ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
РАСТЕНИЕВОДСТВА 4
1.1 Сравнительный анализ методов автоматизации теплиц 4
1.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВЛЯЮЩИХ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ТЕПЛИЦЫ 6
1.3 План работы системы 24
1.4 Техническое задание 29
ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 33
2.1 Установка датчиков 33
2.2. Инструкции, настройка, применение 37
2.3 Тестирование системы 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54
СПИСОК ИНФОРМАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ 56
В России применение автоматизированных систем управления микроклиматом в теплицах является перспективной областью. Создание актуальных продуктов для сельскохозяйственного рынка положительно скажется на импортозамещении и развитии страны. Автоматизированные системы управления микроклиматом с более низкой стоимостью и простотой в эксплуатации понизит стоимость и содержание самих теплиц.
Объект исследования - автоматизация работы теплицы, на основе микроконтроллера.
Цель работы: смоделировать и разработать бюджетную не габаритную теплицу, управляемую микроконтроллером, способную поддерживать благоприятные условия для культивации растений в городских условиях.
В связи с поставленной целью определены задачи:
• Провести сравнительный анализ методов автоматизации теплиц.
• Определить комплектующие, необходимые для осуществления
автоматизированного ухода за растениями
• смоделировать систему управления теплицей
• составить программу для микроконтроллера, принимающую сигналы с датчиков, и управляющую исполнительными механизма теплицы.
В процессе решения поставленных задач будут рассмотрена документация к датчикам, будут использованы программы для моделирования микроконтроллера и его функций.
Рассматриваемая теплица должна обладать простотой сборки и отладки, расширяемым списком заранее заложенных настроек под определённые растения, а также должна собрана из деталей широко доступных, с умеренной ценовой политикой.
В соответствие с поставленными задачами были получены следующие результаты:
• исследованы методы выращивания растений. Определены доступные и простые методы, реализуемые без больших затрат;
• отобраны наиболее подходящие компоненты для разработки
системы: рассмотрена наиболее популярная платформа разработки - Arduino Nano. Также был обоснован выбор микроконтроллера Arduino Nano;
• изучены способы подключения датчиков и модулей;
• подробно разобрана Arduino Nano, а также описаны ее входы и выходы;
— Разработана программа обрабатывающая цифровые сигналы, аналоговые, а также сигналы, полученные по шине I2C. Рассмотрены некоторые тонкости подключения и эмуляции датчиков и дисплея;
— Спроектированы схемы в программе Fritzing. Спроектирована и запущена система в САПР Proteus 8.5.
Система автоматизированного управления теплицей позволяет оставлять слишком требовательное к условиям растения без присмотра на неопределённый срок. Система анализирует изменения в микроклимате внутри теплицы и реагирует на на них активируя те или иные компоненты системы, что позволяет удерживать условия выращивания продолжительный период времени.
Разработанная система неоспоримо имеет небольшой список недостатков. Самым крупным и серьёзным из этого списка можно выделить энергозависимость. Отключение от питания данной системы обнулит счётчик текущего времени, и цикл дня и ночи начнётся заново. Можно подключить данную систему к источнику бесперебойного питания, однако энергопотребление лампы весьма высокое и не подразумевает использование каких-либо источников кроме сетевого. Из данного рассуждения следует что использование аккумуляторов способно только сохранить цикл дня и ночи в системе, питать лампу или вытяжной вентилятор можно только централизованным напряжением. В результате разработанная система — недорогая, простая в установке, эксплуатации и настройке, но самое главное гибкая, что позволяет модифицировать ее без особых усилий и временных затрат практически под любую задачу.
