Hydroponik

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Arduino-IDE

Über dieses Projekt

Hydroponik ist eine Art der bodenlosen Landwirtschaft. Der Boden verliert mit der Zeit seine Nährstoffe und Fruchtbarkeit, daher können wir Hydroponik verwenden. Pflanzenwachstum und Ernährung können verbessert und auch kontrolliert werden. Pflanze, die nur zu einer bestimmten Jahreszeit wachsen kann und das ganze Jahr über angebaut wird. Wir können auch das Wachstum der Pflanze, den Nährstoffgehalt des Bodens, die im Boden enthaltene Feuchtigkeit und die empfangene Lichtmenge überwachen.

Einführung

Dieses Projekt ist ein Modell des tatsächlichen Systems. Hier ersetzen wir Erde durch Kakaopulver. Wir können den Feuchtigkeits- und Nährstoffgehalt des Kakaopulvers im Vergleich zu normalem Boden leicht kontrollieren. In diesem Projekt kontrollieren wir nur drei Kriterien für das Pflanzenwachstum, nämlich Feuchtigkeit, Licht und Temperatur. Für unser Modell verwenden wir die Spezifikation einer Salatpflanze

• Temperatur:25 bis 30 Grad Celsius.

• Luftfeuchtigkeit:50 % bis 80 %.

• Lichtintensität:250 Photonen pro Sekunde.

Lichtsteuerung

Für unser Modell verwenden wir ein Array von 3 mm LED, die in Reihe und parallel geschaltet sind. Wir haben 16 LEDs, 8 rote LEDs und 8 blaue LEDs verwendet. Ein Array von 4 LEDs in Reihe erfordert eine 12-V-Stromversorgung. Wir verwenden also eine externe Stromversorgung von 12 V. Zur Ansteuerung der LEDs mit Hilfe von Arduino verwenden wir einen Optokoppler IC 4N35. Für die Information der Lichtintensität verwenden wir Lichtsensor mit LDR. Für eine bessere Leistung können wir einen Fotodiodensensor montieren. Wir haben den Messwert der Lichtsensoren mit dem Code in Arduino in Photonen pro Sekunde umgewandelt.

Temperaturregelung

Pflanzen benötigen für ihr Wachstum eine geeignete Temperatur. So regeln wir die Temperatur des Modells mit Hilfe von zwei Lüftern und einer Glühbirne.

Zur Erfassung der Umgebungstemperatur verwenden wir IC LM35. Die Temperatur wird gemessen und die Daten werden an Arduino übergeben. Wenn die Temperatur über dem erforderlichen Wert liegt, müssen wir die Umgebung abkühlen, also wird ein Kühlventilator eingeschaltet. Wenn die Temperatur unter dem erforderlichen Wert liegt, müssen wir die Umgebungstemperatur erhöhen, damit ein Heizlüfter und eine Glühbirne eingeschaltet werden. Die Glühbirne wird draußen in einer separaten Box aufbewahrt, damit ihre Lichtintensität unseren Lichtsensor nicht beeinflusst. Die Glühbirne heizt die Box und der Heizlüfter wirft die heiße Luft hinein.

Sowohl die Lüfter werden über einen Motorantrieb gesteuert als auch die Glühbirne mit Hilfe eines Relais.

Feuchtigkeitskontrolle

Das Kakaopulver sollte die richtige Menge an Wasserpartikeln enthalten, damit die Pflanze die Photosynthese durchführen kann. Zur Erfassung der Bodenfeuchtigkeit verwenden wir den Sensor DHT11. Dieser Sensor kann sowohl Temperatur als auch Feuchtigkeit erfassen, wir haben ihn jedoch nur zur Feuchtigkeitserfassung verwendet.

Um den Wassergehalt im Kakaopulver zu erhöhen, haben wir die Wasserpumpe mit einem Rohr verbunden und einige Löcher in das Rohr gestanzt. (Konzept der Tropfbewässerung).

Zu beachtende Punkte.

• Der DHT11-Sensor hat eine Reaktionszeit von 1 Hz, daher sollte die Zeitverzögerung zwischen den einzelnen Messungen mindestens 1 Sekunde betragen.

• Die Reihe von LEDs, die in Reihe von 4 geschaltet sind, erfordert eine 12-V-Versorgung.

• Bewahren Sie die Sicherheit beim Anschließen von 230V an PCB oder Steckbrett, isolieren Sie blanke Drähte mit Isolierband.

• Geben Sie dem Optokoppler kein direktes Signal, sondern schließen Sie einen Widerstand dazwischen an.

• Der verwendete bürstenlose DC-Lüfter ist unidirektional, also montieren Sie ihn entsprechend.

Code

• Hydroponik

HydroponikArduino

#include int pinDHT11 =41;int CoolingFan=50;int HeatingFan=48;int Heating=3;int LEDrow1=25;int LEDrow2=27;int LEDrow3=29;int LEDrow4=31; int pump=31;SimpleDHT11 dht11;void setup () { Serial.begin (115200); PinMode (Kühllüfter, AUSGANG); pinMode (Heizlüfter, AUSGANG); PinMode (Heizung, AUSGANG); pinMode (LEDrow1, OUTPUT); PinMode (LEDrow2, AUSGANG); PinMode (LEDrow3, AUSGANG); PinMode (LEDrow4, AUSGANG); pinMode (Pumpe, AUSGANG);}void loop () { temperature (); hell(); Feuchtigkeit ();} ungültige Temperatur () { Int-Wert =analogRead (A10); Float Volt =(Wert/1024.0) * 5.0; Schwimmertemperatur =Volt * 100,0; Serial.print("temp="); Serial.println (temp); Verzögerung (1000); if (temp<25) {digitalWrite (Heizung, LOW); digitalWrite (Heizlüfter, HOCH); aufrechtzuerhalten. Sonst { DigitalWrite (Heizung, HOCH); digitalWrite (Heizlüfter, NIEDRIG); aufrechtzuerhalten. Wenn (temp>
 30) { DigitalWrite (Kühlventilator, HOCH); } Sonst { DigitalWrite (Kühlventilator, NIEDRIG); }}void light(){float ldrdata=analogRead(A8);float resistanceVolt=(1024-ldrdata)/1024,0*5.0;float ldrVolt=5.0-resistorVolt;float ldrResistance=ldrVolt/resistorVolt*5000.0;float lux =(12518931) *(pow(ldrResistance,-1.405));float photons=lux*0.019;//Serial.println(photons);delay(1000);if (photons<50){digitalWrite(LEDrow1,HIGH); digitalWrite (LEDrow2, HOCH); digitalWrite (LEDrow3, HOCH); digitalWrite (LEDrow1, HIGH);} wenn (Photonen> 100) { digitalWrite (LEDrow1, LOW); digitalWrite (LEDrow2, LOW); digitalWrite (LEDrow3, LOW); digitalWrite(LEDrow4,LOW);}}void Feuchtigkeit () {// beginnen zu arbeiten... //Serial.println("================================="); //Serial.println("Beispiel DHT11..."); // ohne Samples lesen. Bytetemperatur =0; Byte-Feuchtigkeit =0; int err =SimpleDHTErrSuccess; if ((err =dht11.read(pinDHT11, &temperature, &humidity, NULL)) !=SimpleDHTErrSuccess) {//Serial.print("Read DHT11 failed, err="); Serial.println (err); Verzögerung (1000); Rückkehr; } int feucht=(int)Feuchtigkeit; //Serial.print("Beispiel OK:"); // Serial.print (feucht); Serial.println("H"); // Die Abtastrate von DHT11 beträgt 1 Hz. Verzögerung (2000); Wenn (feucht <85) { DigitalWrite (Pumpe, HOCH); digitalWrite (Kühlventilator, NIEDRIG); } Wenn (feucht> 94) { DigitalWrite (Kühlventilator, HOCH); digitalWrite(Pumpe,LOW);}} 

Schaltpläne