ऑटोमेटेड प्लांट ग्रोथ चैंबर: 7 स्टेप्स (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

निम्नलिखित परियोजना हाई स्कूल डिवीजन में ग्रोइंग बियॉन्ड अर्थ मेकर प्रतियोगिता के लिए मेरा सबमिशन है।

संयंत्र विकास कक्ष में पूरी तरह से स्वचालित जल प्रणाली है। मैंने मिट्टी को इष्टतम नमी पर रखने के लिए पौधों को स्वचालित रूप से पानी देने के लिए पेरिस्टाल्टिक पंप, नमी सेंसर और एक माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग किया। मैंने अपने विकास कक्ष को डिजाइन किया ताकि इसे आसानी से काटा और लगाया जा सके, और इसलिए इसने बॉक्स में जगह का कुशल उपयोग किया। लचीला डिजाइन अंतरिक्ष यात्रियों को फसलों की एक स्थिर आमद की अनुमति देगा, जो हर 10-14 दिनों में पूरी तरह से परिपक्व लेट्यूस की एक थैली (लगभग 3 सिर) की कटाई करने में सक्षम होगा। क्योंकि बीज अलग-अलग समय पर अंकुरित होते हैं और अलग-अलग दरों पर उगते हैं, मैं एक ऐसी प्रणाली बनाना चाहता था जहां पौधों को काटा जा सके और नए बीज तैयार होने पर डाले जा सकें, इसलिए मैंने अपने पौधे के पाउच तैयार किए। चैंबर में चार प्लांट पाउच या कुल 12 प्लांट स्लिट होते हैं, जिन्हें हटाया जा सकता है, काटा जा सकता है, एक नई बीज पर्ची डाली जा सकती है, और पाउच को कुछ ही मिनटों में वेल्क्रो का उपयोग करके सिस्टम में वापस चिपकाया जा सकता है। बीज पर्चियां बीज को समय से पहले तैयार, उन्मुख और चिपकाने की अनुमति देती हैं, और जरूरत पड़ने पर थैली में डाली जाती हैं। पौधे के पाउच के स्लिट्स को पानी और गंदगी को बैग छोड़ने से रोकने के दौरान पौधे को बढ़ने की अनुमति देने के लिए डिज़ाइन किया गया था। विरोधी -स्टैटिक बैग, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की सुरक्षा के अलावा, प्रतिबिंबित सतह हैं। इसलिए, एंटी-स्टेटिक बैग के साथ, प्रकाश सिस्टम के सभी पौधों/अंकुरितों तक पहुंच जाएगा और लेट्यूस सीधे विकसित प्रकाश की ओर नहीं बढ़ेगा।

आपूर्ति

कंटेनर:

1. एक्रिलिक फ़ाइल संग्रहण बॉक्स

2. धातु भंडारण बिन

3. डेस्कटॉप फ़ाइल आयोजक

4. वेल्क्रो स्ट्रिप्स

5. ग्रो लाइट

संयंत्र पाउच:

1. एंटी स्टेटिक बैग

2. स्पंज रबर फोम टेप (5/16-इंच)

3. अंकुरण कागज

4. मोटे मिट्टी का मिश्रण

5. बीज गोंद (आटा और पानी)

6. बीज (मैंने मेस्कलुन ग्रीन पैकेट का इस्तेमाल किया)

जल प्रणाली:

1. पेरिस्टाल्टिक पंप

2. पंप के लिए सिलिकॉन ट्यूबिंग (2 मिमी x 4 मिमी)

3. Arduino M0 Pro (कोई भी मॉडल काम करेगा) और पावर सोर्स

4. माइक्रो यूएसबी से यूएसबी-ए

5. ब्रेडबोर्ड

6. जम्पर तार

7. सोल्डरिंग आयरन और सोल्डर

8. ब्रिज ड्राइवर (मैंने TA7291P का इस्तेमाल किया)

9. नमी सेंसर

आप सस्ते वाले पा सकते हैं, लेकिन वे वर्तमान प्रेरित इलेक्ट्रोलिसिस से जल्दी से खराब हो जाएंगे और उन्हें बदलने की आवश्यकता होगी क्योंकि रीडिंग खराब हो जाएगी। वैकल्पिक कैपेसिटिव नमी सेंसर का उपयोग करना है जो जंग के लिए कम प्रवण हैं या अधिक महंगे कैथोड-एनोड सेंसर हैं

10. ब्रेडबोर्ड और केबल के लिए 12 वी बैरल जैक

11. चेक वाल्व के साथ पानी की बोतल

चरण 1: चैंबर को इकट्ठा करें

यह कदम कई तरीकों से किया जा सकता है, लेकिन मैंने दो भाग वाले कंटेनर का विकल्प चुना क्योंकि यह अधिक लचीलेपन की अनुमति देता है। मैंने धातु के फ्रेम का इस्तेमाल किया जिसमें प्लांट पाउच, ग्रो लाइट और ऑटोमैटिक वॉटरिंग सिस्टम के लिए एक खुला मोर्चा और खुला शीर्ष है। फिर, एक बार पौधों को लोड करने के बाद, मेरे पास एक ऐक्रेलिक बॉक्स होता है जो धातु के आधार के ऊपर नीचे की ओर स्लाइड करता है।

कदम:

1. सबसे पहले, मैंने ग्रो लाइट को मेटल फ्रेम से जोड़ा। मैंने प्रकाश के प्रत्येक पक्ष में दो छेद ड्रिल किए (यह सुनिश्चित करने के बाद कि मैं किसी भी घटक को नुकसान नहीं पहुंचाऊंगा), और इसे आधार के सामने की तरफ से जोड़ दिया। (चित्र 1 में देखा गया)

2. मुझे प्रकाश के लिए पावर कॉर्ड फिट करने के लिए फ्रेम और ऐक्रेलिक में एक छेद काटना पड़ा (चित्र 2-4)

युक्ति: ऐक्रेलिक में छेद को काटने के लिए मैंने आयत के कोने में चार छेद ड्रिल किए जिन्हें मैं काटना चाहता था और उन्हें जोड़ने और एक साफ कट बनाने के लिए एक ड्रेमेल का उपयोग किया

3. क्योंकि मैंने ऐक्रेलिक टॉप के लिए एक फाइल स्टोरेज बिन खरीदा था, मुझे फाइलों को लटकाने के लिए दो होंठों को हटाना पड़ा। ऐसा करने के लिए, मैंने प्लास्टिक को गर्म किया और एक पेंट स्क्रैपर और एक मैलेट लिया और धीरे से टुकड़े के साथ धीरे-धीरे इसे बॉक्स से अलग कर दिया।

4. मैलेट का उपयोग करके धातु के फ्रेम में कुछ अंतिम समायोजन के साथ, ऐक्रेलिक शीर्ष फ्रेम और आधार के शीर्ष पर आसानी से फिट हो जाता है।

चरण 2: प्लांट पाउच

मैंने अधिक लचीलेपन की अनुमति देने के लिए हाइड्रोपोनिक सिस्टम के बजाय प्लांट पाउच बनाने का विकल्प चुना। पाउच को समय से पहले तैयार किया जा सकता है और स्लिट में एक नया बीज और अंकुरण पेपर पैकेट डालकर आसानी से पुन: उपयोग किया जा सकता है। पाउच को आसानी से हटाया जा सकता है और वेल्क्रो पट्टियों का उपयोग करके वापस कक्ष में रखा जा सकता है। इसके अलावा, क्योंकि पाउच तैयार करना इतना आसान है, फसलों के स्थिर प्रवाह की अनुमति देने के लिए उन्हें ऑफसेट समय में लगाया जा सकता है। जब वे सभी एक ही बार में लगाए जाते हैं, तो ऐसा समय होता है जब कक्ष में कोई बड़ी फसल नहीं होती है। इसलिए, इसके बजाय मेरा सुझाव है कि पाउच को कुछ हफ्तों के लिए ऑफसेट कर दिया जाता है, इसलिए कटाई योग्य फसल का निरंतर प्रवाह होता है।

पाउच आकार:

प्रक्रिया का यह चरण प्रत्येक व्यक्ति बॉक्स के आयामों के लिए विशिष्ट है। मैं दो 4x6 बैग का उपयोग करता हूं और अपने बॉक्स के पीछे और नीचे फिट करने के लिए दो 12x16 बैग संशोधित करता हूं। 4x6 बैग में बंद करने के लिए ज़िप थे, लेकिन बड़े बैग नहीं थे और मैंने उन्हें संशोधित किया। इसलिए, मैंने बैग को अंदर से बंद करने के लिए दो तरफा चिपकने वाली टेप का इस्तेमाल किया और इसे वापस मोड़ने के लिए बाहर की तरफ एक और टुकड़े का इस्तेमाल किया (चित्र 5)

पाउच को असेंबल करना:

(अपने पाउच के लिए उपयोग किए गए लेआउट के लिए चित्र 3 देखें। मैंने इसे डिजाइन किया ताकि पौधे एक-दूसरे के स्थान में न बढ़ें और इसलिए वे प्रकाश स्रोत से एक-दूसरे को छाया न दें)

1. एंटीस्टेटिक बैग में एक इंच के टुकड़े काटें (चित्र 1)

मैंने यह सुनिश्चित करने के लिए एक Xacto चाकू और कार्डबोर्ड का एक टुकड़ा इस्तेमाल किया कि मैं बैग के दोनों किनारों से नहीं कटता हूं

2. फोम टेप का एक इंच और आधा टुकड़ा काटें और सीधे स्लिट के ऊपर रखें (चित्र 2)

3. Xacto चाकू या ब्लेड का उपयोग करके, फोम में एक इंच का चीरा काटें जो चरण 1 के दौरान बैग में कटे हुए स्लिट के साथ संरेखित हो (चित्र 2)

4. एक ही प्रक्रिया को एक बैग पर दोहराएं लेकिन नमी सेंसर फिट करने के लिए एक बड़ा स्लिट बनाएं

5. सभी बैगों पर एक ही प्रक्रिया को दोहराएं, लेकिन इसके बजाय फोम टेप का एक वर्ग और एक छोटा एक्स-आकार का चीरा बनाएं जो पेरिस्टाल्टिक ट्यूबिंग में फिट होने के लिए पर्याप्त हो

युक्ति: होज़ के छेदों के लिए, उन्हें उन क्षेत्रों में रखें जहाँ होज़ पौधे के बढ़ते क्षेत्रों को पार नहीं करेंगे और साथ ही वे पीछे के डिब्बे से आसानी से जुड़ सकते हैं

चरण 3: बीज पर्ची

बीज पर्चियों को डिजाइन किया गया था ताकि उन्हें समय से पहले तैयार किया जा सके और भंडारण में तब तक रखा जा सके जब तक उनका उपयोग न किया जाए। मैंने एक साधारण सीड-फ्रेंडली ग्लू तैयार किया ताकि बीज को जर्मिनेशन पेपर से चिपकाया जा सके और बीज रेडिकल को उन्मुख किया जा सके या नीचे की ओर इंगित किया जा सके ताकि जड़ें थैली में विकसित हो जाएं और अंकुर स्लिट से बाहर आ जाए।

बीज पर्ची बनाना

1. अंकुरण कागज का एक टुकड़ा काटें (2.5in x 1in)

2. एक चम्मच मैदा में पर्याप्त पानी मिलाकर गाढ़ा पेस्ट बना लें

3. टूथपिक का उपयोग करके अंकुरण कागज के केंद्र पर बीज गोंद की एक बिंदी लगाएं

4. बीज को मूलांकुर या बिंदु को नीचे की ओर करके रखें और उस सिरे को चिह्नित/याद रखें जिसका सामना करना पड़ रहा है क्योंकि यह वह जगह है जहां से जड़ निकलती है।

5. अंकुरण कागज को दो बार मोड़ो, केंद्र में बीज के साथ एक तिगुना बनाना

चरण 4: स्वचालित जल प्रणाली

पानी प्रणाली में नमी सेंसर और क्रमिक वृत्तों में सिकुड़नेवाला पंप शामिल होंगे, जब वे 30% की नमी के स्तर से नीचे जाते हैं तो पौधे के पाउच को स्वचालित रूप से पानी देते हैं। मैंने कोड इसलिए लिखा ताकि 8 घंटे के बाद पाउच में नमी का स्तर चेक किया जा सके और यदि स्तर 30% से नीचे है तो पंप 10 सेकंड के लिए चालू हो जाएगा। मेरे पंप और बिजली की आपूर्ति के लिए १० सेकंड पर्याप्त थे, बैग में नमी को ३०% से ऊपर बढ़ाने के लिए पर्याप्त था, इसलिए पंप हर १६ घंटे में सक्रिय हो जाएगा, लेकिन विभिन्न सेटअपों के लिए परीक्षण और समायोजित किया जाना चाहिए।

सम्बन्ध:

ड्राइवर पिन को पाटने के लिए GND 1

ड्राइवर पिन को पाटने के लिए 12V GND 1

ड्राइवर पिन 7 (vcc) को पाटने के लिए 5V

D5 से ब्रिज ड्राइवर पिन 5 (in1)

D6 से ब्रिज ड्राइवर पिन 6 (in2)

Arduino D13 से R1 (यदि वैकल्पिक बाहरी एलईडी का उपयोग किया जाता है)

पुल चालक पिन 2 (बाहर 1) पेरिस्टाल्टिक पंप के सकारात्मक टर्मिनल के लिए

ब्रिज ड्राइवर पिन 4 (vref) और पिन 8 (बनाम) से 12V पॉज़ तक।

पुल चालक पिन १० (आउट२) क्रमाकुंचन पंप के नकारात्मक टर्मिनल के लिए

टिप्पणियाँ:

ब्रिज ड्राइवर के पिन 9 और 3 का उपयोग नहीं किया जाता है

शीर्ष पर बेवल वाले कोने के साथ पुल चालक का अंत पिन 1 है और वर्ग छोर पिन 10. है

कोड:

इंट आईएन१पिन = ५; // आप जिस पिन का उपयोग कर रहे हैं उसके आधार पर परिवर्तन IN2Pin = 6; // आप जिस पिन का उपयोग कर रहे हैं उसके आधार पर परिवर्तन #define नमी_पिन A0

व्यर्थ व्यवस्था()

{

सीरियल.बेगिन (९६००);

पिनमोड (IN1Pin, OUTPUT);

पिनमोड (IN2Pin, OUTPUT);

एनालॉगवर्इट (IN1Pin, 0);

एनालॉगवर्इट (IN2Pin, 0);

पिनमोड (नमी_पिन, इनपुट);

देरी (1000);

}

शून्य लूप ()

{

इंट सेंसरवैल्यू = नक्शा (एनालॉगरेड (नमी_पिन), 0, 1023, 100, 0); // नमी रीडिंग को मैप करें जो 100-0. से 0-1023 से एक प्रतिशत तक है

Serial.print ("वर्तमान नमी का स्तर है:");

सीरियल.प्रिंट (सेंसरवैल्यू);

सीरियल.प्रिंट्लन ("%");

अगर (सेंसरवैल्यू <30) // यदि नमी 30 प्रतिशत से कम है तो निम्नलिखित को निष्पादित करता है

{

एनालॉगवर्इट (IN1Pin, 255); // 255 सेट अधिकतम शक्ति के लिए पंप

देरी (10000); // 10 सेकंड के लिए पंप चलाता है

एनालॉगवर्इट (IN1Pin, 0); // पंप बंद कर देता है

Serial.println ("2 घंटे में नमी के स्तर की जाँच करना");

देरी (२८८०००००); // मिलीसेकंड में 8 घंटे

इंट सेंसरवैल्यू = नक्शा (एनालॉगरेड (नमी_पिन), 0, 1023, 100, 0); // नमी के स्तर की जाँच करता है

Serial.println (सेंसरवैल्यू); // नमी के स्तर को प्रिंट करता है

}

अन्यथा

{

Serial.println ("मिट्टी नम है, 1 घंटे में फिर से जाँच करें"); // यदि मिट्टी की नमी 30% से अधिक है तो यह कथन छापता है

देरी (3600000); // मिलीसेकंड में 1 घंटा

}

}

युक्ति: Arduino पर कोड अपलोड होने के बाद, आप में से उन लोगों के लिए जिन्होंने पहले उनका उपयोग नहीं किया है, आपको इसे अपने कंप्यूटर में प्लग इन करने की आवश्यकता नहीं है। आप arduino के लिए एक छोटी बिजली की आपूर्ति प्राप्त कर सकते हैं और चालू होने पर यह आपके कोड को निष्पादित करेगा। तो, इस डिज़ाइन के लिए आपको केवल Arduino के लिए बिजली की आपूर्ति और आपके ब्रेडबोर्ड पर बैरल जैक के लिए 12v बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता है।

चरण 5: यह सब एक साथ रखना

इस स्तर पर आपके पास ग्रो लाइट्स, वाटरिंग सिस्टम और प्लांट पाउच के साथ पूरा बॉक्स होना चाहिए ताकि जो कुछ बचा है उसे एक साथ रखना है।

यह चरण कई लोगों के लिए अलग-अलग हो सकता है जो पानी के जलाशय, पंप और माइक्रोकंट्रोलर के लिए बॉक्स और डिब्बे के आयामों पर निर्भर करता है।

क्योंकि विकास कक्ष गुरुत्वाकर्षण के बिना काम करने के लिए है, मैंने 15lb-ग्रेड वेल्क्रो स्ट्रिप्स का उपयोग करके पीछे के डिब्बे के सभी घटकों को नीचे करना सुनिश्चित किया

1. मैंने एक Arduino और ब्रेडबोर्ड धारक और फ्रेम से जुड़ी वेल्क्रो पट्टियों और धारक के पीछे का उपयोग किया और इसे फ़ाइल स्टोरेज कंटेनर के ऊपरी हिस्से में रखा जो कि मेरा बैक कम्पार्टमेंट है। (चित्र 2)

2. फिर, मैंने पेरिस्टाल्टिक पंप के नीचे और डिब्बे के आधार पर वेल्क्रो स्ट्रिप्स लगाईं और पानी के जलाशय के साथ भी ऐसा ही किया।

3. अगला, सिंचाई प्रणाली है। मैंने पेरिस्टाल्टिक पंप से नली को चार प्लांट पाउच के लिए चार होसेस में विभाजित करने के लिए तीन टी जोड़ों का उपयोग किया। (चित्र 3)

4. अंत में, मैंने प्लांट पाउच को रखने के लिए वेल्क्रो स्ट्रिप्स को जगह में रखा। क्योंकि मैं स्ट्रिप्स को एक जाली से जोड़ रहा था, मैंने औद्योगिक बद्धी के खंडों को काट दिया और उन्हें वेल्क्रो स्ट्रिप्स के पीछे फ्रेम के बाहर से चिपका दिया।

चरण 6: प्लांट पाउच स्थापित करना और चलाना

रियर कम्पार्टमेंट के बाद, ट्यूबिंग और नमी सेंसर सभी जगह पर हैं, जो कुछ बचा है वह प्लांट पाउच, ट्यूबिंग और नमी सेंसर को संलग्न करना है।

आखिरी सभा

1. पौधे के पाउच को उस तरफ रखें जिसके लिए उन्हें डिजाइन किया गया था। (चित्र 2 प्रक्रिया दिखाता है)

2. नमी सेंसर को पहले बने लंबे स्लिट वाले बैग में डालें

3. छोटे चौकोर फोम पोर्ट के माध्यम से ट्यूबों को पाउच में डालें

4. ग्रो लाइट को टाइमर में प्लग करें और सेट करें ताकि रोशनी दिन में 16 घंटे चालू रहे

5. ब्रेडबोर्ड बैरल जैक में 12 वी बिजली की आपूर्ति में प्लग करें

6. Arduino को कंप्यूटर में प्लग करें (यदि आप आउटपुट की निगरानी करना चाहते हैं) या बिजली की आपूर्ति और प्रोग्राम को चलने दें!

चरण 7: परिणाम

ऊपर के चित्रों का पहला सेट (1-4) दो सप्ताह की वृद्धि है

दूसरा सेट (5-6) पांचवें दिन से है जब पौधे के अधिकांश पाउच में अंकुरित दिखाई दे रहे थे

आखिरी तस्वीर (7) सिस्टम चालू होने के पहले दिन की है

इस कोंटरापशन के बारे में सबसे अच्छी बात यह थी कि जब एक पाउच बढ़ता था, क्योंकि वे अलग-अलग गति से बढ़ रहे थे, तो मैं लेट्यूस को हटा सकता था और उसी थैली में बीज का एक नया सेट डाल सकता था, बिना अन्य फसलों को तैयार होने से पहले काटा।. भविष्य के परीक्षणों में, मैं प्रत्येक पाउच के रोपण के रोपण को दो सप्ताह तक ऑफसेट करने की योजना बना रहा हूं क्योंकि अधिकांश लेट्यूस को परिपक्व होने में लगभग 45-55 दिन लगते हैं। और ऐसा करने से, हर दो सप्ताह में मेरे पास पूरी तरह से उगाए गए लेट्यूस के लायक पौधे की थैली होगी जो कटाई के लिए तैयार होगी और यह अन्य लेट्यूस पौधों को प्रकाश को अन्य पाउच में अवरुद्ध करने से रोकेगी क्योंकि वहां कम बड़े सिर उगेंगे।

ग्रोइंग बियॉन्ड अर्थ मेकर प्रतियोगिता में उपविजेता