Tưới theo lịch hoặc theo độ ẩm đất đo bằng cảm biến RS485; gateway tại tủ bơm điều khiển bơm, van ngay cả khi mất mạng; xem và điều khiển từ xa theo phân quyền.
Ở nhiều vườn cây công nghiệp, vườn cây ăn trái và nhà màng, tưới vẫn làm theo kinh nghiệm: người trực bật bơm, mở từng van, canh giờ rồi tắt. Cách này tốn công, phụ thuộc người, và không cho biết đất thực sự đã đủ ẩm hay chưa. Vườn càng rộng, càng nhiều khu tưới thì càng dễ sót: khu tưới thừa, khu thiếu nước, bơm chạy khi bể đã cạn.
Hệ tưới tự động của PROTO đặt một gateway I/O ngay tại tủ bơm. Gateway đọc cảm biến đất qua RS485 Modbus RTU, đóng cắt bơm và van qua DO theo lịch hoặc theo độ ẩm, rồi gửi dữ liệu lên Proto IoT Cloud để người quản lý xem và điều khiển từ điện thoại.
Logic tưới chạy trên gateway tại tủ bơm, không chạy trên cloud. Bảo vệ bơm (cạn bể, quá dòng) đấu cứng trong tủ; gateway là lớp điều khiển phía trên các mạch này. Proto IoT Cloud dùng để xem dữ liệu, điều khiển bằng tay theo phân quyền và nhận cảnh báo.
Tưới theo lịch: mỗi khu tưới (mỗi van) có khung giờ và thời lượng riêng. USR-M300 chạy lịch bằng Node-RED: đến giờ thì mở van khu 1, bật bơm; hết thời lượng thì mở van khu 2 rồi đóng van khu 1; xong lượt thì tắt bơm rồi đóng van. Tưới theo độ ẩm: gateway đọc cảm biến đất theo chu kỳ, độ ẩm xuống dưới ngưỡng thì tưới, lên tới ngưỡng trên hoặc hết thời gian tối đa thì dừng. Hai cách kết hợp được: chỉ tưới trong khung giờ cho phép và chỉ khi đất khô. Hệ một bơm, một van tưới theo ngưỡng đơn giản có thể dùng luật tại chỗ giá trị Modbus → DO tích hợp của USR-M100. Ngưỡng bật/tắt riêng, thời gian tưới tối đa, trình tự van trước bơm và điều khiển DO trên module USR-IO cần kiểm tra theo firmware và dự án khi chạy thử. Cần các chức năng này mà USR-M100 không đáp ứng, hoặc cần nhiều van vẫn tự tưới khi mất 4G, thì dùng USR-M300 (Node-RED) hoặc một bộ điều khiển tưới tại chỗ.
Thứ tự đóng cắt cần đúng: mở van trước rồi mới bật bơm, tắt bơm trước rồi mới đóng van, để không dồn áp vào đường ống. Bảo vệ cạn bể đấu cứng: phao hoặc rơ-le mực nước nối tiếp cuộn hút khởi động từ của bơm, cùng rơ-le nhiệt chống quá dòng; gateway không thay các mạch này. Trên lớp đó, gateway thêm liên động phần mềm: bể cạn thì không phát lệnh chạy; bơm chạy mà công tắc áp lực không báo sau một khoảng trễ thì dừng bơm và cảnh báo (khoảng trễ làm bằng Node-RED trên USR-M300; với USR-M100 kiểm tra theo dự án). Vì phao và rơ-le nhiệt nằm trong mạch cứng, mọi lệnh chạy bơm, kể cả lệnh bật tay từ xa trên Proto IoT Cloud, đều đi qua các liên động này.
Mất mạng: lịch và ngưỡng nằm trên gateway nên vườn vẫn được tưới, với các tải mà logic tại chỗ điều khiển được; dữ liệu lên cloud khi có mạng lại. Lịch dựa vào giờ của gateway, đồng bộ NTP khi có mạng; việc giữ giờ sau khi mất điện mà chưa có mạng cần kiểm thử theo dự án. Nên đặt thời gian tưới tối đa để chặn lượt tưới sai. USR-M300 có bộ nhớ đệm theo datasheet, còn khả năng giữ dữ liệu qua mất điện cần kiểm thử theo dự án. Mất điện lưới thì bơm cũng dừng, nên cần định rõ khi có điện lại thì bỏ lượt tưới dở hay tưới bù; đây là logic cấu hình lúc triển khai.
Khu tưới xa tủ dùng Proto-C610L: một bộ tại tủ bơm nối cổng RS485 của gateway, một bộ ngoài vườn nối cảm biến đất, thay cho đoạn cáp tín hiệu. Tầm phát dưới 500 m, xa hơn thì dùng chế độ relay đa chặng. Bộ ngoài vườn cần nguồn 9–36 VDC, thường lấy từ tấm pin mặt trời nhỏ và ắc quy.
| Vai trò | Thiết bị | Ghi chú |
|---|---|---|
| Gateway điều khiển, hệ nhỏ | USR-M100 bản 4G | 2 DO rơ-le 10 A/277 VAC, 2 DI cách ly quang, 2 AI 4–20 mA, 2 cổng nối tiếp; Modbus RTU master 128 điểm; luật tại chỗ DI/AI/giá trị Modbus → DO tích hợp (DO trên module kiểm tra theo firmware); ghép tối đa 6 module USR-IO. |
| Gateway nhiều khu, có lịch tưới | USR-M300 bản 4G | 2 DI, 2 DO, 2 AI; Node-RED cho lịch và trình tự van, bơm; liên động DI/AI → DO; ghép module I/O mở rộng; 9–36 VDC. |
| Thêm van | USR-IO0080 | 8 DO, mỗi DO một van điện từ hoặc một rơ-le trung gian. |
| Van, bơm có phản hồi | USR-IO4040 | 4 DI + 4 DO: DO điều khiển, DI nhận tiếp điểm phụ của khởi động từ hoặc công tắc hành trình van. |
| Cảm biến đất | LH-SLTHPH, LH-SLTH, LH-SLTHECR, LH-SLNPK | RS485 Modbus RTU. LH-SLTH: nhiệt độ, độ ẩm đất; LH-SLTHPH thêm pH; LH-SLTHECR thêm độ dẫn điện; LH-SLNPK đo N, P, K. |
| Cảm biến ở khu xa | Proto-C610L | RS485 → LoRa 433 MHz, tầm dưới 500 m, relay đa chặng, mã hóa khóa 16 byte; 9–36 VDC; -10~75 °C, cần tủ che mưa khi đặt ngoài vườn. |
| Mực nước bể | Phao hoặc rơ-le mực nước; cảm biến mực nước 4–20 mA | Phao, rơ-le mực nước đấu cứng nối tiếp cuộn hút khởi động từ để chặn bơm khi cạn; tiếp điểm phụ hoặc cảm biến 4–20 mA vào DI, AI để giám sát. |
| Áp lực đường ống | Công tắc áp lực hoặc cảm biến áp lực 4–20 mA | Phát hiện bơm chạy khô, bục ống, van kẹt. |
| Đóng cắt bơm, van | Khởi động từ, rơ-le nhiệt; van điện từ theo khu | Rơ-le nhiệt chống quá dòng đấu cứng trong mạch khởi động từ. DO của gateway đóng cuộn hút khởi động từ, không đóng trực tiếp động cơ bơm. |
Chọn USR-M100 cho vườn một bơm, một van, tưới theo ngưỡng độ ẩm đơn giản. Chọn USR-M300 khi cần lịch tưới nhiều khu, trình tự van phức tạp, kết hợp lịch với độ ẩm, hoặc cần VPN để kỹ thuật viên vào xử lý từ xa. Cả hai ghép thêm module USR-IO khi số van vượt số DO tích hợp; với USR-M100, van trên module có tự chạy theo luật khi mất 4G hay không cần kiểm tra theo firmware, nên tải quan trọng (bơm) luôn nối vào DO tích hợp.
Giám sát
Điều khiển
Cảnh báo, báo cáo
Các cảnh báo so lệnh với phản hồi và so độ ẩm trước, sau lượt tưới được cấu hình theo dự án, bằng Node-RED trên USR-M300 hoặc trên nền tảng nếu hỗ trợ.
Có, với tải mà gateway điều khiển tại chỗ: DO tích hợp của USR-M100, USR-M300, hoặc van trên module khi logic chạy bằng Node-RED trên USR-M300 (với USR-M100, luật ra DO của module cần kiểm tra theo firmware). Ngưỡng và liên động phần mềm chạy trên gateway; bảo vệ cạn bể, quá dòng nằm trong mạch cứng của tủ. Lịch cũng chạy trên gateway, nhưng giờ của gateway sau khi mất điện mà chưa có mạng cần kiểm thử. Khi mất mạng thì không xem dữ liệu và không điều khiển từ xa được, cho tới khi có mạng lại.
Tùy loại đất, cây và địa hình. Tối thiểu mỗi khu tưới một điểm đo đặt ở vùng rễ; khu dốc hoặc đất không đồng đều nên thêm điểm. Không có con số chung cho mọi vườn.
Được nếu tủ có khởi động từ, rơ-le nhiệt và bảo vệ cạn bằng phao hoặc rơ-le mực nước; thiếu thì bổ sung khi cải tạo tủ. Gateway đấu vào mạch điều khiển qua công tắc chọn chế độ, nằm phía trên và không đi vòng qua các bảo vệ sẵn có của tủ.
Không nên dùng thay. Cảm biến cho thấy xu hướng theo thời gian tại điểm đặt; quyết định bón phân nên đối chiếu kết quả phân tích mẫu đất.
Gửi mô tả hiện trường, thiết bị đang có và nơi cần xem dữ liệu. Kỹ sư PROTO trao đổi phương án kiến trúc và thiết bị phù hợp.
