VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV AUTOMATIZACE A MĚŘÍCÍ TECHNIKY

FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION

DEPARTMENT OF CONTROL AND INSTRUMENTATION

SYSTÉM AUTOMATICKÉHO PĚSTOVÁNÍ ROSTLIN AUTOMATIC CULTIVATED PLANTS

SEMESTRÁLNÍ PROJEKT BROB SEMESTRAL THESIS BROB

AUTOR PRÁCE Stanislav Starec (164403) AUTHOR

VEDOUCÍ PRÁCE Ing. Vlastimil Kříž SUPERVISOR

BRNO, 2015

ZADÁNÍ Navrhnete a realizujte systém automatického pěstováni rostlin. Zabezpečte, aby plnohodnotně nahradil člověka při péči o rostliny. Ověřte, jestli při takovémto pěstování je vyšší produktivita vypěstovaných plodin. Vytvořte HW na snímání vlhkosti zeminy, dopadajícího slunečního záření a ev. jiných důležitých faktorů. Za pomoci mikrokontroléru pak postavte zařízení, které na základě těchto hodnot realizuje automatické zalévání, přísvit a ev. další vstupy. Systém bude také umožňovat logování a prezentaci naměřených hodnot a zásahů do systému v přívětivé formě uživateli.

III

OBSAH

ZOZNAM OBRÁZKOV ................................................................................................... IV

ÚVOD ................................................................................................................................... 1

1 ZAKLADNÉ TEORETICKÉ POZNATKY ............................................................. 2

1.1 Pôdna vlhkosť a dodávka vody ............................................................................................ 2

1.2 Umele slnko pre rastlinu ..................................................................................................... 2

2 HARDWARE ............................................................................................................. 3

2.1 Vlhkosť pôdy ....................................................................................................................... 3

2.1.1 Snímač vlhkosti pôdy ....................................................................................................... 3

2.1.2 Ovládanie čerpadla a elektromagnetických ventilov ...................................................... 4

2.1.3 Transport vody ................................................................................................................ 5

2.2 Umele slnko ........................................................................................................................ 6

2.2.1 Snímanie intenzity slnečného žiarenia ............................................................................ 6

2.2.2 Prisvecovanie GROW LED ................................................................................................ 6

2.3 Zdroje a meranie spotreby .................................................................................................. 8

2.3.1 Spínane zdroje ................................................................................................................. 8

2.3.2 Meranie spotreby ............................................................................................................ 9

3 SOFTWARE ........................................................................................................... 11 3.1.1 Snímanie svetla a ovládanie LED ................................................................................... 11

3.1.2 Snímanie vlhkosti a ovládanie zalievania ...................................................................... 11

3.1.3 Obsluha zalievania ......................................................................................................... 11

4 ZÁVER ..................................................................................................................... 12

IV

ZOZNAM OBRÁZKOV

Obrázok 2.1 Schéma zapojenia obvodu LM555. .......................................................... 3

Obrázok 2.2 Fotografia hotového PCB s časovačom LM555. ...................................... 3

Obrázok 2.3 Schéma zapojenia obvodu MC33887. ...................................................... 4

Obrázok 2.4 Schéma zapojenia obvodu DRV8803. ...................................................... 4

Obrázok 2.5 Fotografia osadenia obvodov DRV8803 a MC33887. ............................. 5

Obrázok 2.6 Schéma zapojenia rozvodu vody. ............................................................. 5

Obrázok 2.7 Pohľad na vytvorený rozdeľovač, vpravo detail ....................................... 5

Obrázok 2.8 Schéma zapojenia led snímacích osvetlenie. ............................................ 6

Obrázok 2.9 Schéma zapojenia obvodu LM3406 s OZ LMP8645. .............................. 7

Obrázok 2.10 Fotografia osadeného PCB obvodmi LED driver. .................................... 7

Obrázok 2.11 Fotografia osadenia LED grow na Al chladič. ......................................... 7

Obrázok 2.12 Fotografia osadeného PCB snímacej RGB led ......................................... 7

Obrázok 2.13 Schéma zapojenia obvodu LM2596. ........................................................ 8

Obrázok 2.14 Schéma zapojenia obvodu LM2588. ........................................................ 8

Obrázok 2.15 Schéma zapojenia obvodov na meranie prúdu. ........................................ 9

Obrázok 2.16 Top pohľad na výkonovú časť PCB ......................................................... 9

Obrázok 2.17 Bottom pohľad na výkonovú časť PCB .................................................. 10

Obrázok 2.18 Detail na meracie OZ prúdu AD7992 a INA139 .................................... 10

Obrázok 2.19 Detail na step-down, obvod LM2596 s cievkou napravo ....................... 10

1

ÚVOD Rastliny ako také, sú bežnou súčasťou každodenného ľudského života. Stretávame sa s nimi ako prostriedkami okrasy našich domov, bytov a balkónov ale vo veľkej miere sú taktiež producentmi plodov, ktoré konzumujeme a je jedno či je to ovocie alebo zelenina. V mojom technickom ponímaní je rastlina ako rastlina, samozrejme nezabúdam, že je to živý organizmus, o ktorý sa treba starať.

Všetci dobre poznáme pocity, ktoré v nás burcujú, keď neustále musíme zalievať rastliny a nie vždy vieme odhadnúť dostatok vody, ktorú rastlina potrebuje. S tým prichádzajú problémy ako preliatie alebo vyschnutie rastliny, s čím sa mnohý z nás stretávajú často a tí lehnivší možno aj dennodenne.

Ja som študent, o nás študentoch sa traduje všeobecné známy fakt, že sú to lenivé tvory, takže pri nudnom a nutnom každodennom zalievaní som si všimol opakujúci sa cyklus zalievania, ktorý by bolo možné zautomatizovať. Neskôr ma napadol fakt, že stroj nezvykne robiť chyby ako človek, napr. preleje alebo zabudne doliať vodu, takže v nasledujúcej práci by som chcel riešiť otázku schopnosti fungovania zalievaceho automatu bez ľudských nedostatkov.

Často sa stretávame aj s pojmami ako umelo vypestovane ovocie či zelenina. Narážam na fakt prisvecovania rastlinám umelým svetlom. Preto som sa rozhodol implementovať do svojho výrobku aj možnosť prisvecovania, vytvorenia umelého slnka. S tým plynie kopec otázok a problémov, ktoré som sa pokúsil vyriešiť v tejto práci.

V neposlednom rade každý stroj ma nejakú spotrebu, ktorú chceme minimalizovať. Snažil som sa použiť efektívne výkonové prvky s malou spotrebou a možnosťou „spánku“ a zakomponoval som aj možnosť prúdového monitorovania všetkých výkonových prvkov.

Z týchto úvodných poznatkov plynie, že ide o komplexne zariadenie, ktoré zasahuje do oblasti mechaniky, vodného hospodárstva, riadiacej a výkonovej elektroniky až po potrebu jednoduchého ovládacieho softwaru. So softwarom sa viaže aj ďalšia potreba, a to možnosť ovládania – posielania príkazov zariadeniu.

Ako študent bývajúci na kolejích som sa rozhodol toto zariadenie „ušiť“ na mieru použitia na kolejích. Prácu môžem rozdeliť na 3 veľké celky. Hardwaru sa tyká mechanika, rozvod vody (zásobná nádoba – rastlina) ďalej snímacia a výkonová spínacia elektronika (snímanie vlhkosti atd., spínanie čerpadla a LED driverov). Software sa týka hlavne snímania vlhkosti rastliny a následne jej závlahy a ďalej sprostredkovania meraných dát a vykonanie ovládacích príkazov zasielaných po obojsmernej sériovej linke. V tejto dokumentácií sú v prvej časti popísané základne teoretické znalosti, druha časť sa venuje výberu a návrhu hardware a tretia softwaru.

2

1 ZAKLADNÉ TEORETICKÉ POZNATKY V nasledujúcej kapitole sú popísané teoretické poznatky z oblasti merania pôdnej vlhkosti a výberu parametrov jednotlivých súčiastok ako umelého slnka a iných.

1.1 Pôdna vlhkosť a dodávka vody

Meranie pôdnej vlhkosti je veľmi problematické a závislé na strašné veľa faktoroch, ktoré ovplyvňujú meranú hodnotu. Mnohé z týchto faktorov neje možné kompenzovať.

Pre svoju jednoduchosť je používaná metóda merania pôdnej vodivosti a na základe toho vyhodnocovanie percentuálnej prítomnosť vody v meranej pôde. Aby bolo možné minimalizovať vznik polarizácie, ktorá vzniká na elektródach pri prechode elektrického prúdu, zníženie korózie na snímacích drôtoch a aj zamedzenie rozkladu vody je používané malé striedavé napätie. Pre jednoduchosť vyhodnocovania je použite základne zapojenie známeho časovača označovaného ako 555-ka (výrobcami tiež LM555, MA555, NE555 apod.), ktoré v podstate prevádza zmenu kapacity na zmenu výstupnej frekvencie. Množstvo vody je priamo úmerne výstupnej frekvencii.

Ďalší problém, ktorý sa viaže na snímanie pôdnej vlhkosti je dlhá časová konštanta prechodu vody pôdou. Na jednu stranu je to vynikajúce lebo nie je potrebne časté zalievanie a je možné len raz za čas čo pripomína regulátor bang-bang. Na druhu stranu po zaliati sa voda dostáva do celého množstvá zeminy až po niekoľkých minútach, čo znepríjemňuje presnosť merania aktuálneho množstva vody v pôde.

Veľkou otázkou je aj možnosť transportu vody zo zásobnej nádoby k rastlinám v izbových podmienkach. Za týmto účelom som sa rozhodol použiť tiché akvaristické čerpadlo, ktoré vodu tlači do rozdeľovača, v tomto prípade sa jedna o 4 paralelne radene elektromagnetické ventily – solenoidy, ktoré ďalej otvárajú cestu vode, ktorá ďalej prúdi po veľmi malých hadičkách s priemerom 4 mm, čo je pre použitie v byte ideálne keďže to nenarúša estetiku samotného interiéru.

1.2 Umele slnko pre rastlinu

Ako zdroje svetla sa používajú rôzne žiarovky, trubice, výbojky či grow LED diódy. Tieto zdroje majú rozdielnu efektivitu premeny elektrickej energie na svetelnú, líšia sa v ponúkaných farbách a hlavne v možnosti voľby emitujúceho svetelného spektra.

Maximálna efektivita rastliny sa dosahuje ak je rastlina 18 hodín denne pod ideálne plným slnečným osvetlením. Ďalej je známe, že rastlina takmer vôbec nepohlcuje spektrum zelených farieb (500-600nm), odráža ich a preto sa nám rastliny javia ako zelene. Z týchto dôvodov som sa rozhodol použiť tzv. grow led, ktoré emitujú úzku vlnovú dĺžku a majú jednoduché ovládanie jasu – výkonu emitujúceho svetla. Pre rast a tvorbu stoniek, listov je potrebne modré (420-470nm) pre tvorbu kvetov, plodov je potrebne červené a blízke infra (620-740nm) svetlo. Pomerom výkonov jednotlivých farieb je teoreticky možné ovplyvňovať rýchlosť rastu rastliny, kvetov, plodov atd.

3

2 HARDWARE Ako už bolo avizovane v úvode hardwarová časť je veľmi rozsiahla, skladá sa nielen z elektronických obvodov ale aj z vodovodných potrubí. Tato časť je rozdelená na tri veľké celky a to snímanie vlhkosti a následné zalievanie a snímanie intenzity osvetlenia a následné prisvecovanie a ostatne pomocne obvody ako zdroje a iné.

2.1 Vlhkosť pôdy

2.1.1 Snímač vlhkosti pôdy Ako už bolo spomenuté v teórii na meranie pôdnej vlhkosti je používané meranie zmeny kapacity dielektrika medzi elektródami (nerezovými drôtmi) zapichnutými v pôde. Pre pohodlnejšie vyhodnocovanie na diaľku je priamo pri elektródach umiestnený časovač LM555, ktorý slúži ako prevodník vlhkosť/frekvencia.

Hraničné hodnoty vlhkosti boli zistene experimentálne a môžu sa líšiť od druhu hliny, obsahu hnojiva v hline atd., ale pri testoch v rôznych pôdach sa hraničné hodnoty zmenili zanedbateľné. Totálne sucha hlina je pri výstupe 250Hz pri elektródach ponorených v odvetranej vode sa ustálila hodnota na necelých 9kHz.

Schéma na obrázku 2.1 je časovač zapojený ako prevodník. Toto zapojenie je dostupne v každom lepšom datasheetu od výrobcu ako možný príklad zapojenia. Meracie elektródy spolu s rezistorom R4 obmedzujú maximálnu frekvenciu výstupu. Rezistor R5 nastavuje minimálnu frekvenciu výstupu. Na vstupe napájania je zenerova dióda na zníženie a udržanie stabilného napájacieho napätia časovača LM555.

Obrázok 2.1 Schéma zapojenia obvodu LM555.

Obrázok 2.2 Fotografia hotového PCB s časovačom LM555.

4

2.1.2 Ovládanie čerpadla a elektromagnetických ventilov Pre možnosť použitia v interiéri je použité čerpadlo, ktoré je tiché s malým výkonom. Pri návrhu elektroniky bolo počítané s možnosťou čerpadla na 12VDC alebo na 230VAC. Preto je možné pripojiť 12VDC čerpadlo na H most alebo 230VAC cez relé na sieť 230V, kde už ale nie je možná plynula regulácia výkonu. Na ovládanie elektromagnetických ventilov je použitý driver priamo pre ovládanie solenoidov.

Pri použití 12VDC čerpadla je na jeho ovládanie použitý integrovaný H most MC33887, ktorý disponuje tepelnou a prúdovou ochranou. Taktiež poskytuje analógový výstup 1/375 prúdu tečúceho hlavnými spínacími tranzistormi, čím je možné monitorovať aktuálny odoberaný prúd čerpadlom. Pre plynule ovládanie výstupného výkonu je možne použiť PWM. Výhodou obvod sú aj enable vstupy, ktorými možné obvod uspať, čím rapídne znížime jeho vlastnú spotrebu ak sa nepoužíva.

Obrázok 2.3 Schéma zapojenia obvodu MC33887.

Čo sa tyká použitia elektromagnetických ventilov sú použité 4 kusy s napájacím napätím 24V AC/DC. Vyber 24V a nie 12V je čisto z finančného hľadiska, preto je použitý jeden menič DC/DC 12V/24V popísaný v poslednej časti tejto kapitoly.

Použitý driver DRV8803 disponuje podobne ako H most tepelnou a nadprúdovou ochranou s možnosťou vstupov ako enable a mnohé iné. Napájaný je 24VDC a je schodný výkonovo ovládať všetky 4 solenoidy súčasné.

Obrázok 2.4 Schéma zapojenia obvodu DRV8803DW.

5

Obrázok 2.5 Fotografia osadenia obvodov DRV8803DW(ľavý) a MC33887(pravý).

2.1.3 Transport vody Pri nedostatku vody v pôde sa zopína čerpadlo a otvára sa príslušný solenoid k danému kvetináču. Čerpadlo tlači vodu zo zásobnej nádrže do rozdeľovača cez hadicu s R 10mm. Na vstupe rozdeľovača ako aj pred každým solenoidom je filter hrubých nečistôt. Po otvorení príslušného solenoidu voda prúdi do kvetináča po tenkých hadičkách s R 4mm, ktoré sú ideálne pre inštaláciu do bytu, kde nie sú viditeľné.

Obrázok 2.6 Schéma zapojenia rozvodu vody.

Obrázok 2.7 Pohľad na vytvorený rozdeľovač, vpravo detail

6

2.2 Umele slnko

2.2.1 Snímanie intenzity slnečného žiarenia Ako už bolo spomenuté v teórii nie je ani dôležitá intenzita celého slnečného žiarenia ako intenzita v dvoch oblastiach celého spektra. Preto na meranie intenzity je použitá RGB led, ktorá je zapojená v odporovom režime ako snímač dopadajúceho svetla.

Pri použití číreho puzdra plošné SMD RBG led diódy je zmena odporu na jednotlivých PN prechodoch R, G, B úmerná dopadnutému žiareniu o charakteristickej vlnovej dĺžke pre danú farbu PN prechodu. Dióda je zapojene v sérií s rezistorom s ktorým tvorí delič napätia. Intenzita osvetlenia je snímaná AD prevodníkom vo forme napätia nepriamo úmerne veľkosti dopadajúceho žiarenia.

Obrázok 2.8 Schéma zapojenia led snímacích osvetlenie.

2.2.2 Prisvecovanie GROW LED Z teórie vyplýva, že potrebujeme minimálne dva druhy led a to modré a červene. Aby bolo pokryte plne pásmo, ktoré rastlina je schopná pohltiť sú použite viaceré farby led o rôznej vlnovej dĺžke. Z toho dôvodu sú používane led diódy na 5 rôznych vlnových dĺžkach. Tri pre UV až modré svetlo(420,450,465nm) a dva pre červene až infračervené (655,730nm).

Problém vzniká pri napájaní týchto led, ktoré sú výkonové a ich napájacie napätie je zámysle na vlnovej dĺžke ktorú emitujú. Každá led má ale predpísaný maximálny prúd z tohto dôvodu sú použité LED drivery, ktoré sú podstate spínané meniče step-down. Snímanie prúdu tečúceho led je pomocou shunt rezistoru ktorého úbytok násobí následne OZ LMP8445, čim sa znižuje spotreba meracích obvodov. LED drivery LM3406, ktoré sú použité sú schopne dodávať až 1,5A do maximálne do piatich sériovo radených led diód. Obsahujú vstup na PWM dimming a tiež enable vstup.

PCB je navrhnute pre tri samostatne ovládateľne výstupy, pri viacerých takýchto doskách je ich možné spájať na seba a rozšíriť tak o ďalšie tri samostatne výstupy. Tým bolo docielene efektívnejšej výroby PCB, keďže sa vyrábala ta istá doska s rovnakým osadením 2x, v mojom prípade pre 5 samostatne vlnové dĺžky svetla.

Samotne led sú použité o malých výkonoch a to 1 a 3W. umiestnene sú vedľa seba na mohutnom hliníkovom hladiči. Tesne vedľa seba preto, aby nevznikal problém s prekrývaním lúčov jednotlivých led a tieňmi medzi nimi. Ako každá výkonová led aj tieto produkujú pozoruhodný podiel tepla.

7

Obrázok 2.9 Schéma zapojenia obvodu LM3406 s OZ LMP8645.

Obrázok 2.10 Fotografia osadeného PCB obvodmi LED driver.

Obrázok 2.11 Fotografia osadenia LED grow na Al chladič.

Obrázok 2.12 Fotografia osadeného PCB snímacej RGB led

8

2.3 Zdroje a meranie spotreby

2.3.1 Spínane zdroje Z dôvodu potreby rôznych úrovni napájacích napätí sú použite spínane integrovane DC/DC meniče. Spínane boli volene pre potreby nielen step-down, ale aj step-up zmeny napájacieho napätia a hlavne pre ich vysokú efektivitu a malú vlastnú spotrebu. Výhodou použitých zdrojov je aj možnosť režimu sleep, kedy takto vypnute zdroje odoberajú len desiatky µA.

Elektronika je riešená na pripojenie na napájacie napätie DC 12V. Tato voľba je z praktických dôvodov, preto je možné toto zariadenie prevádzkovať aj na chate, kde je jediným zdrojom 12V olovený akumulátor. Z 12V zariadenie potrebuje 5 a 3,3V na chod riadiacej elektroniky a 12 a 24V na spínanie výkonovej elektroniky.

Menič step-down je použitý známy integrovaný obvod LM2596. Obvod je zapojený podľa výrobcom odporúčanej schémy s okolitými súčiastkami, ktoré sú vypočítané podľa datasheetu na nastavenie pracovného bodu 5V a zaťaženie 0-3A.

Obrázok 2.13 Schéma zapojenia obvodu LM2596.

Pre menič step-up je použitý obvod LM2588 taktiež v integrovanom prevedení. Je nastavený na výstupné napätie 24,5V so zaťažením do 3A. Taktiež disponuje možnosťou sleep pri ktorej ma minimálnu spotrebu.

Obrázok 2.14 Schéma zapojenia obvodu LM2588.

9

2.3.2 Meranie spotreby Aby bolo možné určiť efektivitu zariadenia je potrebne merať spotrebu výkonových prvkov ale aj celkovej elektroniky. Napätie sa meria na vstupe napájania z 12VDC cez napäťový delič R16 a R17. Prúdy sú merane prostredníctvom shunt rezistorov ktorých úbytok napätia zosilňujú OZ určené na meranie prúdu.

Pri maximálnom rozsvietení všetkých led je ich celková spotreba 2A. Na meranie prúdu tečúceho do led driverov je použitý R11 s hodnotou 13,75mOhm. OZ merací úbytok napätia na tomto rezistore je obvod INA139 s nastaviteľným gainom, ktorý je nastavený na 69x rezistormi R13 a R15.

Pre meranie prúdu do step-up zdroja je použitý rezistor R12 s hodnotou 27,5mOhm a do step-down je použitý rezistor R14 s hodnotou 60mOhm. Úbytky napätí na týchto rezistoroch sú zosilňované obvodom AD7992 s pevným gainom na 20V/V.

Obrázok 2.15 Schéma zapojenia obvodov na meranie prúdu.

Obrázok 2.16 Top pohľad na výkonovú časť PCB

10

Obrázok 2.17 Bottom pohľad na výkonovú časť PCB

Obrázok 2.18 Detail na meracie OZ prúdu AD7992(vľavo) a INA139(vpravo)

Obrázok 2.19 Detail na step-down, obvod LM2596 s cievkou napravo

11

3 SOFTWARE Softwarové otázky som v tejto práci riešil menej viac som sa zameral na návrh a výrobu hardwaru. Ale ani tato elektronika bez softwaru neznamená nič, preto som sa snažil napísať aspoň základný program, ktorým by som overil funkčnosť jednotlivých blokov.

3.1.1 Snímanie svetla a ovládanie LED Z hľadiska softwaru môžem hovoriť o meraní veľkosti napätia AD prevodníkom. V hardwarovej časti už bol popísaný spôsob zapojenia snímacími led. AD prevádza napätie z červenej a modrej led v rozmedzí 0 až 3,3V. V prípade nedostatku slnečného svetla sa zapína príslušná farba grow led. Hranice dostatku resp. nedostatku slnečného žiarenia boli určené experimentálne, nejedna sa o žiadne presne zmerane luxy. Za stavu nedostatočného osvetlenia slnkom, v prípade dažďa alebo šera z rana a k večeru sú zapínané jednotlivé vlnové dĺžky led, ktorých výkon je možné riadiť PWM výstupom 0 až 100%. Riadenie výkonu je automatizovane, automatizovaným ale nie je vyber spektra červene – modré, čo je už na užívateľovi podľa jeho vôle podpory rastu kvetov plodov alebo stoniek a listov.

3.1.2 Snímanie vlhkosti a ovládanie zalievania Vlhkosť pôdy je prevádzaná na frekvenciu popísané v hardwarovej časti. Meraním frekvencie vie procesor zistiť aktuálnu vlhkosť pôdy a v prípade nedostatku vody, meraná nízka hranica frekvencie, je spustená obsluha zalievania. Hranice minimálnej vlhkosti pôdy boli zistene experimentálne, kedy sa pozorovalo, že pri nedostatku vody samotná rastlina začínala vädnúť. Tato hodnota frekvencie bola ešte umelo navýšená o 50% čo je minimálna hodnota frekvencie pri ktorej dochádza k zalievaniu. Pričítaním o 50% sa zabezpečilo, aby nikdy nedošlo k stavu, že pôda je úplne sucha a rastlina zvädnutá. Horná hranica nie je určená pretože z praktického hľadiska nie je potrebná.

3.1.3 Obsluha zalievania Po zistení nedostatku vody v príslušnom kvetináči sa prvé otvára solenoid, ktorý ku danému kvetináču patri a vzápätí sa zopína čerpadlo, ktoré tlačí vodu zo zásobnej nádrže do rozdeľovača. Ovládanie solenoidov je možné digitálnym výstupom aj PWM s frekvenciou 50 až 60Hz. Ovládanie výkonu čerpadla je možné v prípade 12VDC čerpadla PWM výstupom s frekvenciou do 10kHz (max. frekvencia daná použitým H mostom). Zapnutie čerpadla je dvoj stavové, v prvom stave sa na krátku dobu (400ms) zapína na 100% výkonu, aby sa dostali do pohybu lopatky, ktoré sú neustále obklopovane vodou a ta zvyšuje potrebnú silu na ich prvotne roztočenie. Po roztočení sa čerpadlo v druhom stave dostáva na pracovný výkon podľa počtu zalievaných kvetináčov súčasne. Dopravne oneskorenie, ktoré vzniká pri tlačení vody potrubím je v závislosti na vzdialenosti kvetináčov. Ak sa voda už dostane do kvetináča, meria sa frekvencia udávajúca vlhkosť pôdy. Po prekročení 250% minimálnej hranice frekvencie sa vypína čerpadlo a následne aj solenoidy. Po čase sa vlhkosť pôdy ustali na 3 až 7 násobku min. frekvencie. Ďalšie zalievanie nastáva pri dosiahnutí opäť min. frekvencie.

12

4 ZÁVER Celkový návrh hardwaru a softwaru prešiel mnohými zmenami a prvotne myšlienky o automatickom pestovaní rastlín boli viacero krát preformulovane. Ako sa chýlil čas odovzdania projektov zisťoval som, že som si vybral obšírnu tému ktorú som riešil ešte obšírnejším spôsobom a tým pádom veľa z toho nestihol.

Čo sa tyká toho najdôležitejšieho a to zalievania rastliny, ako dostať vodu k rastline a v správnom množstve bol velikánsky problém. Mnou navrhnutý a odskúšaný systém ako je predstavený prešiel zmenami a musel som riešiť problémy ako zabezpečenie odvetranej vody na polievanie čo bolo doriešene zásobnou nádobou na vodu ďalej pohyb vody po byte aby nič nebolo vidieť ani počuť to je riešené použitím tichého čerpadla s vedením vody v hadičkách ktoré nie sú takmer vidieť.

Spôsob zopínania zalievania ktorý je momentálne používaný vznikol experimentálnymi pokusmi a po mesiaci používania sa osvedčil. Samotne zisťovanie minimálnej hranice frekvencie by bolo potrebne zautomatizovať pre možnosti použitia kdekoľvek, momentálne je tam nastavená statická hodnota.

Systém zalievania sa z môjho subjektívneho pohľadu osvedčil. Nestalo sa aby rastlina menila často farbu ako je to pri bežnom ručnom zalievaní a spolu s použitím presvetlenia až 18hodin denne bola vypestovaná rastlina sýtejšej farby s rýchlejším rastom oproti rastline ktorá nemala umelý prísvit ani pravidelnú závlahu. Testovacia rastlina je bazalka, ktorú pestujeme pre jej zelene listy preto bola osvecovaná len modrým svetelným spektrom.

Z dôvodu nedostatku času sa mi už nepodarilo dokončiť software do nejakej ucelenejšej podoby ako aj komunikáciu s procesorom po plánovanej sériovej linke RS232. Plánované bolo prijem dát zo všetkých snímačov vrátane meranej spotreby a možnosť zasielania príkazov ako manuálne zapnutie čerpadlá, led grow a mnohé iné.