Ухаалаг ургамал ургах танхим: 13 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Би шинэ санаа гаргаж ирэв. Энэ бол ургамлын ургалтын ухаалаг камер юм. Сансар огторгуй дахь ургамлын өсөлт нь шинжлэх ухааны сонирхлыг ихээхэн татсан юм. Хүний сансрын нислэгийн хүрээнд тэдгээрийг хоол хүнс болгон ашиглаж, эсвэл сэтгэл сэргээсэн уур амьсгалыг бий болгож чадна. Олон улсын сансрын станцад ургамлын дэр ашиглана.

Тиймээс би цаашаа алхах санаа төрж байна.

Сансарт хоол хүнс ургуулахад тулгардаг бэрхшээлүүд:

Таталцал:

Сансарт хоол хүнс ургуулахад тулгардаг гол бэрхшээл нь ургамлын ургалтанд хэд хэдэн байдлаар нөлөөлдөг: 1 та ургамлыг зохих ёсоор усалж чадахгүй, учир нь таталцал байхгүй тул усыг ус цацагч болон дэлхий дээр ашигладаг бусад уламжлалт аргаар хангах боломжгүй юм..

2 Хүндийн хүч байхгүй тул ус ургамлын үндэс рүү хүрч чадахгүй.

3 Үндэс ургах нь таталцлын хүчээр нөлөөлдөг. (ургамлын үндэс доошоо ургаж, ургамал дээшээ ургадаг) Тиймээс ургамлын үндэс хэзээ ч зөв чиглэлд ургадаггүй.

Цацраг туяа:

1. Сансарт маш их цацраг туяа байдаг тул ургамалд хортой.

2. Нарны салхины цацраг туяа нь ургамалд нөлөөлдөг.

3. Хэт ягаан туяа нь ургамалд хортой нөлөө үзүүлдэг.

Температур:

1. Орон зайд температурын хэлбэлзэл маш их байдаг (температур зуун градус хүртэл, хасах зуун градус хүртэл буурах боломжтой).

2. температур усны ууршилтыг нэмэгдүүлдэг тул ургамал сансарт амьдрах чадваргүй болно.

Хяналт:

1. Ургамлыг хянах нь сансарт маш хэцүү байдаг, учир нь хүн температур, ус, цацраг зэрэг олон хүчин зүйлийг тасралтгүй хянадаг.

2. Янз бүрийн ургамалд нөөцийн өөр өөр хэрэгцээ шаардагддаг, өөр өөр ургамал байвал хяналт тавих нь илүү хэцүү болдог.

Тиймээс би эдгээр бүх саад бэрхшээлийг арилгахыг хичээдэг. Энэ бол олон бэрхшээлийг даван туулсан бүх нөөц, технологийг агуулсан, маш бага зардлаар сансарт хоол хүнс ургуулах өрөө юм. Тиймээс харцгаая !!!

Энэ танхим нь юу чадвартай вэ:

1. Таталцлын хүчний нөлөөг арилгана.

2. Ургамлын үндсийг зохих усаар хангах. (Хянах боломжтой - Гараар, автоматаар)

3. Фотосинтез хийх зорилгоор ургамлыг хиймэл гэрэлтүүлгээр хангах.

4. Цацрагийн нөлөөллийг багасгах.

5. Хөрсний температур, чийг, орчны температур, чийгшил, цацраг туяа, даралт зэрэг мэдрэх орчин ба бодит цагийн мэдээллийг компьютер дээр харуулна.

Алхам 1: Шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсэг:

1. ESP32 (Үндсэн боловсруулах самбар нь та бусад самбарыг ашиглаж болно).

2. DHT11 эсвэл DHT-22. (DH22 нь илүү нарийвчлалтай болгодог)

3. DS18b20 (Усны хамгаалалттай металл хувилбар).

4. Хөрсний чийг мэдрэгч.

5. Усны насос. (12 вольт).

6. Хуванцар хуудас.

7.12 вольтын тогтмол гүйдлийн сэнс.

8. Хийн мэдрэгч.

9. ULN2003.

10. Servo мотор.

11. Шилэн хуудас.

12. Цахилгаан статик хуудас.

13. 12 вольтын реле.

14. BMP 180.

15. 7805 Хүчдэл зохицуулагч.

16.100uF, 10uF конденсатор.

17. Машины дээврийн гэрэл (LED эсвэл CFL). (Өнгийг цаашид тодорхойлно).

18. SMPS цахилгаан хангамж (хэрэв та насосыг тусдаа тэжээлээс 2 ампер хүртэл тэжээдэг бол 12 вольт - 1А)

Алхам 2: Програм хангамжийн шаардлага:

1. Arduino IDE.

2. LABView

3. Arduino IDE дээр ESP32 суулгах.

4. ESP32 номын сан. (Олон номын сан нь Arduino номын сангаас ялгаатай).

Алхам 3: Сав, усалгааны системийг хий:

Шаардлага, боломжтой зайны дагуу ямар ч хэмжээтэй хуванцар сав хийх. Савны зориулалтаар ашигладаг материал нь хуванцар тул усаар зайлуулах боломжгүй (Энэ нь металлаар хийгдсэн байж болох ч пуужингийн жингийн хязгаар байдаг тул өртөг, жинг нэмэгдүүлдэг)

Асуудал: Сансарт таталцал байдаггүй. Усны дусал нь сансарт чөлөөтэй үлддэг (N. A. S. A -ийн зурагт үзүүлснээр), хөрсний ёроолд хэзээ ч хүрдэггүй тул сансарт ердийн аргаар услах боломжгүй байдаг.

Мөн жижиг хэсгүүд агаарт хөвж буй хөрсийг бүрдүүлдэг.

Шийдэл: Би жижигхэн ус дамжуулах хоолойг төвд (жижиг нүхтэй) хөрсөнд хийж, хоолойг шахуургад хавсаргасан бөгөөд насосыг асаахад хөрсний ёроол руу хоолойн жижиг нүхнүүд гарч ирдэг тул ургамлын үндэс рүү амархан хүрдэг.

Жижиг сэнс нь камерын дээд хэсэгт бэхлэгдсэн байдаг (агаар дээшээ доошоо урсдаг) тул жижиг хэсгүүдэд даралт өгч, танхимын гадна хөвөхөөс сэргийлдэг.

Одоо хөрсийг саванд хийнэ.

Алхам 4: Хөрсний мэдрэгч:

Би хөрсөнд хоёр мэдрэгч оруулна. Нэгдүгээрт, температур мэдрэгч (DS18b20 ус нэвтэрдэггүй). Энэ нь хөрсний температурыг тодорхойлдог.

Бид яагаад хөрсний температур, чийгшлийг мэдэх хэрэгтэй байна вэ?

Дулаан бол олон биологийн процессын хурдасгуур юм. Хөрсний температур бага байх үед (мөн биологийн процесс удааширдаг) зарим шим тэжээлийг ургамалд хүртээмжгүй эсвэл бага хэмжээгээр өгдөг. Энэ нь ялангуяа ургамлын үндэс, жимсний хөгжлийг дэмжих үүрэгтэй фосфорын хувьд үнэн юм. Тиймээс халаалтгүй байх нь шим тэжээл багатай гэсэн үг юм. Мөн өндөр температур нь ургамалд хортой.

Хоёрдугаарт, чийгшлийн мэдрэгч. Хэрэв хөрсний чийгийг урьдчилан тогтоосон хэмжээнээс бууруулж чадвал хөрсний чийгшилийг тодорхойлдог бөгөөд чийг нь дээд хязгаарт хүрэхэд хөдөлгүүр автоматаар унтардаг. Дээд ба доод хязгаар нь ургамлаас хамаарч өөр өөр байдаг. Үүний үр дүнд хаалттай систем бий болно. Ус нь хүний оролцоогүйгээр автоматаар хийгддэг.

Тэмдэглэл. Янз бүрийн ургамлын усны хэрэгцээ өөр өөр байдаг. Тиймээс усны доод ба дээд түвшинг тохируулах шаардлагатай байна. Хэрэв та дижитал интерфэйсийг ашиглаж байгаа бол үүнийг потенциометрээс хийж болно, эс тэгвээс програмчлалд өөрчилж болно.

Алхам 5: Шилэн хана хийх

Савны ар талд цахилгаан статик хальс бүхий хана байдаг. Учир нь биднийг нарны салхинаас хамгаалдаг соронзон орон байдаггүй. Би энгийн шилэн хуудас хэрэглэдэг боловч цахилгаан статик хавтангаар хучдаг. Цахилгаан статик хуудас нь нарны салхины цэнэгийн тоосонцороос сэргийлдэг. Сансарт цацрагийн нөлөөллийг багасгах нь бас тустай. Мөн хөрс, усны хэсгүүдийг агаарт хөвөхөөс зайлсхийдэг.

Бидэнд цахилгаан статик хамгаалалт яагаад хэрэгтэй вэ?

Дэлхийн хайлсан төмрийн цөм нь ердийн бар соронзтой холбоотой дэлхийн эргэн тойронд соронзон орны шугам үүсгэдэг цахилгаан гүйдэл үүсгэдэг. Энэхүү соронзон орон нь дэлхийн гадаргаас хэдэн мянган километрийн зайд оршдог. Дэлхийн соронзон орон нь цэнэгийн бөөмийг нарны салхи хэлбэрээр няцааж, дэлхийн агаар мандалд орохоос сэргийлдэг. Гэхдээ дэлхийн гаднах болон бусад гариг дээр ийм хамгаалалт байдаггүй. Тиймээс бид өөрсдийгөө болон ургамлыг эдгээр цэнэгийн хэсгүүдээс хамгаалах өөр хиймэл арга хэрэгтэй. Цахилгаан статик хальс нь үндсэндээ дамжуулагч хальс тул дотор нь цэнэгийн тоосонцор орохыг зөвшөөрдөггүй.

Алхам 6: Хөшигний барилга:

Ургамал бүр өөрийн нарны гэрлийн хэрэгцээтэй байдаг. Нарны гэрэлд удаан хугацаагаар байх, өндөр цацраг туяа нь ургамалд хортой нөлөө үзүүлдэг. Хөшигний далавчийг толины хажуу талд бэхлээд дараа нь servo мотортой холбоно. Далавчийг нээх өнцөг ба үндсэн боловсруулалтын хэлхээгээр гэрлийг оруулах боломжийг олгодог

Гэрэл илрүүлэх бүрэлдэхүүн хэсэг LDR (гэрлээс хамааралтай эсэргүүцэл) нь үндсэн боловсруулалтын хэлхээнд холбогдсон бөгөөд энэ систем хэрхэн ажилладаг вэ:

1. Хэт их цацраг туяа, гэрэлд (үүнийг LDR илрүүлдэг) далавчаа хааж, гэрэлд орж ирэх гэрлийг арилгадаг. 2. Ургамал бүр өөрийн нарны гэрлийн хэрэгцээтэй байдаг. Салхины цаг хаагдсаны дараа нарны гэрэл тусах хугацааг боловсруулах үндсэн хэлхээ. Энэ нь танхимд нэмэлт гэрэлтүүлэг оруулахаас зайлсхийдэг.

Алхам 7: Байгаль орчны мэдрэмж ба хяналт:

Янз бүрийн ургамал нь температур, чийгшил гэх мэт өөр өөр орчны нөхцлийг шаарддаг.

Температур: Хүрээлэн буй орчны температурыг мэдрэхийн тулд DHT-11 мэдрэгчийг ашигладаг (өндөр нарийвчлалтай болгохын тулд DHT 22-ийг ашиглаж болно). Температур нь тогтоосон хязгаараас дээшлэх эсвэл буурах үед гаднах сэнсийг асааж, асаахыг анхааруулж байна.

Бид яагаад температурыг хадгалах ёстой вэ?

Сансар огторгуй дахь температур нь харанхуй талд (нар гэрэлтдэггүй) 2.73 Келвин (-270.42 Цельсийн -454.75 Фаренгейт) байна. Нарны зүг харсан температур нь 121 С (250 градус F) орчим халуу шатах халуун температурт хүрч чаддаг.

Чийглэгийг хадгалах:

Чийглэг гэдэг нь тодорхой температурт агаарт агуулагдах усны уурын хамгийн их хэмжээтэй харьцуулахад агаарт байгаа усны уурын хэмжээ юм.

Бид яагаад чийгшлийг хадгалах ёстой вэ?

Чийгийн түвшин нь ургамлын навчны доод хэсэгт хэвлийг хэрхэн яаж нээхэд нөлөөлдөг. Ургамал нь хэвлийн хөндийг ашиглан "амьсгалах" боломжийг ашигладаг. Цаг агаар дулаахан байвал усны алдагдлыг бууруулахын тулд ургамал хэвлийээ хааж болно. Stomata нь мөн хөргөх механизмын үүрэг гүйцэтгэдэг. Ургамлын хувьд хүрээлэн буй орчны нөхцөл хэт дулаарч, ус хэмнэх үүднээс стоматаа хэт удаан хаадаг бол нүүрстөрөгчийн давхар исэл, хүчилтөрөгчийн молекулыг хөдөлгөх аргагүй болж аажмаар ургамлыг усны уур болон өөрийн шилжүүлсэн хийд амьсгал боогдуулдаг..

Ууршилтаас болж (ургамал, хөрснөөс) чийгшил хурдан нэмэгддэг. Энэ нь зөвхөн ургамалд төдийгүй мэдрэгч, шилний толинд ч хортой. Үүнийг хоёр аргаар үл тоомсорлож болно.

1. Гадаргуу дээрх хуванцар цаас чийгийг амархан дардаг. Хуванцар цаасыг хөрсний дээд гадаргуу дээр тарааж, дотор нь субстрат, үрийг нээдэг (дотор нь ургамал ургадаг). Энэ нь услах явцад бас тустай байдаг.

Энэ аргын асуудал бол том үндэстэй ургамлууд хөрс, үндэс рүү агаар оруулах шаардлагатай байдаг. гялгар уут агаарыг үндсээр нь бүрэн зогсоохын тулд зогсоодог.

2. Тасалгааны дээд дээвэр дээр жижиг фенүүд бэхлэгдсэн байна. Өрөөн доторх чийгшил нь суурилуулсан гигрометр (DHT-11 ба DHT-22) юм. Хязгаарын фенүүдийн чийгшил нэмэгдэх үед автоматаар асдаг бол доод хязгаарын фенүүд зогсдог.

Алхам 8: Хүндийн хүчийг арилгах:

Таталцлын нөлөөгөөр иш нь дээш, эсвэл дэлхийн төвөөс алс хол, гэрэл рүү ургадаг. Үндэс нь доошоо, эсвэл дэлхийн төв рүү, гэрлээс хол ургадаг. Таталцлын хүчгүйгээр ургамал өөрийгөө чиглүүлэх чадварыг өвлөөгүй.

Таталцлыг арилгах хоёр арга бий

1. Хиймэл таталцал:

Хиймэл таталцал гэдэг нь таталцлын хүчний нөлөөг дуурайдаг инерцийн хүчийг бий болгодог бөгөөд ихэвчлэн эргэлтийн үр дүнд төвөөс зугтах хүчийг бий болгодог. Энэ үйл явцыг хуурамч таталцал гэж нэрлэдэг.

Энэ арга нь хэтэрхий үнэтэй бөгөөд маш хэцүү байдаг. бүтэлгүйтэх магадлал хэт их байна. Мөн энэ аргыг дэлхий дээр зөв туршиж чадахгүй.

2. Субстратыг ашиглах нь: Энэ бол хэтэрхий хялбар арга бөгөөд даавуунд үр дүнтэй байдаг. Үрийг жижиг уутанд хадгалдаг бөгөөд үүнийг субстрат үр гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь зураг дээр үзүүлсэн шиг үндэс, навчийг зөв чиглүүлдэг. Энэ нь үндсийг доош нь ургуулж, навчийг дээш нь ургуулахад тусалдаг.

Энэ бол нүхтэй даавуу юм. Үр нь дотор байгаа тул ус орж ирж, үндэс гарч хөрсөнд нэвтэрдэг. Үрийг хөрсний дор 3-4 инчийн гүнд хадгална.

Үрийг хөрсөн дор хэрхэн байрлуулж, байр сууриа хадгалах вэ?

Би 4-5 инчийн урттай хуванцар хуудсыг хайчилж, урд талд нь ховил үүсгэдэг. Энэ хэрэгслийг даавууны хагас уртаар (ховилын тал) байрлуулна. Үрийг ховилд хийж, даавууг боож өгнө. Одоо энэ хэрэгслийг хөрсөнд оруулна. Багаж хэрэгслийг хөрснөөс гаргаж авахын тулд үр, субстрат хөрсөнд орно.

Алхам 9: Хиймэл нарны гэрэл:

Сансар огторгуйд нарны гэрэл үргэлж байх боломжгүй тул хиймэл нарны гэрэл шаардлагатай байж магадгүй юм. Үүнийг CFL болон шинээр гарч ирж буй LED гэрлүүд хийдэг. Би цэнхэр, улаан өнгөтэй хэт тод биш CFL гэрлийг ашигладаг. Эдгээр гэрэл нь камерын дээд дээвэр дээр суурилагдсан. Энэ нь гэрлийн бүрэн спектрийг хангадаг (өндөр температуртай гэрлийн хэрэгцээтэй үед CFL -ийг ашигладаг, харин LED -ийг ургамал халаалтгүй эсвэл бага халаалт шаарддаггүй үед ашигладаг. Үүнийг гараар, автоматаар алсаас удирдах боломжтой (үндсэн боловсруулах хэлхээгээр удирддаг).

Би яагаад хөх, улаан өнгийг хослуулан хэрэглэдэг вэ?

Цэнхэр гэрэл нь элсэн чихэр, нүүрстөрөгч үйлдвэрлэх фотосинтез хийдэг хлорофиллүүдийн шингээлтийн оргилд тохирно. Эдгээр элементүүд нь ургамлын өсөлтөд зайлшгүй шаардлагатай байдаг, учир нь эдгээр нь ургамлын эсийн барилгын материал юм. Гэсэн хэдий ч цэнхэр гэрэл нь улаан гэрлээс фотосинтезийг жолоодоход үр дүн багатай байдаг. Учир нь цэнхэр гэрлийг каротиноид гэх мэт үр ашиг багатай пигментүүд, антоцианин гэх мэт идэвхгүй пигментүүд шингээдэг. Үүний үр дүнд цэнхэр гэрлийн энерги буурч, хлорофилл пигмент рүү ордог. Хачирхалтай нь, зарим зүйлийг зөвхөн цэнхэр гэрлээр ургуулахад ургамлын биомасс (жин) ба фотосинтезийн хурд нь зүгээр л улаан гэрлээр ургасан ургамалтай төстэй байдаг.

Алхам 10: Харааны хяналт:

Би LABview -ийг өгөгдлийг хянах, хянах зорилгоор ашигладаг, учир нь LABview бол маш уян хатан програм юм. Энэ нь өндөр хурдтай мэдээлэл цуглуулах, ажиллахад хялбар. Үүнийг үндсэн боловсруулалтын хэлхээнд утастай эсвэл утасгүй холбож болно. Үндсэн боловсруулах хэлхээнээс (ESP-32) ирж буй өгөгдлийг LABview дээр харуулсан хэлбэрээр форматладаг.

Дагаж мөрдөх алхамууд:

1. LABview суулгаж татаж аваарай. (Arduino нэмэлтүүдийг суулгах шаардлагагүй)

2. Доор өгөгдсөн vi кодыг ажиллуулна уу.

3. USB портыг компьютерт холбоно уу.

4. Arduino кодыг байршуулах.

5. COM портыг лабораторийн үзлэгт харуулав (хэрэв Linux болон MAC -ийн цонх "dev/tty") ба заагч нь таны порт холбогдсон эсвэл холбогдоогүй байгааг харуулна.

6. Дуусга !! Төрөл бүрийн мэдрэгчийн өгөгдлийг дэлгэц дээр харуулав.

Алхам 11: Тоног төхөөрөмжийг бэлтгэх (хэлхээ):

Хэлхээний диаграммыг зурагт үзүүлэв. та мөн доорх PDF файлыг татаж авах боломжтой.

Энэ нь дараахь хэсгүүдээс бүрдэнэ.

Үндсэн боловсруулах хэлхээ:

Arduino-тэй нийцтэй аливаа самбарыг arduino uno, нано, мега, nodeMCU, STM-32 гэх мэт ашиглаж болно. Гэхдээ ESP-32 нь дараах шалтгааны улмаас ашиглагддаг.

1. Энэ нь суурилуулсан температур мэдрэгчтэй тул өндөр температурт процессорыг гүн унтах горимд оруулах боломжтой.

2. Үндсэн процессор нь металлаар хамгаалагдсан байдаг тул цацрагийн нөлөө бага байдаг.

3. Дотоод танхимын эффект мэдрэгч нь хэлхээний эргэн тойрон дахь соронзон орныг илрүүлэхэд ашиглагддаг.

Мэдрэгчийн хэсэг:

Бүх мэдрэгч нь 3.3 вольтын тэжээлээр ажилладаг. ESP-32 доторх хүчдэл зохицуулагч нь бага гүйдэл өгдөг тул хэт халах боломжтой. Үүнээс зайлсхийхийн тулд LD33 хүчдэлийн зохицуулагчийг ашигладаг.

Зангилаа: ESP-32-ийг ашиглаж байгаа тул би 3.3 вольтын тэжээл өгсөн (мөн nodeMCU ба STM-32-т мөн адил). Та arduino ашиглаж байгаа бол 5 вольт ашиглаж болно

Үндсэн цахилгаан хангамж:

12 вольтын 5 ампер SMPS ашигладаг. Та мөн трансформатортой зохицуулалттай цахилгаан хангамжийг ашиглаж болно, гэхдээ энэ нь шугаман хангамж тул оролтын тодорхой хүчдэлд зориулагдсан тул 220 вольтыг 110 вольт болгон өөрчлөх үед гарц өөрчлөгдөх болно. (110 вольтын тэжээлийг ОУСС -д авах боломжтой)

Алхам 12: Програм хангамж бэлтгэх:

Дагаж мөрдөх алхамууд:

1. Arduino суулгах: Хэрэв танд arduino байхгүй бол линкээс татаж авах боломжтой

www.arduino.cc/en/main/software

2. Хэрэв танд NodeMCU байгаа бол arduino дээр нэмэхийн тулд дараах алхмуудыг дагана уу.

circuits4you.com/2018/06/21/add-nodemcu-esp8266-to-arduino-ide/

3. Хэрэв та ESP-32-ийг ашигладаг бол arduino дээр нэмэхийн тулд дараах алхмуудыг дагана уу.

randomnerdtutorials.com/installing-the-esp32-board-in-arduino-ide-windows-instructions/

4. Хэрэв та ESP-32 ашигладаг бол (энгийн DHT11 номын сан нь ESP-32-тэй зөв ажиллах боломжгүй) эндээс татаж авах боломжтой.

github.com/beegee-tokyo/DHTesp

Алхам 13: LABview бэлтгэх:

1. LABview -ийг энэ линкээс татаж авна уу

www.ni.com/en-in/shop/labview.html?

2. vi файлыг татаж авах.

3. USB порт холбоно уу. Үзүүлэлтийн шоу порт холбогдсон эсвэл холбогдоогүй байна.

хийсэн !!!!