Өсімдіктердің автоматтандырылған өсу камерасы: 7 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Келесі жоба - менің орта мектеп бөлімінде «Жерден тыс өсіп келе жатқан жасаушылар» байқауына ұсынысым.

Өсімдіктердің өсу камерасында суарудың толық автоматтандырылған жүйесі бар. Мен перистальтикалық сорғыларды, ылғалдылық сенсорларын және микроконтроллерді пайдаланып, топырақты ылғалды оңтайлы ұстау үшін өсімдіктерді автоматты түрде суардым. Мен өсіру камерасын оңай жинауға және отырғызуға болатындай етіп жасадым, сондықтан қораптағы орынды тиімді пайдаланды. Икемді конструкция астронавттарға әр 10-14 күнде толық піскен салаттың дорбасын (шамамен 3 бас) жинауға қабілетті егіннің тұрақты түсуіне мүмкіндік береді. Тұқымдар әр уақытта өніп, әр түрлі қарқынмен өсетіндіктен, мен өсімдіктер жиналатын және дайын болған кезде жаңа тұқымдарды енгізетін жүйе құрғым келді, сондықтан мен өсімдік дорбаларын жасадым. Камера төрт дорба дорбасынан немесе барлығы 12 өсімдік саңылауларынан тұрады, оларды алып тастауға, жинауға, жаңа тұқымдық жапсырманы салуға болады және қапты велкро көмегімен бірнеше минут ішінде жүйеге қайта жабыстыруға болады. Тұқымдық слиптер тұқымдарды мерзімінен бұрын дайындауға, бағдарлауға және желімдеуге мүмкіндік береді және қажет болған жағдайда сөмкеге салады. Өсімдіктердің дорбаларының саңылаулары суға және кірден сөмкеден шығуға жол бермеу үшін өсімдіктің өсуіне мүмкіндік беру үшін жасалған. -статикалық сөмкелер, электронды компоненттерді қорғаудан басқа, шағылысқан беттер болып табылады. Антистатикалық сөмкелермен жарық жүйенің барлық өсімдіктеріне/өркендеріне жетеді, ал салат тікелей өсетін жарыққа қарай өспейді.

Жабдықтар

Контейнер:

1. Акрилді файлдарды сақтау қорабы

2. Металл сақтау жәшігі

3. Жұмыс үстеліндегі файлдарды ұйымдастырушы

4. Velcro жолақтары

5. Жарықты өсіру

Өсімдік сөмкелері:

1. Антистатикалық сөмкелер

2. Губка резеңке көбік таспасы (5/16 дюйм)

3. Өсу қағазы

4. Ірі топырақ қоспасы

5. Тұқымдық желім (ұн мен су)

6. Тұқымдар (мен Mesclun Green пакетін қолдандым)

Суару жүйесі:

1. Перисталтикалық сорғы

2. Сорғыға арналған силикон құбырлары (2мм х 4мм)

3. Arduino M0 Pro (кез келген модель жұмыс істейді) және қуат көзі

4. Micro USB to USB-A

5. Нан тақтасы

6. Өткізгіш сымдар

7. Дәнекерлеуіш пен дәнекерлеуіш

8. Көпір жүргізушісі (мен TA7291P қолдандым)

9. Ылғал сенсорлары

Сіз арзан өнімдерді таба аласыз, бірақ олар ток әсерінен электролизден тез коррозияға ұшырайды және оларды ауыстыру қажет болады, себебі көрсеткіштер нашарлайды. Балама ретінде коррозияға бейімділігі жоғары катодты-анодты датчиктерді қолдануға болады.

10. Breadboards және кабельге арналған 12в баррель ұясы

11. Бақылау клапаны бар су бөтелкесі

1 -қадам: Палатаны жинаңыз

Бұл қадамды әр түрлі жолмен жасауға болады, бірақ мен екі бөліктен тұратын контейнерді таңдадым, себебі бұл икемділікке мүмкіндік берді. Мен өсімдік қаптарын орналастыру, жарық өсіру және автоматты суару жүйесі үшін алдыңғы жағы ашық металл жақтауды қолдандым. Содан кейін, өсімдіктер жүктелгеннен кейін, менде металл негіздің үстіне сырғытатын акрил қорапшасы бар.

Қадамдар:

1. Алдымен мен өсіп келе жатқан жарықты металл жақтауға бекітіп қойдым. Мен жарықтың әр жағында екі тесік бұрғыладым (ешқандай бөлшектерді зақымдамайтыныма көз жеткізгеннен кейін) және оны негіздің алдыңғы жағына бекітіп қойдым. (1 суретте көрсетілген)

2. Мен жарық үшін қуат аккорды сәйкес келетін жақтау мен акрилден тесік кесуге тура келді (сурет 2-4)

Кеңес: акрилдегі тесікті кесу үшін мен тіктөртбұрыштың бұрышында төрт тесік бұрғыладым және оларды біріктіріп, таза кесу үшін Дремельді қолдандым.

3. Мен акрил қаптамасы үшін файл сақтауға арналған қоқыс жәшігін сатып алғандықтан, файлдарды ілуге арналған екі ерінді алып тастауға тура келді. Мұны істеу үшін мен пластмассаны қыздырдым, бояу қырғыш пен балға алып, жәшіктен ақырын бөліп, қораптан бөлдім.

4. Металл жақтауды балғамен бірнеше рет түзете отырып, акрил үстіңгі жағы жақтау мен негіздің үстіне тығыз бекітілген.

2 -қадам: өсімдік сөмкелері

Мен икемділікті қамтамасыз ету үшін гидропоникалық жүйенің орнына өсімдік сөмкелерін жасауды таңдадым. Сөмкелерді мерзімінен бұрын дайындауға болады және оларды жаңа тұқым мен өну қағазын саңылауға салу арқылы оңай пайдалануға болады. Сөмкелерді оңай алып тастауға болады және велкро белдіктер көмегімен камераға қайта салуға болады. Сондай -ақ, дорбаларды дайындау өте оңай болғандықтан, дақылдардың тұрақты ағып кетуіне мүмкіндік беру үшін оларды офсеттік уақытта отырғызуға болады. Оларды бірден отырғызған кезде, камерада үлкен дақылдар болмайтын уақыт болады. Сонымен, орнына мен дорбаларды бірнеше аптаның ішінде отырғызуды ұсынамын, сондықтан егіннің тұрақты ағымы болады.

Сөмкенің өлшемі:

Процестің бұл қадамы әр адам қорапшасының өлшемдеріне тән. Мен қораптың артқы және төменгі бөлігіне сәйкес келетін екі 4х6 қапты және екі 12х16 қапты қолданамын. 4х6 сөмкелерде ілмектер болатын, бірақ үлкенірек сөмкелер жабылмады, мен оларды өзгерттім. Сөмкені ішінен жабу үшін мен екі жақты жабысқақ таспаны қолдандым, ал сыртынан бүктеп қалмау үшін басқа бөлікті қолдандым (сурет 5)

Сөмкелерді жинау:

(Мен дорбалар үшін қолданған орналасу үшін 3 суретті қараңыз. Мен оны өсімдіктер бір -бірінің кеңістігінде өсіп кетпейтіндей етіп жасадым, сондықтан олар бір -бірін жарық көзінен көлеңкелемеді)

1. Антистатикалық қаптарға бір дюймдік тесіктерді кесіңіз (сурет 1)

Мен сөмкенің екі жағын кесіп алмағаным үшін Xacto пышағы мен картонды қолдандым

2. Көбік таспаның бір жарым дюймін кесіп, оны тікелей саңылаудың үстіне қойыңыз (сурет 2)

3. Xacto пышағын немесе пышағын қолданып, 1 -қадамда сөмкеде кесілген саңылауға сәйкес келетін көбіктің бір дюймдік саңылауын кесіңіз (сурет 2)

4. Бір процедураны бір қапшықта қайталаңыз, бірақ ылғал сенсорына сәйкес келетін үлкен тесік жасаңыз

5. Барлық сөмкелерде бірдей процедураны қайталаңыз, бірақ көбік таспаның төртбұрышын жасаңыз және перистальтикалық түтікке сәйкес келетін үлкен х-тәрізді кішкене кесу жасаңыз.

Кеңес: Шланг тесіктері үшін оларды шлангтар өсімдіктердің өсетін жерлерінен өтпейтін жерлерге қойыңыз, сонда олар артқы бөлімге оңай қосылады.

3 -қадам: тұқымдық слиптер

Тұқымдық слиптер алдын ала дайындалып, қолданылмайынша қоймада жиналатындай етіп жасалған. Мен тұқымға өнгіш қағазды жабыстыру және тамырларды қапшыққа өсіру үшін және өскіннің тесіктен шығуы үшін төмен қарай бағыттау үшін тұқымға қолайлы қарапайым желім дайындадым.

Тұқымдық слиптерді құру

1. Өсу қағазының бір бөлігін кесіңіз (2,5 дюйм 1 дюйм)

2. Қалың паста қалыптастыру үшін бір ас қасық ұнды жеткілікті сумен араластырыңыз

3. Тіс тазартқышты пайдаланып, өнгіш қағаздың ортасына тұқым желімінің нүктесін қойыңыз

4. Тұқымды радикуламен немесе нүктемен төмен қаратып бағыттаңыз және оның қай жаққа қарағанын белгілеңіз/есте сақтаңыз, себебі бұл жерде тамыр өседі

5. Егістік қағазды екі рет бүктеп, ортасында тұқым бар үштікке айналдырыңыз

4 -қадам: Автоматты суару жүйесі

Суару жүйесі ылғалдылық сенсорлары мен перистальтикалық сорғылардан тұрады, олар ылғалдылық деңгейі 30%төмен болған кезде өсімдік дорбаларын автоматты түрде суарады. Мен сөмкелердегі ылғалдылық деңгейін 8 сағаттан кейін тексеру үшін кодты жаздым, егер оның деңгейі 30% -дан төмен болса, онда сорғы 10 секундқа қосылады. Сорғы мен қуат көзі үшін 10 секунд сөмкелердегі ылғалдылықты 30% -дан жоғары жоғарылату үшін жеткілікті болды, сондықтан сорғы әр 16 сағат сайын қосылады, бірақ оны әр түрлі қондырғылар үшін сынап, түзету қажет.

Қосылымдар:

GND 1 драйверінің түйреуішіне көпір

12V GND драйверінің 1 -ші түйреуішіне көпір

Драйвер түйреуіші 7 (Vcc) көпіріне 5В

D5 драйверінің 5 -ші түйреуішіне (in1)

D6 драйверінің 6 -штырьін көпірге қосады (in2)

Arduino D13 - R1 (егер қосымша сыртқы жарықдиодты қолданылса)

Перистальтикалық сорғының оң терминалына 2 -ші көпірлік штырь (шығыс1)

Көпір драйверінің түйреуіші 4 (vref) және 8 -ші істікшесі (vs) 12В -ге дейін.

Перистальтикалық сорғының теріс терминалына 10 (шығыс2) көпір драйвері

Ескертулер:

Көпір жүргізушісінің 9 және 3 түйреуіштері қолданылмайды

Көпір жүргізушісінің жоғарғы жағы бұрылған бұрышы бар шеті 1 түйреуіш, ал шаршы ұшы 10 түйреуіш

Код:

int IN1Pin = 5; // IN2Pin = 6 қолданылатын түйреуішке байланысты өзгерту; // #анықтайтын ылғалды_штырғышты қолданатын түйреуішке байланысты өзгерту A0

жарамсыз орнату ()

{

Serial.begin (9600);

pinMode (IN1Pin, OUTPUT);

pinMode (IN2Pin, OUTPUT);

analogWrite (IN1Pin, 0);

analogWrite (IN2Pin, 0);

pinMode (moist_pin, INPUT);

кешіктіру (1000);

}

бос цикл ()

{

int sensorValue = карта (analogRead (moist_pin), 0, 1023, 100, 0); // ылғалдылық көрсеткіштерін 0-1023 пайызға дейін 100-0 аралығында көрсетеді

Serial.print («Ағымдағы ылғалдылық деңгейі:»);

Serial.print (sensorValue);

Serial.println («%»);

if (sensorValue <30) // егер ылғалдылық 30 пайыздан төмен болса, келесі әрекеттерді орындайды

{

analogWrite (IN1Pin, 255); // 255 сорғыны максималды қуатқа қояды

кешіктіру (10000); // сорғыны 10 секунд жұмыс істейді

analogWrite (IN1Pin, 0); // сорғыны өшіреді

Serial.println («2 сағат ішінде ылғалдылық деңгейін тексеру»);

кешіктіру (28800000); // миллисекундтарда 8 сағат

int sensorValue = карта (analogRead (moist_pin), 0, 1023, 100, 0); // ылғалдылық деңгейін тексереді

Serial.println (sensorValue); // ылғалдылық деңгейін басып шығарады

}

басқа

{

Serial.println («Топырақ ылғалды, 1 сағаттан кейін қайта тексеріледі»); // егер топырақ ылғалдылығы 30% -дан жоғары болса, бұл мәлімдемені басып шығарады

кешіктіру (3600000); // миллисекундтарда 1 сағат

}

}

Кеңес: код Arduino -ға жүктелгеннен кейін, бұрын қолданбаған адамдар үшін оны компьютерге қосулы күйінде қалдырудың қажеті жоқ. Сіз arduino үшін шағын қуат көзін ала аласыз және ол қосылған кезде сіздің кодыңызды орындайды. Осылайша, бұл дизайн үшін сізге тек arduino үшін қуат көзі және сіздің тақтасындағы баррель ұясына 12в қуат көзі қажет.

5 -қадам: Барлығын біріктіру

Бұл кезеңде сізде шамдар, суару жүйесі мен сөмкелері бар толтырылған қорап болуы керек, сондықтан бәрін жинау ғана қалады.

Бұл кезең көптеген адамдар үшін қораптың өлшеміне және су қоймасына, сорғыға және микроконтроллерге байланысты.

Өсу камерасы ауыртпалықсыз жұмыс істеуге арналған болғандықтан, мен артқы бөліктегі барлық компоненттерді 15 фунттық Velcro белдеулерін қолданып байлап қойдым.

1. Мен Arduino мен нан тақтасы ұстағышын және ұстағыштың артқы жағына бекітілген велкро бауларын қолдандым және оны менің артқы бөлімім болып табылатын файлдарды сақтау контейнерінің жоғарғы жағына орнаттым. (сурет 2)

2. Содан кейін мен перистальтикалық сорғының түбіне және бөлімнің түбіне велкро жолақтарын қойдым және су қоймасында да солай жасадым.

3. Келесі - суару жүйесі. Мен шлангты перистальтикалық сорғыдан төрт зауыттық дорбаға арналған төрт шлангқа бөлу үшін үш тісті буындарды қолдандым. (сурет 3)

4. Ақырында мен өсімдік дорбаларын орнында ұстау үшін велкро жолақтарын қойдым. Мен жолақтарды торға бекітетіндіктен, мен өнеркәсіптік жіптердің сегменттерін кесіп, оларды каркастың сыртына желімделген жолақтардың артқы жағына жапсырдым.

6 -қадам: зауыттық дорбаларды орнату және жүгіру

Артқы бөлік, түтіктер мен ылғал датчиктері орнатылғаннан кейін, өсімдік сөмкелерін, түтіктер мен ылғал датчиктерін бекіту ғана қалады.

Қорытынды жиналыс

1. Зауыт сөмкелерін олар жасалған жаққа қойыңыз. (2 -сурет процесті көрсетеді)

2. Ылғал датчигін бұрын жасалған ұзын саңылауы бар қапқа салыңыз

3. Түтіктерді дорбаларға кішкене төртбұрышты порттар арқылы салыңыз

4. Шамдарды таймерге қосыңыз және шамдар тәулігіне 16 сағат қосылатын етіп орнатыңыз

5. 12 вольтты ток көзінің баррель ұясына қосыңыз

6. Arduino -ны компьютерге (егер сіз шығуды бақылағыңыз келсе) немесе қуат көзіне қосыңыз және бағдарламаны іске қосыңыз!

7 -қадам: Нәтижелер

Жоғарыдағы суреттердің бірінші жиынтығы (1-4)-өсудің екі аптасы

Екінші жиынтық (5-6)-өсімдік қапшықтарының көпшілігінде көрінетін өскіндер болған бесінші күннен бастап

Соңғы сурет (7) - жүйе қосылған алғашқы күннен

Бұл қарама -қайшылықтың ең жақсы жағы мынада болды: бір қапшықты өсіру аяқталған кезде, олар әр түрлі жылдамдықта өсетіндіктен, мен салатты алып тастап, басқа дақылдарды дайын болмай тұрып жинап алмай, сол қапшыққа жаңа тұқым жиынтығын енгізе алатын едім.. Болашақ сынақтарда мен әр қаптың отырғызылуын екі аптаға ауыстыруды жоспарлап отырмын, себебі салаттың көпшілігі пісуі үшін шамамен 45-55 күн қажет. Осылай жасай отырып, әр екі апта сайын менде егін жинауға дайын өсімдік салаты болады және бұл басқа салат жапырақтарының басқа қалталарға жарық түсуіне кедергі келтіреді, себебі үлкен бастар аз болады.

«Жерден тыс өсетіндер» конкурсында екінші орын