Өсүмдүктөрдүн акылдуу өсүү палатасы: 13 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:39

Мен өсүмдүктөрдүн космос мейкиндигинде өсүшү акылдуу өсүмдүк өстүрүүчү камера деген жаңы идеяны ойлоп таптым. Адамдын космоско учуусунун контекстинде, аларды тамак катары колдонууга жана/же сергитүүчү атмосфераны камсыз кылууга болот. Эл аралык космос станциясында азык -түлүк өстүрүү үчүн өсүмдүктөрдүн жаздыктарын колдонуңуз.

Ошентип, мен алдыга кадам таштоо идеясын ойлоп табам.

Космосто азык -түлүк өстүрүү көйгөйлөрү:

Тартылуу күчү:

Тамак -ашты космосто өстүрүү негизги тоскоолдук болуп саналат, ал өсүмдүктөрдүн өсүшүнө бир нече жол менен таасир этет: 1 сиз өсүмдүктөрдү туура сугара албайсыз, анткени тартылуу күчү жок болгондуктан, суу чачуучу жана жер шарында колдонулган башка кадимки ыкма менен камсыз кылынбайт..

2 Суу өсүмдүктүн тамырына жете албайт, анткени тартылуу күчү жок.

3 Тамырлардын өсүшү тартылуу күчү менен да таасир этет. (өсүмдүктүн тамыры ылдый карай, өсүмдүк өйдө карай өсөт) Ошентип өсүмдүктөрдүн тамыры эч качан туура багытта өспөйт.

Радиация:

1. Космосто радиация көп болгондуктан өсүмдүктөр үчүн зыяндуу.

2. Күн шамалы нурлануу өсүмдүктөргө да таасир этет.

3. Ультрафиолет нурлары өсүмдүктөр үчүн да зыяндуу.

Температура:

1. Космосто температуранын көп өзгөрүүсү бар (температура жүз градуска чейин жана минус жүз градуска чейин түшүшү мүмкүн).

2. температура суунун бууланышын жогорулатат, ошондуктан өсүмдүктөр космосто жашай албайт.

Мониторинг:

1. Космосто өсүмдүктөрдү көзөмөлдөө абдан кыйын, анткени адам температура, суу жана радиация сыяктуу көптөгөн факторлорду тынымсыз көзөмөлдөп турат.

2. Ар кандай өсүмдүктөр ресурстардын ар кандай муктаждыктарын талап кылат, эгерде ар кандай өсүмдүктөр болсо, мониторинг жүргүзүү кыйын болуп калат.

Ошентип, мен бул тоскоолдуктардын бардыгын жоюуга аракет кылып жатам. Бул өтө арзан баада космосто азык -түлүк өстүрүү үчүн камера. Ал көптөгөн кыйынчылыктарды жеңип чыккан бардык ресурстарды жана технологияларды камтыйт. Андыктан карап туралы !!!

Бул камера эмнеге жөндөмдүү:

1. Тартылуу күчүн жок кылуу.

2. Өсүмдүктөрдүн тамырына туура суу берүү. (Башкарылышы мүмкүн - Кол менен, автоматтык түрдө)

3. Фотосинтез үчүн өсүмдүктөргө жасалма жарык берүү.

4. Радиациянын таасирин азайтуу.

5. Топурактын температурасы, нымдуулугу, айлана -чөйрөнүн температурасы, нымдуулугу, радиациясы, басымы жана реалдуу убакыт режиминдеги маалыматтарды компьютерде сезүү.

1 -кадам: Компонент талап кылынат:

1. ESP32 (Негизги иштетүү тактасы, сиз дагы башка такталарды колдоно аласыз).

2. DHT11 же DHT-22. (DH22 жакшыраак тактыкты камсыз кылат)

3. DS18b20 (Суу өткөрбөй турган металл версиясы).

4. Топурактын ным сенсору.

5. Суу насосу. (12 Вольт).

6. Пластмассадан жасалган барак.

7.12 вольттуу токтун күйөрманы.

8. Газ датчиктери.

9. ULN2003.

10. Серво мотору.

11. Айнек барак.

12. Электростатикалык барак.

13. 12 вольттук реле.

14. BMP 180.

15. 7805 Чыңалуу жөндөгүчү.

16.100uF, 10uF конденсатор.

17. Унаа чатырынын жарыгы (LED же CFL). (Түсү мындан ары аныкталат).

18. SMPS Электр энергиясы менен камсыздоо (12 вольт - 1А, эгер сиз насосту өзүнчө камсыздоодон башкача айтканда 2 амперге чейин)

2 -кадам: Программалык камсыздоонун талабы:

1. Arduino IDE.

2. LABView

3. Arduino IDEде ESP32 орнотуу.

4. ESP32 китепканалары. (Көптөгөн китепканалар Arduino китепканаларынан айырмаланат).

3 -кадам: Контейнер жана сугаруу системасын жасаңыз:

Пластикалык идишти каалаган өлчөмгө же боштукка жараша жасаңыз. Контейнер үчүн колдонулган материал пластик, ошондуктан аны суу менен ыргыта албайт (Ал металлдардан да жасалышы мүмкүн, бирок ракетанын салмагынын чеги бар болгондуктан баасын жана салмагын жогорулатат)

Маселе: Космосто тартылуу күчү жок. Суу тамчылары космосто бекер калышат (N. A. S. A тарабынан көрсөтүлгөн) жана эч качан топурактын түбүнө жетпейт, ошондуктан космосто кадимки ыкмалар менен сугаруу мүмкүн эмес.

Ошондой эле майда бөлүкчөлөр абада калкып жүргөн топуракты түзөт.

Чечим: Мен топуракка кичинекей суу түтүктөрүн салам (анын кичинекей тешиктери бар) жана түтүктөр насоско тиркелет. Насос сууну күйгүзгөндө түтүктүн түбүнө чейин кичинекей тешиктерди пайда кылат, ошондуктан өсүмдүктүн тамырына оңой жетет.

Чакан желдеткич камеранын үстүнө орнотулган (аба өйдө карай ылдый карай агат), андыктан кичинекей бөлүкчөлөргө басым көрсөтөт жана камеранын сыртында калкып калуудан сактайт.

Эми контейнерге топурак салыңыз.

4 -кадам: Топурак сенсорлору:

Мен топуракка эки сенсор киргизем. Биринчиси, температура сенсору (DS18b20 Суу өткөрбөйт). Алар кыртыштын температурасын аныктайт.

Эмне үчүн биз жердин температурасын жана нымдуулугун билишибиз керек?

Жылуулук көптөгөн биологиялык процесстердин катализатору болуп саналат. Качан топурактын температурасы төмөн (жана биологиялык процесстер жай), кээ бир азыктар жеткиликсиз же өсүмдүктөргө азыраак берилет. Бул өсүмдүктөрдүн тамырларынын жана мөмөлөрүнүн өнүгүшүнө көмөктөшүү үчүн негизинен жооптуу болгон фосфорго байланыштуу. Ошентип, эч кандай жылуулук аз азыктардын начар өсүшүнө алып келет дегенди билдирет. Ошондой эле жогорку температура өсүмдүктөр үчүн зыяндуу.

Экинчиси - нымдуулук сенсору. Эгерде топурактын нымдуулугу алдын ала белгиленген чектен төмөндөсө, топурактын нымдуулугун аныктайт, мотор күйөт, ным жогорку чегине жеткенде автоматтык түрдө өчөт. Жогорку чеги жана төмөнкү чеги өсүмдүктөрдөн көз каранды жана ар кандай болот. Бул жабык цикл системасына алып келет. Суу адамдын кийлигишүүсүз автоматтык түрдө жасалат.

Эскертүү. Ар кандай өсүмдүктөр үчүн сууга болгон муктаждык. Ошентип, суунун минималдуу жана максималдуу деңгээлин жөнгө салуу керек. Бул потенциометрден жасалышы мүмкүн, эгерде сиз санариптик интерфейсти колдонуп жатсаңыз, аны программалоодо өзгөртсө болот.

5 -кадам: Айнек дубалдарды жасоо

Контейнердин арт жагында дубалдары электростатикалык пленкасы бар. Анткени бизди күн шамалынан коргой турган магнит талаасы жок. Мен жөнөкөй айнек баракты колдоном, бирок аны электростатикалык барак менен жабам. Электростатикалык барак күн шамалынын заряддуу бөлүкчөсүнүн алдын алат. Бул космостогу радиациянын таасирин азайтуу үчүн да пайдалуу. ал ошондой эле топурак менен суунун бөлүкчөлөрүн абага калкып кетүүдөн сактайт.

Эмне үчүн бизге электростатикалык коргоо керек?

Жердин ээриген темир өзөгү Жердин айланасында кадимки бар магнит менен байланышкан магнит талаасынын линияларын чыгаруучу электрдик агымдарды пайда кылат. Бул магнит талаасы Жердин бетинен бир нече миң километрге созулат. Жердин магнит талаасы заряд бөлүкчөсүн күн шамалы түрүндө кайтарат жана жердин атмосферасына кирүүдөн сактайт. Бирок мындай коргоо жердин сыртында жана башка планеталарда жок. Ошентип, бизди жана өсүмдүктөрдү бул заряд бөлүкчөсүнөн коргоо үчүн башка жасалма ыкма керек. Электростатикалык пленка негизинен өткөргүч пленка болгондуктан, ичине заряд бөлүкчөсүнүн киришине жол бербейт.

6 -кадам: Жалюзи куруу:

Ар бир өсүмдүктүн күн нуруна болгон муктаждыгы бар. Күн нурунда көпкө туруу жана жогорку радиация өсүмдүктөр үчүн зыяндуу. Жалюзи канаттары күзгүнүн капталына бекитилет, андан кийин серво кыймылдаткычтарына туташат. Канатты ачуу бурчу жана жарыктын киришине жол берүү, аны негизги иштетүү схемасы кармап турат

Жарыкты аныктоочу компонент LDR (жарыкка көз каранды каршылык) негизги иштетүү схемасына туташкан Бул система кантип иштейт:

1. Ашыкча радиацияда жана жарыкта (LDR тарабынан аныкталат) канаттарды жабат жана ичине кире турган жарыкты жок кылат. 2. Ар бир өсүмдүктүн күн нуруна болгон муктаждыгы бар. Негизги иштетүү схемасы шамал жабылган убакыттан кийин күндүн нуруна жол берүү үчүн убакытты белгилейт. Бул камерага жетүү үчүн кошумча жарык берүүдөн качат.

7 -кадам: Айлана -чөйрөнү аныктоо жана көзөмөлдөө:

Ар кандай өсүмдүк температура жана нымдуулук сыяктуу ар кандай чөйрө шарттарын талап кылат.

Температура: айлана-чөйрөнүн температурасын сезүү үчүн DHT-11 сенсору колдонулат (DHT 22 жогорку тактыкка жетүү үчүн колдонулушу мүмкүн). Температура белгиленген чектен жогорулап же төмөндөгөндө сырткы желдеткичти эскертип, күйгүзөт.

Эмне үчүн биз температураны кармашыбыз керек?

Космостогу температура караңгы жагында (күн жаркырабаган жерде) 2.73 Кельвин (-270.42 Цельсий, -454.75 Фаренгейт). Күнгө караган тарап, температура болжол менен 121 С (250 градус F) ысык температурага жетиши мүмкүн.

Нымдуулукту сактоо:

Нымдуулук - бул абадагы белгилүү бир температурада кармап турган суу буусунун максималдуу суммасына салыштырмалуу абадагы суу буусунун өлчөмү.

Эмне үчүн биз нымдуулукту сакташыбыз керек?

Нымдуулуктун деңгээли өсүмдүктөрдүн жалбырактарынын астыңкы жагында стоматаны качан жана кантип ачууга таасир этет. Өсүмдүктөр "дем алуу" үчүн стоматаны колдонушат. Аба ырайы жылуу болгондо, өсүмдүк суунун жоготууларын азайтуу үчүн стоматасын жабышы мүмкүн. Стоматалар муздатуучу механизм катары да иштейт. Качан айлана -чөйрөнүн шарттары өсүмдүк үчүн өтө жылуу болуп, сууну үнөмдөө максатында стоматасын өтө узак мөөнөткө жапканда, көмүр кычкыл газын жана кычкылтек молекулаларын жылдырууга эч кандай мүмкүнчүлүгү жок, акырындык менен өсүмдүктүн суу буусу жана өзүнүн транспирацияланган газдары менен муунтулушуна себеп болот..

Буулануудан улам (өсүмдүктөн жана топурактан) нымдуулук тез өсөт. Бул өсүмдүктөр үчүн гана эмес, сенсор менен айнек күзгү үчүн да зыяндуу. Аны эки жол менен этибарга албаса болот.

1. Беттин үстүндөгү пластикалык кагаз нымдуулукту оңой эле алдын алат. Пластикалык кагаз топурактын үстүңкү бетине жайылып, анда субстрат жана үрөн үчүн ачылат (Өсүмдүк анда өсөт). Бул сугаруу учурунда да пайдалуу.

Бул методдун көйгөйү чоң тамырлары бар өсүмдүктөрдүн топуракка жана тамырларга аба керектигинде. Полиэтилен баштык толугу менен тамырына жетүү үчүн абаны токтотот.

2. Чакан желдеткичтер камеранын үстүңкү чатырына бекитилет. Камерада нымдуулук-бул гигрометрдин жардамы менен (DHT-11 жана DHT-22). Чектүү желдеткичтерден нымдуулук жогорулаганда, автоматтык түрдө күйгүзүлөт, Төмөнкү чекте желдеткичтер токтотулат.

8 -кадам: тартылуу күчүн жок кылуу:

Гравитациядан улам сабактар өйдө, же Жердин борборунан алыс жана жарыкка карай өсөт. Тамырлар ылдый карай же Жердин борборуна карай жана жарыктан алыс өсөт. Тартылуу күчү болбосо, өсүмдүк өзүнө багыт алуу жөндөмүн тукум кууп өткөн эмес.

Тартылуу күчүн жок кылуунун эки жолу бар

1. Жасалма тартылуу күчү:

Жасалма тартылуу күчү, адатта, борбордон четтөөчү күчтөрдүн айлануусунун натыйжасында тартылуу күчүнүн таасирин тууроочу инерция күчүн түзүү болуп саналат. Бул процесс псевдо-тартылуу деп да аталат.

Бул ыкма өтө кымбат жана өтө кыйын. ийгиликсиз болуу мүмкүнчүлүгү өтө көп. Ошондой эле бул ыкма жер бетинде туура сыналышы мүмкүн эмес.

2. Субстрат колдонуу: Бул өтө жеңил ыкма, ошондой эле кездеменин эффективдүү. Уруктар кичинекей баштыктын ичинде сакталат, ал субстраттын уругу деп аталат, алар сүрөттө көрсөтүлгөндөй тамырларга жана жалбырактарга туура багыт берет. Бул тамырды ылдый өстүрүүгө жана жалбырактарды өйдө өстүрүүгө жардам берет.

Бул тешиктери бар кездеме. Урук ичинде болгондуктан суунун киришине жана тамырлардын сыртка чыгуусуна жана топуракка киришине шарт түзөт. Үрөн топурактын астында 3-4 см тереңдикте сакталат.

Үрөндү кантип топурактын астына коюп, позициясын сактап калуу керек ??

Мен 4-5 дюймдук пластикалык баракты кесип, анын алдында оюк пайда кылам. Бул куралды бул кездеменин жарымына коюңуз (оюк тарабы). Үрөндү оюкка салып, кездемени ороп алыңыз. Эми бул куралды топуракка салыңыз. Куралды топурактан алыңыз, ошондо үрөн менен субстрат топуракка кирет.

9 -кадам: Күндүн жасалма жарыгы:

Космостук күндүн нуру дайыма эле мүмкүн эмес, ошондуктан жасалма күн нуру талап кылынышы мүмкүн. Бул CFL жана жаңы келе жаткан LED чырактары тарабынан жасалат. Мен көк жана кызыл түстөгү CFL жарыгын өтө эле ачык эмес колдоном. Бул чырактар камеранын үстү чатырына орнотулган. Бул жарыктын толук спектрин камсыз кылат (CFLлер жогорку температурадагы жарыкка муктаждык болгондо колдонулат, ал эми светодиоддор өсүмдүктөргө эч кандай жылытуу же аз жылытуу керек болгондо колдонулат. Бул автоматтык түрдө алыстан башкарылышы мүмкүн (негизги иштетүү схемасы тарабынан башкарылат).

Эмне үчүн мен көк жана кызыл түстүн айкалышын колдоном?

Көк жарык кант жана көмүртектерди өндүрүү үчүн фотосинтез кылган хлорофиллдердин сиңирүү чокусуна туура келет. Бул элементтер өсүмдүктөрдүн өсүшү үчүн абдан маанилүү, анткени булар өсүмдүк клеткалары үчүн курулуш материалы. Бирок, көгүлтүр жарык фотосинтез үчүн кызыл жарыкка караганда азыраак эффективдүү. Бул көк нурду каротиноиддер сыяктуу эффективдүүлүгү төмөн пигменттер жана антоцианиндер сыяктуу активдүү эмес пигменттер сиңирип алышы мүмкүн. Натыйжада, хлорофилл пигменттерине айландырган көк жарык энергиясынын азайышы байкалат. Таң калыштуусу, кээ бир түрлөр көгүлтүр жарык менен өстүрүлгөндө, өсүмдүктөрдүн биомассасы (салмагы) жана фотосинтез ылдамдыгы жөн эле кызыл жарык менен өстүрүлгөн өсүмдүккө окшош.

10 -кадам: Визуалдык мониторинг:

Мен LABview маалыматын визуалдык көзөмөлдөө жана көзөмөлдөө үчүн колдоном, анткени LABview абдан ийкемдүү программа. Бул жогорку ылдамдыктагы маалыматтарды чогултуу жана иштетүүгө оңой. Бул негизги иштетүү схемасына зымдуу же зымсыз туташтырылышы мүмкүн. Негизги иштетүү схемасынан (ESP-32) келген маалыматтар LABviewде көрсөтүлгөн түрдө форматталган.

Кадамдар:

1. LABview орнотуу жана жүктөө. (Arduino толуктоолорун орнотуунун кажети жок)

2. Төмөндө берилген vi кодун иштетиңиз.

3. USB портун компьютериңизге туташтырыңыз.

4. Arduino кодун жүктөө.

5. COM порту сиздин лабораторияңызда көрсөтүлөт (эгер Linux жана MAC терезелери "dev/tty") жана индикатор сиздин порт туташкан же туташпаганын көрсөтөт.

6. Бүттү !! Ар кандай сенсорлордон алынган маалыматтар экранда көрсөтүлөт.

11 -кадам: Аппаратты даярдоо (райондук):

Электр схемасы сүрөттө көрсөтүлгөн. ошондой эле төмөндө берилген PDFти жүктөп алсаңыз болот.

Ал төмөнкү бөлүктөрдөн турат:

Негизги иштетүү схемасы:

Ардуино менен шайкеш келген ар кандай тактаны arduino uno, нано, мега, nodeMCU жана STM-32 сыяктуу колдонсо болот. бирок ESP-32 төмөнкү себептерден улам колдонулат:

1. Бул орнотулган температура сенсоруна ээ, ошондуктан жогорку температура абалында процессти терең уйку режимине коё алат.

2. Негизги процессор металл менен корголгон, андыктан радиациянын таасири азыраак.

3. Ички зал эффекти сенсору схеманын айланасындагы магнит талаасын аныктоо үчүн колдонулат.

Сенсор бөлүмү:

Бардык сенсор 3.3 вольттук электр булагы менен иштейт. ESP-32 ичиндеги чыңалуу жөндөгүчү аз токту камсыз кылат, андыктан аны ысып кетиши мүмкүн. Мунун алдын алуу үчүн LD33 чыңалуу жөндөгүчү колдонулат.

Түйүн: Мен 3,3 вольт менен камсыздоону колдондум, анткени ESP-32 колдонууда (Ошондой эле nodeMCU жана STM-32 үчүн). Сиз arduino колдонуп жатсаңыз, 5 вольтту да колдонсоңуз болот

Негизги электр менен камсыздоо:

12 вольт 5 ампер SMPS колдонулат. сиз ошондой эле трансформатор менен жөнгө салынуучу электр менен камсыздоону колдоно аласыз, бирок ал сызыктуу камсыздоо, ошондуктан ал белгилүү бир кирүү чыңалуусу үчүн иштелип чыккан, ошондуктан биз 220 вольтту 110 вольтко которгондо өндүрүш өзгөрөт. (110 вольттук камсыздоо ISSте бар)

12 -кадам: Программаны даярдоо:

Кадамдар:

1. Arduino орнотуу: Эгерде сизде arduino жок болсо, сиз шилтемеден жүктөп алсаңыз болот

www.arduino.cc/en/main/software

2. Эгерде сизде NodeMCU бар болсо, аны ардуино менен кошуу үчүн бул кадамдарды аткарыңыз:

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

3. Эгерде сиз ESP-32 колдонсоңуз, аны ардуино менен кошуу үчүн бул кадамдарды аткарыңыз:

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

4. Эгерде сиз ESP-32 колдонсоңуз (жөнөкөй DHT11 китепканасы ESP-32 менен туура иштей албайт) бул жерден жүктөп алсаңыз болот:

github.com/beegee-tokyo/DHTesp

13 -кадам: LABview даярдаңыз:

1. Бул шилтемеден LABview жүктөп алыңыз

www.ni.com/en-in/shop/labview.html?cid=Paid_Search-129008-India-Google_ESW1_labview_download_exact&gclid=Cj0KCQjw4s7qBTwCiCiCiCoSiCoHoCoSfSfqfSfqfqlj

2. vi файлын жүктөө.

3. USB портун туташтырыңыз. Көрсөткүч порту туташкан же туташкан эмес.

бүттү !!!!