Экспериментальная система автоматического ухода за растениями «FlorInno»

Завершен

Идея проекта

Лауреат
Полное название проекта
Экспериментальная система автоматического ухода за растениями «FlorInno»
Руководитель
Елена Тулаева
Заявлен
10 марта 2017, 14:52
Категории проекта
  • СОЗДАВАЙ!
  • III ступень
  • На конкурс «Реактор» 2017
Ключевые слова проекта
  • автополив
  • уход за растениями
  • Светодиодная лампа
Площадка конкурса
ТехноАрт
Закрыт
10 марта 2017, 14:59

Замысел продукта

Система включает сразу несколько функций:
Автополив будет заботиться о поддержании влаги в ваших растениях;
Электростимулятор роста растений поможет в случае, если у Вас плохо растут цветы;
Светодиодная лампа. Достаточная освещенность растения – залог его хорошего роста.
Наиболее острой стает проблема нехватки света при выращивании рассады в зимний период и в начале весны, в виду короткого светового дня. Абсолютных аналогов данной системы на рынке не имеется.

Технология реализации замысла

1) Автополив. При недостаточной влажности почвы, срабатывает датчик влажности, который находиться в цветочном горшке, в земле. С него информация поступает на Arduino, где данный сигнал обрабатывается, после чего сигнал подается на сервопривод, который открывает клапан. Вода из емкости, самотеком, поступает в кашпо. По истечении 2-ух минут сервопривод закрывает клапан, вода перестает поступать. Почва влажная.
2) Электростимулятор роста растений. Для электростимулятора нам понадобится: батарейка, кусок провода и два электрода. Электроды выполнены из медной проволоки 0,5 мм. Медная проволока спаивается с полюсами батарейки. Элемент опускается в почву цветочного горшка.
Ток протекающий через грунт, стимулирует корни растений и, как и светодиодная лампа для растений, благоприятно влияет на их рост. Данная система отлично подойдет для поддержки всех комнатных растений в тонусе.
3) Конструкция автоматической лампы для растений.
Наиболее благоприятны для растений: Синий спектр 430–455 нм, используемый для освещения во время вегетации. Сине-фиолетовый диапазон помогает в создании ингибиторов роста, которые способствуют формированию растения, увеличению его плотности и крепости. Красный спектр 660 нм, используемый на стадии цветения растений. Красно-оранжевый диапазон волн отвечает за развитие плодов, корней, прирост объема ботвы.
Лампа состоит из:12 красных светодиодов мощностью 3 Ватт, 12 синих светодиодов мощностью 3 Ватт.

Результаты проекта

Созданная экспериментальная система автоматического ухода за растениями, является полностью самостоятельно разработанной и исполненной самостоятельно. Вырезан корпус установки, написано программное обеспечение.
Установка найдет широкое применение как в повседневной жизни садоводов-любителей, а также для решения экспериментальных и научных задач. К примеру, постановка экспериментов по проращиванию семян на уроках биологии.
Достоинства устройства наверняка оценят люди, неравнодушные к комнатным растениям, но не имеющие возможности тратить много времени на уход за ними. Автоматическая система призвана экономить время, ухаживая за растением самостоятельно, без участия человека, точно в нужное время.
Экспериментальная система автоматического ухода за растениями «FlorInno» позволит комплексно ухаживать за растениями. Достоинства автополива очевидны. Он не только обеспечивает регулярный уход за растениями, гарантирует отсутствие переизбытка влаги, но и равномерно распределяет при этом воду, четко соблюдая нормы.
Светодиодная подсветка - это принципиально новые технологии в искусственном освещении комнатных растений. Светодиоды идеальны для подсветки растений, так как они позволяют получить световые волны строго определенных значений.
Любая автоматика требует со стороны пользователя четкого контроля. Система автоматического ухода за растениями программируется на необходимый сценарий работы и всегда можно изменить параметры в зависимости от используемых растений.

Презентация

Сахаров.pptx

Галерея проекта

План проекта

Лидер проекта
Дмитрий Сахаров
1

Актуальность проекта. Цели и задачи проекта.

Исполнитель:
Дмитрий Сахаров
Срок:
задача уже завершена
Статус:
выполнена

Описание и инструкции

Изучение актуальности и востребованности проекта.
Изучение аналогов.
Формулировка цели.
Постановка задач.

Ключевые слова задачи

  • умный дом
  • автополив
  • растения
  • автоуход

Компетенции

  1. умение самостоятельно определять цели деятельности и составлять планы деятельности; самостоятельно осуществлять, контролировать и корректировать деятельность; использовать все возможные ресурсы для достижения поставленных целей и реализации планов деятельности; выбирать успешные стратегии в различных ситуациях
  2. владение основополагающими понятиями и представлениями о живой природе, её уровневой организации и эволюции; уверенное пользование биологической терминологией и символикой
  3. сформированность умений объяснять результаты биологических экспериментов, решать элементарные биологические задачи
  4. Овладение методами учебно-исследовательской и проектной деятельности, решения творческих задач, моделирования, конструирования и эстетического оформления изделий, обеспечения сохранности продуктов труда
  5. Способность постановки цели и формулирования гипотезы исследования, планирования работы, отбора и интерпретации необходимой информации, структурирования аргументации результатов исследования на основе собранных данных, презентации результатов

Приложенные файлы

    2

    Разработка функциональных особенностей устройства

    Исполнитель:
    Дмитрий Сахаров
    Срок:
    задача уже завершена
    Статус:
    выполнена

    Описание и инструкции

    Подробное описание технических характеристик и функциональных особенностей устройства.
    1) Автополив. При недостаточной влажности почвы, срабатывает датчик влажности, который находиться в цветочном горшке, в земле. С него информация поступает на Arduino, где данный сигнал обрабатывается, после чего сигнал подается на сервопривод, который открывает клапан. Вода из емкости, самотеком, поступает в кашпо. По истечении 2-ух минут сервопривод закрывает клапан, вода перестает поступать. Почва влажная.
    2) Электростимулятор роста растений. Для электростимулятора нам понадобится: батарейка, кусок провода и два электрода. Электроды выполнены из медной проволоки 0,5 мм. Медная проволока спаивается с полюсами батарейки. Элемент опускается в почву цветочного горшка.
    Ток протекающий через грунт, стимулирует корни растений и, как и светодиодная лампа для растений, благоприятно влияет на их рост.
    Данная система отлично подойдет для поддержки всех комнатных растений в тонусе.
    3) Конструкция автоматической лампы для растений.
    Наиболее благоприятны для растений: Синий спектр 430–455 нм, используемый для освещения во время вегетации. Сине-фиолетовый диапазон помогает в создании ингибиторов роста, которые способствуют формированию растения, увеличению его плотности и крепости. Красный спектр 660 нм, используемый на стадии цветения растений. Красно-оранжевый диапазон волн отвечает за развитие плодов, корней, прирост объема ботвы.
    Лампа состоит из:12 красных светодиодов мощностью 3 Ватт, 12 синих светодиодов мощностью 3 Ватт.
    На процесс фотосинтеза помимо спектрального состава света оказывает существенное влияние световой режим. То есть соотношение и количество времени проведенного на свету и в темноте. При выращивании определенных видов растений можно манипулировать стадиями цветения и вегетации, меняя протяженность светового дня. Увеличение сверх нужной величины продолжительности бодрствования растений короткого дня может вызвать нарушение стадии цветения. Поэтому для контроля времени предлагаем таймер для автоматического включения-выключения лампы.

    Ключевые слова задачи

    • лампа для растений
    • Электростимулятор
    • автополив

    Компетенции

    1. владение навыками познавательной, учебно-исследовательской и проектной деятельности, навыками разрешения проблем; способность и готовность к самостоятельному поиску методов решения практических задач, применению различных методов познания
    2. сформированность представлений о компьютерно-математических моделях и необходимости анализа соответствия модели и моделируемого объекта (процесса); о способах хранения и простейшей обработке данных; понятия о базах данных и средствах доступа к ним, умений работать с ними
    3. владение методами самостоятельной постановки биологических экспериментов, описания, анализа и оценки достоверности полученного результата
    4. Развитие умений применять технологии представления, преобразования и использования информации, оценивать возможности и области применения средств и инструментов ИКТ в современном производстве или сфере обслуживания
    5. Способность к инновационной, аналитической, творческой, интеллектуальной деятельности

    Приложенные файлы

      3

      Разработка компьютерной модели

      Исполнитель:
      Дмитрий Сахаров
      Срок:
      задача уже завершена
      Статус:
      выполнена

      Описание и инструкции

      Создание компьютерного чертежа модели в программе Corel DRAW и КОМПАС 3D.
      Создание 3D модели на компьютере в программе 123DDesingh .
      Разработка электрической схемы.
      Разработка программного кода на платформе ArduinoUNO.

      Ключевые слова задачи

      • электрическая схема
      • программа
      • чертеж
      • модель

      Компетенции

      1. владение навыками познавательной, учебно-исследовательской и проектной деятельности, навыками разрешения проблем; способность и готовность к самостоятельному поиску методов решения практических задач, применению различных методов познания
      2. владение стандартными приёмами написания на алгоритмическом языке программы для решения стандартной задачи с использованием основных конструкций программирования и отладки таких программ; использование готовых прикладных компьютерных программ по выбранной специализации
      3. сформированность умения применять полученные знания для объяснения условий протекания физических явлений в природе и для принятия практических решений в повседневной жизни
      4. Формирование умений устанавливать взаимосвязь знаний по разным учебным предметам для решения прикладных учебных задач
      5. Совершенствование умений выполнения учебно-исследовательской и проектной деятельности
      6. Сформированность навыков проектной деятельности, а также самостоятельного применения приобретённых знаний и способов действий при решении различных задач, используя знания одного или нескольких учебных предметов или предметных областей

      Приложенные файлы

        4

        Реализация прототипа на оборудовании ЦМИТ

        Исполнитель:
        Дмитрий Сахаров
        Срок:
        задача уже завершена
        Статус:
        выполнена

        Описание и инструкции

        Подбор материалов для продукта
        Определение необходимого оборудования
        Изготовление подставки установки
        Изготовление корпуса установки
        Сборка модели
        Сборка электрической схемы
        Программирование схемы

        Ключевые слова задачи

        • материал
        • arduino
        • станок лазерной резки
        • оборудование
        • прототип

        Компетенции

        1. владение навыками познавательной, учебно-исследовательской и проектной деятельности, навыками разрешения проблем; способность и готовность к самостоятельному поиску методов решения практических задач, применению различных методов познания
        2. владение навыками и опытом разработки программ в выбранной среде программирования, включая тестирование и отладку программ; владение элементарными навыками формализации прикладной задачи и документирования программ
        3. владение методами самостоятельного планирования и проведения физических экспериментов, описания и анализа полученной измерительной информации, определения достоверности полученного результата
        4. Формирование умений устанавливать взаимосвязь знаний по разным учебным предметам для решения прикладных учебных задач
        5. Развитие инновационной творческой деятельности обучающихся в процессе решения прикладных учебных задач
        6. Совершенствование умений выполнения учебно-исследовательской и проектной деятельности
        7. Способность к инновационной, аналитической, творческой, интеллектуальной деятельности

        Приложенные файлы

          5

          Проверка работоспособности. Выводы

          Исполнитель:
          Дмитрий Сахаров
          Срок:
          задача уже завершена
          Статус:
          выполнена

          Описание и инструкции

          Проверить результативность проекта.
          Комплексный уход за домашними растениями полностью работает и выполняет заявленные функции. Включает в себя:
          1) система автоматического полива растений,
          2) электростимулятор роста растений,
          3) автоматическая светодиодная лампа для растений.
          Кроме того данный вариант продукта выполнен по технологии DIY (от английского DoItYourself ― «сделай это сам») и будет также являться развивающим устройством для освоения технических навыков.
          Выводы:
          Экспериментальная система автоматического ухода за растениями «FlorInno» позволит комплексно ухаживать за растениями. Достоинства автополива очевидны. Он не только обеспечивает регулярный уход за растениями, гарантирует отсутствие переизбытка влаги, но и равномерно распределяет при этом воду, четко соблюдая нормы.
          Светодиодная подсветка - это принципиально новые технологии в искусственном освещении комнатных растений. Светодиоды идеальны для подсветки растений, так как они позволяют получить световые волны строго определенных значений.
          Любая автоматика требует со стороны пользователя четкого контроля. Система автоматического ухода за растениями программируется на необходимый сценарий работы и всегда можно изменить параметры в зависимости от используемых растений.

          Ключевые слова задачи

          • устройство
          • вывод
          • работа

          Компетенции

          1. владение навыками познавательной рефлексии как осознания совершаемых действий и мыслительных процессов, их результатов и оснований, границ своего знания и незнания, новых познавательных задач и средств их достижения.
          2. сформированность навыков проектной деятельности: умение разрабатывать и реализовывать проекты экономической и междисциплинарной направленности на основе базовых экономических знаний и ценностных ориентиров
          3. владение стандартными приёмами написания на алгоритмическом языке программы для решения стандартной задачи с использованием основных конструкций программирования и отладки таких программ; использование готовых прикладных компьютерных программ по выбранной специализации
          4. владение методами самостоятельного планирования и проведения физических экспериментов, описания и анализа полученной измерительной информации, определения достоверности полученного результата
          5. Формирование умений устанавливать взаимосвязь знаний по разным учебным предметам для решения прикладных учебных задач
          6. Сформированность навыков проектной деятельности, а также самостоятельного применения приобретённых знаний и способов действий при решении различных задач, используя знания одного или нескольких учебных предметов или предметных областей

          Приложенные файлы