Automatizovaný skleník

Autor:	Pavel Sadloň
Študijný odbor:	Robotika a kybernetika	1. Bc. (2018)

Opis projektu

V dnešnej dobe je trh preplnený zeleninou a ovocím, ktoré sa k nám dovážajú z rôznych štátov Európy, či sveta a s pochybnou kvalitou. Často sú prepravované ešte nedozreté, aby cestou nezhnili, čo sa odráža napríklad na ich zníženom obsahu výživných látok. Mnoho ľudí preto hľadá alternatívu v pestovaní vlastných plodín, no nie každý má však k dispozícii pôdu, na ktorej by mohol pestovať.

Riešením tohto problému je tzv. hydroponické pestovanie, ktoré nevyžaduje pôdu, iba živný roztok a stály prísun kyslíka. Okrem toho, že takýto spôsob pestovania ušetrí priestor, čas, peniaze, či vodu, rastliny rastú rýchlejšie, čím sa na ne v prípade postreku spotrebuje menšie množstvo pesticídov. Navyše je úplne eliminovaná prítomnosť nežiadúcich druhov rastlín - "buriny" a nájdu sa aj tí, čo ocenia, že sa nemusia "hrabať v zemi".

Keďže v dnešnej dobe sme doslova obklopení elektronikou, bola by škoda nevyužiť ju v náš prospech aj pri tomto projekte. K samotnému systému vieme pripojiť akékoľvek vhodné senzory, zozbierať z nich dáta a následne ich vyhodnotiť podľa individuálnych požiadaviek.

Potrebný materiál:

• Pestovanie:
  • Nádoba na živný roztok
  • Kvetináče
  • Veko na prikrytie nádoby, zároveň funguje ako držiak kvetináčov
  • Rastliny
  • Oporný materiál pre rastliny - keramzit
  • Vzduchové čerpadlo
• Elektronika:
  • Arduino UNO
  • Senzory DHT22 a MCP9700
  • Displej Nokia 5110
  • Prepojovacie kábliky
  • Krabička na Arduino

Použité zdroje:

• https://www.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Temperature/DHT22.pdf
• https://www.mouser.com/ds/2/268/20001942F-461622.pdf
• https://www.sparkfun.com/datasheets/LCD/Monochrome/Nokia5110.pdf

Analýza

Pod pojmom hydroponické pestovanie sa ukrýva viacero typov tohto spôsobu pestovania. Každý z nich je v niečom odlišný a každý má svoje pre a proti.

Rozdelenie hydroponických systémov:

1. Flood and Drain - Substrát je zaplavovaný živným roztokom, ktorý je následne odvádzaný preč. V podstate ide o dve nádoby umiestnené nad sebou, spojené hadicou cez ktorú je prečerpávaný živný roztok z jednej nádoby do druhej, pričom dochádza k okysličovaniu, prečisteniu koreňovej sústavy a odstráneniu nahromadených plynov. V momente keď sa čerpadlo vypne dochádza k automatickému odtoku živného roztoku z hornej nádoby do spodnej a tým k ešte väčšiemu okysličeniu koreňovej zóny.
2. NFT (Nutrient Film Technique) - Živný roztok je tu privádzaný do pestovateľskej nádoby, kde na povrchu vytvára tenkú, pomaly tečúcu vrstvu. Jednou z hlavných výhod NFT je dokonalé okysličovanie dané tým, že sa živný roztok rovnomerne rozprestrie po celej ploche pestovateľskej nádoby a k reakcii medzi živným roztokom a vzduchom dochádza na celej ploche. Čo sa týka okysličovania je NFT jednou z Top metód, ale má aj nevýhody čo sa týka nedostatočnej fyzickej opory rastlín.
3. DWC (Deep Water Cultivation) - Ide o nádobu, obvykle 5-10 litrov objemnú ktorej na dno je položený okysličovací kameň (používaný v akváriach) spojený s malým vzduchovým čerpadlom. Nádoba je naplnená živným roztokom a na hladinu umiestnená doska, v ktorej sú otvory na kvetináče s rastinou. Tomuto typu systému skoro nieje čo vytknúť, okrem toho že keď sa pokazí vzduchové čerpadlo, rastliny uhynú za 24 až 30 hodín od vzniku poruchy.
4. Aeropónia - Najdokonalejší spôsob ako dostať živiny priamo do rastlín. Živný roztok je pomocou ultrazvukovej membrány premenený na hmlu o veľkosti kvapiek menej ako 5 mikrónov, čo je veľkosť kedy živný roztok prechádza priamo do koreňov poprípade do listov.

Popis riešenia

Sem opíšete ako konkrétne ste problém vyriešili. Začnite popisom pripojenia k procesoru (nezabudnite na schému zapojenia!) a zdôraznite ktoré jeho periférie ste pritom využili.

Schéma zapojenia snímača

Súbor:Example.jpg

Pozn.: Názov obrázku musí byť jedinečný, uvedomte si, že Obr1.jpg už pred vami skúsilo nahrať už aspoň 10 študentov.

Algoritmus a program

Uveďte stručný popis algoritmu, v akom jazyku a verzii vývojového prostredia ste ho vytvorili. Je vhodné nakresliť aspoň hrubú štruktúru programu napríklad vo forme vývojového diagramu. Rozsiahly program pre lepšiu prehľadnosť rozdeľte do viacerých súborov.

Vyberte podstatné časti zdrojového kódu, použite na to prostredie source:

/* A nezabudnite zdroják hojne komentovať  */

int main(void) {
    
    printf("Hello, World!\n");  
    return(0);  
}

Nezabudnite však nahrať aj kompletné zdrojové kódy vášho programu!

Zdrojový kód: serial.h a main.c

program.c

Výsledok

Nezabudnite zdokumentovať výsledok vašej práce. Určite sem patria fotografie, video a zhodnotenie ako ste spokojní s výsledkom,

Kľúčové slová 'Category', ktoré sú na konci stránky nemeňte.