Модель «Щедрый подоконник»

Поэтапное создание устройства позволяющего выращивать большинство известных растительных культур в домашних условиях.

Авторы:

Майер Ксения Александровна, гр. ТМ – 81

Бычков Дмитрий Николаевич, гр. ТМ – 91

Алексеев Вячеслав Владимирович, гр. Э – 01

Черняев Сергей, гр. ПО – 01

Научные руководители:

Войсковая Елена Юрьевна, преподаватель

Галеева Зинфира Садольевна, преподаватель

Аннотация

В ходе работы над техническим проектом достигнута поставленная цель - разработка и изготовление модели для выращивания зелени, овощных и ягодных культур в домашних условиях круглый год с автоматическим климат-контролем.

Реализованы задачи:

• изучена литература по теме проекта;
• разработана конструкторская документация на изготовление модели;
• подобрано и рассчитано специальное оборудование;
• спроектирован и выполнен монтаж блока управления;
• разработано программное обеспечение на базе платформы Arduino Uno R3;
• выполнена сборка модели «Щедрый подоконник»;
• выращены образцы растений.

В ходе работы над проектом были выдвинуты идеи о том, что разработанная модель должна:

• быть малогабаритна и многофункциональна;
• обеспечивать автоматическую подачу воды;
• иметь возможность использоваться как при естественном, так при искусственном освещении;
• вписываться в интерьер помещения.

Введение

Овощи, свежая зелень - продукты стратегические и диетические, занимают важную нишу в рационе питания людей. Они поднимают иммунитет и улучшают обменные процессы. Выращенные в правильных условиях экологически чистые овощи насыщают организм человека питательными веществами, микро- и макроэлементами.

Овощи на подоконнике в доме или квартире - удачная замена декоративным цветам, времени на уход тратится столько же, а польза гораздо ощутимее. Более того, сейчас в моде эко-стиль в дизайне интерьеров, следовательно, овощи станут ярким акцентом в флористическом декоре дома.

В последние несколько лет в России получили распространение так называемые портативные огороды – специальные горшки, которые действуют по принципу гидро- или аэропоники и предназначаются для выращивания зелени и мелких овощей в домашних условиях.

1) Аэрогарден – грядка на основе аэропоники. Питание растений и освещение мини-грядки осуществляется специальным ультравитаминным туманом, параметры которого задаются микропроцессором. Аэрогарден считается полностью автоматической системой.

Рисунок 1 – Аэрогарден

2) Аквафарм – устройство на основе гидропоники. В качестве удобрений здесь используются природные отходы маленькой рыбки, которая помогает растениям, а те, в свою очередь корневой системой очищают воду в аквариуме.

Рисунок 2 – Аквафарм

3) Click and Grow – электронный горшок, который контролирует все параметры роста растений. С помощью сенсоров он собирает информацию о состоянии почвы, влажности воздуха и количестве удобрений. Горшок сам поливает, сам освещает и сам удобряет почву. Растения высаживают в специальные картриджи. После того, как урожай собран или закончилось цветение декоративных растений, картридж просто меняется на другой.

Рисунок 3 – Click & Grow

4) PlantMe - грядка на основе гидропоники. Специально разработанный раствор с идеальным соотношением микроэлементов, азота и аминокислот позволяет совершенно забыть о подкормках и удобрениях.

Рисунок 4 – PlantMe

5) PowerPlant - устройство на основе специальной губки, в которую помещаются корни. Чтобы дождаться первого урожая необходимо лишь залить воду в специальное углубление и включить устройство в розетку.

Рисунок 5 – PowerPlant

6) Устройство «Бриз» работает по принципу аэропоник. Растение закрепляется в устройстве, корни его висят в воздухе, изолированные от стеблей и листьев, и орошаются питательным раствором через необходимые промежутки времени. «Бриз» может работать как от сети, так и от зарядного устройства.

Рисунок 6 – Устройство «Бриз»

7) Pod – устройство, которое не требует пристального внимания к растениям. В качестве «подкормки» используется вода с растворёнными в ней питательными веществами. Раствор заливается в общую ёмкость и нажатием кнопки распыляется в виде тумана в стеклянные горшочки. Горшочек не имеет дна. Семена засыпаются в небольшое ситечко.

Рисунок 7 – Pod

Все вышеперечисленные устройства изготавливаются в производственных условиях, требуют специальное оборудование и материалы, имеют низкую производительность.

Существует и более удобное устройство, которое позволяет выращивать овощные культуры в домашних условиях, с более высокой производительностью и не требующее специального оборудования и материалов, а значит может быть изготовлено самостоятельно из подручных материалов - гроубокс.

Гроубокс (от английского grow box – коробка для выращивания) – закрытое пространство, специально оборудованное для выращивания растений, позволяющее регулировать микроклимат и поддерживать благоприятные условия для выращивания внутри, используя специальное оборудование.

Гроубокс соответствует следующим требованиям:

• он компактен и удобен в использовании;
• позволяет выращивать различные растения;
• управляет освещением в зависимости от внешних условий;
• контролирует температуру и влажность;
• подаёт воду для полива растений;
• обеспечивает принудительную и естественную вентиляцию.

По размеру гроубоксы делятся на 3 основных вида:

• небольшие – до 1м² площади. В таких боксах можно выращивать маленькие растения или использовать для проращивания растений;
• средние – от 1 до 1,5м². Такие ящики подойдут, как для овощных, так и плодово-ягодных культур, лекарственных растений или небольших по размеру кустарников;
• большие – от 1 до 3м². Возможно выращивание кустарников, экзотических растений и даже маленьких деревьев.

Главный секрет успеха гроубокс-технологии заключен в максимальной эргономичности, в лёгкости использования, очень высокой производительности при её применении, и, конечно, в простоте решений.

Цель технического проекта – создание гроубокса с автоматическим климат-контролем для выращивания растений на подоконнике.

Проектируемая модель должна выполнять следующие функции:

• выращивать различные растения круглый год в домашних условиях;
• осуществлять автоматический контроль за температурой, влажностью и освещенностью.

Задачи проекта:

1. Разработать конструкцию удобную для использования;
2. Выбрать и рассчитать специальное оборудование;
3. Спроектировать и выполнить монтаж блока управления;
4. Разработать программное обеспечение;
5. Собрать модель «Щедрый подоконник».

Вы должны быть авторизованы для комментирования этой публикации