Dù phải học online vì dịch Covid-19, Trương Thành Huy, sinh viên năm 4 khoa Kỹ thuật và Tự động hóa, trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội, thỉnh thoảng vẫn tới phòng thí nghiệm để chạy nhà kính mini chăm sóc cây lan bằng IoT. Nhà kính do Huy và cộng sự chế tạo.

Nhà kính mini được nhóm nghiên cứu gồm Huy và Nguyễn Thành Long, Lê Ngọc Toản thiết kế được tích hợp IoT và nhiều tính năng tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm, đèn sinh trưởng và tưới nước.

Cây lan thường nhạy cảm hơn các loài cây khác, ở mỗi giai đoạn phát triển, cây cần lượng ánh sáng, độ ẩm không khí, giá thể khác nhau.Ví dụ, giai đoạn cây con đến 16 tháng tuổi, cần mức nhiệt 25-30 độ C, trong khi cây trưởng thành và ra hoa chỉ cần 23 độ C vào ban ngày, 15 độ C ban đêm. "Nếu không đáp ứng đúng, lan kém phát triển và dễ mắc bệnh", Huy nói.

Năm 2020, sau khi chạy thử nghiệm thành công mô hình 3D, nhóm bắt tay chế tạo hệ thống. Nhà kính mini được thiết kế bị khung nhôm với mặt bao xung quanh bằng chất liệu mica để đảm bảo độ kín, chiều cao là 67cm, dài 65cm, rộng 42cm, đủ diện tích cho 6 cây lan. Bên trong nhà kính lắp đặt cảm biến đo nhiệt độ và độ ẩm không khí, giá thể.

Huy cho biết, cảm biến này hoạt động dựa nguyên lý chênh lệch điện áp để biết được lượng ẩm bị thiếu hụt và báo về hệ thống kịp thời cung cấp bằng bộ tưới nhỏ giọt. Ngoài ra, đèn sinh trưởng giúp kích thích khả năng phát triển của cây, quạt đối lưu gió làm mát hệ thống trong quá trình hoạt động.

Đặc biệt, nhà kính hoàn toàn có thể điều khiển tự động từ xa nhờ công nghệ IoT. Các thông số bên trong được cập nhật theo thời gian thực trên một trang web có thể truy cập bằng điện thoại hoặc máy tính do nhóm tự thiết kế. "Dữ liệu về độ ẩm, nhiệt độ, thời gian tưới cây được hệ thống ghi nhận và đẩy lên server, người dùng có thể truy cập vào web để tự điều chỉnh từ xa các thông số này, đảm bảo môi trường thuận lợi cho cây", Huy nói.

Từ mô hình 3D đến hệ thống thực tế, hoạt động đúng chức năng là quá trình nhóm cải tiến nhiều lần. Huy kể, lần đầu chạy thử nghiệm, nhóm phát hiện phần sàn bị tràn nước không có lối thoát. Sau đó nhóm đã thiết kế mặt sàn chống tràn kèm lỗ thông dưới sàn, đồng thời tích hợp tính năng cảnh bảo hệ thống tưới nhỏ giọt trong trường hợp người dùng quên tắt.

Sau 9 tháng, mô hình nhà kính bước đầu hoàn thiện. Thử nghiệm trồng 6 cây lan hồ điệp trong một tháng, các cây đều ra rễ mới, có cây ra lá non. Nhờ quản lý được các yếu tố môi trường giúp cây phát triển, cây khỏe hơn và không xuất hiện sâu bệnh.

Ngoài việc tiếp tục thử nghiệm, Huy cho biết, nếu có thêm chi phí, nhóm dự định đưa thêm tính năng đo lượng CO2, oxy của cây, hoặc tích hợp phần mềm chọn giai đoạn phát triển cây trồng ứng với điều kiện sinh trưởng khác nhau để hệ thống được hoàn thiện hơn.