Проект №6 «Фитопродлеватель дня»

Каждый, кто изучал биологию в школе, знает, что растениям нужен свет для того, чтобы в их листьях шел фотосинтез. И чем больше они получают света, тем лучше идет данный процесс и тем слаще и крупнее будут плоды, если речь идет о плодово-ягодных сельхозкультурах. Именно поэтому, например, арбузы или дыни хорошо вызревать могут только в южных широтах. В более северной полосе для них попросту недостаточно света и тепла. Да и любые растения растут бодрее и сочнее там, где могут получить больше света.

В нашем же распоряжении есть современные технологии. С помощью них вполне возможно решение проблемы недостатка света. Как вариант, можно использовать специальную фитолампу, излучающую ультрафиолет (она сыграет роль искусственного солнца). Включать ее на некоторое время после того, как количество света от солнца станет меньше допустимого уровня, и, тем самым, как бы продлевать световой день для растений. Речь именно о продлении, поскольку находиться круглые сутки под светом растениям тоже не очень комфортно.

Таким образом, возникает задача создания системы дополнительного освещения, работающей в автоматическом режиме. Как только освещенность падает ниже допустимого уровня, - включается фитолампа. Она светит определенное время, которое можно настроить, и выключается. На следующий день все повторяется снова.

 

 

 

Конструкция устройства для проекта

Процесс построения модели указанной системы освещения потребует лампу, средство регулирования времени продлевания дня, датчик освещенности, и, конечно, контроллер для управления всеми этими компонентами. Помимо этого пригодятся и зеленый с красным индикаторы, которые будут показывать достаточно света или нет.

В качестве лампы возьмем уже хорошо известный фонарь. Пусть он не ультрафилетовый и не фито-, но для имитации такой лампы вполне подойдет. Оставим его снаружи дома для лучшего визуального контроля его включения (при желании его можно перенести и в дом).

Регулировать продолжительность периода досвечивания можно с помощью потенциометра. А для оценки уровня освещенности нужен соответствующий датчик, в качестве которого может использоваться фоторезистор. Его целесообразно установить на крышу, где освещенность
определяется максимально корректно (отсутствуют тени, влияющие на точность измерения).

Ну и естественно с помощью контроллера будет считываться информация с датчика, с регулятора периода освещения, и на основании них включать или выключать лампу. Контроллер будет расположен традиционно внутри дома.

 

Алгоритм работы устройства

В дневное время, особенно, если светит солнце, света для растений достаточно.

Если включить дополнительно еще и лампу, то общий уровень освещенности с точки зрения полезности для растения изменится мало. Следовательно в целях экономии электроэнергии включать ее в это время нецелесообразно.

А вот в вечернее и ночное время лампа будет уже очень эффективна. На фоне малого количества естественного света или его полного отсутствия, свет от искусственного источника растениями будет уже хорошо заметен.

При этом растениям все равно нужен отдых и у них обязательно должен быть период в сутках, когда темно и процесс фотосинтеза останавливается. Поэтому продолжительность работы лампы должна быть ограничена. То есть при падении уровня естественного освещения она должна включаться, но работать не всю ночь, а через некоторое время выключаться.

Что получается в итоге? Выходит, что надо постоянно выполнять мониторинг количества света с помощью датчика освещения. Как только света станет меньше уровня, заданного в настройках, включается фонарь, имитирующий фитолампу. После его включения начинается отчет времени, величину периода которого можно задавать с помощью потенциометра (для наглядности наблюдения лучше задать небольшое время, например, из диапазона от 0 до 10 секунд). По истечении времени фонарь должен автоматически выключаться.

Дополнительно, чтобы работа системы была информативной, будем использовать индикаторы подходящей для растения освещенности. Пусть зеленый светится, когда света достаточно, красный – когда недостаточно. Для этого анализ освещенности по данным с датчика потребуется вести постоянно. Как только уровень света станет выше определенного, выключается красный индикатор и включается зеленый.
 

Сборка устройства

При выполнении проекта на крышу каркаса дома потребуется добавить новый модуль «Фоторезистор» и обеспечить подключения всех других модулей к контроллеру (зеленый и красный индикаторы на дом уже установлены).

Цель проекта сводится к изучению принципа работы фоторезистора и получению навыка использования получаемых с него данных в различных устройствах и системах.

 

1. Установка модуля «Фоторезистор» на крышу дома
 

 

2.Подключение модулей к контроллеру и загрузка в него программы

 

Программу (скетч) для загрузки из среды программирования «Студия Эвольвектор», или из Arduino IDE, реализующую указанный в начале проекта алгоритм, можно найти на прилагаемом к конструктору DVD-диску или скачать со страницы проекта на сайта «Академии Эвольвектор»: academy.evolvector.ru/umdom_osn_proekt6_fitoprodlevatel

Принципы составления программы описаны в соответствующем методическом пособии.

 

Проверка устройства в работе

После сборки, подключений и загрузки программы проверьте устройство в работе. Подайте питание на контроллер. Покрутите ручку потенциометра для задания продолжительности работы фонаря после наступления темного времени суток. После этого закройте рукой датчик освещенности, чтобы смоделировать наступление темноты. Убедитесь, что зажегся фонарь и красный индикатор. Продолжайте закрывать рукой датчик и оцените время, в течение которого будет работать фонарь. Дождитесь пока фонарь отключится и включится красный индикатор.

Попробуйте после этого изменить регулировку продолжительности работы лампы и повторить имитацию темного времени суток.
 

 

Написать отзыв

Ваше Имя:


Ваш отзыв: Внимание: HTML не поддерживается! Используйте обычный текст.

Оценка: Плохо           Хорошо

Введите код, указанный на картинке: