Kukua Lettuce Zaidi katika Nafasi Ndogo Au Kukua Lettuce katika Nafasi, (Zaidi au Chini): Hatua 10

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:50

Huu ni uwasilishaji wa kitaalam kwa Shindano la Kupanda Zaidi ya Dunia, Mashindano ya Watengenezaji, iliyowasilishwa kupitia Maagizo.

Sikuweza kuwa na msisimko zaidi kuwa nikitengeneza utengenezaji wa mazao ya nafasi na kuchapisha Agizo langu la kwanza.

Kuanza, shindano lilituuliza.

"… wasilisha maelezo yenye kuelekezwa ya muundo na ujenzi wa chumba chako cha ukuaji wa mimea ambacho (1) kinatoshea ndani ya ujazo wa 50cm x 50cm x 50cm, (2) ina sifa zote zinazohitajika kudumisha ukuaji wa mimea, yaani taa ya bandia, mfumo wa umwagiliaji, na njia za kuzunguka hewa, na (3) hutumia kwa ufanisi na uvumbuzi wa ujazo wa ndani ili kutoshea na kufanikiwa kukua mimea mingi iwezekanavyo."

Baada ya kusoma mahitaji ya mashindano na Maswali Yanayoulizwa Sana, nilifanya mawazo yafuatayo katika mchakato wa kubuni.

Mara baada ya mwingiliano uliopangwa kila wiki na "mradi" na Mwanaanga angekubalika na sio batili ya kudhibiti kiotomati katika vigezo vya mashindano.

PSU ya "mradi" inaweza kuwekwa nje ya 50cm3, kwani ISS ingesambaza nguvu kwa kitengo, ikiwa kitengo kilikuwa angani. Baridi kwa ndani ya "mradi" wa LED inaweza kutoka nje ya 50cm3, kwani ISS inaweza kusambaza baridi kwa kitengo, ikiwa kitengo kilikuwa kwenye nafasi.

"Mtumiaji" anaweza kuwa na ufikiaji usio na kizuizi kwa juu na pande 4 za ujazo wa 50cm3 kwa matengenezo yaliyopangwa ya kila wiki, lakini sio kuwatenga maswala yasiyopangwa, ikiwa suala lisilopangwa linatokea na "mradi".

Ifuatayo, nilikusanya vigezo vya shindano

Takwimu za Mradi

Maji: mililita 100 / mmea / siku (inapendekezwa)

Taa: 300-400? Mol / M2 / s ndani ya PAR 400-700nm (ilipendekeza)

Mzunguko wa mwanga: 12/12

Aina ya taa: LED (iliyopendekezwa)

Mzunguko wa hewa: kwa 2.35cf / 0.0665m3 (eneo la ukuaji wa muundo wangu)

Joto kwenye ISS: 65 hadi 80˚F / 18.3 hadi 26.7 ° C (kwa kumbukumbu)

Aina ya mmea: Lettuce nyekundu ya 'Roma'

Ukubwa wa mmea kukomaa: 15cm juu na 15cm kwa kipenyo

Mfumo wa kukuza: (Chaguo la Mbuni)

Vifaa

Tutahitaji vifaa

(Sehemu hizi zinatumiwa kwa uthibitisho wa dhana, labda sio kusafiri kwa nafasi iliyoidhinishwa)

1 - 0.187 "48" x96 "White ABS

3 - Mdhibiti mdogo

Onyesho la 1 - 1602 LCD

1 - Ngao ya data Logger kwa Nano

3 - Vipinga picha

Sensorer 4 - AM2302

1 - sensor ya joto ya DS18B20

1 - sensorer ya EC, 1 - 15mA 5V Kiwango cha Kioevu cha macho

1 - DS3231 ya Pi (RTC)

… Na vifaa zaidi

1 - pampu ya kipimo cha peristaltic

1 - 12V pampu ya maji

1 - Buzzers za Piezo

Vipodozi 3 - 220 Ohm

1 - kubadili DPST

1 - 265-275nm Sterilizer ya UVC

24 - 1½”kofia za usafi

1 - Kioevu / Hewa ya kuchochea sumaku

1 - Kichwa cha kudhibiti matone, mstari 8

1 - neli ya umwagiliaji wa matone

1 - Kontena la maji linalobadilishwa

1 - pipe Kitambulisho cha bomba la PVC

70 - Screws za kushikamana na LED

18 AWG & 22 AWG Waya

1 - Punguza neli

1 - Aluminium kwa kuzama kwa joto kwa LED

Swichi zenye urefu wa 5 - 6mm

4 - 1 Ohm, vipinga 1 Watt

1 - mbegu za Pkg "Lettuce isiyo na maana"

… Na zaidi

1 - 400W Bodi ya Kuongeza

LED za White 32 - 3W, (6000-6500k)

1 - 24V / 12V / 5V / 3.3V PSU

Mashabiki wa kompyuta 8 - 40mm

11 - 5V Opto relays zilizotengwa

10 - 1N4007 diode ya kurudi nyuma

24 - Plagi za mwamba

1 - virutubisho vya Hydroponic

1 - Chombo cha virutubisho

1 - shuka la Mylar

… Na zana

Kutengenezea kwa gluing

Saw

Saws za shimo

Chuma cha kulehemu

Solder

Kuchimba

Piga bits

Bisibisi

Kompyuta

Kebo ya USB

Programu ya IDE ya Arduino

Hatua ya 1: Kulinganisha Mfumo wa Sasa wa "VEGGIE"

Mfumo wa "VEGGIE" kwenye ISS unaweza kukuza vichwa 6 vya lettuce kwa siku 28 (wiki 4). Ikiwa "VEGGIE" ilikimbia kwa miezi 6, (wastani wa muda mwanaanga yuko ndani ya ISS) ingekua vichwa 36 vya lettuce na vichwa 6 zaidi ambavyo vilikuwa na wiki mbili. Kwa wahudumu wa 3, hiyo ni mboga safi mara mbili kwa mwezi.

Mradi wa GARTH utakua vichwa 6 vya lettuce kwa siku 28 (wiki 4). LAKINI.. ikiwa ingekimbia kwa miezi 6, ingekua vichwa 138 vya saladi, na vichwa 18 vya nyongeza katika hatua anuwai za ukuaji. Kwa wahudumu wa 3, hiyo ni mboga mpya mara 7½ kwa mwezi, au karibu mara mbili kwa wiki.

Ikiwa hiyo inakuvutia… wacha tuangalie kwa undani muundo huo

Hatua ya 2: Mradi wa GARTH

Ukuaji wa Teknolojia ya Rasilimali ya Ukuzaji wa bustani

(Picha za Mradi wa GARTH ni za ujinga kamili, zilizotengenezwa kutoka kwa Bodi ya msingi ya Duka la Duka la Dola)

Mradi wa GARTH huongeza tija kupitia utumiaji wa maeneo 4 tofauti ya ukuaji. Pia inajumuisha mifumo ya kudhibiti kiatomati kwa taa, ubora wa hewa, ubora wa maji na uingizwaji wa maji.

32, Nyeupe 6000K taa za LED hutoa mahitaji ya PAR yaliyopendekezwa. Mfumo wa mzunguko wa shabiki mbili na mfumo wa upepo wa shabiki nne ulijumuishwa kudumisha mazingira ya mambo ya ndani, na mfumo wa hydroponic wa Nishati Nyembamba (NTF) uliochaguliwa kulisha na kufuatilia mimea. Maji ya uingizwaji wa uvukizi hufanyika katika hifadhi tofauti katika eneo la juu la kuhifadhi karibu na hifadhi ya virutubisho ya kioevu iliyochanganywa kila wakati, inayohitajika kudumisha kiwango cha virutubisho katika mfumo wa hydroponic na msaada kutoka kwa mwanaanga. Nguvu zote huingia, hufanya kazi na inasambazwa kutoka eneo la juu la kuhifadhi.

Hatua ya 3: Vipengele vya Kubuni

Sehemu nne za ukuaji

Hatua ya 1 (kuota), kwa mbegu za zamani za wiki 0-1, takriban 750 cc ya nafasi ya ukuaji

Hatua ya 2, kwa mimea ya zamani ya wiki 1-2, takriban 3, 600 cc ya nafasi ya ukuaji

Hatua ya 3, kwa mimea ya zamani ya wiki 2-3, takriban 11, 000 cc ya nafasi ya ukuaji

Hatua ya 4, kwa mimea ya zamani ya wiki 3-4, takriban 45, 000 cc ya nafasi ya ukuaji

(Maeneo ya 1 na 2 ya Stage yamejumuishwa kwenye tray inayoondolewa kuwezesha upandaji, kuhudumia na kusafisha)

Hatua ya 4: Mfumo wa Taa

Taa ilikuwa ngumu bila ufikiaji wa mita ya PAR, kwa bahati nzuri shindano lilikuwa na Bwana Dewitt huko Fairchild Tropical Botanic Garden, kwenda na maswali. Alinielekeza kwenye chati ambazo zilisaidia sana na chati hizo pia zinaniongoza kwa led.linear1. Na chati na wavuti, niliweza kuhesabu mahitaji yangu ya taa na mzunguko.

Ubunifu wangu hutumia 26.4V ya voltage ya chanzo kuendesha safu 4 za 8, 3 watt LEDs katika safu na 1 ohm, 1 watt resistors. Nitatumia usambazaji wa 24V na kibadilishaji cha Kuongeza kuongeza sasa kwa 26.4V. (Kwenye bodi ya ISS, muundo wangu utatumia 27V ambayo inapatikana na kibadilishaji cha Buck kupunguza voltage na kutoa sasa ya mara kwa mara ya 26.4V)

Hii ndio orodha ya sehemu za mfumo wa taa.

32, Nyeupe 6000-6500k, 600mA, DC 3V-3.4V, 3W LEDs

Vipimo 4, 1 ohm - 1W

1, 12A 400W Kuongeza kibadilishaji

1, 40mm shabiki

1, mtaalam wa joto

1, DS3231 ya Pi (RTC) au orodha

Waya wa AWG 18

… Na hii ndio jinsi ninavyopanga kutumia hizo thelathini na mbili, taa za 3W.

Mwangaza mmoja wa LED katika Hatua ya 1, nne katika Hatua ya 2 na tisa katika Hatua ya 3. LED za kumi na nane za mwisho zitawasha Hatua ya 4 na kutuleta kwa jumla ya wati 96 za mwangaza karibu amps 2.4.

Hatua ya 5: Mzunguko wa Hewa na Mfumo wa Uuzaji wa Venting

(Tafadhali kumbuka kuwa bomba la bomba na umeme haujakamilika. Hizi ni picha za kejeli ya mfumo uliopendekezwa)

Mzunguko unafanikiwa na mashabiki wawili wa 40mm. Shabiki wa kushinikiza ambaye hupiga hatua ya 4 kutoka kwenye bomba kwenye sehemu ya juu kushoto nyuma. Hewa itatiririka kupitia Hatua ya 4 na kuelekea mbele ya Hatua ya 3, kisha kupitia Hatua ya 3 na kutoka nyuma (juu na kuzunguka Hatua ya 1, kupitia njia fupi) nyuma ya Stage ya 2. Shabiki wa kuvuta kwenye bomba juu ya Hatua ya 2, atavuta hewa kupitia Hatua ya 2 na nje ya kona ya juu mbele ya kulia. Kukamilisha safari kupitia mfumo wa mzunguko wa hewa.

Uingizaji wa hatua ya 4 utakuwa nje ya ukuta wa nyuma wa juu. Hatua ya 3 itapita kupitia ukuta wake wa nyuma wa juu pia. Hatua ya 2 itatolewa kwa moja kwa moja juu na hatua ya kuota (Hatua ya 1) itatoa ukuta wa nyuma, sawa na Hatua ya 3 na 4.

Hatua ya 6: Mfumo wa Hydroponic wa NFT

(Uchunguzi wa EC, uchunguzi wa joto, sensorer ya kiwango cha kioevu, bomba za uingizwaji wa uvukizi kutoka kwenye hifadhi ya maji safi na bomba linalounganisha pampu ya sump kwenye njia, zote zitapatikana hapa kwenye sump lakini hazikuonyeshwa kwenye picha hii)

Mfumo huu ni pamoja na sump 9, 000 + ml / cc, 7, 000 + ml // cc hifadhi ya maji safi kwa uingizwaji wa uvukizi, pampu ya maji ya 12V 800L / saa, sterilizer ya UV-C kuua mwani wowote ndani ya maji unaoingia 8 bandari mtiririko unaoweza kubadilika, mnara wa aeration na shabiki wa mtiririko unaopinga ili kupunguza maji yanayotiririka kutoka Stage 2 na kuchochea maji ya kutolea nje ya hatua, sensa ya kiwango cha kioevu, sensa ya EC, sensa ya joto la maji, kipimo cha pampu ya peristaltic kutoka kwenye hifadhi ya virutubisho, hatua ya kuchochea ambayo huweka virutubisho katika suluhisho kwenye hifadhi na mabwawa matano ya ukuaji au njia. Njia tano za ukuaji, hatua ya kuchochea, mnara wa aeration hupokea maji kutoka kwa bandari anuwai ya mtiririko wa bandari 8. Wakati mfumo wa hydroponic unahitaji kuhudumiwa, switch switch ya pole pole (DPST) iliyoko kwenye jopo la mbele itazima umeme kwa pampu ya maji, sterilizer ya UV-C na kipimo cha virutubisho cha pampu ya peristaltic. Hii itamruhusu "Mtumiaji" kufanya kazi salama kwenye mfumo wa hydroponic bila kujihatarisha au mazao.

Hatua ya 7: Mfumo wa Uwasilishaji wa virutubisho otomatiki

Ninatumia "Self Optimizing Automated Arduino Nutrient Doser" iliyoundwa na Michael Ratcliffe kwa mradi huu. Nimebadilisha mchoro wake kwa mfumo wangu na vifaa na ninatumia Michael "Dola Tatu EC - PPM Meter" kama sensorer yangu ya EC.

Habari au maagizo ya miradi hii yote inaweza kupatikana kwa: element14, hackaday au michaelratcliffe

Hatua ya 8: Elektroniki za Mifumo ya Uendeshaji

Mfumo wa Taa utatumia Kidhibiti kidogo cha Arduino, DS3231 moja kwa Pi (RTC), moduli moja ya kupokezana 4, vipinga vinne 1 ohm - 1 watt, thelathini na mbili 3W White LED's, kibadilishaji cha 400W Boost, vipinga picha vitatu, kompyuta moja ya 40mm shabiki na mtaalam mmoja wa joto. Mdhibiti mdogo atatumia RTC kuweka taa wakati wa saa 12, mzunguko wa saa 12. Itafuatilia viwango vya mwangaza katika hatua ya 2, 3 na 4 na vipinga picha na tahadhari na kengele ya LED / piezo, ikiwa inagundua kiwango cha chini cha taa katika hatua yoyote, wakati wa taa kwenye mzunguko. Joto la bodi ya dereva wa LED litafuatiliwa na kipima joto kilichounganishwa kwa foleni na shabiki wa 40mm na kitaanza kupoa kiatomati wakati joto la kutosha limepatikana.

Mfumo wa Utoaji wa virutubisho uliundwa na Michael Ratcliffe. Mfumo hutumia Arduino Mega, moja ya maoni ya uchunguzi wa Michael ya EC, ngao moja ya kuonyesha ya kebo ya LCD ya 1602, sensor moja ya joto ya maji ya DS18B20, pampu moja ya upimaji wa 12V na moja ya moja ya 5V. Niliongeza sensorer moja ya kiwango cha kioevu. Mfumo huo utafuatilia joto la EC na maji na kuamsha pampu ya peristaltic kupima virutubisho inavyohitajika. Mdhibiti mdogo atafuatilia kiwango cha maji kwenye sump na kutahadharisha na kengele ya LED / piezo ikiwa joto la maji la sump liko zaidi ya upeo wa seti ya mtumiaji, ikiwa data ya sensorer ya EC iko zaidi ya upeo wa seti ya mtumiaji kwa muda mrefu kuliko seti ya mtumiaji kipindi cha muda au ikiwa kiwango cha maji cha sump kinashuka chini ya kiwango cha kuweka cha mtumiaji.

Mfumo wa Mzunguko wa Hewa utakuwa na dhibiti ndogo ya Arduino, sensorer nne za AM2302, mashabiki sita wa kompyuta 40mm (mashabiki wawili wa mzunguko wa hewa wa Hatua za 2, 3 na 4 na mashabiki 4 wa hewa), sterilizer moja ya UV-C na upitishaji sita wa 5V opto (kwa mashabiki). Mdhibiti atafuatilia joto na unyevu wa hewa katika Hatua zote 4 na kuanza moja kwa moja mfumo wa mzunguko wa shabiki au mashabiki wa hatua ya kibinafsi kama inahitajika kuweka joto na unyevu ndani ya safu za seti za mtumiaji. Mdhibiti pia ataweka na kudhibiti muda wa sterilizer ya UV-C na kudumisha kengele ya LED / piezo ikiwa hali ya joto au unyevu unapita zaidi ya viwango vya kuweka vya mtumiaji katika yoyote ya Hatua 4.

Hatua ya 9: Jengo

Kesi ya 50 cm3, njia, hifadhi ya uvukizi wa maji safi, mnara wa aeration, bomba kuu la mzunguko wa hewa, droo ya 1 & 2 ya Stage, brace za paa (ambazo hazionyeshwi) na muundo mwingine zaidi, utajengwa kutoka 0.187” Nyeusi ABS. Mapazia ya mbele kwa hatua hizo yanaonyeshwa kwenye filamu ya Mylar wakati wa kuchekesha, lakini inaweza kutengenezwa kutoka kwa akriliki iliyofunikwa au polycarbonate kwenye mfano halisi. Taa (ambayo haijaonyeshwa lakini ina safu nne za 8, 3W LEDs mfululizo) itawekwa juu ya takriban 0.125 "karatasi ya aluminium na 0.125" neli ya shaba iliyouzwa upande wa juu kwa baridi ya kioevu, (baridi hiyo ingeingia na kutoka nyuma Mabomba ya maji ya NTF kwa Hatua ya 1 na 2 (haionyeshwi kwenye picha yoyote lakini) ingeambatanishwa kupitia unganisho la haraka mbele ya Hatua ya 2.

Kigeuzi cha kuongeza nguvu (kilichoonyeshwa kwenye picha ya eneo la juu la kuhifadhia) kinaweza kuhamishwa chini ya tray ya kuota (Hatua ya 1) ili kutoa joto la ziada kwa kuota. AM2302, sensorer ya joto na unyevu (haijaonyeshwa), itakuwa iko juu katika kila Hatua (nje ya njia ya mzunguko wa hewa iliyopangwa mara kwa mara)

Muundo unaweza kuonekana kutofikiria juu ya nafasi kabisa,

lakini sivyo ilivyo. Mfumo wangu wa NTF ulioelezewa hapa haujaboreshwa au kubadilishwa kwa nafasi, lakini mifumo ya hydroponic ya NTF ni wagombeaji wakubwa wa mahitaji ya kipekee ya mazao ya nafasi katika nguvu ndogo na nina maoni juu ya utumiaji wa nafasi.

Shindano lilituuliza kubuni mfumo ambao ulikua mimea zaidi katika nafasi iliyoainishwa na kugeuza muundo iwezekanavyo.

Miundo iliyochaguliwa kwa Awamu ya 2 itahitaji kupanda mimea yake duniani kwanza. Ninaamini muundo wangu unatimiza mahitaji yote ya shindano na hufanya hivyo wakati wa kuheshimu nafasi ya kweli inayohitajika kwa ukuaji wa mmea, mzunguko wa hewa, udhibiti wa kiotomatiki wa mazingira na matumizi ya wiki kwa mimea. Wote ndani ya nafasi ya 50 cm3 tulipewa.

Hatua ya 10: Kuifunga

Utengenezaji wa Mradi wa GARTH hupunguza umakini unaohitajika mara moja kwa wiki.

Kupungua mara saba kwa matengenezo, ikilinganishwa na mfumo wa "VEGGIE".

Mimea sita ilianza kila wiki katika Mradi wa GARTH.

Ongezeko la uzalishaji mara nne, ikilinganishwa na mmea sita ulianza kila mwezi katika mfumo wa "VEGGIE".

Ninazingatia mabadiliko haya kuwa ya Ufanisi, ya Uvumbuzi na yenye Ufanisi.

Natumaini wewe pia.

Mkimbiaji katika Mashindano ya Kukuza Zaidi ya Watengenezaji wa Dunia