Проекты

«Умная» теплица

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Приборостроение, микроэлектроника и схемотехника» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: Инженеры
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1420
Предметы: Физика, Биология, Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

Наверное, каждый хочет питаться свежими, полезными овощами и при этом точно знать, что они полностью безопасны, поэтому лучше выращивать овощи у себя на участке. Но чтобы получить хороший урожай, нужно контролировать процесс роста овощей, вовремя поливать грядки и проветривать теплицу. Однако не у всех людей есть возможность каждый день ухаживать за тепличными растениями.

Решением этой проблемы является «умная» теплица, которая будет автоматически включать полив и дополнительное освещение, открывать и закрывать форточки, основываясь на показателях температуры и влажности.  Это поможет сэкономить время и при этом наслаждаться свежими овощами.

Цель

Разработка контроллера «умной» теплицы, автоматизация труда по выращиванию теплолюбивых культур с применением аппаратно-программного комплекса Arduino.

Задачи

  1. Изучить теоретические основы и получить навыки работы с Arduino.
  2. Проанализировать условия, факторы выращивания теплолюбивых культур (показатели влажности почвы, температуры воздуха, освещения).
  3. Изучить возможности датчиков и модулей Arduino.
  4. Собрать электрическую схему контроллера и спаять, написать программный код.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Плата Arduino Nano, среда разработки Arduino IDE
  • DHT11 – датчик влажности и температуры воздуха
  • Сервопривод
  • Модуль влажности почвы
  • Фоторезистор
  • Светодиодная лента
  • Реле 5В
  • Персональный компьютер с установленным ПО

Описание

Автор выполнил проект «Умная» теплица», в ходе которого был разработан контроллер «умной» теплицы.

В ходе проекта были изучены теоретические основы и получены навыки работы с Arduino, проанализированы благоприятные условия и факторы выращивания теплолюбивых культур.

Затем автор приступил к разработке и сборке основных механизмов (автоматическое проветривание, автоматическое дополнительное освещение, проверка влажности почвы).

Был создан прототип контроллера «умной» теплицы, написан программный код. Далее автор спаял плату контроллера теплицы для более удобной работы.

Результаты работы/выводы

В ходе проекта были проанализированы благоприятные условия и факторы для выращивания теплолюбивых культур. Также был собран контроллер для и написан программный код.

Перспективы использования результатов работы

Сама идея создания «умной» теплицы не является новой, но и не перестаёт быть актуальной, имеет перспективы развития.

В будущем планируется сделать автоматический капельный полив на основе значений датчика влажности почвы; автоматическое освещение растений, основанное на значениях фоторезистора; систему экстренного оповещения с помощью GSM-модуля.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Детский технопарк «Альтаир» РТУ МИРЭА

Награды/достижения (в каких конкурсах и с какими результатами выставлялась ранее эта работа)

Прикладной конкурс для школьников в РТУ МИРЭА «Золотая дюжина» призёр

Мнение автора

«Контроллер «умной» теплицы выполняет все свои изначально назначенные функции. Работа имеет большие перспективы. Например, устройство может быть усовершенствовано за счёт добавления новых датчиков.

Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» – хорошая возможность показать свои идеи. Организация конкурса хорошая. Всё прошло на высшем уровне»