Розробка мікроконтролерної системи для вирощування рослин методом гідропоніки

Abstract

Пропозиція виконати роботу народилася з ідеї полегшити та здешевити гідропонне вирощування їжі. Гідропоніка – це, по суті, система, де рослини вирощуються без використання традиційного ґрунту, замість цього коріння розміщують у водних розчинах, які містять необхідні розчинені поживні речовини. Гідропонна ферма, зазвичай, використовує спеціально розроблені системи зрошування, контрольоване освітлення та інші технології, щоб оптимізувати ріст та врожайність рослин. Найскладнішою та найдорожчою частиною такої системи є контролер. Мета дипломної роботи полягала в тому, щоб розробити робочий гідропонний контролер, який є дешевим і досить простим у створенні. Він відстежуватиме та контролюватиме ключові екологічні інгредієнти, необхідні для успішного гідропонного вирощування, головним чином pH, електропровідності (electrical conductivity, ЕС), повітря та рівні води. Візуальні сигнали будуть активовані, якщо показники перевищуватимуть рівень попередньо визначених діапазонів. Контролер також зможе керувати зовнішнім апаратним забезпеченням (hardware, HW), наприклад, освітлення, водонагрівач і водяний насос. Розроблено друковану плату, яка буде виступати в якості основи для плати Arduino 2560. Монтажна плата допоможе спростити побудову системи. Це також діє як спосіб підтримувати апаратне забезпечення більш стабільним, оскільки дроти не розв’яжуться, а перешкоди будуть зведені до мінімуму. Було враховано знання про те, що є важливим у гідропонному вирощуванні, і ці фактори використовувалися як вхідні дані для формування вимог до програмного (software,SW) і апаратного (HW)забезпечення. Були проведені дослідження зручності використання інтерфейсу користувача, щоб переконатися, що контролер буде зручним у використанні. Дизайн програмного забезпечення та шаблони програмного забезпечення були використані, щоб зробити програмне забезпечення більш модульним і розширюваним. У цій дипломній роботі докладно описано апаратне та програмнезабезпечення, а також причини прийняття певних проектних рішень. Також описано дизайн класів SW, а також загальне функціонування SW. Також наведено пояснення способу побудови системи.