Bài 2. Một số cảm biến thông dụng trong nông nghiệp
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 2. MỘT SỐ CẢM BIẾN THÔNG DỤNG TRONG NÔNG NGHIỆP
Mở đầu
Câu hỏi
Quan sát Hình 2.1 và cho biết tên gọi, công dụng của những cảm biến này trong nông nghiệp.
Ảnh
Ảnh
Ảnh
1. Cảm biến nhiệt độ
1.1.Lý thuyết
Cảm biến nhiệt độ là một thiết bị dùng để đo và cảm nhận nhiệt độ của môi trường hoặc vật thể và chuyển đổi thông tin này thành tín hiệu có thể được đọc hoặc xử lý. Chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ công nghiệp đến gia đình, và có nhiều loại khác nhau với các nguyên lý hoạt động và ứng dụng riêng biệt.
1.2.Chức năng
Chức năng của cảm biến nhiệt độ - Đo nhiệt độ: Cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ của môi trường xung quanh hoặc của vật thể cụ thể. - Chuyển đổi tín hiệu: Sau khi đo, cảm biến chuyển đổi giá trị nhiệt độ thành tín hiệu điện, tín hiệu số, hoặc tín hiệu tương tự mà các hệ thống khác có thể sử dụng để xử lý hoặc hiển thị.
1.3.Ứng dụng
Ứng dụng của cảm biến nhiệt độ - Công nghiệp: Giám sát và điều khiển quá trình sản xuất, kiểm soát nhiệt độ trong lò, máy móc. - Điện tử tiêu dùng: Điều chỉnh nhiệt độ trong các thiết bị như máy điều hòa không khí, tủ lạnh. - Y tế: Theo dõi nhiệt độ cơ thể trong các thiết bị y tế. - Khoa học và nghiên cứu: Đo nhiệt độ trong các thí nghiệm và nghiên cứu khoa học.
1.4.Khám phá 1
Em hãy mô tả cấu tạo bên ngoài của cảm biến nhiệt độ ở Hình 2.2a.
Ảnh
Ảnh
Mô tả cấu tạo bên ngoài của cảm biến nhiệt độ: + Đầu dò: Nằm ở phần đầu của cảm biến, có dạng hình chóp nhỏ nhọn. Đầu dò là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với môi trường để đo nhiệt độ. + Dây nối: Nối liền đầu dò với mô đun cảm biến. Dây nối thường có màu đỏ hoặc đen, và được bọc cách điện. + Đầu dây nối giữa cảm biến và mô đun: Nằm ở phần cuối của dây nối, có dạng giắc cắm hoặc đầu kẹp. Đầu dây nối giúp kết nối cảm biến với mô đun cảm biến.
2. Cảm biến độ ẩm đất
2.1.Lý thuyết
Cảm biến độ ẩm đất là thiết bị dùng để đo lượng nước có trong đất. Đây là một công cụ quan trọng trong quản lý nước và chăm sóc cây trồng, giúp xác định độ ẩm của đất để điều chỉnh việc tưới tiêu, nhằm tối ưu hóa sự phát triển của cây và bảo vệ tài nguyên nước.
2.2.Chức năng
Chức năng của cảm biến độ ẩm đất - Đo độ ẩm: Cảm biến xác định mức độ ẩm của đất, thường được biểu thị dưới dạng phần trăm hoặc giá trị tương đối. - Chuyển đổi tín hiệu: Chuyển đổi thông tin về độ ẩm thành tín hiệu điện, số, hoặc tín hiệu tương tự mà các hệ thống điều khiển hoặc thiết bị khác có thể sử dụng.
2.3.Khám phá 2
Em hãy mô tả cấu tạo bên ngoài của cảm biến độ ẩm đất ở Hình 2.4a.
Ảnh
Mô tả cấu tạo bên ngoài của cảm biến độ ẩm đất là: - Đầu dò: + Nằm ở phần đầu của cảm biến, có dạng hình trụ nhỏ. + Đầu dò là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với đất để đo độ ẩm. + Đầu dò thường được làm bằng vật liệu dẫn điện tốt như thép không gỉ hoặc đồng.
Ảnh
- Thân cảm biến: + Nối liền đầu dò với phần còn lại của cảm biến. + Thân cảm biến thường được làm bằng nhựa hoặc kim loại. - Dây nối: + Nối liền cảm biến với mô đun cảm biến. + Dây nối thường có màu đỏ hoặc đen, và được bọc cách điện. - Đầu dây nối giữa cảm biến và mô đun: + Nằm ở phần cuối của dây nối, có dạng giắc cắm hoặc đầu kẹp. + Đầu dây nối giúp kết nối cảm biến với mô đun cảm biến.
3. Cảm biến ánh sáng
3.1.Lý thuyết
Cảm biến ánh sáng là thiết bị dùng để đo cường độ ánh sáng hoặc mức độ chiếu sáng trong môi trường. Chúng có thể chuyển đổi thông tin về ánh sáng thành tín hiệu điện để các hệ thống khác có thể xử lý hoặc sử dụng. Cảm biến ánh sáng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, từ công nghiệp đến đời sống hàng ngày.
3.2.Chức năng
Ứng dụng của cảm biến ánh sáng - Chiếu sáng thông minh: Điều chỉnh độ sáng của đèn tự động dựa trên mức độ ánh sáng môi trường, giúp tiết kiệm năng lượng. - Thiết bị điện tử tiêu dùng: Cảm biến ánh sáng được sử dụng trong các thiết bị như điện thoại di động để tự động điều chỉnh độ sáng màn hình. - Quản lý năng lượng: Theo dõi mức ánh sáng để điều chỉnh hệ thống chiếu sáng và tiết kiệm năng lượng. - Nông nghiệp: Đo ánh sáng để tối ưu hóa điều kiện phát triển của cây trồn
3.3.Khám phá 3
Em hãy mô tả cấu tạp bên ngoài của cảm biến ánh sáng ở Hình 2.5a
Ảnh
Mô tả cấu tạp bên ngoài của cảm biến ánh sáng là: - Vỏ cảm biến: + Làm bằng nhựa hoặc kim loại, có chức năng bảo vệ các bộ phận bên trong của cảm biến. + Vỏ cảm biến thường có màu đen hoặc trắng.
Ảnh
- Mắt cảm biến: + Nằm ở mặt trước của cảm biến, có dạng hình tròn hoặc hình vuông nhỏ. + Mắt cảm biến là bộ phận tiếp nhận ánh sáng và chuyển đổi thành tín hiệu điện. + Mắt cảm biến thường được làm bằng vật liệu nhạy sáng như photodiode hoặc phototransistor. - Chân cảm biến: + Nằm ở mặt dưới của cảm biến, có dạng 2 hoặc 3 chân kim loại. + Chân cảm biến giúp kết nối cảm biến với mô đun cảm biến. + Chân cảm biến thường được đánh dấu bằng các ký hiệu Vcc, GND và Out. - Nhãn ghi thông tin: ghi thông tin về loại cảm biến, dải đo ánh sáng, nhà sản xuất,...
4. Cảm biến pH
4.1.Lý thuyết
Cảm biến pH là thiết bị dùng để đo độ pH của dung dịch, tức là mức độ axit hoặc kiềm của dung dịch đó. Độ pH là một chỉ số quan trọng trong nhiều lĩnh vực, từ nông nghiệp và công nghiệp đến môi trường và y tế.
4.2.Chức năng
Chức năng của cảm biến pH - Đo độ pH: Xác định mức độ axit hoặc kiềm của dung dịch, được đo theo thang pH từ 0 đến 14. - Chuyển đổi tín hiệu: Chuyển đổi giá trị pH thành tín hiệu điện hoặc số mà các hệ thống khác có thể xử lý hoặc hiển thị.
4.3.Khám phá 4
Em hãy nêu công dụng của cảm biến pH ở Hình 2.6a
Ảnh
Công dụng của cảm biến pH: + Đo độ pH của đất: Giúp người nông dân biết được độ pH của đất, từ đó điều chỉnh lượng phân bón phù hợp cho cây trồng. + Đo độ pH của nước: Giúp kiểm tra chất lượng nước, đảm bảo nước an toàn cho sinh hoạt và sản xuất. + Đo độ pH trong các lĩnh vực khác: Cảm biến pH cũng được sử dụng trong các lĩnh vực khác như y tế, công nghiệp thực phẩm, hóa chất,...
5. Rơ le thời gian
5.1.Lý thuyết
Rơ le thời gian là một thiết bị điện tử hoặc điện cơ được thiết kế để thực hiện các tác vụ theo một khoảng thời gian xác định. Nó được sử dụng để điều khiển các thiết bị điện bằng cách bật hoặc tắt chúng sau một khoảng thời gian nhất định, hoặc trong một chu kỳ thời gian cụ thể.
5.2.Chức năng
Chức năng của rơ le thời gian - Định thời gian hoạt động: Cho phép thiết lập thời gian trì hoãn trước khi một thiết bị được bật hoặc tắt. - Điều khiển chu kỳ: Có thể tạo ra các chu kỳ bật/tắt thiết bị theo thời gian đã định. - Tự động hóa: Tự động hóa các quy trình và hoạt động mà không cần sự can thiệp liên tục của con người.
5.3.Khám phá 5
Em hãy kể tên những bộ phận chính của rơ le thời gian và xác định các cặp tiếp điểm của rơ le theo số thứ tự như Hình 2.7b
Ảnh
- Những bộ phận chính của rơ le thời gian là: + Cuộn dây + Cơ cấu chấp hành + Bộ tiếp điểm + Bộ phận chỉnh thời gian + Nắp che
- Các cặp tiếp điểm của rơ le theo số thứ tự: + Cặp tiếp điểm thường đóng (NO): 1 - 2 + Cặp tiếp điểm thường mở (NC): 3 - 4 + Cặp tiếp điểm chuyển đổi (CO): 5 - 6
6.Luyện tập
6.1.Luyện tập 1
Em tìm hiểu và cho biết tên gọi, công dụng, thông số kĩ thuật của các cảm biến thông dụng trong Bảng 2.1
Ảnh
Ảnh
Ảnh
Ảnh
Ảnh
Ảnh
Ảnh
Ảnh
6.2.Luyện tập 2
Em hãy kể tên 1 ứng dụng của mỗi cảm biến có ở Bảng 2.1 trong sản xuất nông nghiệp công nghệ cao
Kể tên 1 ứng dụng của mỗi cảm biến có ở Bảng 2.1 trong sản xuất nông nghiệp công nghệ cao:
Ảnh
Ảnh
Ảnh
7.Vận dụng
Vận dụng
Em hãy đề xuất những cảm biến dùng để đo, giám sát và điều chỉnh các thông số cần thiết cho vườn rau như minh họa ở Hình 2.8
Ảnh
Đề xuất những cảm biến dùng để đo, giám sát và điều chỉnh các thông số cần thiết cho vườn rau như minh họa ở Hình 2.8 là: - Cảm biến độ ẩm đất - Cảm biến độ pH - Cảm biến nhiệt độ - Cảm biến ánh sáng - Cảm biến CO2.
8.Dặn dò
Dặn dò
Ảnh
Dặn dò:
Các em đọc bài mới nhé!
Cảm ơn
Ảnh