Разработка автоматизированной системы управления мини-теплицей
Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Машиностроение и транспорт. Робототехника. Информационные технологии. Программирование. Кибернетика. Электроника и приборостроение» среди работ учащихся 10−11 классов |
Направление работы: Автоматизация
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1296
Email: Написать
Предметы: Физика, Биология, Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Наука для жизни» 04−05 апреля 2019 года
|
Актуальность – улучшение качества питания жителей мегаполиса, экономия времени и трудозатрат в результате выращивания растений в домашних условиях с использованием автоматизированного управления теплицей.
Цель работы: разработать и собрать собственную автоматическую систему управления мини-теплицей на основе программируемой платы и использовать ее для выращивания культурных растений.
Задачи проекта:
1. Изучить теоретические положения о работе программируемой платы ARDUINO и характеристики датчиков.
2. Получить новые знания по физике, химии, электротехнике, информатике.
3. Подобрать датчики, необходимые для контроля за системой, и определить электронные компоненты для управления системой.
4. Разработать принципиальную электрическую схему системы управления и написать прошивку для программируемой платы.
5. Собрать систему согласно разработанной схеме.
6. Использовать данную систему для выращивания культурных растений.
Содержание работы
При использовании теплиц возникает необходимость в контроле процесса её работы. В данном случае для выращивания растений на гидропонной основе необходимо постоянно контролировать уровень рН раствора, а также управлять освещением. Эти функции можно поручить автоматизированной системе. Авторы разработали систему на основе контроллера ARDUINO, которая с помощью датчика измеряет уровень рН раствора, передаёт эти данные на экран, вычисляет отклонения от нормального значения и производит включение соответствующей световой и звуковой индикации, а также включает свет по таймеру. Это позволяет минимизировать постоянный контроль теплицы человеком.
Оснащение и оборудование, использованное при создании работы
Контроллер ARDUINO, совместимые с ним датчики, блоки питания, компьютер, датчик уровня рН, металлический каркас, лампы освещения для теплиц, элементы гидропонной установки.
Выводы
Исходя из поставленных цели и задач, авторы разработали и собрали собственную автоматизированную систему управления, которая позволила упростить задачу использования мини-теплицы в домашних условиях и минимизировать постоянное участие человека в процессе эксплуатации. Данная АСУ была успешно применена для выращивания культурных растений в закрытом помещении.
Перспективы использования результатов работы
Разработанную систему можно использовать в обычной квартире для выращивания экологически чистых растений, а также в школе на биологии и информатике для изучения и демонстрации протекающих процессов.
Награды/достижения
- Победитель межрайоного этапа МГК проектных работ 2019.
- Диплом II степени Международной научно-технической конференции МФТИ «Старт в науку» 2019.
- Призёр открытой городской научно-практической конференции «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» 2019.
Особое мнение
«Работа над проектом была для нас очень полезна, позволила изучить контроллер ARDUINO, его программную и техническую часть, получить новые знания по физике, электротехнике и информатике. Участие в конференции «Наука для жизни» позволило нам представить опыт нашей работы и познакомиться с другими разработками за этот учебный год».