В жизни любого человека окружающая его среда имеет огромное значение. С древнейших времен люди научились сами выращивать растения, которые можно использовать в пищу. От состояния этих растений зависит самое главное богатство человека – его здоровье, эмоциональное и душевное состояние. Чтобы обеспечить идеальные условия для развития растений в нашем климате, люди придумали теплицы поэтому выращивание культурных растений в тепличных условиях – популярный вид досуга для людей любого возраста. Практически у каждой семьи города Велижа есть свой участок земли для сельхозпроизводства. Людям не жаль потратить лишний час и силы для ухода за растениями, но это лишь малая часть того, чем приходится жертвовать, ведь достаточно много людей тратят огромные суммы денег на «идеальные» условия для развития культурных растений. На многих таких участках стоят теплицы и парники, которые снабжают «вкусными витаминами» и помогают разнообразить наш «стол», да и сэкономить деньги на покупках тепличных овощей. Но у этой житейской практике есть обратная сторона. Владельцы теплиц «привязаны» к своим «кормильцам». Так как для нормального роста тепличным растениям необходимо дозированные влага, тепло и питательные вещества. Обслуживание теплицы становится очень трудоемким и технологичным производством. Нужно постоянно следить за температурным режимом и за влажностью почвы в теплице: поливать и спасать от заморозков и туманов растения, проветривать, закрывать теплицу и т.д. Но что делать тем, кто постоянно находится на работе? Выехать из города на сутки становится большой проблемой, не говоря уже на отъезд на несколько дней. С такой же проблемой сталкиваются дачники в больших городах. Решить такую проблему частично помогают добрые соседи и многочисленные родственники, что естественно не является панацеей. Второй проблемой, стоящей перед огородниками, является нерациональное использование  ресурсов. Поливая и подкармливая всю теплицу, мы способствуем развитию различных болезней и сорняков, которые уменьшают наш урожай.

В 2016 году наша школа переехала в новое здание, на территории которой была построена стационарная школьная теплица. Школьники вместе с учителем биологии и географии за 2 года накопили неоднозначный опыт использования этой теплицы. Получить достойный урожай было большой проблемой, так как перед заведующей теплицей встали те же проблемы что и перед огородниками нашего города.

Исходя из вышесказанного явно вырисовывается практическая проблема: для получения хорошего урожая в теплице требуется постоянно контролировать и создавать благоприятные условия развития, что не представляется возможным, в связи с тем, что не обеспечивается оптимальный тепловой режим, влажность, освещенность, а также существует сложность в целевом поступлении питательных веществ.

Актуальность этой проблемы трудно переоценить, с ней столкнулись миллионы дачников и жителей села. Спрос на устройства, решающие эту проблему есть, и он колоссальный.

Прежде чем приступить к началу нашей работы, мы решили исследовать рынок устройств и методов решений данной проблемы в Интернете, в специализированных журналах и книгах. И выяснили, что существует большое количество решений, основывающиеся на автоматических и механических устройствах. Устройства, выпускаемые промышленностью функциональны, надежны, экономичны, но обладают высокой ценой и сложны в обслуживании. Мы считаем, что не все готовы платить за такие возможности большие деньги. Представленные на рынке бюджетные устройства не являются многофункциональными. Обычно представлены автоматические устройства выполняющие 1-2 функции за 2-5 тысяч рублей. Многофункциональные устройства стоят уже совсем другие деньги и недоступны нашим дедушкам и бабушкам по причине их дороговизны. В Интернете много информации об устройствах, изготовленных садоводами-любителями, но эти устройства ограничены в своих возможностях и носят скорее частный характер решения проблемы (приложение 1). Анализируя рынок представленных устройств, способы решения проблемы отдельными садоводами и, конечно, собственные возможности, мы решили создать многофункциональное автоматическое устройство, выполняющее множество функций, необходимых для решения вышесказанной технической проблемы.

Исходя из вышеприведённого анализа наших исследований нами была сформулирована следующая гипотеза: можно ли создать бюджетное многофункциональное устройство для создания комфортных условий в теплице своими руками при минимальных затратах ресурсов. Для того чтобы подтвердить данную гипотезу, мы должны решить две проблемы:

Научная проблема: разработать на имеющейся элементарной базе и доступными программными средствами автоматическое многофункциональное устройство для комфортных условий развития растений.

Исследовательская проблема: обеспечить оптимальные условия для развития растений в теплице, с помощью бюджетного автоматического многофункционального устройства.

Проанализировав проблемы, которые встали перед нами, мы поставили следующую цель: создание рабочей модели автоматического многофункционального устройства для комфортных условий развития растений в школьной теплице, облегчающей обслуживание культурных растений с применением инновационных технологий.

Для того чтобы реализовать поставленную нами цель, мы поставили перед собой такие задачи:

1. изучить источники по данной теме;

2. провести анализ факторов, влияющих на комфортную жизнь культурных растений;

3. сформулировать требования к автоматическому многофункциональному устройству;

4. разработать схему устройства и подобрать комплектующие для него;

5. собрать работающий макет устройства;

6. создать алгоритм сбора информации с датчиков, контролирующих комфортные условия роста и развития культурных растений;

7. написать код программы автоматизации процессов с помощью программного обеспечения;

8. отладить работу многофункционального устройства

9. провести экономический анализ затраченных ресурсов для созданного устройства;

10.  провести пробную эксплуатацию устройства в школьной теплице;

11.  провести корректировку параметров устройства по результатам эксплуатации.

Объект исследования: автоматизация и оптимизация выращивания культурных растений.

Предмет исследования: модель автоматического многофункционального устройства, которое должно поддерживать комфортные условия для роста и развития культурных растений.

Тип проекта: практико - ориентированный, долгосрочный.

Этапы работы:

1. Анализ литературы, источников в Интернете.

2. Анализ существующих способов решения данных проблем и их реализуемости в наших условиях.

3. Выбор оптимального способа решения поставленной проблемы.

4. Планируемые результаты.

5. Изготовление действующей модели устройства.

6. Описание используемых технологий, материалов и методов (экономический расчет)

7. Анализ получившихся результатов проекта.

8. Вывод. Практическая и социальная значимость полученных результатов. Экономический целесообразность. Перспективы распространения и модернизации. Планы по развитию данного проекта.

 

 

Глава 1

Приступая к работе над проектом, мы провели анализ проблем и решений, влияющих на комфортную жизнь культурных растений в теплице.

Теплицы – это конструкции, предназначенные для выращивания натуральных овощей за короткий промежуток времени. Использование теплиц распространено как у частных владельцев, так и в сельском хозяйстве в целом.

Давайте рассмотрим подробнее, что же происходит в конструкции теплицы, которой не ведома автоматика и контроль за ее микроклиматом ведется по возможности.

Рано утром, как только первые солнечные лучи попадают в теплицу, температура в теплице начинает быстро повышаться. Для растений это – хорошо. Вот только есть проблема: перепад температур в это время между почвой и воздухом достигает порой разницы в 30°С! Корни остаются еще холодными, тогда как верхушки растений уже разогрелись. Более «холодная» подземная часть плохо снабжает более «теплую» верхнюю часть растений, что приводит к элементарному дефициту влаги. Для растений это плохо.

В жару растения испытывают еще больший стресс. Обычно люди идут собственноручно открывать форточки и двери уже тогда, когда температура внутри достигает 40°С. Двери и форточки резко открывают, и образовавшийся сквозняк уносит остатки недостающей влаги. Молодые побеги от этого теряют тургор – давление внутри клеток. А вот вредители, от жары и сухости начинают чувствовать себя как раз хорошо. Только вечером растения начнут приходить в себя. То есть задача нашего устройства – это максимально поддерживать комфортный климатический режим для растений в теплице: влажность, температуру, насыщенность кислородом.

Мы провели анализ существующих способов решения данных проблем и их реализуемости в наших условиях методом «Мозгового штурма».

Исходными условиями выбирали условия школьной теплицы: наличие корпуса теплицы, возможности подключения к сети переменного тока в 220 вольт и наличие безопасного места для размещения установки, возможность использования как водопроводной воды, так и накопительной.

Итак, мы сформулировали пять проблем и методов их решения:

1. Основная проблема для школьной теплицы – отсутствие свободного времени школьников и учителей. Из-за этого нарушается основной принцип теплицы – режим комфортных условий растений.  Ночью, в холодное время, теплица должна быть закрытой, для сохранения тепла, а днем, в жаркое время - вентилирования воздуха. Решение этой проблемы будет автоматизация большинства рутинных процессов.

2. Тепловой режим - температура, при которой у растений наиболее интенсивно идут процессы жизнедеятельности и накопление органического вещества, считается благоприятной. Оптимальная температура для различных культур также неодинакова, а так как в нашем регионе со средними климатическими показателями для продления периода вегетации культур закрытого грунта стоит позаботиться об их отоплении. Только дополнительный обогрев гарантирует полное созревание многих культур. Он создаст максимально комфортный климат, который так важен растениям, и обеспечит необходимый им парниковый эффект без губительных перепадов и пауз, затягивающих их развитие. Решением данной проблемы будет автоматическое поддержание оптимальной температуры воздуха – автоматика теплицы должна поддерживать необходимый диапазон температур, рекомендованный для данного конкретного культурного растения, произрастающего в данный момент. Должна осуществляться возможность регулировки и выбора данного диапазона температур программным и ручным способом.

3.  Световой режим. Здесь проблема в том, что для роста растений нужен определенный режим освещения, а весной дни еще короткие. Ростки тоже пока не большие, но без света их рост будет замедлен. Таким образом, не тратится энергия на бесполезное освещение в других диапазонах. А как известно, затраты на освещение при выращивании в теплицах и парниках, при подготовке рассады весьма значительны. Поэтому автоматическое управление освещением – должно обеспечить оптимальный режим для разных фаз развития растений и не зависеть от постоянного присутствия человека. Следует осуществляться возможность регулировки и выбора данного диапазона освещенности программным и ручным способом.

4) Вода, т.е. полив. Важная составляющая в жизни растений. Для полива нужна теплая, обогащенная кислородом вода, поданная в нужное время, в нужном количестве. В нашем проекте мы будем использовать такой метод полива как капельный. Капельный полив - это метод, когда вода малыми дозами подаётся непосредственно под корни растений, с помощью капельниц-дозаторов и используется наиболее эффективно и экономично. Система капельного полива уже доказала свою практичность, поэтому мы ее вводим в нашу теплицу. По датчику влажности пойдет команда насосу на полив растений. То есть автоматика теплицы должна определять объём полива и его частоту в зависимости от фазы развития растения и его запросов. (приложение 1.1).

5) Питание растений. Эта задача тоже уже решена. Совместно с капельным поливом растений будут подаваться нужные порции удобрений, растворенных в емкости для полива.

Автоматизация позволяет создать оптимальные условия для управления микроклиматом в теплице. 

Мы должны разработать устройство автоматизации работы теплицы не столь дорогое и вполне окупаемое, удобное в применение и простое в обслуживание, которое не отпугнет потенциальных покупателей.

Для выращивания овощей с помощью нашего автоматического устройства не требуется постоянного присутствия человека. Владелец дачи должен высадить рассаду в грунт и проводить комплекс агротехнических мероприятий. Применение автоматики в тепличном хозяйстве позволяет в значительной мере облегчить работу на дачном участке. Системы автономности помогают сэкономить время и ресурсы. Стоит отметить, что автоматизация теплицы, несмотря на свою кажущуюся сложность, вполне по силам даже школьникам.

Для эксперимента с теплицей мы выбрали ряд культурных растений, которые в дальнейшем будут выращиваться в школьной теплице. Его список и основную необходимую информацию по их выращиванию можно посмотреть в (приложение 2).

Исходя из вышесказанного, нами была разработана рабочая модель автоматического многофункционального устройства. Для выполнения поставленной задачи, нами была выбрана платформа Arduino. В ее основе лежит чип ATmega – в последней ревизии Арудуино Уно R3 – это ATmega328. Ее характеристики можно посмотреть в (приложение 3)

Используя эту плату и набор датчиков, реле, индикаторов и других электромонтажных изделий, мы создали автоматическое устройство. Для автоматизации процессов, мы будем использовать три ключевых параметра: освещенность, влажность почвы, температура воздуха в теплице. Кроме этого один канал будет отвечать за безопасность автоматизации системы полива (контролировать уровень жидкости в ёмкости для полива). Управление с помощью платы Arduino будет осуществляться по четырем каналам: освещение, вентиляция, обогрев, полив. В процессе своего развития растение требует разное условия для микроклимата теплицы. Разные растения требуют определенных параметров и условий, например - для наших культур мы использовали следующие параметры. Поэтому у нас устройство должно предусматривать возможность выбора режимов работы. Проанализировав особенности вегетативного развития растений, мы выбрали три режима и назвали их: ростки, развитие, созревание. Каждый из этих режимов настраивается под свои параметры. Для демонстрации на конкурсе мы установили следующие параметры устройства (приложение 4).

Все оросительные и осветительные приборы работают с переменным током напряжением 220в. Но работа с этим напряжением опасна для жизни и не разрешена для детей. Поэтому мы решили разработать устройство, которое будет коммутировать потребителей с рабочим постоянным напряжением 12в. В продаже и в школе достаточно устройств с таким рабочим напряжением. Это напряжение безопасно и разрешено для работы с детьми в школе. Так как требование по току у потребителей 12в больше, нам пришлось использовать компьютерный блок питания, у которого потребление по линии 12в около 20А. Ключевым требованием будет создание схемы, которую будет легко можно исправить на работу с переменным током напряжением 220в. В результате у нас была разработана схема устройства, представленная в (приложении 5). К схеме используется насос на 12В мощностью 48 Вт, что вполне хватает для капельного полива нашей теплицы. Для охлаждения в устройстве  используются компьютерные вентиляторы диаметром 120 мм. Они экономичны, доступны и не создают сильный сквозняк, что вредно для некоторых растений. Применяется 2 вентилятора, один на вдув, второй на вытяжку воздуха. Производительность используемых вентиляторов около 2 м3 в минуту, что вполне достаточно для нашей теплицы. В настольном макете используются вентиляторы диаметром 80 мм, с производительностью 1 м3 в минуту.

Проанализировав рынок компонентов необходимых для создания нашего автоматического устройства, мы подготовили список необходимых деталей и узлов для сборки. Этот список представлен в (приложении 6). В ходе выполнения проекта мы использовали ряд инструментов и расходных материалов. Они представлены в (приложение 7).

Программное обеспечение для нашего устройства было написано на языке С++ в программной среде для разработки программ (скетчей) Arduino IDE. Эта платформа в первую очередь ориентируется на конструкторов-любителей, которые применяют Arduino для построения простых систем автоматики и робототехники. Программа распространяется бесплатно и имеет открытый исходный код, в нем значительно упрощена работа с помощью различных библиотек. С помощью данного приложения у нас в школе школьники, посещающие кружок, знакомятся с программированием. Получившийся код программы вы можете посмотреть в (приложении 8).

В процессе работы над нашим проектом у нас была четкая дифференциация (разделение ролей). Это позволило уйти от излишнего дублирования и грамотно организовать наше время и повысить производительность труда.

Татьяна Серова работала с материалом по растениеводству, формулировала требования к автоматическому устройству и его параметрам работы.

Иванов Александр был нашим электронщиком, разработка и монтаж устройства в большей степени его заслуга.

«Мозгами» устройства занимался Кузьмин Даниил, то что устройство работает в соответствии с заявленными требованиями его заслуга.

Вопросы целеполагания, плана работы, макета теплицы, документации и оформления наш совместный труд.

Наше автоматическое многофункциональное устройство мы решили назвать в честь его создателей «КИСА-3».

Окончание монтажных и наладочных работ совпало с 17 февраля и уже 18 февраля 2019 года наше автоматическое многофункциональное устройство приступило к пробной эксплуатации. Оно было подключено к нескольким высаженным ящикам с рассадой в кабинете проектной деятельности. В течении 15 дней устройство прекрасно справлялось со своей работой, работая в режиме «Ростки». Устройство отлично работает, экономит ресурсы и внушает надежду на долгую работу. В результате пробной эксплуатации мы получили заказ от администрации школы на установку данного устройства в школьную теплицу.

В конце выполнения нашего проекта, мы проанализировали все наши расходы, экономический анализ вы можете посмотреть в (приложение 9).

 

 

Заключение

Подводя итог работы, следует сказать, что нам удалось достичь выполнения цели работы и решить задачи, поставленные перед нами. Мы создали многофункциональное автоматическое устройство, успешно следящее за заявленными параметрами и регулирующее микроклимат теплицы.

В ходе наших исследований мы поняли, что создание такого бюджетного автоматического многофункционального устройства просто необходимы для многих миллионов дачников и жителей села, так как все аналоги очень дорогие или недостаточно функциональны. Нам удалось сделать устройство «КИСА-3» стоимостью 4,5 тысячи рублей. Но нам оно обошлось 2300 рублей, так как часть узлов и деталей мы использовали из «кладовки». Промышленные устройства с похожим функционалом стоят от 15 тысяч рублей. При оптовой закупке деталей и узлов для нашего устройства через интернет, их цена уменьшится вдвое, корпус устройства можно изготовить самим на 3D принтере из АВС пластика. Что позволит экономить еще больше. Мы смогли создать бюджетное устройство с достаточным количеством функций, то есть подтвердили гипотезу.

Наше устройство успешно прошло двухнедельную проверку в кабинете проектной деятельности. Что указывает на решение всех сформулированных проблем.

На основе наблюдений, проведенных Серовой Татьяной за время работы устройства, наша КИСА-3 справляется с решением практической проблемы.

Создавая устройство мы познакомились с основами конструирования и создания электронных устройств, а также с основами программирования микроконтроллеров.

Нам удалось обеспечить оптимальные условия для развития растений в экспериментальной теплице.

Наблюдая за нашей проектной деятельностью нашим устройством заинтересовались 6 заказчиков. В ближайшей перспективе мы изготовим 6 устройств для их теплиц.

Уже работая над проектом нас заинтересовали вопросы автономности нашего устройства, его мобильности и влияния на окружающую среду. Сейчас ведется работа над переводом нашего устройства на альтернативные источники энергии (энергия солнца и ветра).

Приложение 1

 

Альтернативы нашему устройству представленные на рынке

Система автоматического полива растений Автолейка  МТ4016 = 2 190 руб. https://vasha-teplitsa.ru/obustroistvo/umnaya-teplica.html

Автоматический таймер для полива/ контроллер полива/ таймер для подачи воды  GA 322N (S538N) = 1200 руб. https://michael101063.livejournal.com/749126.html

ЙоТик Комплект Умная Теплица – 17900 руб. https://parnik-teplitsa.ru/umnaya-teplica-180

Смартпот click and grow (система автоматического полива для 1 растения) — 6990 руб. https://parnik-teplitsa.ru/umnaya-teplica-180

Grow box 60-180 led easy( дополнительное освещение+автополив ) - 51450 руб. http://eto.tpu.ru/ru-RU/Projects/Details/170

AeroGarden 7 Classic – 19125 руб. https://habr.com/ru/post/170743/

https://mgbot.ru/catalog/iot/jotik-umnaja-teplica-iot/

Приложение 1.1

 

В чем же преимущества капельного полива?

Капельный полив помогает значительно сократить расход воды. Так вот, с помощью данного метода можно сэкономить до 60% воды от ее первоначального объема! А урожайность при этом заметно возрастет- если верить исследованиям, то она способна вырасти от 1,8 до 3,5 раз! Кроме того, систему капельного полива легко можно отрегулировать под каждую конкретную культуру, ведь любому растению свойственны свои собственные потребности и предпочтения.

Еще одно преимущество капельного полива – это возможность самостоятельно регулировать температуру воды, делая ее наиболее подходящей для той или иной культуры.  Как правило, набранная в емкость вода практически всегда нагревается о температуры воздуха, что в своею очередь позволяет уберечь растительность от порой губительного для нее температурного шока. А ведь в том случае, когда вода подается из скважины напрямую, температурный шок часто бывает неизбежен.

Кроме того, система капельного полива способна работать даже при относительно небольшом напоре воды, что особенно актуально в суетливые личные выходные. А еще она помогает сэкономить массу времени и сил, которые можно направить на другие, не менее важные дачные хлопот. И, конечно же, капельную систему всегда можно автоматизировать -  для этого устанавливается оснащенный специальными электро-клапанами контролер.

Недостатки капельного полива

Одним из основных недостатков капельного полива является систематическое засорение капельниц. Для того, чтобы благополучно решить данную проблему, в ряде случаев требуется установка фильтра, который тоже нуждается в периодической чистке. Не радует дачников и весьма непродолжительный средний срок службы таких систем полива – как правило, он по крайне редко превышает два года. И, конечно же, все детали по мере их износа будет необходимо заменять на новые. Так что еще одним минусом можно обозначить и неизбежные материальные затраты, правда, не такой уж это и минус, если он с лихвой будет окупаться впечатляющими объемами отменного урожая!

 

 

Приложение 2

 

Лук

Полив всегда являлся основой при выращивании лука. Лук – одна из наиболее требовательных культур в этом плане. Без полива урожайность лука снижается в среднем на 30-40%, а порой и до 50%. В последнее время многие хозяйства предпочитают выращивать лук на капельном поливе, во многом превосходящее обычные системы полива. Т.к. многое зависит от конкретных климатических, почвенных и погодных условий, в среднем, можно говорить о следующих стадиях и этапах полива лука.

Стадия

М3/га/сутки

Посев – всходы

10-15

Небольшая луковица

26-30

Крупная луковица

35-40

Предуборочная стадия

10-15

 

Как видно из таблицы – наиболее требовательная к воде – стадия формирования луковицы (налива). При отсутствии полива в этот период луковица становится мелкой, что снижает размер и качество урожая.  Корневая система лука развита слабо, поэтому хорошие урожаи получают на плодородных, богатых гумусом, чистых от сорняков почвах. Нормой для посадки в землю луковиц считается температура в 10-12° градусов тепла. Земля должна прогреться, чтобы растения могли быстрее привыкнуть к новым условиям и дать первые всходы. Температура воздуха должна быть не ниже 4° градусов.

Луковые относятся к холодостойким культурам. Поэтому посев и посадку проводят в ранние весенние сроки, когда температура почвы в 10 см слое поднимается до +10...+12°C, а воздуха не будет опускаться ниже +3…+5°C. Всходам лука не страшны краткосрочные возвратные весенние заморозки. Похолодание до -3°C не вредит всходам, но взрослые растения при наступлении низких температур (-3...-5°C) прекращают рост и развитие, созревание семян.

Луку необходимо достаточное количество влаги, особенно, в период формирования семян и маточной луковицы. Семена при недостатке влаги получаются щуплыми с низкой всхожестью, а луковицы мелкими и малосочными.

Лук для нормального роста и развития использует мало воды, но требует постоянно влажной почвы в первый месяц после всходов и в период разрастания луковиц. В первое время поливы проводят раз в 2 недели, а если погода сухая и жаркая – 1 раз в неделю с последующим обязательным рыхлением почвы (уничтожение вредителей и их личинок), мульчированием.

Укроп

 Укроп неприхотлив и его выращивание может обойтись без необходимости использовать температурный регулятор, но полива требует частого и довольно обильного. Иначе листва его становится мелкой, пожелтелой, жесткой и особой пользы ни для здоровья, ни для приготовления блюд укроп не принесет. А вот правильно выращенный укроп – это кладезь витаминов и микроэлементов, столь необходимых человеческому организму. И отличная приправа для горячих и холодных блюд.

Укроп - однолетнее скороспелое, быстрорастущее пряно-вкусовое овощное растение семейства сельдерейных с сильным приятным запахом. Укроп- холодостойкое однолетнее растение. Его семена прорастают при температуре 3°C, а листья развиваются при 5...8°C. Оптимальная температура для роста вегетативных органов 16…17°C. Укроп- растение длинного дня, лучшее нарастание листьев происходит при 10-12-часовом дне. Поэтому в северных районах в летний период необходимо искусственно затенять грядки с укропом непрозрачным материалом, что повышает урожайность и позволяет дольше получать нежную нежесткую зелень. Полив должен происходит утром, стараясь не попадать на листья.

Петрушка

 Петрушка полезнее целой горсти пилюль, поскольку наполнена белками, углеводами и фолиевой кислотой, очищающей кровь и укрепляющей сопротивляемость организма болезням. И будет крайне обидно, если, посадив такую полезную для здоровья и просто необходимую в кулинарии культуру, вы не добьетесь никакого урожая. А он во многом зависит от правильного полива...

 Как надо поливать петрушку, и какие правила надлежит неукоснительно соблюдать

1. Полив должен быть регулярным, не менее двух раз за сезон.

2. Особое внимание на состояние влажности почвы следует обращать в начальный период вегетации во время образования листьев и формирования  корней. 

3. Полив лучше осуществлять в вечерние часы перед заходом солнца.

4. Влажность земли под петрушкой должна иметь среднее значение, а «мокрые» поливы надлежит совмещать с поливами «сухими», когда при рыхлении и окучивании почвы разрушаются почвенные капилляры и уменьшается тем самым испарение из земли влаги.

 В принципе, петрушка растение засухоустойчивое, но, как уже было сказано, два раза обильного полива петрушке не помешает...

Петрушка - неприхотливое двухлетнее травянистое растение семейства зонтичных с мясистым веретенообразным корнем, прямостоячими сильноветвистыми стеблями, причудливо рассеченными листьями и мелкими цветками. Под петрушку необходимо отводить наиболее плодородные почвы. Избыток влаги и близость грунтовых вод вызывают заболевания растений.

Светолюбивое холодостойкое растение. Температура прорастания семян 2-3°C, однако восходы при этих условиях появляются только на 15- 20-й день после посева.

Редис

       В первый раз обильно поливаем редисочные посадки после посева семянок, неважно, в теплице или огороде. Даже если семена предварительно замачивались в воде или стимуляторах роста, увлажняем посевы обязательно, подготовив водичку комнатной температуры.

Глубина полива

• До формирования настоящего листа увлажняем землю на 10 см вглубь.

• Во время образования плодов снабжаем овощи влагой на 15 см вглубь.

Если на упаковке от семян указано, что длина основного корня составляет, к примеру, 25 см, обеспечиваем полив именно на эту глубину.

Редис-влаголюбивая культура.   В отличие от других овощных культур имеет мелкую корневую систему, поэтому в течение всего вегетационного периода ему необходимо достаточное количество влаги. При ее недостатке корнеплоды удлиняются, дрябнут, имеют неприятный вкус.

Следует также помнить, что эта культура требовательна к освещенности. Лучший корнеплод редис образует при 10-12-часовом дне. Растение холодостойкое, семена начинают прорастать при 2-3°C, восходы выдерживают заморозки до -3...-5°C.

Приложение 3

Плата Arduino Uno

Контроллер Uno является самым подходящим вариантом для начала работы с платформой: она имеет удобный размер (не слишком большой, как у Mega и не такой маленький, как у Nano), достаточно доступна из-за массового выпуска всевозможных клонов, под нее написано огромное количество бесплатных уроков и скетчей.

Характеристики Arduino Uno

Микроконтроллер

ATmega328

Рабочее напряжение

5В

Напряжение питания (рекомендуемое)

7-12В

Напряжение питания (предельное)

6-20В

Цифровые входы/выходы

14 (из них 6 могут использоваться в качестве ШИМ-выходов)

Аналоговые входы

6

Максимальный ток одного вывода

40 мА

Максимальный выходной ток вывода 3.3V

50 мА

Flash-память

32 КБ (ATmega328) из которых 0.5 КБ используются загрузчиком

SRAM

2 КБ (ATmega328)

EEPROM

1 КБ (ATmega328)

Тактовая частота

16 МГц

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

 

 

 

 

 

Приложение 4

 

Режимы демонстрационной работы

Rostki

Razvitie

Sozrevanie

Время полива, с

10

30

20

Температура включения вентилятора/обогрева, 0с

20\30

24\32

22\28

Освещение ВКЛ

30

50

40

 

 

 

Приложение 5

 

Схема автоматического многофункционального устройства «КИСА-3»

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

 

 

 

 

Приложение 6

 

Детали и узлы, используемые для создания автоматического многофункционального устройства

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

 

 

 

Приложение 7

 

Список инструментов и расходных материалов, используемых для создания автоматического многофункционального устройства

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

 

 

Приложение 8

#include <Arduino.h>

#include <Wire.h>

#include <SoftwareSerial.h>

 

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

 

double angle_rad = PI/180.0;

double angle_deg = 180.0/PI;

void Rostki();

LiquidCrystal_I2C lcd_I2C_0x27(0x27, 2, 1, 0, 4, 5, 6, 7, 3, POSITIVE);

void Pogram();

void Razvitie();

void Sozrevanie();

 

 

void Rostki()

{

    if(((0)==(digitalRead(1)))){

        lcd_I2C_0x27.clear();

        lcd_I2C_0x27.setCursor( (1) - 1, (1) - 1 );

        lcd_I2C_0x27.print( "Prog: Rostki" );

        lcd_I2C_0x27.setCursor( (1) - 1, (2) - 1 );

        lcd_I2C_0x27.print( "OCB" );

        lcd_I2C_0x27.setCursor( (6) - 1, (2) - 1 );

        lcd_I2C_0x27.print( analogRead(A0+1) );

        lcd_I2C_0x27.setCursor( (9) - 1, (2) - 1 );

        lcd_I2C_0x27.print( "TEMP" );

        lcd_I2C_0x27.setCursor( (14) - 1, (2) - 1 );

        lcd_I2C_0x27.print( (analogRead(A0+2)) / ((1024) / (47)) );

        Serial.println(analogRead(A0+1));

        if((analogRead(A0+1)) < (30)){

            digitalWrite(9,0);

        }else{

            digitalWrite(9,1);

            _delay(1);

        }

        Serial.println(analogRead(A0+2));

        if(((analogRead(A0+2)) / ((1024) / (47))) < (20)){

            digitalWrite(10,0);

        }else{

            digitalWrite(10,1);

            _delay(1);

        }

        if((30) < ((analogRead(A0+2)) / ((1024) / (47)))){

            digitalWrite(11,0);

        }else{

            digitalWrite(11,1);

            _delay(1);

        }

        if(digitalRead(6)){

            digitalWrite(13,0);

            _delay(10);

        }else{

            digitalWrite(13,1);

        }

    }else{

        Pogram();

        _delay(1);

    }

    

}

 

void Pogram()

{

    if(((0)==(digitalRead(1)))){

        Rostki();

    }else{

        if(((0)==(digitalRead(2)))){

            Razvitie();

        }else{

            Sozrevanie();

        }

    }

    

}

 

void Razvitie()

{

    if(((0)==(digitalRead(2)))){

        lcd_I2C_0x27.clear();

        lcd_I2C_0x27.setCursor( (1) - 1, (1) - 1 );

        lcd_I2C_0x27.print( "Prog: Razvitie" );

        lcd_I2C_0x27.setCursor( (1) - 1, (2) - 1 );

        lcd_I2C_0x27.print( "OCB" );

        lcd_I2C_0x27.setCursor( (6) - 1, (2) - 1 );

        lcd_I2C_0x27.print( analogRead(A0+1) );

        lcd_I2C_0x27.setCursor( (9) - 1, (2) - 1 );

        lcd_I2C_0x27.print( "TEMP" );

        lcd_I2C_0x27.setCursor( (14) - 1, (2) - 1 );

        lcd_I2C_0x27.print( (analogRead(A0+2)) / ((1024) / (47)) );

        Serial.println(analogRead(A0+1));

        if((analogRead(A0+1)) < (50)){

            digitalWrite(9,0);

        }else{

            digitalWrite(9,1);

            _delay(1);

        }

        Serial.println(analogRead(A0+2));

        if(((analogRead(A0+2)) / ((1024) / (47))) < (24)){

            digitalWrite(10,0);

        }else{

            digitalWrite(10,1);

            _delay(1);

        }

        if((32) < ((analogRead(A0+2)) / ((1024) / (47)))){

            digitalWrite(11,0);

        }else{

            digitalWrite(11,1);

            _delay(1);

        }

        if(digitalRead(6)){

            digitalWrite(13,0);

            _delay(30);

        }else{

            digitalWrite(13,1);

        }

    }else{

        Pogram();

        _delay(1);

    }

    

}

 

void Sozrevanie()

{

    lcd_I2C_0x27.clear();

    

    lcd_I2C_0x27.setCursor( (1) - 1, (1) - 1 );

    lcd_I2C_0x27.print( "Prog: Sozrevanie" );

    

    lcd_I2C_0x27.setCursor( (1) - 1, (2) - 1 );

    lcd_I2C_0x27.print( "OCB" );

    

    lcd_I2C_0x27.setCursor( (6) - 1, (2) - 1 );

    lcd_I2C_0x27.print( analogRead(A0+1) );

    

    lcd_I2C_0x27.setCursor( (9) - 1, (2) - 1 );

    lcd_I2C_0x27.print( "TEMP" );

    

    lcd_I2C_0x27.setCursor( (14) - 1, (2) - 1 );

    lcd_I2C_0x27.print( (analogRead(A0+2)) / ((1024) / (47)) );

    

    Serial.println(analogRead(A0+1));

    

    if((analogRead(A0+1)) < (40)){

        digitalWrite(9,0);

    }else{

        digitalWrite(9,1);

        _delay(1);

    }

    

    Serial.println(analogRead(A0+2));

    

    if(((analogRead(A0+2)) / ((1024) / (47))) < (22)){

        digitalWrite(10,0);

    }else{

        digitalWrite(10,1);

        _delay(1);

    }

    

    if((28) < ((analogRead(A0+2)) / ((1024) / (47)))){

        digitalWrite(11,0);

    }else{

        digitalWrite(11,1);

        _delay(1);

    }

    

    if(digitalRead(6)){

        digitalWrite(13,0);

        _delay(20);

    }else{

        digitalWrite(13,1);

    }

    

    Pogram();

    

    _delay(1);

    

}

 

 

void setup(){

    Serial.begin(115200);

    lcd_I2C_0x27.begin(16, 2);

    lcd_I2C_0x27.clear();

    pinMode(1,INPUT);

    pinMode(A0+1,INPUT);

    pinMode(A0+2,INPUT);

    pinMode(9,OUTPUT);

    pinMode(10,OUTPUT);

    pinMode(11,OUTPUT);

    pinMode(6,INPUT);

    pinMode(13,OUTPUT);

    pinMode(2,INPUT);

    digitalWrite(13,1);

    digitalWrite(9,1);

    digitalWrite(10,1);

    digitalWrite(11,1);

    

}

 

void loop(){

    

    Pogram();

    _delay(1);

    

    _loop();

}

 

void _delay(float seconds){

    long endTime = millis() + seconds * 1000;

    while(millis() < endTime)_loop();

}

 

void _loop(){

    

}

 

 

Приложение 9

Экономический расчет изделия КИСА -3:

1. Корпус = 650 руб.

2. Плата Arduino Uno = 400 руб.

3. Кнопки = 3 * 20 = 60 руб.

4. Автоматический предохранитель = 200 руб.

5. Провода = 100 руб.

6. Реле = 4 * 40 = 160 руб.

7. Датчик температуры = 10 руб.

8. Геркон = 20 руб.

9. Датчик влажности = 50 руб.

10. Датчик освещенности = 10 руб.

11. Разъемы = 5 * 25 = 125 руб.

12. Экран = 200 руб.

13. Дискретный выключатель = 200 руб.

14. Блок питания = 500 руб.

15. Светодиоды = 5 * 2 = 10 руб.

16. Флюс = 10 руб.

17. Припой = 20 руб.

18. Изолирующие материалы = 50 руб.

19. Фиксирующие материалы = 20 руб.

20. Резисторы = 10 руб.

21. Насос = 300 руб.

22.  Электроэнергия = 150 руб.

23. Материалы для макета = 1000руб

24.  Время, потраченное на изыскания 355 часов.