Hydrocultuur

Over dit project

Hydrocultuur is een vorm van bodemloze landbouw. De bodem verliest na verloop van tijd zijn voedingsstoffen en vruchtbaarheid, dus om te voorkomen dat we hydrocultuur kunnen gebruiken. Plantengroei en -voeding kunnen ook worden verbeterd en gecontroleerd. Plant die alleen in een bepaalde tijd van het jaar kan groeien en het hele jaar door kan worden gekweekt. We kunnen ook de groei van de plant, het voedingsniveau van de bodem, het vochtgehalte in de bodem en de hoeveelheid ontvangen licht volgen.

Inleiding

Dit project is een model van het eigenlijke systeem. Hier vervangen we aarde door cacaopoeder. We kunnen het vocht- en voedingsstoffengehalte van het cacaopoeder gemakkelijk controleren ten opzichte van normale grond. In dit project beheersen we slechts drie criteria voor plantengroei, namelijk vocht, licht en temperatuur. Voor ons model gebruiken we de specificatie van een slaplant

• Temperatuur:25 tot 30 graden Celsius.

• Vochtigheid:50% tot 80%.

• Lichtintensiteit:250 fotonen per sec.

Lichtregeling

Voor ons model gebruiken we een reeks van 3 mm LED's die in serie en parallel zijn aangesloten. We hebben 16 LED's gebruikt, 8 rode LED's en 8 blauwe LED's. Een reeks van 4 LED's in serie vereist een 12v-voeding. We gebruiken dus een externe voeding van 12v. Om de LED's aan te sturen met behulp van Arduino gebruiken we een optocoupler IC 4N35. Voor de informatie over de lichtintensiteit gebruiken we een lichtsensor met LDR. Voor betere prestaties kunnen we een fotodiodesensor monteren. We hebben de uitlezing van de lichtsensoren omgezet in fotonen per seconde met behulp van de code in Arduino.

Temperatuurregeling

Planten hebben een geschikte temperatuur nodig voor hun groei. We regelen dus de temperatuur van het model met behulp van twee ventilatoren en een gloeilamp.

Voor het meten van de omgevingstemperatuur gebruiken we IC LM35. De temperatuur wordt gemeten en de gegevens worden aan Arduino gegeven. Wanneer de temperatuur boven de gewenste waarde komt, moeten we de omgeving afkoelen, dus wordt er een koelventilator ingeschakeld. Als de temperatuur onder de gewenste waarde komt, moeten we de omgevingstemperatuur verhogen, dus een verwarmingsventilator plus een gloeilamp wordt ingeschakeld. De lamp wordt buiten bewaard in een aparte doos, zodat de lichtintensiteit onze lichtsensor niet beïnvloedt. De lamp verwarmt de doos en de verwarmingsventilator gooit de hete lucht naar binnen.

Beide ventilatoren worden aangestuurd door middel van een motoraandrijving en de gloeilamp wordt aangestuurd met behulp van een relais.

Vochtigheidsregeling

Het cacaopoeder moet de juiste hoeveelheid waterdeeltjes bevatten zodat de plant fotosynthese kan uitvoeren. Voor het meten van de vochtigheid van de grond gebruiken we de DHT11-sensor. Deze sensor kan zowel temperatuur als vochtigheid detecteren, maar we hebben hem alleen gebruikt voor vochtigheidsmeting.

Om het watergehalte in het cacaopoeder te verhogen, hebben we de waterpomp aangesloten op een pijp en enkele gaten in de pijp geponst. (concept van druppelirrigatie).

Punten om op te letten.

• De DHT11-sensor heeft een responstijd van 1 Hz, dus de vertraging tussen elke meting moet minimaal 1 seconde zijn.

• De rij LED's die in serie van 4 zijn aangesloten, heeft 12V-voeding nodig.

• Behoud de veiligheid tijdens het aansluiten van 230V op PCB of breadboard, isoleer naakte draden met isolatietape.

• Geef geen direct signaal aan de optocoupler, sluit een weerstand ertussen aan.

• De gebruikte borstelloze DC-ventilator is Uni-directioneel, dus monteer deze dienovereenkomstig.

Code

• Hydrocultuur

HydrocultuurArduino

#include int pinDHT11 =41;int coolingFan=50;int verwarmingFan=48;int heater=3;int LEDrow1=25;int LEDrow2=27;int LEDrow3=29;int LEDrow4=31; int pump=31;SimpleDHT11 dht11;void setup(){Serial.begin(115200); pinMode (koelventilator, UITGANG); pinMode (verwarmingsventilator, UITGANG); pinMode (verwarmer, UITGANG); pinMode (LEDrow1, OUTPUT); pinMode (LEDrij2, UITGANG); pinMode (LEDrow3, UITGANG); pinMode (LEDrow4, UITGANG); pinMode(pomp,OUTPUT);}void loop(){ temperatuur(); licht(); vochtigheid();}void temperatuur(){ int value=analogRead(A10); vlottervolt=(waarde/1024.0)*5.0; vlottertemperatuur =volt * 100,0; Serieel.print("temp="); Serieel.println(temp); vertraging (1000); if(temp<25){ digitalWrite(verwarmer,LAAG); digitalWrite (verwarmingsventilator, HOOG); } else{ digitalWrite(verwarmer,HIGH); digitalWrite (verwarmingsventilator, LAAG); } if(temp>
30){ digitalWrite(coolingFan,HIGH); }else{ digitalWrite (koelventilator, LAAG); }}void light(){float ldrdata=analogRead(A8);float weerstandVolt=(1024-ldrdata)/1024.0*5.0;float ldrVolt=5.0-resistorVolt;float ldrResistance=ldrVolt/weerstand Volt*5000.0;float lux =(12518931) *(pow(ldrResistance,-1.405));float photons=lux*0.019;//Serial.println(photons);delay(1000);if(photons<50){ digitalWrite(LEDrow1,HIGH); digitalWrite (LEDrij2, HOOG); digitalWrite (LEDrow3, HOOG); digitalWrite(LEDrow1,HIGH);}if(photons>100){ digitalWrite(LEDrow1,LOW); digitalWrite(LEDrow2,LOW); digitalWrite(LEDrow3,LOW); digitalWrite(LEDrow4,LOW);}}void vochtigheid() {// begin te werken... //Serial.println("================================="); //Serial.println ("Voorbeeld DHT11..."); // lees zonder voorbeelden. bytetemperatuur =0; byte vochtigheid =0; int err =SimpleDHTERrSuccess; if ((err =dht11.read(pinDHT11, &temperature, &humidity, NULL)) !=SimpleDHTERrSuccess) { //Serial.print("Read DHT11 failed, err="); Serial.println(err);vertraging(1000); opbrengst; } int vochtig=(int)vochtigheid; //Serial.print ("Voorbeeld OK:"); // Serial.print (vochtig); Serieel.println("H"); // DHT11-bemonsteringsfrequentie is 1 Hz. vertraging (2000); if (vochtig <85) { digitalWrite (pomp, HOOG); digitalWrite (koelventilator, LAAG); }if(vochtig>94){ digitalWrite(coolingFan,HIGH); digitalWrite(pomp,LAAG);}} 

Schema's