Dhoma e automatizuar e rritjes së bimëve: 7 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:16

Projekti i mëposhtëm është paraqitja ime në Konkursin Growing Beyond Earth Maker në ndarjen e Shkollës së Mesme.

Dhoma e rritjes së bimëve ka një sistem lotimi plotësisht të automatizuar. Kam përdorur pompa peristaltike, sensorë lagështie dhe një mikrokontrollues për të ujitur automatikisht bimët për të mbajtur tokën në lagështi optimale. Unë projektova dhomën time të rritjes në mënyrë që të mund të mblidhet dhe mbillet lehtë, dhe kështu e shfrytëzoi me efikasitet hapësirën në kuti. Dizajni fleksibël do t'i lejojë astronautët të kenë një fluks të qëndrueshëm të lashtave, duke qenë në gjendje të korrin një qese (përafërsisht 3 krerë) marule të pjekur plotësisht çdo 10-14 ditë. Për shkak se farat mbijnë në kohë të ndryshme dhe rriten me ritme të ndryshme, unë doja të krijoja një sistem ku bimët mund të vileshin dhe farat e reja mund të futeshin kur të ishin gati, kështu që hartova qeset e bimëve. Dhoma, përbëhet nga katër qese bimore, ose gjithsej 12 çarje bimore, të cilat mund të hiqen, korrren, një rrëshqitje e re e farës mund të futet dhe qesja mund të ngjitet përsëri në sistem duke përdorur velcro në vetëm disa minuta. Rrëshqitjet e farës lejojnë që farat të përgatiten, orientohen dhe ngjiten para kohe dhe futen në qese kur është e nevojshme. Të çarat e qeseve të bimëve u krijuan për të lejuar që bima të rritet duke parandaluar largimin e ujit dhe papastërtisë nga qesja. -çantat statike, përveç mbrojtjes së përbërësve elektronikë, janë sipërfaqe të pasqyruara. Pra, me qeset anti-statike, drita do të arrijë në të gjitha bimët/filizat në sistem dhe marule nuk do të rritet vetëm drejtpërdrejt drejt dritës së rritjes.

Furnizimet

Enë:

1. Kutia e Ruajtjes së Skedarëve Akrilikë

2. Shporta për Magazinimin e Metalit

3. Organizuesi i skedarëve të desktopit

4. Shirita Velcro

5. Rriteni Dritën

Qese bimore:

1. Çanta Anti Statike

2. Shirit me shkumë sfungjeri me shkumë (5/16-inç)

3. Letër e mbirjes

4. Përzierje e trashë e tokës

5. Ngjitës për farë (miell dhe ujë)

6. Farërat (kam përdorur një paketë Mesclun Green)

Sistemi i ujitjes:

1. Pompë Peristaltike

2. Tub silikoni për pompë (2mm x 4mm)

3. Arduino M0 Pro (Çdo model do të funksionojë) dhe burimi i energjisë

4. Mikro USB në USB-A

5. Tabela e bukës

6. Telat Jumper

7. Hekuri i saldimit dhe saldimi

8. Shoferi i Urës (kam përdorur një TA7291P)

9. Sensorë lagështie

Ju mund të gjeni ato të lira, por ato do të gërryhen shpejt nga elektroliza e shkaktuar nga rryma dhe do të duhet të zëvendësohen pasi leximet do të shkojnë keq. Alternativa është përdorimi i sensorëve kapacitiv të lagështisë që janë më pak të prirur ndaj korrozionit ose sensorë më të shtrenjtë të anodës katodë

10. Jack 12v fuçi për Breadboard dhe Cable

11. Shishe uji me valvul kontrolli

Hapi 1: Mblidhni Dhomën

Ky hap mund të bëhet në shumë mënyra, por unë zgjodha një enë me dy pjesë sepse lejonte më shumë fleksibilitet. Kam përdorur kornizën metalike që ka një pjesën e përparme të hapur dhe pjesën e sipërme të hapur për të vendosur qeset e bimëve, për të rritur dritën dhe sistemin automatik të ujitjes. Pastaj, pasi të jenë ngarkuar bimët, kam një kuti akrilike që rrëshqet poshtë në majë të bazës metalike.

Hapat:

1. Së pari, unë e bashkova dritën e rritjes në kornizën metalike. Unë shpova dy vrima në secilën anë të dritës (pasi u sigurova që nuk do të dëmtoja asnjë përbërës), dhe e bashkova në anën e përparme të bazës. (shihet në foton 1)

2. Më duhej të prisja një vrimë në kornizë dhe akrilik për t'iu përshtatur akordit të energjisë për dritën (figura 2-4)

Këshillë: për të prerë vrimën në akrilik unë shpova katër vrima në cepin e drejtkëndëshit doja të prisja dhe përdori një Dremel për t'i lidhur ato dhe për të bërë një prerje të pastër

3. Për shkak se bleva një kosh për ruajtjen e skedarëve për pjesën akrilike, më duhej të hiqja dy buzët që kishin për qëllim të varnin skedarët. Për ta bërë këtë, e ngroha plastikën dhe mora një kruajtëse bojë dhe një çekiç dhe e godita butësisht përgjatë pjesës duke e ndarë ngadalë nga kutia.

4. Me disa rregullime përfundimtare në kornizën metalike duke përdorur një çekiç, pjesa e sipërme akrilike përshtatet mirë në majë të kornizës dhe bazës.

Hapi 2: Mblidhni qese

Zgjodha të krijoja qese bimore në vend të një sistemi hidroponik për të lejuar më shumë fleksibilitet. Qeset mund të përgatiten paraprakisht dhe mund të ripërdoren lehtësisht duke vendosur një pako të re të farës dhe letrës së mbirjes në të çarë. Qeset mund të hiqen lehtë dhe të futen përsëri në dhomë duke përdorur shiritat velcro. Gjithashtu, për shkak se qeset janë aq të lehta për t'u përgatitur, ato mund të mbillen në kohë kompensimi për të lejuar një rrjedhje të qëndrueshme të të lashtave. Kur mbillen të gjitha menjëherë, ka kohë ku dhoma nuk ka të lashta të konsiderueshme. Pra, në vend të kësaj unë sugjeroj që qeset të mbillen të kompensuara për disa javë, kështu që ka një rrjedhë të vazhdueshme të kulturave të korrueshme.

Madhësia e qeses:

Ky hap i procesit është specifik për dimensionet e secilës kuti. Përfundoj duke përdorur dy çanta 4x6 dhe modifikova dy çanta 12x16 për t'iu përshtatur pjesës së pasme dhe të poshtme të kutisë sime. Çantat 4x6 kishin zinxhir për t'u mbyllur, por çantat më të mëdha nuk e bënë dhe i modifikova. Pra, kam përdorur shirit ngjitës të dyanshëm për të mbyllur çantën nga brenda dhe kam përdorur një pjesë tjetër nga jashtë për ta mbajtur të palosur mbrapa (figura 5)

Montimi i qeseve:

(shiko figurën 3 për paraqitjen që kam përdorur për qeset e mia. Unë e kam projektuar atë në mënyrë që bimët të mos rriten në hapësirën e njëra -tjetrës dhe kështu që ata të mos i bëjnë hije njëri -tjetrit nga burimi i dritës)

1. Pritini çarje një inç në qeset antistatike (figura 1)

Kam përdorur një thikë Xacto dhe një copë kartoni për t'u siguruar që nuk i kam prerë të dy anët e çantës

2. Pritini një centimetër e gjysmë shirit shkumë dhe vendoseni direkt në majë të çarjes (figura 2)

3. Duke përdorur thikën ose tehun Xacto, prerë një çarje një inç në shkumë që është në linjë me të çarat e prerë në thes gjatë hapit 1 (figura 2)

4. Përsëriteni të njëjtin proces në një qese, por bëni një çarje më të madhe për t'iu përshtatur sensorit të lagështisë

5. Përsëriteni të njëjtin proces në të gjitha qeset, por në vend të kësaj një katror shirit shkumë dhe bëni një prerje të vogël në formë x aq të madhe sa të përshtatet me tubat peristaltikë

Këshillë: Për vrimat e zorrës, vendosini ato në zonat ku tubat nuk do të kalojnë mbi zonat e rritjes së bimës dhe gjithashtu në mënyrë që ata të mund të lidhen përsëri me ndarjen e pasme më lehtë

Hapi 3: Rrëshqitjet e farës

Rrëshqitjet e farës u krijuan në mënyrë që të mund të përgatiten para kohe dhe të vendosen në ruajtje derisa të përdoren. Kam përgatitur një zam të thjeshtë miqësor për farën për t'iu bashkuar farës në letrën e mbirjes dhe për të orientuar rrënjët e farave ose drejtuar poshtë në mënyrë që rrënjët të rriten në qeskë dhe filizi të dalë nga çarja.

Krijimi i rrëshqitjeve të farës

1. Pritini një copë letër mbirëse (2.5in x 1in)

2. Përzieni një lugë miell me vetëm ujë të mjaftueshëm për të formuar një pastë të trashë

3. Duke përdorur një kruese dhëmbësh vendosni një pikë të ngjitësit të farës në qendër të letrës së mbirjes

4. Orientoni farën me rrënjën ose pikën drejtuar poshtë dhe shënoni/mbani mend nga cili skaj është përballur, sepse nga këtu rritet rrënja

5. Palosni letrën e mbirjes dy herë, duke bërë një trefish me farën në qendër

Hapi 4: Sistemi automatik i ujitjes

Sistemi i ujitjes do të përbëhet nga sensorë lagështie dhe pompa peristaltike për të ujitur automatikisht qeset e bimëve kur ato zbresin nën një nivel lagështie prej 30%. Shkrova kodin në mënyrë që niveli i lagështisë të kontrollohet në qese pas 8 orësh dhe nëse niveli është nën 30% atëherë pompa do të ndizet për 10 sekonda. Për pompën dhe furnizimin me energji, 10 sekonda ishin mjaft të mira për të rritur lagështinë në qese mjaftueshëm mbi 30%, kështu që pompa do të aktivizohet çdo 16 orë, por duhet të testohet dhe rregullohet për konfigurime të ndryshme.

Lidhjet:

GND në urën pin 1 të drejtuesit

12V GND në urën pin 1 të drejtuesit

5V për të kapur drejtuesin pin 7 (vcc)

D5 për të kapur drejtuesin pin 5 (in1)

D6 për të kapur drejtuesin pin 6 (in2)

Arduino D13 në R1 (nëse përdoret LED opsional i jashtëm)

Drejtuesi i urës pin 2 (out1) në terminalin pozitiv të pompës peristaltike

Drejtuesi i urës pin 4 (vref) dhe kunja 8 (vs) në 12V pos.

Drejtuesi i urës pin 10 (jashtë2) në terminalin negativ të pompës peristaltike

Shënime:

Kunjat 9 dhe 3 të drejtuesit të urës nuk përdoren

Fundi i drejtuesit të urës me këndin e pjerrët në krye është kunja 1 dhe fundi në katror është kunja 10

Kodi:

int IN1Pin = 5; // ndryshoni në varësi të pinit që përdorni IN2Pin = 6; // ndryshoni në varësi të kunjit që po përdorni #përcaktoni kunjin e lagështisë_A0

void setup ()

{

Serial.filloj (9600);

pinMode (IN1Pin, OUTPUT);

pinMode (IN2Pin, OUTPUT);

analogWrite (IN1Pin, 0);

analogWrite (IN2Pin, 0);

pinMode (lagështia_kunja, HYRJA);

vonesa (1000);

}

lak void ()

{

int sensorValue = harta (analogRead (lagështia_kunga), 0, 1023, 100, 0); // harton leximet e lagështisë të cilat janë 0-1023 në një përqind nga 100-0

Serial.print ("Niveli aktual i lagështisë është:");

Serial.print (sensorVlera);

Serial.println ("%");

nëse (sensorVlera <30) // nëse lagështia është më pak se 30 përqind ekzekuton sa vijon

{

analogWrite (IN1Pin, 255); // 255 vendos pompën në fuqinë maksimale

vonesë (10000); // funksionon pompën për 10 sekonda

analogWrite (IN1Pin, 0); // fik pompën

Serial.println ("Kontrollimi i niveleve të lagështisë në 2 orë");

vonesë (28800000); // 8 orë në milisekonda

int sensorValue = harta (analogRead (lagështia_kunga), 0, 1023, 100, 0); // kontrollon nivelet e lagështirës

Serial.println (sensorVlera); // printon nivelin e lagështirës

}

tjeter

{

Serial.println ("Toka është e lagur, duke u kontrolluar përsëri në 1 orë"); // nëse lagështia e tokës është mbi 30% shtyp këtë deklaratë

vonesë (3600000); // 1 orë në milisekonda

}

}

Këshillë: pasi kodi të jetë ngarkuar në Arduino, për ata prej jush që nuk i kanë përdorur më parë, nuk keni nevojë ta lini të kyçur në kompjuterin tuaj. Ju mund të merrni një furnizim me energji të vogël për arduino dhe ai do të ekzekutojë kodin tuaj kur të ndizet. Pra, për këtë dizajn gjithçka që ju nevojitet është një furnizim me energji për arduino dhe një furnizim me energji 12v për prizën e fuçisë në tabelën tuaj të bukës.

Hapi 5: Vendosja e të gjitha së bashku

Në këtë fazë ju duhet të keni kutinë e kompletuar me dritat e rritjes, sistemin e ujitjes dhe qeset e bimëve, kështu që gjithçka që mbetet është t'i vendosni të gjitha së bashku.

Kjo fazë do të jetë e ndryshme për shumë njerëz në varësi të dimensioneve të kutisë dhe ndarjes për rezervuarin e ujit, pompën dhe mikrokontrolluesit.

Për shkak se dhoma e rritjes është menduar të punojë pa gravitet, unë u sigurova që të lidh të gjithë përbërësit në ndarjen e pasme duke përdorur shirita Velcro të klasës 15 lb

1. Kam përdorur një mbajtëse Arduino dhe dërrasë buke dhe shiritat velcro të bashkangjitur në kornizë dhe në anën e pasme të mbajtësit dhe e kam montuar në anën e sipërme të enës së ruajtjes së skedarëve që është ndarja ime e pasme. (foto 2)

2. Pastaj, vendosa shirita velcro në pjesën e poshtme të pompës peristaltike dhe bazën e ndarjes dhe bëra të njëjtën gjë me rezervuarin e ujit.

3. Më tej, është sistemi i ujitjes. Kam përdorur tre nyje për të ndarë tubin nga pompa peristaltike në katër zorrë për katër qeset e bimëve. (foto 3)

4. Së fundi, vendosa shiritat velcro për të mbajtur qeset e bimëve në vend. Për shkak se po i bashkoja shiritat në një rrjetë, unë preva segmente të rripave të industrisë dhe i ngjita në pjesën e jashtme të kornizës në anën e pasme të shiritave Velcro.

Hapi 6: Vendosja e tufave të bimëve dhe funksionimi

Pasi ndarja e pasme, tubat dhe sensorët e lagështisë të jenë në vend, gjithçka që mbetet është të lidhni qeset e bimëve, tubat dhe sensorët e lagështisë.

Asambleja Përfundimtare

1. Vendosni qeset e bimëve në anën për të cilën janë krijuar. (figura 2 tregon procesin)

2. Futni sensorin e lagështisë në qese me çarjen më të gjatë të bërë më herët

3. Futini tubat në qeset përmes portave më të vogla katrore të shkumës

4. Fikni dritat në timer dhe vendoseni në mënyrë që dritat të jenë ndezur për 16 orë në ditë

5. Lidhni prizën e furnizimit me energji 12v në prizën e fuçisë së bukës

6. Lidheni Arduino në kompjuter (nëse doni të monitoroni daljet) ose furnizimin me energji elektrike dhe lini programin të funksionojë!

Hapi 7: Rezultatet

Grupi i parë i fotografive (1-4) më sipër janë dy javë rritje

Grupi i dytë (5-6) janë nga dita e pestë kur shumica e qeseve të bimëve kishin lakër të dukshëm

Fotografia e fundit (7) është nga dita e parë që sistemi u ndez

Pjesa më e mirë në lidhje me këtë ilaç ishte se kur një qese mbaronte së rrituri, sepse ato rriteshin me shpejtësi të ndryshme, unë mund të hiqja marule dhe të fusja një grup të ri farash në të njëjtën qese pa pasur nevojë të korrja të korrat e tjera para se të ishin gati Me Në testet e ardhshme, kam në plan të kompensoj mbjelljen e mbjelljes së secilës qese me dy javë, sepse duhen rreth 45-55 ditë që shumica e maruleve të piqen. Dhe duke e bërë këtë, çdo dy javë do të kem një qese bimore me vlerë të maruleve të rritur plotësisht gati për të korrur dhe kjo do të parandalojë që bimët e tjera të maruleve të bllokojnë dritën në qeset e tjera, sepse do të ketë më pak kokë të mëdha.

Vrapon në Konkursin e Krijuesit Përtej Tokës në rritje