Chumba cha ukuaji wa mimea kiotomatiki: Hatua 7 (na Picha)

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

Mradi ufuatao ni uwasilishaji wangu kwa Mashindano ya Ground Beyond Earth Maker katika kitengo cha Shule ya Upili.

Chumba cha ukuaji wa mimea kina mfumo wa kumwagilia kamili. Nilitumia pampu za kupenya, sensorer za unyevu, na mdhibiti mdogo kudhibiti maji kiotomatiki ili kuweka udongo kwenye unyevu mzuri. Nilitengeneza chumba changu cha ukuaji ili iweze kuvunwa na kupandwa kwa urahisi, na kwa hivyo ilitumia vizuri nafasi katika sanduku. Ubunifu rahisi ungewaruhusu wanaanga kuwa na uingiaji wa mazao, kuweza kuvuna kifuko (takriban vichwa 3) vya lettuce iliyokomaa kila baada ya siku 10-14. Kwa sababu mbegu huota kwa nyakati tofauti na hukua kwa viwango tofauti, nilitaka kuunda mfumo ambapo mimea inaweza kuvunwa na mbegu mpya zinaweza kuingizwa wakati zilikuwa tayari, kwa hivyo nikabuni mifuko yangu ya mimea. Chumba hicho, kina mifuko minne ya mimea, au jumla ya viunga 12 vya mimea, ambavyo vinaweza kuondolewa, kuvunwa, kuingizwa kwa mbegu mpya kunaweza kuingizwa, na mkoba unaweza kukwama tena kwenye mfumo ukitumia velcro kwa dakika chache tu. Vipande vya mbegu huruhusu mbegu kutayarishwa, kuelekezwa na kushikamana kabla ya wakati, na kuingizwa ndani ya mkoba wakati inahitajika. Matundu ya mifuko ya mmea yalibuniwa kuruhusu mmea kukua wakati unazuia maji na uchafu kutoka kwenye begi. mifuko ya tuli, pamoja na kulinda vifaa vya elektroniki, ni nyuso zilizoonyeshwa. Kwa hivyo, pamoja na mifuko ya kupambana na tuli, taa itafikia mimea / mimea yote kwenye mfumo na lettuce haitakua moja kwa moja kuelekea nuru inayokua.

Vifaa

Chombo:

1. Sanduku la kuhifadhi faili la Acrylic

2. Bin ya Uhifadhi wa Chuma

3. Mratibu wa Faili ya Desktop

4. Velcro Vipande

5. Kukua Nuru

Pochi Mifuko:

1. Mifuko ya Anti Static

2. Mkanda wa Povu wa Sponge ya Sponge (5/16-inch)

3. Karatasi ya Kuota

4. Mchanganyiko wa Udongo wa Mchanga

5. Gundi ya Mbegu (unga na maji)

6. Mbegu (nilitumia pakiti ya Kijani ya Mesclun)

Mfumo wa kumwagilia:

1. Bomba la Peristaltic

2. Tubing ya Silicone ya Pump (2mm x 4mm)

3. Arduino M0 Pro (Mfano wowote utafanya kazi) na chanzo cha nguvu

4. USB ndogo hadi USB-A

5. Bodi ya mkate

6. Wiring Jumper

7. Soldering Iron na Solder

8. Dereva wa Daraja (nilitumia TA7291P)

9. Sensorer za unyevu

Unaweza kupata za bei rahisi, lakini zitakua haraka kutoka kwa electrolysis ya sasa na itahitaji kubadilishwa kwani usomaji utakua mbaya. Njia mbadala ni kutumia sensorer zenye unyevu ambazo haziathiriwa sana na kutu au sensorer ghali za cathode-anode

10. 12v Pipa Jack kwa Bodi za Mkate na Cable

11. Chupa ya maji na valve ya kuangalia

Hatua ya 1: Kusanya Chumba

Hatua hii inaweza kufanywa kwa njia nyingi, lakini nilichagua chombo cha sehemu mbili kwa sababu kiliruhusu kubadilika zaidi. Nilitumia fremu ya chuma ambayo ina wazi mbele na juu wazi kuweka mifuko ya mmea, kukuza mwanga, na mfumo wa kumwagilia moja kwa moja. Halafu, mara mimea inapopakiwa, nina sanduku la akriliki linaloteleza juu ya msingi wa chuma.

Hatua:

1. Kwanza, niliunganisha taa ya kukua kwenye sura ya chuma. Nilichimba mashimo mawili kila upande wa taa (baada ya kuhakikisha kuwa sitaharibu vifaa vyovyote), na nikaiunganisha upande wa mbele wa msingi. (inavyoonekana kwenye picha 1)

2. Nililazimika kukata shimo kwenye fremu na akriliki ili kutoshea nguvu ya taa (picha 2-4)

Kidokezo: kukata shimo kwenye akriliki nilichimba mashimo manne kwenye kona ya mstatili nilitaka kukata na kutumia Dremel kuwaunganisha na kukata safi

3. Kwa sababu nilinunua pipa la kuhifadhi faili kwa juu ya akriliki, ilibidi niondoe midomo miwili iliyokusudiwa kutundika faili kutoka. Ili kuifanya, niliwasha moto plastiki na nikachukua chakavu cha rangi na nyundo na kugonga kwa upole kando ya kipande hicho nikikitenganisha na sanduku.

4. Pamoja na marekebisho machache ya mwisho kwenye fremu ya chuma kwa kutumia nyundo, kilele cha akriliki kinafaa juu ya fremu na msingi.

Hatua ya 2: Panda mifuko

Nilichagua kuunda mifuko ya mimea badala ya mfumo wa hydroponic ili kuruhusu kubadilika zaidi. Mifuko inaweza kutayarishwa kabla ya wakati na inaweza kutumika tena kwa urahisi kwa kuweka mbegu mpya na pakiti ya karatasi ya kuota kwenye kipande. Mifuko inaweza kutolewa kwa urahisi na kurudishwa ndani ya chumba kwa kutumia kamba za velcro. Pia, kwa sababu mifuko ni rahisi kuandaa, inaweza kupandwa katika nyakati za kukabiliana ili kuruhusu mtiririko wa mazao. Wakati wote hupandwa mara moja, kuna wakati ambapo chumba hakina mazao makubwa. Kwa hivyo, badala yake ninashauri kwamba vikoba hupandwa kwa wiki chache kwa hivyo kuna mtiririko wa mazao yanayoweza kuvunwa kila wakati.

Ukubwa wa mkoba:

Hatua hii ya mchakato ni maalum kwa vipimo vya kila sanduku la watu. Ninaishia kutumia mifuko miwili ya 4x6 na kurekebisha mifuko miwili 12x16 ili kutoshea nyuma na chini ya sanduku langu. Mifuko ya 4x6 ilikuwa na zipi za kufunga, lakini mifuko mikubwa haikuwa nayo na niliibadilisha. Kwa hivyo, nilitumia mkanda wa kushikamana pande mbili kufunga begi kutoka ndani na nikatumia kipande kingine nje kuiweka nyuma (picha 5)

Kukusanya Mifuko:

(tazama picha 3 ya mpangilio niliyotumia kwa mifuko yangu. Niliibuni ili mimea isikue katika nafasi ya kila mmoja na kwa hivyo haikupeana kivuli kutoka kwa chanzo nyepesi)

1. Kata vipande vya inchi moja kwenye mifuko ya antistatic (picha 1)

Nilitumia kisu cha Xacto na kipande cha kadibodi kuhakikisha kuwa sikukata pande zote mbili za begi

2. Kata kipande cha inchi na nusu cha mkanda wa povu na uweke moja kwa moja juu ya utelezi (picha 2)

Kutumia kisu cha Xacto au blade, kata kipande cha inchi moja kwenye povu iliyokaa na kipande kilichokatwa kwenye begi wakati wa hatua ya 1 (picha 2)

4. Rudia mchakato huo huo kwenye begi moja lakini fanya sehemu kubwa ili kutoshea kihisi cha unyevu

5. Rudia mchakato huo huo kwenye mifuko yote lakini badala yake mraba wa mkanda wa povu na fanya mkato mdogo wa umbo la x kubwa tu ya kutosha kutoshea neli ya peristaltic

Kidokezo: Kwa mashimo ya bomba, weka kwenye sehemu ambazo hoses hazitavuka maeneo yanayokua ya mmea na pia waweze kuungana tena kwa sehemu ya nyuma rahisi

Hatua ya 3: Vipande vya mbegu

Vipande vya mbegu vilibuniwa ili viweze kutayarishwa kabla ya wakati na kuwekwa kwenye kuhifadhi hadi zitumike. Niliandaa gundi rahisi-rafiki ya mbegu kushikamana na mbegu kwenye karatasi ya kuota na kuelekeza mbegu au kuelekeza chini ili mizizi ikue ndani ya mkoba na chipukizi hutoka kwenye kipande.

Kuunda Slips za Mbegu

1. Kata kipande cha karatasi ya kuota (2.5in x 1in)

2. Changanya kijiko cha unga na maji ya kutosha kutengeneza tambi nene

3. Kutumia dawa ya meno kuweka nukta ya gundi ya mbegu katikati ya karatasi ya kuota

4. Elekeza mbegu na kipenyo au ncha inayoelekea chini na uweke alama / kumbuka ni mwisho upi unaokabiliwa kwa sababu hapa ndipo mizizi inakua kutoka

5. Kunja karatasi ya kuota mara mbili, ukifanya trifold na mbegu katikati

Hatua ya 4: Mfumo wa Kumwagilia Moja kwa Moja

Mfumo wa kumwagilia utakuwa na sensorer za unyevu na pampu za maji ili kumwagilia moja kwa moja mifuko ya mmea wakati inakwenda chini ya kiwango cha unyevu cha 30%. Niliandika nambari ili kiwango cha unyevu kikaguliwe katika vifuko baada ya masaa 8 na ikiwa kiwango ni chini ya 30% basi pampu itawaka kwa sekunde 10. Kwa pampu yangu na usambazaji wa umeme sekunde 10 zilitosha kuongeza unyevu kwenye mifuko ya kutosha juu ya 30% kwa hivyo pampu itaamsha kila masaa 16, lakini inapaswa kupimwa na kurekebishwa kwa mipangilio tofauti.

Miunganisho:

GND kwa pini ya dereva wa daraja 1

12V GND kwa pini ya dereva wa daraja 1

5V kwa pini ya dereva wa daraja 7 (vcc)

D5 kwa pini ya dereva wa daraja 5 (in1)

D6 kwa pini ya dereva wa daraja 6 (in2)

Arduino D13 hadi R1 (ikiwa LED ya hiari ya nje inatumika)

Pini ya dereva wa daraja 2 (out1) kwa terminal nzuri ya pampu ya peristaltic

Pini ya dereva wa daraja 4 (vref) na pini 8 (vs) hadi 12V pos.

Pini ya dereva wa daraja 10 (out2) kwa terminal hasi ya pampu ya peristaltic

Vidokezo:

Pini 9 na 3 za dereva wa daraja hazitumiki

Mwisho wa dereva wa daraja na kona iliyopigwa juu ni pini 1 na mwisho wa mraba ni pini 10

Nambari:

int IN1Pin = 5; // badili kulingana na pini unayotumiaint IN2Pin = 6; // badili kulingana na pini unatumia #fafanua unyevu_pin A0

kuanzisha batili ()

{

Kuanzia Serial (9600);

pinMode (IN1Pin, OUTPUT);

pinMode (IN2Pin, OUTPUT);

AnalogWrite (IN1Pin, 0);

AnalogWrite (IN2Pin, 0);

pinMode (unyevu_pini, INPUT);

kuchelewesha (1000);

}

kitanzi batili ()

{

int sensorValue = ramani (AnalogRead (unyevu_pin), 0, 1023, 100, 0); // ramani usomaji wa unyevu ambao ni 0-1023 hadi asilimia kutoka 100-0

Serial.print ("Kiwango cha sasa cha utulivu ni:");

Printa ya serial (Thamani ya sensa);

Serial.println ("%");

ikiwa (sensorValue <30) // ikiwa unyevu ni chini ya asilimia 30 hufanya yafuatayo

{

AnalogWrite (IN1Pin, 255); // 255 huweka pampu kwa nguvu kubwa

kuchelewesha (10000); // inaendesha pampu kwa sekunde 10

AnalogWrite (IN1Pin, 0); // inazima pampu

Serial.println ("Kuangalia Viwango vya Unyevu katika masaa 2");

kuchelewa (28800000); // masaa 8 kwa milliseconds

int sensorValue = ramani (AnalogRead (unyevu_pin), 0, 1023, 100, 0); // huangalia viwango vya unyevu

Serial.println (sensorValue); // chapa kiwango cha unyevu

}

mwingine

{

Serial.println ("Udongo ni unyevu, ukiangalia tena kwa 1hr"); // ikiwa unyevu wa mchanga uko juu ya 30% chapa taarifa hii

kuchelewesha (3600000); // saa 1 kwa milliseconds

}

}

Kidokezo: baada ya nambari kupakiwa kwa Arduino, kwa wale ambao hawajazitumia hapo awali, hauitaji kuiacha ikiwa imechomekwa kwenye kompyuta yako. Unaweza kupata usambazaji mdogo wa umeme kwa arduino na itafanya nambari yako ya kificho ikiwashwa. Kwa hivyo, kwa muundo huu unachohitaji tu ni usambazaji wa nguvu kwa arduino na usambazaji wa umeme wa 12v kwa pipa la jack kwenye ubao wako wa mkate.

Hatua ya 5: Kuiweka Pamoja

Katika hatua hii unapaswa kuwa na sanduku lililokamilishwa na taa za kukua, mfumo wa kumwagilia, na mifuko ya mimea kwa hivyo kilichobaki ni kuiweka yote pamoja.

Hatua hii nyingi zinakuwa tofauti kwa watu wengi kulingana na vipimo vya sanduku na sehemu ya hifadhi ya maji, pampu, na wadhibiti wa microcontroller.

Kwa sababu chumba cha ukuaji kimekusudiwa kufanya kazi bila mvuto, nilihakikisha nikifunga vifaa vyote kwenye sehemu ya nyuma kwa kutumia vipande vya Velcro vya daraja la 15lb

1. Nilitumia kishikaji cha Arduino na mkate na mikanda ya velcro iliyounganishwa na fremu na nyuma ya mmiliki na kuipandisha upande wa juu wa chombo cha kuhifadhi faili ambacho ni sehemu yangu ya nyuma. (picha 2)

2. Halafu, niliweka vipande vya velcro chini ya pampu ya msingi na msingi wa chumba na nikafanya vivyo hivyo na hifadhi ya maji.

3. Ifuatayo, ni mfumo wa umwagiliaji. Nilitumia viungo vitatu vya tee kugawanya bomba kutoka pampu ya peristaltic ndani ya hoses nne kwa mifuko minne ya mmea. (picha 3)

4. Mwishowe, niliweka vipande vya velcro ili kushikilia mifuko ya mmea mahali pake. Kwa sababu nilikuwa naunganisha vipande kwenye matundu, nilikata sehemu za utando wa viwandani na kuziunganisha kwa nje ya fremu dhidi ya nyuma ya vipande vya Velcro.

Hatua ya 6: Kuweka Mifuko ya Mboga na Mbio

Baada ya chumba cha nyuma, neli, na sensorer za unyevu zote ziko, kilichobaki ni kushikamana na mifuko ya mmea, neli na sensorer za unyevu.

Mkutano wa Mwisho

1. Weka mifuko ya mmea upande ambao walikuwa wameundwa. (picha 2 inaonyesha mchakato)

2. Ingiza sensorer ya unyevu kwenye begi na kipande kirefu kilichotengenezwa mapema

3. Ingiza zilizopo kwenye mifuko kupitia bandari ndogo za mraba za povu

4. Chomeka taa kwenye timer na uweke taa ili taa ziwashe kwa masaa 16 kwa siku

5. Chomeka usambazaji wa umeme wa 12v kwa jack ya pipa ya mkate

6. Chomeka Arduino kwenye kompyuta (ikiwa unataka kufuatilia matokeo) au usambazaji wa umeme na acha programu iendeshe!

Hatua ya 7: Matokeo

Seti ya kwanza ya picha (1-4) hapo juu ni wiki mbili za ukuaji

Seti ya pili (5-6) ni kutoka siku ya tano wakati mifuko mingi ya mmea ilikuwa na mimea inayoonekana

Picha ya mwisho (7) ni kutoka siku ya kwanza mfumo ulipowashwa

Sehemu bora juu ya uzazi huu ni kwamba wakati mkoba mmoja ulimalizika kukua, kwa sababu walikuwa wakikua kwa kasi tofauti, ningeweza kuondoa lettuce na kuingiza mbegu mpya kwenye mfuko huo bila kulazimika kuvuna mazao mengine kabla ya kuwa tayari. Katika vipimo vya baadaye, nina mpango wa kumaliza upandaji wa kila mkoba kwa wiki mbili kwa sababu inachukua takriban siku 45-55 kwa lettuce nyingi kukomaa. Na kwa kufanya hivi, kila wiki mbili nitakuwa na mkoba wenye thamani ya mkojo ulio tayari kuvunwa na itazuia mimea mingine ya lettuzi kuzuia taa kwenda kwenye mifuko mingine kwa sababu kutakua na vichwa vikubwa vikubwa.

Mkimbiaji katika Mashindano ya Kukuza Zaidi ya Watengenezaji wa Dunia