GitHub - kyleloboHydroponics 🌱 Автоматизована гідропоніка (метод вирощування рослин без грунту)

вирощування

Автоматизована гідропоніка за допомогою Arduino Mega

🌱 Гідропоніка - це підмножина гідрокультури, метод вирощування рослин без ґрунту з використанням мінеральних поживних розчинів у водному розчиннику.

  • Працює
  • Опис
  • Визначення проблеми
  • Знімки екрана
  • Використовуються датчики
  • Вимоги до програмного забезпечення
  • Використовувані бібліотеки Arduino
  • Запуск коду
  • Висновок
  • Список літератури

Гідропоніка - це підмножина гідрокультури, метод вирощування рослин без ґрунту з використанням мінеральних поживних розчинів у водному розчиннику. Наземні рослини можна вирощувати лише під впливом мінерального розчину, але коріння можуть підтримуватися інертним середовищем, таким як перліт або гравій. Поживні речовини в гідропоніці можуть надходити з безлічі різних джерел; вони можуть включати, але не обмежуючись цим, побічні продукти з рибних відходів, качиного гною або комерційних добрив. [1]

Вирощування за допомогою гідропоніки має багато переваг, найбільшим з яких є значно збільшений темп росту ваших рослин. При правильному налаштуванні ваші рослини дозріють до 25% швидше і дадуть на 30% більше, ніж ті самі рослини, вирощені в грунті. [2]

Рослини в гідропонній системі ростуть швидше, оскільки їм постійно доступні їжа та вода. Вони дають більші врожаї, тому що вони можуть присвячувати свою енергію виробництву врожаю, а не виробленню великих коренів, таких як потрібні в ґрунті для пошуку води та поживних речовин. Рослини, вирощені гідропоном, мають менші кореневі системи, оскільки коріння не потребують виходу назовні, шукаючи поживні речовини та воду.

Все це можливо завдяки ретельному контролю за поживним розчином та рівнями рН. Гідропонна система також використовуватиме на 70-90% менше води, ніж рослини на грунтовій основі, оскільки система є закритою, що призводить до меншого випаровування. Гідропоніка краще для навколишнього середовища, оскільки вона зменшує відходи та забруднення від стоку ґрунту. [2]

Традиційне сільське господарство неможливо в місцях із посушливим кліматом, таких як Арізона, Ізраїль.

Так само гідропоніка корисна в густих міських районах, де земля має високу ціну. У Токіо гідропоніка використовується замість традиційного ґрунтового росту рослин.

Гідропоніка також корисна в місцях, де є проблеми з дефіцитом землі, наприклад, у Сінгапурі. Маючи так мало місця для посадки, гідропонні системи займають близько 20 відсотків землі, яка зазвичай потрібна для росту врожаю. Це дозволяє громадянам цілорічно насолоджуватися місцевими продуктами без витрат та затримки ввезення.

Нарешті, гідропоніка може отримати вигоду з районів, які не отримують постійного сонячного світла або теплої погоди. Такі місця, як Аляска та Росія, де сезони вирощування коротші, можуть використовувати гідропонні теплиці, де світло та температура можуть контролюватися для отримання вищих урожаїв. [3]

Гідропоніка дозволяє фермерам адаптуватися до будь-якої ситуації, будь то замерзла тундра Антарктиди, вітряні і безплідні пустелі Саудівської Аравії, пустеля Соноран на півдні Арізони або навіть космічна станція.

Вся система в основному складається з коробки для вирощування, водойми та водойми.

Водяні насоси постійного струму приєднуються до поживного розчину, резервуару, резервуару для води та розчинів, що знижують рівень pH. У резервуарі встановлені датчик рівня води, датчик температури, датчик ЕС, датчик рН.

Коли датчик ЕС виявляє низький вміст солі, це вказує на дефіцит поживних речовин. Тому в таких ситуаціях водяний насос постійного струму перекачує поживний розчин у резервуар. Наявність високого рівня солі/низького рівня води вказує на те, що прісну воду потрібно перекачувати у водойму.

Нехтування контролем рН може бути шкідливим для рослин, особливо тих, які покладаються на запаси води з високою лужністю. РН поживного розчину є основним фактором, що визначає швидкість поглинання багатьох важливих іонів поживних речовин. Запуск pH занадто високий, і страшна втрата поживних речовин вимальовується. Датчик рН визначає рівень рН води і пропонує насосу для підвищення/зниження рН вирівнювати рівень рН у резервуарі.

Ящик для вирощування має дренажну систему, яка дозволяє безперервному потоку поживного розчину проходити через коріння рослин.

Цей тип системи працює дуже добре, оскільки коріння рослини поглинає більше кисню з повітря, ніж із самого поживного розчину. Оскільки лише кінчики коренів контактують з поживним розчином, рослина може отримувати більше кисню, що сприяє швидшому зростанню.

Все це можна відстежувати на веб-сайті цього проекту.

У наведеному нижче відео показано коротку роботу цього проекту: (💡 PS - Через фінансові обмеження ми не використовували датчик ЕС та розчини для підвищення/зниження рН)

Arduino Mega 2560 - Апаратне забезпечення, швидше за все, ідеально впишеться в UNO, проблема полягає в розмірі програми, який може не поміститися в UNO 32 кБ. Плюс, такий проект може бути збільшений, і мегаплата дозволить це зробити простіше.

Датчик рівня води - Датчик рівня води - це пристрій, що використовується для виявлення рівня води.

Датчик рН - Оптимальний рівень рН має вирішальне значення для здорових рослин і високої врожайності як у грунтовому, так і в гідропонічному садівництві. Підтримання цих оптимальних рівнів, особливо в безплідних системах вирощування, вимагає частого, точного тестування рН. Ідеальний рівень pH максимізує засвоєння рослиною поживних речовин. Ці поживні речовини, у свою чергу, підвищують бадьорість та продуктивність рослини.

Датчик ЕС - Щоб максимізувати вигоди від гідропонного вирощування, важливо знати, як правильно налаштувати режим поживних речовин, щоб ваші рослини отримували все необхідне у потрібних дозах. Для цього вам потрібно навчитися вимірювати ЕС або електропровідність, яка визначає кількість солей добрив у вашій воді, і використовувати ці показники, щоб підгодувати рослини правильною сумішшю елементів для оптимального росту та врожайності.

Датчик температури води - Значення рН розчину змінюється з температурою, тобто підвищення температури будь-яких розчинів призведе до зменшення його в'язкості та збільшення рухливості його іонів у розчині. Підвищення температури також може призвести до збільшення кількості іонів у розчині внаслідок дисоціації молекул. Оскільки рН є мірою концентрації іонів водню, зміна температури розчину відображатиметься подальшою зміною рН. [4]

Датчик вологості ґрунту - Цей датчик вологості ґрунту можна використовувати для виявлення вологості ґрунту або для визначення, чи є вода навколо датчика. Повідомте, чи потрібно рослинам у сітчастому горщику води чи ні.

DHT22 Датчик температури/вологості - DHT22 - датчик вологості та температури з однопровідним цифровим інтерфейсом. Датчик відкалібрований, щоб ви могли перейти до вимірювання відносної вологості та температури.

ESP8266 - ESP8266 - це модуль WiFi, який допомагає нам відстежувати всі дані датчиків на веб-сайті.

Водяний насос постійного струму - Водяний насос постійного струму використовується для перекачування води з водосховища до основи.

Реле 5В - Реле - це електромагнітний перемикач, що працює від відносно невеликого електричного струму, який може вмикати або вимикати набагато більший електричний струм. Він буде використовуватися для управління водяним насосом постійного струму

  • IDE Arduino
  • Середовище Linux
  • Контроль версій Git
  • Редактор
  • ThingSpeak

🖥️ Використовуються бібліотеки Arduino

  • Бібліотека датчиків DHT
  • ThingSpeak
  • WiFi101
  • Adafruit_IO_Arduino

🔧 Запуск коду

  1. Встановіть Apache
  2. Встановіть MySQL
  3. Встановіть PHP
  4. Клонуйте або завантажте сховище
  1. Перемістіть папку Гідропоніка в/var/www /
  1. У вашому браузері відкрийте localhost

Метою цього проекту є:

  • Зменшення витрат води, спричинених традиційними системами землеробства
  • Забезпечення масштабного рішення для міського садівництва
  • Вирощування більш здорових рослин швидшими темпами завдяки контрольованому середовищу вирощування
  • Спрощення процесу гідропоніки за допомогою IOT та Інтернет-програмування