🔧 TÀI LIỆU LẮP RÁP HỆ THỐNG TƯỚI RAU TỰ ĐỘNG ESP32 ¶

Dự án: garden_1 · Kệ 3 tầng (12 khay) · Tưới + châm dinh dưỡng tự động Vật tư: xem vat-tu.md · Bản vẽ: simulate-smart-garden.md + .plan/plan3_final.md Nguồn chuẩn: .plan/plan1_final_1_final.md (Master Plan v2.0) · .project/architecture.md · .project/patterns.md

Nguyên tắc chung:

• Lắp theo đúng thứ tự 6 giai đoạn dưới — KHÔNG nhảy cóc.
• Mỗi giai đoạn có mục Kiểm tra — phải pass trước khi sang giai đoạn sau.
• An toàn phần cứng cứng (phao ngắt cạn, bảo vệ MOSFET) là bắt buộc tuyệt đối — không bỏ, không sửa kiểu khác.
• Mọi thao tác điện: ngắt nguồn 220V trước khi đấu nối.

GIAI ĐOẠN 0 — CHUẨN BỊ ¶

0.1. Kiểm tra linh kiện sống/chết ¶

• Nạp code Blink cho ESP32 (xác nhận bo chạy).
• Cấp 12V qua Buck LM2596, dùng đồng hồ vạn năng chỉnh ra đúng 5.0V TRƯỚC khi cắm vào ESP32.
• Kích mở MOSFET bằng 3.3V từ pin/ESP32, xác nhận bơm 12V chạy/tắt đúng.

0.2. Bố trí tổng thể (theo bản vẽ) ¶

            [Central Hub NGOÀI KỆ — hở bảo trì ≥ 200mm]
   Chai mẹ 2L ──(peristaltic)──► Thùng 50L ──► [Van 1 chiều] ──► [Lọc 120 mesh]
              [Bơm chìm sau-trái]·[Phao trước-phải]·[tee spare trên ống chính]
                                        │
                          Ống trục PE16 (riser sau-phải kệ)
                                        │
        T1 ─ Manifold PE16 mép sau ─ 12 béc 2L/h (van tiết lưu đỏ đầu vào)
        T2 ─ Manifold PE16 mép sau ─ 12 béc 3L/h (van tiết lưu đỏ đầu vào)
        T3 ─ Manifold PE16 mép sau ─ 12 béc 4L/h + [Anti-Siphon đỉnh T3]
   Hộp điện Sino (ESP32 + MOSFET + nguồn) gắn cạnh kệ gần Tầng 3

GIAI ĐOẠN 1 — KHUNG KỆ & KHAY ¶

1.1. Dựng khung kệ ¶

1. Lắp kệ sắt V lỗ 3 tầng: cao ~1.6m, rộng ~1.3m, sâu ~0.5m.
2. Gắn 4 chân đế cao su vào 4 góc đáy → chống trơn, chống ăn mòn sàn.

1.2. Đặt khay ¶

1. Đặt 12 khay nhựa (~40×60cm), 4 khay/tầng, canh đều 2 bên kệ.
2. Đổ giá thể trồng vào khay, cao ~60mm, để lại thành khay.
3. (Trồng sau khi hệ thống tưới hoạt động — không trồng trước khi test.)

Kiểm tra: Kệ vững, không lắc lư. Khay nằm phẳng, không nghiêng.

GIAI ĐOẠN 2 — CENTRAL HUB (THÙNG + BƠM + PHAO) ¶

Hub đặt NGOÀI kệ, sát mép phải kệ, hở bảo trì ≥ 200mm so với khung (ADR-008 — để sau cấp chung nhiều kệ).

2.1. Thùng 50L ¶

1. Đặt thùng nhựa HDPE/PP tối màu ngoài kệ (sát mép phải).
2. Vị trí tham chiếu bản vẽ: thùng từ x = rack_w + 200, thân 400×350×450mm.

2.2. Bơm chìm (góc sau-trái thùng) ¶

1. Đặt bơm chìm 12V 15W đáy thùng, góc sau-trái.
2. Đấu dây nguồn bơm chạy lên miệng thùng → sau đi qua hộp điện.
3. Ống ra bơm hướng lên (chuẩn bị nối van/lọc).

2.3. Phao ngắt cạn + lồng PVC (góc trước-phải thùng) ¶

1. Làm lồng bảo vệ: ống PVC Ø60mm, đục nhiều lỗ li ti quanh thân (chống rêu/lăng quăng kẹt phao).
2. Luồng phao điện vào lồng, thả xuống thùng góc trước-phải — đối diện đầu hút bơm, không bị bơm hút kẹt.
3. Đấu phao NỐI TIẾP trực tiếp dây +12V cấp cho bơm chìm:

   +12V nguồn ──► Phao điện ──► (+ cực Bơm chìm)
                    │ ngắt cạn
   

   🔒 AN TOÀN CỨNG (bắt buộc): phao ngắt cạn hoàn toàn độc lập MCU/code. Nước cạn → phao hạ → ngắt điện bơm ngay lập tức. TUYỆT ĐỐI không báo phao về GPIO để ngắt bằng phần mềm.

2.4. Chai dinh dưỡng mẹ (Option B — pha phân tay, đã chọn, ADR-011) ¶

1. Đặt chai mẹ 2L tối màu kề cạnh thùng (x ≈ tank_right_x + 80), cao ngang miệng thùng.
2. Option B (đã chọn): KHÔNG lắp bơm peristaltic — chai mẹ là bình pha phân tay: pha dung dịch mẹ rồi đổ trực tiếp vào bồn (xem Giai đoạn 5.2).
3. (Option A — nếu nâng cấp sau này) Lắp bơm peristaltic 12V lên miệng chai: ống hút PE6 xuống đáy chai, ống xả PE6 thả tự do vào thùng góc đối diện đầu hút bơm chìm (sau-trái → trước-phải).

Kiểm tra: Bơm chìm chạy trong nước không kêu lạ. Phao ngắt khi nâng/tụt. Peristaltic hút/xả đúng chiều.

GIAI ĐOẠN 3 — ĐƯỜNG ỐNG & VAN THỦY LỰC ¶

Thứ tự bắt buộc trên cột đẩy: Bơm chìm → Van 1 chiều → Lọc 120 mesh → Ống trục PE16 → manifold tầng.

3.1. Cột đẩy đầu ra bơm (trong cụm hub) ¶

1. Nối Van 1 chiều (Check Valve) PE16 ngay đầu ra bơm chìm — trước mọi đoạn ống ngang.
2. Nối Lọc màng 120 Mesh ngay sau van 1 chiều.
   • Tham chiếu bản vẽ: van + lọc trên cột đứng z 470–590 (nổi trên miệng thùng).
3. Nối ống trục PE16 lên khỏi miệng thùng, băng ngang ra ngoài thùng, đổ xuống sàn → nối riser.

3.2. Tee dự phòng Multi-Rack (spare outlet) ¶

1. Trên đoạn ống chính ngang (giữa hub và riser), gắn 1 tee PE16 + nắp bít đỏ hướng lên.
   • Mục đích: sau này cấp thêm kệ khác — KHÔNG dựng sẵn hệ nhiều kệ.
2. Kiểm tra tham chiếu bản vẽ: spare_x nằm giữa cột đổ xuống và riser.

3.3. Trục chính + riser ¶

1. Đi ống PE16 dọc sát mép sau-phải kệ (riser) từ sàn lên đỉnh Tầng 3 (top_pipe_z ≈ 1570).
2. Cố định ống bằng dây rút/kẹp vào thanh kệ mỗi tầng.

3.4. Ống phân phối thẳng (manifold) mép sau mỗi tầng — ADR-012 ¶

Mỗi tầng chạy 1 ống PE16 thẳng dọc mép sau (thay cho loop kín — tiết kiệm ~6m ống):

1. Cắt 1 đoạn PE16 ≈ chiều rộng kệ lùi vào ~40mm mỗi đầu (≈1.22m).
2. Nối đầu góc sau-phải vào riser (nhánh ngắn ~10mm); bịt kín đầu xa bằng nắp bít.
3. Gắn van tiết lưu tay (đỏ) tại đầu vào (góc sau-phải):
   • Tầng 1: có van tiết lưu ✓
   • Tầng 2: có van tiết lưu ✓
   • Tầng 3: KHÔNG van (áp cao nhất — cấp đủ cho béc 4L/h)
4. 12 béc/tầng trích TRỰC TIẾP lên ống này (xem 3.6); khi test chỉnh van tiết lưu cân lưu lượng từng tầng.

3.5. Van Anti-Siphon (đỉnh Tầng 3) ¶

1. Gắn Van Anti-Siphon tại điểm cao nhất của ống PE16 Tầng 3 (cuối manifold hoặc đỉnh riser).
2. Khi ngắt bơm, van tự mở hút khí phá chân không → chặn xả dồn nước T3/T2 xuống T1.

3.6. Béc tưới ¶

1. Mỗi khay cắm 3 béc, chĩa xuống tâm khay:
   • Tầng 1: béc 2L/h (áp mạnh nhất → béc nhỏ)
   • Tầng 2: béc 3L/h
   • Tầng 3: béc 4L/h (áp yếu nhất → béc lớn bù lưu lượng)
2. Nối béc với ống phân phối bằng nhánh PE6mm (cắm thẳng vào ống manifold hoặc qua đầu nối PE16→PE6).
3. Tổng 36 béc: 12×2L/h + 12×3L/h + 12×4L/h.

Kiểm tra: Manifold kín 2 đầu (nắp bít đầu xa + đầu nối riser) không rò. 36 béc đủ, đúng lưu lượng từng tầng, chĩa xuống tâm khay. Van/lọc đúng thứ tự đầu ra bơm.

GIAI ĐOẠN 4 — MẠCH ĐIỆN & HỘP ĐIỀU KHIỂN ¶

4.1. Đấu nối bên trong hộp điện Sino ¶

  220V AC ──► Nguồn tổ ong 12V 5A
                  │ +12V Bus ──┬──► Tụ hóa 1000µF/25V (song song bus 12V)
                  │            │
                  │            ├──► Buck LM2596 ──► 5.0V ──► VIN ESP32
                  │            │
                  │            ├──► Phao ──► (+ Bơm chìm)         ← NẾU phao ngoài
                  │            └──► (+ Bơm phân)                    cụm bơm
                  └── GND ──────┴──► GND chung

1. Đặt ESP32, 2× MOSFET, Buck LM2596, nguồn vào hộp điện Sino chống nước (gắn cạnh kệ gần Tầng 3).
2. Tụ hóa 1000µF/25V hàn song song trực tiếp tại cọc bus 12V (chống sụt áp inrush khi bơm khởi động).

4.2. MOSFET #1 — Bơm chính (GPIO26) ¶

4.3. MOSFET #2 — Bơm phân (GPIO27) ¶

Option B (pha tay): bỏ MOSFET #2. | Điểm | Đấu | |---|---| | Gate | GPIO27 + trở 10kΩ pull-down → GND | | Drain | Dây âm (−) bơm peristaltic 12V | | Cọc bơm | Diode 1N4007 song song ngược cực |

4.4. Nút bấm & LED ¶

1. Nút bấm thủ công: giữa GPIO33 và GND (EXT0 wakeup, active LOW).
2. LED trạng thái: GPIO2 (LED trên bo ESP32, không cần ngoài).

🔒 Bảo vệ bắt buộc (5 nguyên tắc):

1. Phao ngắt cạn cứng nối tiếp +12V bơm chính (độc lập MCU).
2. Trở 10k pull-down Gate→GND mỗi MOSFET — chống chớp bơm lúc boot/nạp code.
3. Diode 1N4007 flyback tại cọc mỗi bơm — dập xung Back-EMF.
4. Tụ 1000µF/25V bus 12V — chống sụt áp reset ESP32.
5. Nguồn ra Buck = đúng 5.0V trước khi cắm ESP32.

Kiểm tra (quan trọng nhất):

• Đo 5.0V đầu ra Buck bằng đồng hồ vạn năng — pass mới cắm ESP32.
• Pull-down: Gate MOSFET đo ~0V khi chưa cấp tín hiệu → bơm tắt.
• Kích GPIO26/27 bằng tay → bơm tương ứng chạy.
• Nút GPIO33 → đo về GND khi bấm.

GIAI ĐOẠN 5 — FIRMWARE & CALIBRATE DINH DƯỠNG ¶

5.1. Nạp firmware v2.0 ¶

1. Lấy mã nguồn C++ từ .project/modules/firmware.md (hoặc Master Plan §IV).
2. Điền thông số:
   • ssid / password (Wi-Fi)
   • telegramBotToken / telegramChatID
   • thingspeakAPIKey — tạo channel miễn phí trên thingspeak.com → Tab API Keys → copy Write API Key (ADR-010, dashboard cloud 1 lần/ngày)
   • Option B (đã chọn): đặt NUTRI_PUMP_TIME_SEC = 0 → mọi ca tưới chỉ bơm nước sạch (bỏ châm phân tự động + mixing delay, ADR-011). Nâng cấp Option A sau: mua bơm peristaltic + MOSFET #2, đổi lại 8.
3. Biên dịch + nạp bằng PlatformIO / Arduino IDE.
4. Cấu hình mặc định chuẩn:
   • Ca tưới: 6h45 (T1 slot1) & 17h00 (slot2)
   • Bơm chính: 120s · Bơm phân: 8s (~15–20ml) · Mixing delay: 15s
   • Chủ Nhật: Flush 180s nước sạch không châm phân

5.2. Calibrate nồng độ dinh dưỡng (Option B — pha tay) ¶

1. Pha dung dịch mẹ đậm đặc ~100× vào chai 1.5–2L tối màu.
2. Đổ trực tiếp một lượng nhỏ dung dịch mẹ vào bồn 50L đầy nước (bắt đầu ~15–20ml = tương đương 8s bơm của Option A).
3. Bật bơm chính ~1–2 phút (hoặc khuấy tay) cho tan đều, nhúng bút TDS/EC đo — đạt EC 1.2–1.6 mS/cm (700–1000 ppm).
4. Ghi lại số ml dùng cho bồn 50L → lần sau pha đúng tỷ lệ đó (lịch bù phân: quy-trinh §6.2).

5.3. Test 3 chế độ ¶

• Tự động: ngủ đến 6h45/17h00 → bơm nước sạch 120s (Option B — không châm phân) → ghi NVS → Telegram → ngủ lại.
• WebServer: bấm nút GPIO33 → thức dậy, mở / (dashboard), /water, /flush.
• Maintenance: giữ nút >5s lúc cắm nguồn → WebServer vĩnh viễn, không ngủ.
• Telemetry: sau ca tưới 17h00, mở ThingSpeak channel → có entry mới (field1..8 + status tóm tắt ca tưới).

Kiểm tra cúp điện (quan trọng):

• Tắt nguồn 220V trong lúc tưới → bật lại → hệ thống KHÔNG tưới lặp lại ca đó (NVS lastDay/lastSlot giữ trạng thái).

GIAI ĐOẠN 6 — CHẠY THỬ TOÀN HỆ THỐNG ¶

6.1. Test tĩnh (chưa trồng) ¶

1. Đổ đầy nước sạch thùng 50L.
2. Chạy 1 ca tưới thủ công /water (Option B — nước sạch, không châm phân):
   • Quan sát bơm chìm hút, nước lên van/lọc → riser → 3 manifold mép sau.
   • 36 béc nhỏ giọt chảy đều, mỗi tầng đúng lưu lượng (T3 phải ra nước không bị nghẹt áp).
   • Bơm tắt → không xả dồn nước tầng cao xuống tầng thấp (anti-siphon hoạt động).
3. Chạy /flush — nước sạch 180s, không châm phân.
4. Test phao: múc cạn nước → bơm ngắt ngay khi phao hạ (không cần MCU).

6.2. Test ngắt cạn + mất điện ¶

• Phao cạn → bơm chính ngắt lập tức (cứng, cơ học).
• Cúp điện giữa ca tưới → bật lại → không tưới lặp.
• NTP lỗi → ESP32 ngủ 15 phút rồi thử lại (không ngủ vĩnh viễn).

6.3. Trồng rau & vận hành ¶

1. Sau khi test đạt → trồng rau vào 12 khay.
2. Theo dõi độ ẩm giá thể 2–3 ngày đầu; chỉnh thời gian tưới/van tiết lưu nếu cần.

GIAI ĐOẠN 7 — BẢO TRÌ ĐỊNH KỲ ¶

XỬ LÝ SỰ CỐ THƯỜNG GẶP ¶

Tài liệu lắp ráp tương thích Master Plan v2.0 + bản vẽ 3D plan3_final (ADR-008) + telemetry cloud ThingSpeak (ADR-010) + ống phân phối thẳng manifold (ADR-012). Mọi thay đổi mạch/thủy lực phải đối chiếu lại ADR trước khi sửa.