Outomatiese plantgroei kamer: 7 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Die volgende projek is my voorlegging aan die Growing Beyond Earth Maker Contest in die afdeling High School.

Die plantgroeikamer het 'n volledig outomatiese waterstelsel. Ek het peristaltiese pompe, vogsensors en 'n mikrobeheerder gebruik om die plante outomaties nat te maak om die grond op optimale vog te hou. Ek het my groeikamer ontwerp sodat dit maklik geoes en geplant kon word, en dit het die ruimte in die boks doeltreffend benut. Die buigsame ontwerp sal ruimtevaarders toelaat om 'n bestendige invloei van gewasse te kry, wat elke 10-14 dae 'n sak vol ryp blaarslaai (ongeveer 3 koppe) kan oes. Omdat sade op verskillende tye ontkiem en teen verskillende snelhede groei, wou ek 'n stelsel skep waar plante geoes kan word en nuwe sade ingesit kan word wanneer hulle gereed is, en ek het my plantsakke ontwerp. Die kamer bestaan uit vier plantsakke, of 'n totaal van 12 plantsplete, wat verwyder kan word, geoes kan word, 'n nuwe saadstrokie ingevoeg kan word, en die sak kan binne enkele minute met klittenband in die stelsel teruggesteek word. Die saadstrokies maak dit moontlik om sade voor die tyd voor te berei, te oriënteer en vas te plak, en indien nodig in die sak te steek. -statiese sakke, benewens die beskerming van elektroniese komponente, is spieëloppervlakke. Dus, met die antistatiese sakke, sal die lig alle plante/spruite in die stelsel bereik, en die blaarslaai groei nie net direk na die groeilig nie.

Voorrade

Houer:

1. Opbergkas vir akriel lêers

2. Metaalopbergbak

3. Desktop File Organizer

4. Velcro Strips

5. Groei lig

Plant sakke:

1. Anti -statiese sakke

2. Sponsrubber skuimband (5/16-duim)

3. Ontkiemingspapier

4. Grof grondmengsel

5. Saadlym (meel en water)

6. Saad (ek het 'n Mesclun Green -pakkie gebruik)

Gieter stelsel:

1. Peristaltiese pomp

2. Silikoon buis vir pomp (2mm x 4mm)

3. Arduino M0 Pro (enige model werk) en kragbron

4. Mikro-USB na USB-A

5. Broodbord

6. Springdrade

7. Soldeerbout en soldeer

8. Bridge Driver (ek het 'n TA7291P gebruik)

9. Vogsensors

U kan goedkoop produkte vind, maar dit sal vinnig korrodeer deur die elektrolise wat deur die stroom veroorsaak word en moet vervang word, aangesien die lesings sleg gaan. Alternatief is om kapasitiewe vogsensors te gebruik wat minder vatbaar is vir korrosie of duurder katode-anode sensors

10. 12v Barrel Jack vir broodborde en kabel

11. Waterbottel met 'n terugslagklep

Stap 1: Monteer die kamer

Hierdie stap kan op baie maniere uitgevoer word, maar ek het gekies vir 'n tweedelige houer omdat dit meer buigsaamheid moontlik gemaak het. Ek het die metaalraam met 'n oop voorkant en 'n oop bokant gebruik om die plantsakke, lig en outomatiese natmaakstelsel te huisves. As die plante eers gelaai is, het ek 'n akrielkissie wat bo -op die metaalbasis gly.

Stappe:

1. Eerstens het ek die groeilig aan die metaalraam geheg. Ek het twee gate aan elke kant van die lig geboor (nadat ek seker gemaak het dat ek geen komponente sou beskadig nie) en dit aan die voorkant van die basis vasgemaak. (gesien op foto 1)

2. Ek moes 'n gat in die raam en die akriel sny om by die kragkoord van die lig te pas (foto 2-4)

Wenk: om die gat in die akriel te sny, het ek vier gate geboor in die hoek van die reghoek wat ek wou sny en 'n Dremel gebruik om dit aan te sluit en 'n skoon snit te maak

3. Omdat ek 'n opbergbak vir die akrielblad gekoop het, moes ek die twee lippe verwyder om die lêers op te hang. Om dit te doen, verhit ek die plastiek, neem 'n skraper en 'n hamer en tik saggies langs die stuk wat dit stadig van die boks skei.

4. Met 'n paar finale verstellings aan die metaalraamwerk met 'n hamer, pas die akrielblad bo -op die raam en basis.

Stap 2: Plant sakke

Ek het gekies om plantsakke te maak in plaas van 'n hidroponiese stelsel om meer buigsaamheid moontlik te maak. Die sakke kan vooraf voorberei word en kan maklik hergebruik word deur 'n nuwe pakkie saad en ontkiemingspapier in die spleet te sit. Die sakke kan maklik verwyder word en met behulp van die klittenbandbande in die kamer teruggeplaas word. Omdat die sakkies ook so maklik voorberei is, kan dit in afwykende tye geplant word om 'n bestendige vloei van gewasse moontlik te maak. As hulle almal tegelyk geplant is, is daar tyd dat die kamer geen groot oeste het nie. Dus, in plaas daarvan stel ek voor dat die sakke teen 'n paar weke geplant word, sodat daar 'n konstante vloei van oes kan wees.

Grootte sak:

Hierdie stap van die proses is spesifiek vir die afmetings van die boks van elke persoon. Uiteindelik gebruik ek twee 4x6 -sakke en verander twee sakke van 12x16 om aan die agterkant en onderkant van my boks te pas. Die 4x6 -sakke het ritse om toe te maak, maar die groter sakke het dit nie, en ek het dit verander. Ek het dus die dubbelzijdige kleefband gebruik om die sak van binne af toe te maak en 'n ander stuk aan die buitekant gebruik om dit teruggevou te hou (prent 5)

Montering van die sakke:

(sien prent 3 vir die uitleg wat ek vir my sakkies gebruik het. Ek het dit so ontwerp dat die plante nie in mekaar se ruimte ingroei nie en dat hulle mekaar nie van die ligbron afskadu nie)

1. Sny 'n duim splete in die antistatiese sakke (prent 1)

Ek het 'n Xacto -mes en 'n stuk karton gebruik om seker te maak dat ek nie deur albei kante van die sak sny nie

2. Sny 'n halwe duim stuk van die skuimband en plaas direk bo -op die gleuf (prent 2)

3. Gebruik 'n Xacto -mes of lem om 'n spleet van een duim in die skuim te sny wat in lyn is met die spleet wat in die sak gesny is tydens stap 1 (prent 2)

4. Herhaal dieselfde proses op een sak, maar maak 'n groter spleet wat by die vogsensor pas

5. Herhaal dieselfde proses op alle sakke, maar slegs 'n vierkant skuimband en maak 'n klein x-vormige insnyding wat net groot genoeg is om by die peristaltiese buis te pas

Wenk: Plaas dit vir die slanggate in gebiede waar die slange nie die plant se groeigebiede oorsteek nie, en sodat dit makliker met die agterste kompartement kan skakel

Stap 3: Saadstrokies

Die saadstrokies is so ontwerp dat dit vooraf voorberei kan word en gestoor kan word totdat dit gebruik moet word. Ek het 'n eenvoudige saadvriendelike gom voorberei om die saad aan die ontkiemingspapier te plak en die radikels van die saad te oriënteer of om te wys sodat die wortels in die sak groei en die spruit uit die spleet kom.

Die skep van die saadstrokies

1. Sny 'n stuk ontkiemingspapier (2,5in x 1in)

2. Meng 'n eetlepel meel met net genoeg water om 'n dik pasta te vorm

3. Sit 'n kol van die saadlym op die middel van die ontkiemingspapier met 'n tandestokkie

4. Oriënteer die saad met die radikel of punt na onder en merk/onthou watter kant dit na kyk, want dit is waaruit die wortel groei

5. Vou die ontkiemingspapier twee keer en maak 'n drievoud met die saad in die middel

Stap 4: Outomatiese natmaakstelsel

Die besproeiingstelsel sal bestaan uit vogsensors en peristaltiese pompe om die sakke outomaties nat te maak as dit onder 'n vogvlak van 30%daal. Ek het die kode geskryf sodat die vogvlak na 8 uur in die sakke nagegaan word, en as die vlak onder 30% is, sal die pomp 10 sekondes aanskakel. Vir my pomp en kragtoevoer was 10 sekondes goed genoeg om die vog in die sakke genoeg te verhoog tot meer as 30%, sodat die pomp elke 16 uur kan aktiveer, maar dit moet getoets en aangepas word vir verskillende opstellings.

Verbindings:

GND om bestuurderpen 1 te oorbrug

12V GND om die bestuurderpen 1 te oorbrug

5V om bestuurderpen 7 (vcc) te oorbrug

D5 om bestuurderpen 5 (in1) te oorbrug

D6 om bestuurderpen 6 (in2) te oorbrug

Arduino D13 tot R1 (as die opsionele eksterne LED gebruik word)

Brug pen 2 (uit 1) na positiewe aansluiting van peristaltiese pomp

Brugspeld 4 (vref) en pen 8 (vs) tot 12V pos.

Brug pen 10 (uit 2) na die negatiewe aansluiting van die peristaltiese pomp

Notas:

Spelde 9 en 3 van brugbestuurder word nie gebruik nie

Die punt van die brugbestuurder met die skuins hoek bo -op is pen 1 en die vierkantige punt is pen 10

Kode:

int IN1Pin = 5; // verander na gelang van die pen wat u gebruik: IN2Pin = 6; // verander na gelang van die pen wat jy gebruik #define moist_pin A0

leemte opstelling ()

{

Serial.begin (9600);

pinMode (IN1Pin, OUTPUT);

pinMode (IN2Pin, OUTPUT);

analogWrite (IN1Pin, 0);

analogWrite (IN2Pin, 0);

pinMode (vogspeld, INVOER);

vertraging (1000);

}

leemte lus ()

{

int sensorValue = map (analogRead (moist_pin), 0, 1023, 100, 0); // karteer vogmetings wat 0-1023 is tot 'n persentasie van 100-0

Serial.print ("Die huidige vlak van ontspanning is:");

Serial.print (sensorValue);

Serial.println ("%");

if (sensorValue <30) // as die vog minder as 30 persent is, voer die volgende uit

{

analogWrite (IN1Pin, 255); // 255 stel die pomp op maksimum krag

vertraging (10000); // loop pomp vir 10 sekondes

analogWrite (IN1Pin, 0); // skakel pomp af

Serial.println ("Kontroleer vogvlakke binne 2 uur");

vertraging (28800000); // 8 uur in millisekondes

int sensorValue = map (analogRead (moist_pin), 0, 1023, 100, 0); // kontroleer vogvlakke

Serial.println (sensorValue); // druk die vogvlak af

}

anders

{

Serial.println ("Grond is klam, kyk weer oor 1 uur"); // as grondvog bo 30% is, druk hierdie stelling af

vertraging (3600000); // 1 uur in millisekondes

}

}

Wenk: nadat u die kode na die Arduino gelaai het, hoef u dit nie aan u rekenaar te laat lê nie. U kan 'n klein kragtoevoer vir die arduino kry, en dit sal u kode uitvoer wanneer dit aangeskakel word. Dus, vir hierdie ontwerp is alles wat u nodig het 'n kragtoevoer vir die arduino en 'n 12v -kragtoevoer vir die vataansluiting op u broodbord.

Stap 5: Alles saamvoeg

In hierdie stadium moet u die voltooide boks met kweekligte, waterstelsel en sakkies hê, sodat u net alles kan bymekaarmaak.

Hierdie fase verskil vir baie mense, afhangende van die afmetings van die boks en die kompartement vir die waterreservoir, pomp en mikrobeheerders.

Omdat die groeikamer bedoel is om sonder swaartekrag te werk, het ek seker gemaak dat ek al die komponente in die agterste kom vasgemaak het met behulp van klittenbandstroke van 15 lb.

1. Ek het 'n Arduino- en broodbordhouer gebruik en die klittenbandjies wat aan die raam en aan die agterkant van die houer geheg is, en dit aan die bokant van die vouerhouer, wat my agterste kompartement is, gemonteer. (prent 2)

2. Daarna sit ek klittenbandstroke op die onderkant van die peristaltiese pomp en die basis van die kompartement en doen dieselfde met die waterreservoir.

3. Vervolgens is die besproeiingstelsel. Ek het drie tee -verbindings gebruik om die slang van die peristaltiese pomp in vier slange vir die vier plantsakke te verdeel. (prent 3)

4. Uiteindelik het ek die klittenbandstroke geplaas om die plantsakke vas te hou. Omdat ek die stroke aan 'n gaas vasgemaak het, het ek dele van industriële bande gesny en dit aan die buitekant van die raam teen die agterkant van die klittenbandstroke vasgeplak.

Stap 6: Die opstel van die plantsakke en hardloop

Nadat die agterste kompartement, die buise en die vogsensors op hul plek is, hoef u net die plantsakke, die buise en die vogsensors vas te maak.

Finale Vergadering

1. Plaas die planttasse op die kant waarvoor dit ontwerp is. (prent 2 toon die proses)

2. Steek die vogsensor in die sak met die langer spleet wat vroeër gemaak is

3. Steek die buise in die sakke deur die kleiner vierkantige skuimgate

4. Koppel die kweekligte aan die timer en stel aan sodat die ligte 16 uur per dag aan is

5. Steek die 12V -kragtoevoer in die pan van die broodbord

6. Koppel Arduino aan op die rekenaar (as u die uitsette wil monitor) of die kragtoevoer en laat die program werk!

Stap 7: Resultate

Die eerste stel foto's (1-4) hierbo is twee weke se groei

Die tweede stel (5-6) is vanaf die vyfde dag toe die meeste plantjiesakkies sigbare spruite gehad het

Die laaste prentjie (7) is vanaf die eerste dag waarop die stelsel aangeskakel is

Die beste deel van hierdie produk was dat ek die blaarslaai kon verwyder en 'n nuwe stel sade in dieselfde sak kon plaas sonder om die ander gewasse te oes voordat hulle gereed was. In toekomstige toetse beplan ek om die aanplant van elke sakkie met twee weke te vergoed, want dit neem ongeveer 45-55 dae voordat die meeste blaarslaai ryp word. En deur dit te doen, sal ek elke twee weke 'n sakkie ter waarde van volgroeide blaarslaai gereed hê om te oes, en dit sal verhoed dat die ander blaarplante die lig na die ander sakke blokkeer, omdat daar minder groot koppe sal groei.

Naaswenner in die Growing Beyond Earth Maker -wedstryd