მცენარეთა ზრდის ავტომატური პალატა: 7 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

შემდეგი პროექტი არის ჩემი წარდგენა Growing Beyond Earth Maker Contest უმაღლესი სკოლის განყოფილებაში.

მცენარის ზრდის პალატას აქვს სრულად ავტომატიზირებული სარწყავი სისტემა. მე გამოვიყენე პერისტალტიკური ტუმბოები, ტენიანობის სენსორები და მიკროკონტროლერი, რომ მცენარეები ავტომატურად მორწყათ, რათა ნიადაგი შეინარჩუნოს ოპტიმალური ტენიანობა. მე დავამუშავე ჩემი ზრდის პალატა ისე, რომ მისი ადვილად აღება და დარგვა შეძლო და ამით ეფექტურად გამოვიყენე ადგილი ყუთში. მოქნილი დიზაინი საშუალებას მისცემს ასტრონავტებს ჰქონდეთ მუდმივი მოსავალი, შეძლებენ სრულად მომწიფებული ტომატის (დაახლოებით 3 თავი) მოსავლის აღებას ყოველ 10-14 დღეში. იმის გამო, რომ თესლი სხვადასხვა დროს ყვავის და იზრდება სხვადასხვა ტემპით, მე მინდოდა შემექმნა სისტემა, სადაც შესაძლებელი იქნებოდა მცენარეების მოკრეფა და ახალი თესლის ჩადება, როდესაც ისინი მზად იქნებოდა, ამიტომ შევქმენი ჩემი მცენარეული ჩანთები. პალატა შედგება ოთხი მცენარის ტომარისაგან, ან სულ 12 მცენარის ნაპრალისგან, რომელთა ამოღება, მოსავლის აღება, ახალი თესლის ჩამონგრევის ჩასმა და ჩანთის ჩაბმა შესაძლებელია სისტემაში velcro– ს გამოყენებით სულ რამდენიმე წუთში. თესლის სრიალი იძლევა თესლის მომზადების, ორიენტაციის და წებოს დროზე ადრე შეტანას და საჭიროების შემთხვევაში ჩანთაში ჩასმაში. მცენარეული ჩანთების ნაპრალები შექმნილია იმისთვის, რომ მცენარე გაიზარდოს, ხოლო წყალი და ჭუჭყი ტოვებს ტომარას. სტატიკური ჩანთები, ელექტრონული კომპონენტების დაცვის გარდა, არის სარკისებული ზედაპირები. ამრიგად, ანტისტატიკური ჩანთებით, სინათლე აღწევს სისტემის ყველა მცენარეს/ყლორტს და სალათის ფოთოლი არ გაიზრდება უშუალოდ ზრდის სინათლისკენ.

მარაგები

კონტეინერი:

1. აკრილის ფაილების შენახვის ყუთი

2. ლითონის შესანახი ყუთი

3. დესკტოპის ფაილის ორგანიზატორი

4. Velcro ზოლები

5. გაიზარდე სინათლე

მცენარეული ჩანთები:

1. ანტი სტატიკური ჩანთები

2. Sponge რეზინის ქაფის ფირზე (5/16 ინჩი)

3. გამწვანების ქაღალდი

4. უხეში ნიადაგის ნაზავი

5. თესლის წებო (ფქვილი და წყალი)

6. თესლი (მე გამოვიყენე მესკლუნ მწვანე პაკეტი)

მორწყვის სისტემა:

1. პერისტალტიკური ტუმბო

2. სილიკონის მილები ტუმბოსთვის (2 მმ x 4 მმ)

3. Arduino M0 Pro (ნებისმიერი მოდელი იმუშავებს) და კვების წყარო

4. მიკრო USB to USB-A

5. პურის დაფა

6. ჯუმბერის მავთულები

7. შესადუღებელი რკინა და გამდნარი

8. ხიდის დრაივერი (მე გამოვიყენე TA7291P)

9. ტენიანობის სენსორები

თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ იაფი, მაგრამ ისინი სწრაფად კოროზირდებიან მიმდინარე გამოწვეული ელექტროლიზისგან და უნდა შეიცვალოს, რადგან კითხვები ცუდად წავა. ალტერნატივაა ტენიანობის ტევადი სენსორების გამოყენება, რომლებიც ნაკლებად არიან მიდრეკილნი კოროზიისკენ ან უფრო ძვირიანი კათოდ-ანოდის სენსორები

10. 12 ვ ლულის ჯეკი პურის დაფებისა და კაბელისთვის

11. წყლის ბოთლი გამშვები სარქველით

ნაბიჯი 1: პალატის შეკრება

ეს ნაბიჯი შეიძლება გაკეთდეს მრავალი გზით, მაგრამ მე ავირჩიე ორნაწილიანი კონტეინერი, რადგან ეს უფრო მოქნილობის საშუალებას იძლეოდა. მე გამოვიყენე ლითონის ჩარჩო, რომელსაც აქვს ღია წინა და ღია ზედა ნაწილი მცენარეთა ჩანთების ჩასატარებლად, განათების გასაზრდელად და ავტომატური მორწყვის სისტემისთვის. შემდეგ, როგორც კი მცენარეები დატვირთულია, მე მაქვს აკრილის ყუთი, რომელიც ლითონის ფუძის თავზე სრიალებს.

ნაბიჯები:

1. პირველ რიგში, მე დავამატე ზრდის შუქი ლითონის ჩარჩოზე. სინათლის თითოეულ მხარეს გავხვრიტე ორი ხვრელი (მას შემდეგ რაც დავრწმუნდი, რომ არ დავაზიანებ არცერთ კომპონენტს) და დავამატე იგი ფუძის წინა მხარეს. (ჩანს სურათზე 1)

2. უნდა ჩავჭრა ხვრელი ჩარჩოში და აკრილი, რომ მოერგოს დენის აკორდს სინათლისთვის (სურათი 2-4)

რჩევა: აკრილის ხვრელის გაჭრისას მე ოთხკუთხედი გავაღე მართკუთხედის კუთხეში მინდოდა მომეჭრა და დრემელი გამოვიყენე მათ დასაკავშირებლად და სუფთა ჭრისთვის

3. იმის გამო, რომ მე შევიძინე აკრილის საფარის ფაილის შესანახი ბუდე, მე მომიწია ორი ტუჩის ამოღება, რომლებიც ფაილების ჩამოსაკიდად იყო განკუთვნილი. ამის გასაკეთებლად, მე გავათბე პლასტიკური და ავიღე საღებავის საფხეკი და ჩაქუჩა და ნაზად დავაკაკუნე ნაჭრის გასწვრივ, რომელიც ნელ -ნელა ჰყოფს მას ყუთიდან.

4. რამოდენიმე საბოლოო კორექტირებით ლითონის ჩარჩოზე მალის გამოყენებით, აკრილის ზედა ნაწილი მჭიდროდ ჯდება ჩარჩოსა და ბაზაზე.

ნაბიჯი 2: დარგე ჩანთები

მე შევარჩიე მცენარეული ჩანთების შექმნა ჰიდროპონიკური სისტემის ნაცვლად, რათა მეტი მოქნილობა შემეძლო. ჩანთები შეიძლება წინასწარ მომზადდეს და მათი ხელახლა გამოყენება შესაძლებელია ახალი თესლისა და გამწვანების ქაღალდის პაკეტის ნაჭერში ჩადებით. ჩანთები შეიძლება ადვილად მოიხსნას და დააბრუნოს პალატაში velcro სამაჯურების გამოყენებით. ასევე, იმის გამო, რომ პაკეტების მომზადება ძალიან ადვილია, მათი დარგვა შესაძლებელია ოფსეტურ დროში, რათა უზრუნველყოს ნათესების მუდმივი ნაკადი. როდესაც ისინი ერთდროულად დარგეს, არის დრო, როდესაც პალატას არ აქვს მნიშვნელოვანი მოსავალი. ამის ნაცვლად, მე ვთავაზობ, რომ ჩანთები დაითესოს რამდენიმე კვირის განმავლობაში, ასე რომ მუდმივი ნაკადი უნდა იყოს მოსავლიანი.

ჩანთის ზომა:

პროცესის ეს ეტაპი სპეციფიკურია თითოეული ადამიანის ყუთის ზომებისთვის. მე ვიყენებ ორ 4x6 ჩანთას და ვცვლი ორი 12x16 ჩანთას, რათა მოთავსდეს ჩემი ყუთის უკანა და ქვედა ნაწილი. 4x6 ტომარას ჰქონდა zips დახურვის, მაგრამ უფრო დიდი ჩანთები არ და მე შეცვალა მათ. ასე რომ, მე გამოვიყენე ორმაგი ცალმხრივი წებოვანი ლენტი, რომ ჩანთა შიგნიდან დავხურო და გარედან სხვა ნაწილი გამოვიყენე, რომ იგი დაკეცილიყო (სურათი 5)

ჩანთების შეკრება:

(იხილეთ სურათი 3 განლაგებისათვის, რომელიც მე გამოვიყენე ჩემი ჩანთებისთვის. მე ის ისე შევიმუშავე, რომ მცენარეები არ გაიზარდოს ერთმანეთის სივრცეში და ისე არ დაჩრდილონ ერთმანეთს სინათლის წყაროდან)

1. ანტისტატიკური ჩანთებში გაჭერით ერთი ინჩიანი ნაჭრები (სურათი 1)

მე გამოვიყენე Xacto დანა და მუყაოს ნაჭერი, რათა დავრწმუნებულიყავი, რომ ჩანთის ორივე მხარე არ გამიჭრია

2. გაჭერით ქაფის ლენტის სანტიმეტრი და ნახევარი და მოათავსეთ პირდაპირ ნაპრალის თავზე (სურათი 2)

3. Xacto დანა ან დანა, გაჭერით ერთი სანტიმეტრიანი ნაპრალი ქაფში, რომელიც შეესაბამება ჩანთაში გაჭრილ ჭრილს 1 ნაბიჯის განმავლობაში (სურათი 2)

4. გაიმეორეთ იგივე პროცესი ერთ ჩანთაზე, მაგრამ გააკეთეთ უფრო დიდი ნაპრალი, რომ მოერგოს ტენიანობის სენსორს

5. გაიმეორეთ იგივე პროცესი ყველა ჩანთაზე, მაგრამ ნაცვლად ქაფის ფირის კვადრატისა და გააკეთეთ პატარა x- ფორმის ჭრილობა იმდენად დიდი, რომ მოერგოს პერისტალტიკურ მილს

რჩევა: შლანგის ხვრელებისთვის მოათავსეთ ის ადგილები, სადაც შლანგები არ გადაკვეთს მცენარის მზარდ ადგილებს და ასევე, რათა მათ უფრო ადვილად დაუკავშირონ უკანა ნაწილს

ნაბიჯი 3: თესლის სრიალი

სათესლე ფურცლები ისე იყო შემუშავებული, რომ ისინი წინასწარ მომზადებულიყო და შენახულიყო შესანახად, სანამ არ გამოიყენებოდა. მე მოვამზადე უბრალო თესლისთვის შესაფერისი წებო, რომ თესლი მიმაგრდეს გამწვანების ქაღალდზე და თესლის ძირზე ორიენტირება ან მიმართვა ქვემოთ ისე, რომ ფესვები გაიზარდოს ჩანთაში და ამონაყარი გამოვიდეს ნაპრალიდან.

თესლის ფურცლების შექმნა

1. გაჭერით გამწვანების ქაღალდის ნაჭერი (2.5 ინ x 1 ინ)

2. შეურიეთ სუფრის კოვზი ფქვილი მხოლოდ იმდენ წყალს, რომ სქელი პასტა ჩამოყალიბდეს

3. კბილის ჩხირის საშუალებით დაასხით თესლის წებოს წერტილი გამწვანების ქაღალდის ცენტრში

4. მიმართეთ თესლს ძირში ან წერტილში ქვემოთ და აღნიშნეთ/დაიმახსოვრეთ რომელი ბოლომდეა ის მიმართული, რადგან სწორედ აქედან იზრდება ფესვი

5. ორჯერ გადაკეცეთ გამწვანების ქაღალდი, გააკეთეთ სამმაგი თესლით ცენტრში

ნაბიჯი 4: ავტომატური მორწყვის სისტემა

მორწყვის სისტემა შედგება ტენიანობის სენსორებისა და პერისტალტიკური ტუმბოებისგან, რომლებიც ავტომატურად მორწყავენ მცენარეთა ჩანთებს, როდესაც ისინი 30%–ზე დაბალ ტენიანობას მიაღწევენ. მე დავწერე კოდი ისე, რომ ტენიანობის დონე შემოწმდეს ჩანთებში 8 საათის შემდეგ და თუ დონე 30% -ზე დაბალია, ტუმბო 10 წამის განმავლობაში ჩაირთვება. ჩემი ტუმბოს და დენის წყაროსთვის 10 წამი საკმარისი იყო იმისათვის, რომ ტომრებში ტენიანობა საკმარისად 30% -ზე მეტი გაეზარდა, ამიტომ ტუმბო გააქტიურდება ყოველ 16 საათში, მაგრამ უნდა შემოწმდეს და მორგებული იყოს სხვადასხვა კონფიგურაციისთვის.

კავშირები:

GND მძღოლის პინი 1 -ის დასაკავშირებლად

12V GND მძღოლის პინი 1 -ის დასაკავშირებლად

5V ხიდის დრაივერის პინ 7 (vcc)

D5 ხიდის დრაივერის პინი 5 (in1)

D6 ხიდის დრაივერის პინ 6 (in2)

Arduino D13 to R1 (თუ სურვილისამებრ გამოიყენება გარე LED)

ხიდის მძღოლის პინი 2 (out1) პერისტალტიკური ტუმბოს პოზიტიური ტერმინალისკენ

ხიდის მძღოლის pin 4 (vref) და pin 8 (vs) დან 12V pos.

ხიდის მძღოლის პინ 10 (out2) პერისტალტიკური ტუმბოს უარყოფითი ტერმინალისკენ

შენიშვნები:

ხიდის დრაივერის მე -9 და მე -3 პინები არ გამოიყენება

ხიდის დრაივერის დასასრული, რომელსაც აქვს დახრილი კუთხე თავზე, არის პინი 1 და კვადრატული ბოლო არის პინ 10

კოდი:

int IN1Pin = 5; // შეცვლა დამოკიდებულია პინზე, რომელსაც თქვენ იყენებთ IN2Pin = 6; // ცვლილება დამოკიდებულია პინზე, რომელსაც იყენებთ #განსაზღვრეთ ტენიანობის_პინ A0

ბათილად დაყენება ()

{

სერიული.დაწყება (9600);

pinMode (IN1Pin, OUTPUT);

pinMode (IN2Pin, OUTPUT);

analogWrite (IN1Pin, 0);

analogWrite (IN2Pin, 0);

pinMode (ტენიანობის_ pin, INPUT);

დაგვიანება (1000);

}

ბათილი მარყუჟი ()

{

int sensorValue = რუკა (analogRead (ტენიანობის_პინი), 0, 1023, 100, 0); // ასახავს ტენიანობის მაჩვენებლებს, რომლებიც 0-1023-დან პროცენტამდე 100-0-დან

Serial.print ("ტენიანობის ამჟამინდელი დონეა:");

Serial.print (sensorValue);

Serial.println ("%");

თუ (sensorValue <30) // თუ ტენიანობა 30 პროცენტზე ნაკლებია ასრულებს შემდეგს

{

analogWrite (IN1Pin, 255); // 255 ადგენს ტუმბოს მაქსიმალურ სიმძლავრეზე

დაგვიანება (10000); // მუშაობს ტუმბოზე 10 წამის განმავლობაში

analogWrite (IN1Pin, 0); // გამორთავს ტუმბოს

Serial.println ("ტენიანობის დონის შემოწმება 2 საათში");

დაგვიანება (28800000); // 8 საათი მილიწამებში

int sensorValue = რუკა (analogRead (ტენიანობის_პინი), 0, 1023, 100, 0); // ამოწმებს ტენიანობის დონეს

Serial.println (sensorValue); // ბეჭდავს ტენიანობის დონეს

}

სხვა

{

Serial.println ("ნიადაგი ნესტიანია, ისევ შემოწმდება 1 სთ -ში"); // თუ ნიადაგის ტენიანობა 30% -ზე მეტია ამობეჭდავს ამ განცხადებას

დაგვიანება (3600000); // 1 საათი მილიწამებში

}

}

რჩევა: მას შემდეგ, რაც კოდი აიტვირთება არდუინოში, მათთვის, ვინც ადრე არ გამოგიყენებიათ, თქვენ არ გჭირდებათ მისი კომპიუტერში ჩართული დატოვება. თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ მცირე დენის წყარო arduino– სთვის და ის შეასრულებს თქვენს კოდს, როდესაც ის ჩართულია. ასე რომ, ამ დიზაინისთვის ყველაფერი რაც თქვენ გჭირდებათ არის არდუინოს კვების ბლოკი და 12 ვ ელექტროენერგიის მიწოდება ლულის ბუდეზე თქვენს დაფაზე.

ნაბიჯი 5: ყველაფერი ერთად ააწყვეთ

ამ ეტაპზე თქვენ უნდა გქონდეთ დასრულებული ყუთი განათების სისტემით, მორწყვის სისტემით და მცენარეული ჩანთებით, ასე რომ ყველაფერი რაც თქვენ გაქვთ არის ყველაფერი ერთად ააწყოთ.

ეს ეტაპი მრავალი ადამიანისთვის განსხვავდება ყუთის ზომებისა და წყლის რეზერვუარის, ტუმბოს და მიკროკონტროლერების განყოფილების მიხედვით.

იმის გამო, რომ ზრდის პალატა გრავიტაციის გარეშე უნდა მუშაობდეს, მე დარწმუნებული ვარ, რომ უკანა ნაწილში ყველა კომპონენტი ჩამოვაყალიბე 15lb კლასის Velcro ზოლების გამოყენებით.

1. მე გამოვიყენე არდუინოს და პურის დაფის დამჭერი და ხავერდის ჩამკეტი ჩარჩოზე და უკანა მხარეს და დავაყენე იგი ფაილების შესანახი კონტეინერის ზედა მხარეს, რომელიც არის ჩემი უკანა ნაწილი. (სურათი 2)

2. შემდეგ, პელესტრო ტუმბოს ქვედა ნაწილში და განყოფილების ფუძეზე დავდე ველკროს ზოლები და იგივე გავაკეთე წყლის რეზერვუარით.

3. შემდეგი, არის სარწყავი სისტემა. მე სამი ჩაის სახსარი გამოვიყენე შლანგი პერისტალტიკური ტუმბოდან ოთხ შლანგად ოთხი მცენარეული ჩანთისთვის. (სურათი 3)

4. საბოლოოდ, მე მოვათავსე velcro ზოლები, რომ მცენარეული ჩანთები მოვათავსო. იმის გამო, რომ მე ვამაგრებდი ზოლებს ბადეზე, მე ვჭრიდი სამრეწველო ქსელის სეგმენტებს და ვამაგრებდი ჩარჩოს გარე მხარეს Velcro ზოლების უკანა მხარეს.

ნაბიჯი 6: მცენარეთა ჩანთების დაყენება და გაშვება

მას შემდეგ, რაც უკანა განყოფილება, მილები და ტენიანობის სენსორები ადგილზეა, რჩება მხოლოდ მცენარეული ჩანთების, მილების და ტენიანობის სენსორების მიმაგრება.

დასკვნითი ასამბლეა

1. მოათავსეთ მცენარეული ჩანთები იმ მხარეს, სადაც ისინი შეიქმნა. (სურათი 2 გვიჩვენებს პროცესს)

2. ჩადეთ ტენიანობის სენსორი ჩანთაში ადრე გაკეთებული უფრო გრძელი ნაპრალით

3. ჩადეთ მილები ჩანთებში პატარა კვადრატული ქაფის პორტების გავლით

4. ჩართეთ განათება ქრონომეტრში და ჩართეთ ისე, რომ განათება იყოს 16 საათის განმავლობაში

5. შეაერთეთ 12 ვ კვების ელემენტი პურის დაფის ლულის ბუდეში

6. შეაერთეთ არდუინო კომპიუტერში (თუ გსურთ მონიტორინგი გამომავალ მონაცემებზე) ან ელექტრომომარაგებაზე და გაუშვით პროგრამა!

ნაბიჯი 7: შედეგები

სურათების პირველი ნაკრები (1-4) არის ზრდის ორი კვირა

მეორე ნაკრები (5-6) არის მეხუთე დღიდან, როდესაც მცენარეული ჩანთების უმეტესობას ხილული ყლორტები ჰქონდა

ბოლო სურათი (7) არის სისტემის ჩართვის პირველი დღიდან

ამ კონტრასტის საუკეთესო ნაწილი ის იყო, რომ როდესაც ერთი ტომარა გაიზარდა, რადგან ისინი სხვადასხვა სიჩქარით იზრდებოდნენ, მე შემიძლია ამოვიღო სალათის ფოთოლი და ჩავდო ახალი თესლი იმავე ჩანთაში, სხვა მოსავლის მოსავლის გარეშე, სანამ ისინი მზად იქნებოდა რა მომავალ ტესტებში ვგეგმავ თითოეული ჩანთის დარგვის ანაზღაურებას ორი კვირით, რადგან სალათის უმეტესობის მომწიფებას დაახლოებით 45-55 დღე სჭირდება. და ამით, ყოველ ორ კვირაში მე მექნება სრულად მოზრდილი სალათის მცენარეული ტომარა მოსავლის აღებისთვის და ეს ხელს შეუშლის სხვა სალათის მცენარეებს, რომ დაბლოკოს შუქი სხვა ტომრებზე, რადგან ნაკლები მსხვილი თავები გაიზრდება.

მეორე ადგილი იზრდება დედამიწის მიღმა შემქმნელთა კონკურსში