráp Hệ Thống và Đấu Dây

Sơ Đồ Đấu Dây Hoàn Chỉnh

Trước khi bắt đầu lắp ráp, xem lại sơ đồ đấu dây hoàn chỉnh này cho thấy tất cả các kết nối:

Sơ đồ này cho các bạn thấy:

• Cách nối cảm biến độ ẩm đất với relay module
• Cách nối relay module với máy bơm nước
• Cách nối nguồn điện 12V
• Cách nối dây nối đất (GND)

Hướng Dẫn Kết Nối Từng Bước

Bây giờ các bạn làm theo từng bước này nhé. Nhớ làm chậm thôi, đừng vội, và kiểm tra kỹ từng chỗ trước khi làm bước tiếp theo.

Bước 1: Chuẩn Bị Không Gian Làm Việc

• Dọn dẹp một không gian phẳng có ánh sáng tốt
• Đặt tất cả các linh kiện ở nơi bạn có thể nhìn thấy
• Chuẩn bị sẵn kìm tuốt dây, đầu nối và các dụng cụ
• Giữ sơ đồ đấu dây gần đó để tham khảo

Bước 2: Kiểm Tra Động Cơ Với Nguồn Điện

Trước khi nối hết mọi thứ lại với nhau, các bạn nên kiểm tra từng cái một xem có hoạt động không. Như vậy sẽ dễ tìm lỗi hơn.

1. Kết nối động cơ (máy bơm nước) trực tiếp với nguồn điện
2. Đảm bảo các kết nối dương (+) và âm (-) đúng
3. Cắm nguồn điện và xác nhận động cơ chạy
4. Nếu động cơ hoạt động, ngắt nguồn điện và rút động cơ

Bước 3: Kiểm Tra Relay Module Với Nguồn Điện

1. Nối relay module với nguồn điện
2. Các bạn nhớ kiểm tra kỹ cực dương (+) và cực âm (-) với relay module phải đúng—nối sai cực sẽ làm cháy mạch đấy!
3. Cắm điện vào
4. Xem thử các đèn trên relay module có sáng không
5. Nếu đèn sáng là ổn rồi, các bạn rút điện ra và tháo relay module ra nhé

Bước 4: Kiểm Tra Cảm Biến Độ Ẩm Với Relay Module

1. Nối cảm biến độ ẩm vào các cực đầu vào của relay module (hai dây thôi, không cần phân biệt thứ tự)
2. Nối relay module với nguồn điện
3. Cắm điện vào
4. Xem các đèn trên relay module có sáng không
5. Bây giờ các bạn chạm đầu dò cảm biến vào khăn giấy ướt xem sao
6. Khi chạm vào khăn ướt, các đèn trên relay module phải tắt mới đúng
7. Nếu làm đúng như vậy là ổn rồi, các bạn rút điện ra và tháo hết ra nhé

Bước 5: Hàn Dây

Bây giờ các bạn đã kiểm tra từng cái một rồi, giờ đến lúc hàn dây lại cho chắc chắn.

1. Nhớ rút hết ra khỏi nguồn điện trước khi hàn nhé
2. Chuẩn bị dụng cụ và vật liệu hàn sẵn
3. Hàn các dây lại sao cho cả relay module và động cơ đều nối được với nguồn điện
4. Nhớ làm theo sơ đồ đấu dây để nối đúng

Cách Nối và Hàn Dây:

Khi các bạn hàn dây với nhau, làm như sau:

1. Tuốt khoảng 1-2 cm lớp vỏ bọc cách điện ở đầu mỗi dây
2. Xoắn các đầu dây đồng lại với nhau
3. Hàn cho chắc
4. Bọc lại bằng ống co nhiệt hoặc băng keo điện

Một số lưu ý khi hàn:

• Tuốt vừa đủ lớp vỏ bọc (tuốt ít quá thì nối không chắc, tuốt nhiều quá thì dây lộ ra ngoài)
• Phải đảm bảo phần kim loại của các dây chạm vào nhau
• Hàn cho chắc, đừng để lỏng
• Nhớ bọc lại tất cả chỗ dây lộ ra bằng băng keo hoặc ống co nhiệt

Bước 6: Kết Nối Tất Cả Dây Theo Sơ Đồ Đấu Dây

1. Nhớ rút hết điện ra trước đã nhé
2. Nối tất cả các dây theo như trong sơ đồ đấu dây
3. Kiểm tra lại kỹ xem tất cả các chỗ nối có đúng như trong sơ đồ không
4. QUAN TRỌNG: Các bạn đừng cắm điện vào cho đến khi thầy/cô kiểm tra giúp nhé

Bước 7: Kiểm Tra Hệ Thống Hoàn Chỉnh

1. Sau khi giáo viên của bạn đã kiểm tra và phê duyệt các kết nối của bạn
2. Cắm nguồn điện
3. Kiểm tra hệ thống như mô tả trong Phần 3

Phần 3: Kiểm Tra và Vận Hành Hệ Thống

Quy Trình Kiểm Tra Hệ Thống Hoàn Chỉnh

Bây giờ các bạn đã lắp xong hệ thống rồi, đến lúc thử xem tất cả có hoạt động cùng nhau không.

Kiểm Tra An Toàn Trước Khi Thử

Kiểm Tra Với Đất Khô

Mục đích: Xem thử hệ thống có biết bật máy bơm khi đất khô không.

Quy Trình:

1. Lưu ý: Đừng nối máy bơm với nguồn nước—lần này chỉ thử xem máy bơm có chạy không thôi
2. Chọn đất của cây tương đối khô (chưa tưới gần đây)
3. Cắm các đầu dò cảm biến vào đất
4. Cắm điện vào
5. Quan sát: Các bạn nghe thử có tiếng click không, xem đèn LED trên relay module có sáng không
6. Quan sát: Máy bơm có bắt đầu chạy không
7. Để máy bơm chạy vài giây xem có hoạt động không, rồi rút điện ra

Kết Quả Mong Đợi:

• Cảm biến phát hiện đất khô
• Relay module được kích hoạt
• Máy bơm bật (máy bơm nên bắt đầu chạy)

Thử Nghiệm Thực Tế Với Nước

Mục đích: Xem thử hệ thống có tự động tưới nước và tự dừng khi đất đủ ẩm không.

Quy Trình:

1. Chọn đất khô
2. Nối máy bơm với nguồn nước (đặt máy bơm vào bình chứa nước, nối ống vào đầu ra của máy bơm)
3. Cắm các đầu dò cảm biến vào đất khô
4. Cắm điện vào
5. Quan sát: Máy bơm sẽ bắt đầu chạy và tưới nước vào đất
6. Tiếp tục xem: Khi đất đã đủ ẩm rồi, máy bơm sẽ tự động dừng
7. Máy bơm sẽ tự dừng khi cảm biến cảm nhận được đất đã đủ ẩm

Kết Quả Mong Đợi:

• Máy bơm khởi động khi đất khô
• Máy bơm tự động dừng khi đất trở nên đủ ẩm
• Hệ thống hoạt động tự động mà không cần can thiệp thủ công

Hiểu Hành Vi Điều Khiển Tự Động

Bây giờ hệ thống của các bạn đã tự động hoạt động rồi đấy. Để hiểu rõ hơn:

Cách hoạt động:

1. Cảm biến sẽ liên tục đo độ ẩm đất
2. Khi đất khô (độ ẩm thấp): Hệ thống sẽ bật máy bơm lên
3. Khi đất ướt đủ (độ ẩm cao): Hệ thống sẽ tắt máy bơm
4. Cứ như vậy tự động mãi miễn là còn cắm điện

Một số lưu ý:

• Hệ thống chỉ phản ứng với tình trạng hiện tại, nó không nhớ gì cả
• Nếu các bạn rút điện ra rồi cắm lại, nó sẽ kiểm tra lại tình trạng đất lúc đó
• Vị trí đặt cảm biến rất quan trọng: nên đặt đầu dò ở vùng rễ, nơi cây cần nước nhất
• Thời gian máy bơm chạy bao lâu tùy vào đất khô đến mức nào và cách các bạn chỉnh relay module

Xử Lý Sự Cố

Tóm Tắt

Chúc mừng các bạn! Các bạn đã tự tay làm được một hệ thống tưới nước tự động rồi đấy!

Những gì các bạn đã làm:

Các bạn đã tự lắp được một hệ thống tự động tưới cây, bao gồm:

• Dùng cảm biến độ ẩm đất để biết khi nào cây cần nước
• Dùng relay module để tự động điều khiển máy bơm
• Nối tất cả các linh kiện lại với nhau bằng cách đấu dây đúng

Hệ thống hoạt động như thế nào:

1. Cảm biến độ ẩm đất sẽ liên tục đo đất
2. Khi đất khô, relay module được kích hoạt và máy bơm bắt đầu tưới nước
3. Khi đất đủ ẩm, relay module tự tắt và máy bơm dừng lại
4. Cứ như vậy tự động mãi miễn là còn cắm điện