Умная теплица

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» по направлению «Инженеры» в секции «Приборостроение, микроэлектроника и схемотехника» среди работ учащихся 7–9 классов

Направление работы: Приборостроение

Авторы работы: ГАОУ Школа № 548

Email: Написать

Предметы: Физика, Химия, Информатика

Классы: 8 класс

Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» по направлению «Инженеры» 2022 года

Актуальность

Проект направлен на развитие современных технологий по круглогодичному выращиванию овощей, цветочных культур в защищённом грунте, что значительно повышает производительность их выращивания. В Россию ежегодно завозится более миллиона тонн тепличных овощей и 80 % всех продаваемых цветов, поэтому серьёзно встал вопрос импортозамещения. Для решения вопроса импортозамещения необходимо строить новые, более рентабельные тепличные комплексы.

Цель

Создать прототип теплицы для отработки навыков по автоматизации тепличного хозяйства.

Задачи

Изготовление макета теплицы.
Разработка функциональной схемы автоматизации процессов, применяемых в тепличном хозяйстве (полив, поддержание температуры и влажности воздуха, контроль и обеспечение освещённости).
Разработка принципиальных электрических схем.
Разработка печатных плат.
Изготовление механических и гидравлических узлов и деталей.
Разработка программного обеспечения для микроконтроллеров AVR и ARM, программного интерфейса для ПК и смартфона.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

Компьютер с ОС Linux
Микроконтроллерный модуль ESP8266
Блок питания 12 и 60 Вт
Кабель сетевой с вилкой, светодиоды белые 5730
Печатные платы, провод медный 20 awg, провода логические
Ультразвуковой распылитель
Датчики влажности почвы, температуры и влажности DHT-11
Транзисторный модуль с радиатором – 5 шт.
Помпа погружная
Сервопривод MG90 с металлическим редуктором
Дисплей OLED ssd1306 I2C
Столярное оборудование
Лазерное оборудование
3D-принтер

Описание

Был разработан проект корпуса теплицы, распечатан на 3D-принтере.

Проведены испытания средств автоматизации полива, влажности, температуры, освещённости, составлена функциональная схема, выбран микроконтроллер ARM ESP8266, изготовлены печатные платы, разработано ПО для микроконтроллера, ПК и смартфона.

Проведена тестовая эксплуатация, после которой исправлены ошибки. Проведены опыты: искусственный запуск цветения растения каланхоэ, выращивание укропа и петрушки, выращивание микрозелени.

Результаты работы/выводы

Изготовлен прототип теплицы. Проведены опыты: искусственный запуск цветения растения каланхоэ, выращивание укропа и петрушки, выращивание микрозелени.

Перспективы использования результатов работы

В умной теплице можно испытать новые методы выращивания растений, а потом применить их в производстве. Также можно выращивать зелень в небольших количествах.

Мнение автора

«Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» понравилась мне творческой атмосферой и большим количеством интересных проектов учащихся школ Москвы»