Разработка автоматизированной системы управления мини-теплицей

Актуальность работы

Для улучшения качества питания жителей мегаполиса может быть значимой экономия времени и трудозатрат в результате выращивания растений в домашних условиях с использованием автоматизированного управления теплицей.

Цель

Разработать и собрать собственную автоматическую систему управления мини-теплицей на основе программируемой платы и использовать её для выращивания культурных растений.

Задачи

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 систему для выращивания культурных растений.

Описание работы

При использовании теплиц возникает необходимость в контроле процесса её работы. В нашем случае для выращивания растений на гидропонной основе необходимо постоянно контролировать уровень рН-раствора, а также управлять освещением. Эти функции можно поручить автоматизированной системе. Мы 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 включения соответствующей световой и звуковой индикации, также включает свет по таймеру. Это позволяет минимизировать постоянный контроль человека за теплицей.

Результаты

Исходя из поставленных цели и задач, мы 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 успешна применена нами для выращивания культурных растений в закрытом помещении.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

Контроллер ARDUINO, совместимые с ним датчики, блоки питания, компьютер, датчик уровня рН, металлический каркас, лампы освещения для теплиц, элементы гидропонной установки.

Награды/достижения

Победитель межрайонного этапа МГК проектных и исследовательских работ учащихся 2019.

Диплом II степени Международной научно-практической конференции МФТИ «Старт в науку» 2019.

Призёр открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» 2019.

Перспективы развития результатов работы

Разработанную систему можно использовать в обычной квартире для выращивания экологически чистых растений, а также в школе на уроках биологии и информатики для изучения и демонстрации протекающих процессов.

Особое мнение

«Работа над проектом была для нас очень полезна, позволила изучить контроллер ARDUINO, его программную и техническую части, получить новые знания по физике, электротехнике и информатике. Участие в конференции «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» позволило нам продемонстрировать опыт, полученный в нашей работе, и познакомиться с другими разработками, выполненными за этот учебный год»