Проекты

Универсальный контроллер для теплицы

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Информационные технологии. Программирование. Кибернетика»

Направление работы: Программирование, Кибернетика
Авторы работы: ГБОУ Вешняковская школа
Предметы: Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» 2021 года

Актуальность

Для приусадебного и небольших фермерских хозяйств на рынке практически не существует приемлемых решений, доступных за разумные деньги. Существующие системы зачастую решают только одну задачу, например, проветривание теплицы или полив. И они не могут комплексно решить задачу по поддержанию микроклимата в теплице. То есть система полива не знает о существовании систем проветривания и дополнительного освещения. Зачастую такая несвязанность систем приводит к отрицательным результатам, это, например, проветривание теплицы во время полива.  Также многие из систем имеют проприетарный код и систему обмена, что не позволяет добавлять или изменять систему под нужды пользователя. Зачастую системы контроля достаточно требовательны к параметрам питания, нет возможности питания от автономных источников (аккумуляторы) или от маломощных возобновляемых источников энергии.

Цель

Создать контроллер, который бы смог комплексно анализировать и поддерживать необходимый микроклимат.

Задачи

  1. Изучить основы прототипирования контроллера.
  2. Изучить основы электрических схем.
  3. Изучить основы сборки.
  4. Изучить язык программирования С++.
  5. Написать код на C++, который смог бы выдавать на экране параметры работы теплицы и при изменении менял бы освещение, открывал и закрывал форточку и др.
  6. Собрать макет с работающим контроллером.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • ATmega328
  • Цифровой датчик температуры DS18B20
  • Датчик освещённости BH1750FVI (GY-30)
  • Аналоговый ёмкостный датчик влажности почвы
  • Реле типа HJR-4102-L-5V

Описание

Этапы работы над проектом:

1) Разработка логической схемы контроллера теплицы;

2) Разработка принципиальной схемы контроллера теплицы;

3) Написание кода контроллера теплицы на основе логической и принципиальной схемы;

4) Создание полнофункционального макета теплицы с разрабатываемым контроллером;

5) Устранение найденных ошибок и проверка работоспособности контроллера.

При падении влажности внутри теплицы ниже показателя 70% обеспечивается полив растений. При достижении температуры в теплице значений выше +16 – 25 С° осуществляется её проветривание путём открывания окон или дверей.

Результаты работы/выводы

В результате работы над проектом автор получил законченное устройство, которое может выводить на экран температуру, как снаружи, так и внутри, уровень влажности снаружи и внутри, освещённости, представленной в люксах, включать и выключать реле.

Перспективы использования результатов работы

В дальнейшем можно добавить дистанционное управление с помощью gsm модуля, управлять параметрами и ставить значение на самом контроллере.

Мнение автора

«В результате проделанной работы я построил логическую и принципиальную схему, создал макет и написал код для него, чтобы он смог выводить данные на дисплей»