Автономная система по уходу за растениями

Актуальность

Проектируемое устройство способно обеспечить качественный уход за растениями. Оно может пригодиться как для выращивания сложных в уходе специфических растений, так и для ситуаций, в которых человек не способен обеспечить надлежащее внимание и заботу.

Цель

Создать работоспособное компактное устройство, которое может поддерживать благоприятные условия жизнедеятельности растений при активном участии человека и в автоматическом режиме при его длительном отсутствии.

Задачи

1.   Исследование существующих автономных систем по уходу за растениями.
2.   Создание макета, по которому будет создано устройство.
3.   Создание устройства, поиск необходимых материалов и соединение нужных элементов в одну систему.
4.   Создание программы управления для микроконтроллера и сайта для управления устройством.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Цветочный горшок
• Управляющая плата с микроконтроллером
• Светодиод
• Датчик света
• Датчик влажности почвы
• Wi-Fi-модуль
• Мини-реле (2 шт.)
• Цифровой метеодатчик
• SD-картридер с картой памяти
• Светодиодная лампа на гибком держателе
• Помпа с ёмкостью для воды
• Компьютер

Описание

На первом этапе работы был осуществлён сбор небольшой части аппаратной части и написана небольшая часть кода программы. Была организована проверка системы дополнительного освещения. Включение лампы осуществлялось по данным с датчика света. Контроллер, считывая показания датчика света, включал и выключал светодиод. Позднее светодиод был заменён светодиодной лампой на гибком держателе, которая исполняла роль источника дополнительного освещения в нашем готовом устройстве. Включение/выключение лампы осуществлялось через мини-реле, подключённое к плате микроконтроллера.

На втором этапе были осуществлены сборка и наладка части устройства для работы полива. Используя датчик влажности, который в дальнейшем был погружён в почву, авторы организовали работу помпы, которая через гибкую трубку осуществляла полив растения. Во избежание избыточного полива работа помпы была настроена на интервальный полив в течение 3 секунд с последующим опросом датчика влажности почвы. Управление помпой осуществлялось через мини-реле, подключённое к плате микроконтроллера.

Третий этап включал в себя создание прототипа сайта, с помощью которого осуществлялось дистанционное управление устройством. Сайт состоит из трёх кнопок и четырёх полей под вывод данных. При помощи датчиков, данные которых выводятся на сайт, пользователь способен отслеживать состояние окружающей среды в месте установки растения и включать/отключать дополнительное освещение и полив.

На четвёртом этапе было проведено усовершенствование сайта. Добавлены новые функции: справочник с некоторыми видами растений и подробной информацией об уходе за ними, инструкция для использования устройства и т. д. Также был разработан дизайн сайта, чтобы пользователь мог удобно переключаться между страницами.

Пятый заключительный этап включал в себя полную сборку всех частей устройства в одну систему и в одну компактную конструкцию для дальнейшего удобного использования и транспортировки. Было также сопряжено программное обеспечение платы микроконтроллера и сайта для дистанционного управления устройством.

Результаты работы/выводы

На основе школьных знаний и дополнительных сведений из интернета было создано самостоятельное полноценное рабочее устройство, которое способно обеспечивать дистанционный мониторинг важных параметров жизнедеятельности комнатных растений и автоматический уход за ними. В работе были учтены недостатки предыдущих похожих систем и проработан специальный дизайн для удобного использования и транспортировки. Устройство выполняет все поставленные в начале работы цели и прошло проверку по практическому применению в быту.

Перспективы использования результатов работы

Разработанное устройство в дальнейшем может быть усовершенствовано путём добавления новых функций: системы орошения, дисплея, обогревателя, вентилятора охлаждения.

Мнение автора

«Было очень интересно участвовать в этом проекте. При работе над своим устройством пришлось изрядно потрудиться для преодоления возникающих трудностей. Но я счастлива, что в результате удалось сделать работоспособное устройство, научиться новому и в итоге стать одним из победителей конкурса»