Dewan Pertumbuhan Tanaman Automatik: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Projek berikut adalah penyerahan saya ke Pertandingan Pembuat Bumi yang Berkembang di Bahagian Sekolah Menengah.

Ruang pertumbuhan kilang mempunyai sistem penyiraman automatik sepenuhnya. Saya menggunakan pam peristaltik, sensor kelembapan, dan mikrokontroler untuk menyiram tanaman secara automatik agar tanah tetap lembap. Saya merancang ruang pertumbuhan saya supaya dapat dipanen dan ditanam dengan mudah, dan ia menggunakan ruang di dalam kotak dengan cekap. Reka bentuk yang fleksibel akan memungkinkan angkasawan untuk memasuki aliran tanaman yang stabil, dapat menuai kantung (kira-kira 3 kepala) selada yang matang sepenuhnya setiap 10-14 hari. Oleh kerana benih bercambah pada masa yang berlainan dan tumbuh dengan kadar yang berbeza, saya ingin membuat sistem di mana tanaman dapat dituai dan benih baru dapat dimasukkan ketika mereka siap, jadi saya merancang kantung tanaman saya. Ruang, terdiri dari empat kantung tanaman, atau total 12 celah tanaman, yang dapat dikeluarkan, dipanen, slip benih baru dapat dimasukkan, dan kantung dapat dimasukkan kembali ke dalam sistem menggunakan velcro hanya dalam beberapa minit. Slip biji memungkinkan benih disiapkan, berorientasi dan dilekatkan lebih awal, dan dimasukkan ke dalam kantung apabila diperlukan. Celah kantung tanaman dirancang untuk membolehkan tanaman tumbuh sambil mencegah air dan kotoran meninggalkan beg. - beg statik, selain melindungi komponen elektronik, adalah permukaan cermin. Oleh itu, dengan beg anti-statik, cahaya akan sampai ke semua tanaman / tumbuh-tumbuhan di dalam sistem dan selada tidak akan tumbuh langsung ke arah cahaya tumbuh.

Bekalan

Bekas:

1. Kotak Penyimpanan Fail Akrilik

2. Tong Penyimpanan Logam

3. Penyusun Fail Desktop

4. Jalur Velcro

5. Tumbuh Cahaya

Kantung Tumbuhan:

1. Beg Anti Statik

2. Pita busa getah span (5/16-inci)

3. Kertas Percambahan

4. Campuran Tanah Kasar

5. Gam Benih (tepung dan air)

6. Benih (saya menggunakan paket Mesclun Green)

Sistem Penyiraman:

1. Pam Peristaltik

2. Tiub Silikon untuk Pam (2mm x 4mm)

3. Arduino M0 Pro (Mana-mana model akan berfungsi) dan sumber kuasa

4. Mikro USB ke USB-A

5. Papan roti

6. Wayar Pelompat

7. Besi Pateri dan Pateri

8. Pemandu Jambatan (saya menggunakan TA7291P)

9. Sensor Kelembapan

Anda dapat menjumpai yang murah, tetapi ia akan cepat karat akibat elektrolisis yang disebabkan semasa dan perlu diganti kerana bacaannya akan menjadi buruk. Alternatifnya adalah dengan menggunakan sensor kelembapan kapasitif yang kurang terdedah kepada kakisan atau sensor katod-anod yang lebih mahal

10. Jack Barel 12v untuk Papan Roti dan Kabel

11. Botol air dengan injap periksa

Langkah 1: Berkumpul di Dewan

Langkah ini dapat dilakukan dengan banyak cara, tetapi saya memilih bekas dua bahagian kerana ia membolehkan lebih banyak kelenturan. Saya menggunakan kerangka logam yang mempunyai depan terbuka dan bahagian atas terbuka untuk menempatkan kantung tanaman, cahaya tumbuh, dan sistem penyiraman automatik. Kemudian, setelah tanaman dimuat, saya mempunyai kotak akrilik yang meluncur di atas dasar logam.

Langkah-langkah:

1. Pertama, saya memasang cahaya tumbuh ke bingkai logam. Saya menggerudi dua lubang di setiap sisi cahaya (setelah memastikan saya tidak akan merosakkan komponen apa pun), dan memasangnya ke bahagian depan pangkalan. (dilihat pada gambar 1)

2. Saya terpaksa memotong lubang di bingkai dan akrilik agar sesuai dengan kord kuasa untuk cahaya (gambar 2-4)

Petua: untuk memotong lubang di akrilik Saya menggerudi empat lubang di sudut segiempat yang ingin saya potong dan menggunakan Dremel untuk menghubungkannya dan membuat potongan bersih

3. Oleh kerana saya membeli tong simpanan fail untuk bahagian atas akrilik, saya terpaksa mengeluarkan dua bibir yang dimaksudkan untuk menggantung fail. Untuk melakukannya, saya memanaskan plastik dan mengambil pengikis cat dan palu dan mengetuk perlahan-lahan bahagian itu perlahan-lahan memisahkannya dari kotak.

4. Dengan beberapa penyesuaian akhir pada bingkai logam menggunakan palu, bahagian atas akrilik pas di atas bingkai dan alas.

Langkah 2: Kantung Tanaman

Saya memilih untuk membuat kantung tanaman dan bukannya sistem hidroponik untuk membolehkan lebih banyak kelenturan. Kantung boleh disediakan lebih awal dan dapat digunakan kembali dengan mudah dengan meletakkan paket kertas biji dan percambahan baru di celah. Kantung boleh dikeluarkan dengan mudah dan dimasukkan kembali ke dalam ruang menggunakan tali velcro. Juga, kerana kantungnya sangat mudah disediakan, mereka boleh ditanam pada waktu mengimbangi untuk membolehkan aliran tanaman tetap stabil. Ketika semuanya ditanam sekaligus, ada waktu di mana ruang ini tidak memiliki tanaman yang cukup besar. Oleh itu, saya mencadangkan agar kantung ditanam diimbangi oleh beberapa minggu sehingga terdapat aliran tanaman yang dapat menuai secara berterusan.

Ukuran Pouch:

Langkah proses ini khusus untuk dimensi setiap kotak orang. Saya akhirnya menggunakan dua beg 4x6 dan mengubah suai dua beg 12x16 agar sesuai dengan bahagian belakang dan bawah kotak saya. Beg 4x6 mempunyai zip untuk ditutup, tetapi beg yang lebih besar tidak dan saya mengubahnya. Oleh itu, saya menggunakan pita pelekat dua sisi untuk menutup beg dari bahagian dalam dan menggunakan sehelai bahagian lain di luar untuk melipatnya kembali (gambar 5)

Memasang Kantung:

(lihat gambar 3 untuk susun atur yang saya gunakan untuk kantung saya. Saya merancangnya supaya tumbuh-tumbuhan tidak tumbuh di ruang satu sama lain dan sehingga mereka tidak saling menaungi dari sumber cahaya)

1. Potong celah satu inci di dalam beg antistatik (gambar 1)

Saya menggunakan pisau Xacto dan sekeping kadbod untuk memastikan saya tidak memotong kedua-dua belah beg itu

2. Potong satu inci setengah kepingan busa dan letakkan tepat di atas celah (gambar 2)

3. Dengan menggunakan pisau atau pisau Xacto, potong celah satu inci pada busa yang sejajar dengan celah yang dipotong di dalam beg semasa langkah 1 (gambar 2)

4. Ulangi proses yang sama pada satu beg tetapi buat celah yang lebih besar agar sesuai dengan sensor kelembapan

5. Ulangi proses yang sama pada semua beg tetapi sebagai gantinya pita buih persegi dan buat sayatan berbentuk x kecil yang cukup besar agar sesuai dengan tiub peristaltik

Petua: Untuk lubang selang, letakkan di kawasan di mana selang tidak akan melintasi kawasan tanaman dan juga supaya mereka dapat menyambung kembali ke petak belakang dengan lebih mudah

Langkah 3: Selip Benih

Selip benih dirancang supaya dapat disiapkan lebih awal dan disimpan di tempat simpanan sehingga dapat digunakan. Saya menyediakan gam mesra biji sederhana untuk melekatkan biji pada kertas percambahan dan mengarahkan biji benih atau menunjuk ke bawah sehingga akar tumbuh ke dalam kantung dan tumbuh keluar dari celah.

Membuat Slip Benih

1. Potong sekeping kertas percambahan (2.5in x 1in)

2. Campurkan satu sudu tepung dengan air yang cukup untuk membentuk pes pekat

3. Dengan menggunakan tusuk gigi letakkan titik gam biji di bahagian tengah kertas percambahan

4. Arahkan benih dengan radikel atau titik menghadap ke bawah dan tandakan / ingat hujung mana yang dihadapinya kerana di sinilah akar tumbuh dengan

5. Lipat kertas percambahan dua kali, buat tiga kali ganda dengan biji di tengahnya

Langkah 4: Sistem Penyiraman Automatik

Sistem penyiraman akan terdiri daripada sensor kelembapan dan pam peristaltik untuk menyiram kantung tanaman secara automatik apabila berada di bawah tahap kelembapan 30%. Saya menulis kodnya sehingga tahap kelembapan diperiksa di kantung selepas 8 jam dan jika tahap di bawah 30% maka pam akan menyala selama 10 saat. Untuk pam dan bekalan kuasa saya 10 saat cukup baik untuk meningkatkan kelembapan dalam beg cukup di atas 30% sehingga pam akan aktif sekitar setiap 16 jam, tetapi harus diuji dan disesuaikan untuk pemasangan yang berbeza.

Sambungan:

GND untuk merapatkan pin pemandu 1

12V GND untuk merapatkan pin pemandu 1

5V untuk merapatkan pin pemandu 7 (vcc)

D5 untuk merapatkan pin pemandu 5 (in1)

D6 untuk merapatkan pin pemandu 6 (in2)

Arduino D13 hingga R1 (jika LED luaran pilihan digunakan)

Pin pemandu jambatan 2 (keluar1) ke terminal positif pam peristaltik

Pin pemandu jambatan 4 (vref) dan pin 8 (vs) hingga 12V pos.

Pin pemandu jambatan 10 (out2) ke terminal negatif pam peristaltik

Catatan:

Pin 9 dan 3 pemandu jambatan tidak digunakan

Hujung pemandu jambatan dengan sudut serong di atas adalah pin 1 dan hujung kuadrat adalah pin 10

Kod:

int IN1Pin = 5; // ubah bergantung pada pin yang anda gunakanint IN2Pin = 6; // ubah bergantung pada pin yang anda gunakan # tentukan kelembapan_pin A0

persediaan tidak sah ()

{

Serial.begin (9600);

pinMode (IN1Pin, OUTPUT);

pinMode (IN2Pin, OUTPUT);

analogWrite (IN1Pin, 0);

analogWrite (IN2Pin, 0);

pinMode (kelembapan_pin, INPUT);

kelewatan (1000);

}

gelung kosong ()

{

int sensorValue = peta (analogRead (kelembapan_pin), 0, 1023, 100, 0); // memetakan bacaan kelembapan yang 0-1023 hingga peratus dari 100-0

Serial.print ("Tahap riadah semasa adalah:");

Serial.print (sensorValue);

Serial.println ("%");

jika (sensorValue <30) // jika kelembapan kurang dari 30 peratus melaksanakan perkara berikut

{

analogWrite (IN1Pin, 255); // 255 set pam ke kuasa maksimum

kelewatan (10000); // menjalankan pam selama 10 saat

analogWrite (IN1Pin, 0); // matikan pam

Serial.println ("Memeriksa Tahap Kelembapan dalam 2jam");

kelewatan (28800000); // 8 jam dalam milisaat

int sensorValue = peta (analogRead (kelembapan_pin), 0, 1023, 100, 0); // memeriksa tahap kelembapan

Serial.println (sensorValue); // mencetak tahap kelembapan

}

yang lain

{

Serial.println ("Tanah lembap, memeriksa lagi dalam 1 jam"); // jika kelembapan tanah melebihi 30% mencetak pernyataan ini

kelewatan (3600000); // 1 jam dalam milisaat

}

}

Petua: setelah kod tersebut dimuat naik ke Arduino, bagi anda yang belum menggunakannya sebelum ini, anda tidak perlu membiarkannya dipasang ke komputer anda. Anda boleh mendapatkan bekalan kuasa kecil untuk arduino dan ia akan melaksanakan kod anda apabila dihidupkan. Jadi, untuk reka bentuk ini yang anda perlukan hanyalah bekalan kuasa untuk arduino dan bekalan kuasa 12v untuk soket tong pada papan roti anda.

Langkah 5: Menggabungkan Semuanya

Pada tahap ini, anda harus mempunyai kotak yang lengkap dengan lampu tumbuh, sistem penyiraman, dan kantung tanaman sehingga yang tinggal hanyalah menyatukannya.

Tahap ini banyak berbeza bagi banyak orang bergantung pada dimensi kotak dan petak untuk takungan air, pam, dan mikrokontroler.

Oleh kerana ruang pertumbuhan dimaksudkan untuk berfungsi tanpa graviti, saya memastikan untuk mengikat semua komponen di petak belakang menggunakan jalur Velcro kelas 15lb

1. Saya menggunakan pemegang Arduino dan papan roti dan tali velcro yang dipasang pada bingkai dan di bahagian belakang pemegang dan memasangnya ke bahagian atas bekas penyimpanan fail yang merupakan ruang belakang saya. (gambar 2)

2. Kemudian, saya meletakkan helai velcro di bahagian bawah pam peristaltik dan pangkalan petak dan melakukan perkara yang sama dengan takungan air.

3. Seterusnya, adalah sistem pengairan. Saya menggunakan tiga sendi tee untuk memisahkan selang dari pam peristaltik menjadi empat hos untuk keempat kantong kilang. (gambar 3)

4. Akhirnya, saya meletakkan helai velcro untuk memegang kantung tanaman di tempatnya. Oleh kerana saya melekatkan jalur pada jala, saya memotong segmen anyaman industri dan menempelkannya ke bahagian luar bingkai dengan bahagian belakang jalur Velcro.

Langkah 6: Menyiapkan Kantong Tanaman dan Berjalan

Setelah petak belakang, tiub, dan sensor kelembapan dipasang, yang tinggal hanyalah memasang kantung tanaman, tiub, dan sensor kelembapan.

Pemasangan akhir

1. Letakkan kantung tanaman di sisi yang dirancang. (gambar 2 menunjukkan proses)

2. Masukkan sensor kelembapan ke dalam beg dengan celah yang lebih panjang dibuat sebelumnya

3. Masukkan tiub ke dalam kantung melalui port buih persegi yang lebih kecil

4. Pasang lampu tumbuh ke pemasa dan tetapkan sehingga lampu menyala selama 16 jam sehari

5. Pasangkan bekalan kuasa 12v ke soket tong papan roti

6. Pasang Arduino ke komputer (jika anda ingin memantau output) atau bekalan kuasa dan biarkan program berjalan!

Langkah 7: Hasil

Kumpulan gambar pertama (1-4) di atas adalah pertumbuhan dua minggu

Set kedua (5-6) adalah dari hari kelima ketika kebanyakan kantung tanaman mempunyai tunas yang kelihatan

Gambar terakhir (7) adalah dari hari pertama sistem dihidupkan

Bahagian terbaik mengenai alat ini adalah apabila satu kantung selesai tumbuh, kerana tumbuh dengan kelajuan yang berbeza, saya dapat mengeluarkan selada dan memasukkan set benih baru di dalam kantung yang sama tanpa perlu menuai tanaman lain sebelum mereka siap. Dalam ujian yang akan datang, saya merancang untuk mengimbangi penanaman penanaman setiap kantung dengan dua minggu kerana memerlukan kira-kira 45-55 hari untuk kebanyakan selada matang. Dan dengan melakukan ini, setiap dua minggu saya akan mempunyai kantung tanaman selada yang sudah siap siap untuk dituai dan ia akan mengelakkan tanaman selada lain menyekat cahaya ke kantung lain kerana akan ada lebih sedikit kepala besar yang tumbuh.

Naib Johan dalam Pertandingan Pembuat Bumi Berkembang di Luar Bumi