CN108522241B - 一种基于arduino可调节自动添加营养液可循环设施 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种基于arduino可调节自动添加营养液可循环设施，包括控制模块、多层的总支撑框架、以水平滑轨支撑于总支撑框架的分层处的一个以上的水培管道架；总支撑框架处设有水泵和贮有营养液的水箱；水培管道架在总支撑框架自上而下分布；各层水培管道架处设有水培管道、EC测量仪；水泵与水箱和水培管道相连以向水培管道补充营养液；总支撑框架处设有光敏传感器和管道架动力电机，当光敏传感器测得的环境光强度达到植物生长所需阈值时，管道架动力电机驱动水培管道架伸出总支撑框架以使植物接受光照；本发明在传统无土栽培的基础上，加入自动循环、单层可控、光谱补偿、营养液自动监测，预警以及添加系统等新技术，将无土栽培变得更加智能化。
Description
技术领域
本发明涉及农业水培技术领域，尤其是一种基于arduino可调节自动添加营养液可循环设施。
背景技术
当今，大家不再仅仅满足于传统栽培模式，而将目光转投于大规模推广研究无土栽培技术，随着无土栽培技术的不断发展，开发应用的无土栽培形式多种多样。不同形式的无土栽培所采用的设施装置亦不尽相同。目前实际应用的主要有四种基木形式，即循环式水培、营养液膜栽培、岩棉培和其它固体基质培。
本装置在传统无土栽培的基础上，加入自动循环、单层可控、光谱补偿、营养液自动监测，预警以及添加系统等新技术，将无土栽培变得更加智能化。
发明内容
本发明提出一种基于arduino可调节自动添加营养液可循环设施，在传统无土栽培的基础上，加入自动循环、单层可控、光谱补偿、营养液自动监测，预警以及添加系统等新技术，将无土栽培变得更加智能化。
本发明采用以下技术方案。
一种基于arduino可调节自动添加营养液可循环设施，所述可循环设施包括控制模块、多层的总支撑框架、以水平滑轨支撑于总支撑框架的分层处的一个以上的水培管道架；总支撑框架处设有水泵和贮有营养液的水箱；所述水培管道架在总支撑框架自上而下分布；各层水培管道架处设有水培管道、EC测量仪；所述水泵与水箱和水培管道相连以向水培管道补充营养液；所述总支撑框架处设有光敏传感器和管道架动力电机，当光敏传感器测得的环境光强度达到植物生长所需阈值时，管道架动力电机驱动水培管道架伸出总支撑框架以使植物接受光照。
所述控制模块包括Arduino单片机。
所述以水平滑轨支撑于总支撑框架处的水培管道架与地面平行，水培管道架的安装高度可通过滑块螺母进行调整。
所述水培管道以滑块导轨平行地安装于水培管道架处，各水培管道的间距可通过滑块螺母进行调整。
各层水培管道架的水泵用于向同层的水培管道补充营养液；各层水培管道架处均设有可控制水泵水路通断的单阀门电磁阀控制器。
所述水培管道为PC管；所述总支撑框架的底部设置水箱，总支撑框架的各层高度为二十厘米至五十厘米之间，总支撑框架以铝型材成型且支撑框架底端设有可调高度的地脚支撑，总支撑框架的高度、宽度可通过铝型材在框架上的叠加来增加。
所述总支撑框架的各层处均设有植物补光灯，所述控制模块与植物补光灯相连以控制其对水培管道的植物进行照明。
所述可循环设施对水培管道植物的补液方法包括以下方法；
A、将植物种植在水培管道孔上后，水泵第一次从水箱中抽取营养液保证每个水培管道中有充足的营养液后停止供液；经过一段时间植物对营养液的营养物质的吸收后，EC测量仪测得管道中的营养液浓度降低至植物生长所需的营养成分浓度便驱动水泵动作，再次抽取水箱的营养液使浓度到达EC测量仪所设定的最大浓度值后停止工作；
B、使用人员可以通过操作按钮手动控制水泵向水培管道供营养液；
C、所述水箱包括几个不同母液箱；各母液箱串联感应到控制模块，控制模块通过在固定位点测定的EC值数据进行分析计算，得出当前需要母液种类和数量，依托微电脑控制器，使水流、营养液浓度得到实时监控以及实现自动循环添加营养液。
所述可循环设施对水培管道植物的补光方法为；
D、当光敏传感器检测到光照强度最适合植物生长时，管道架动力电机动作，通过齿轮与齿条啮合驱动水培管道框架伸出整体框架一定距离对植物进行合理补光，当光照太过强烈或植物已吸收足够长时间的光照后管道架动力电机动作驱动水培管道框架收回到整体框架；
E、使用人员通过操作按钮手动控制各层水培管道框架的伸缩，以人工调节水培管道植物的所受光照；
F、依托控制模块的Arduino单片机，控制总支撑框架的各层植物补光灯定周期、定时间点的对植株进行光照补偿。
本发明的优点在于；能够根据安装场所、种植数目限制得出最优的单根长度及打定植孔数量、孔宽，单层高度可调节为20cm-50cm之间，通过框架铝型材不断叠加实现根据需要的增高或加宽，以可满足大部分蔬菜栽培的需求。
本发明在每层设有单阀门电磁阀控制器，可根据需要单独控制某一层或者某几层，可完全关闭不流通营养液或控制营养液的流速，在培育方面更为灵活；本发明依托自主研发设计的智能营养液水循环系统，由几个不同母液箱组成，串联感应到微电脑系统，通过在固定位点测定的EC值数据进行分析计算，得出需要母液种类和数量，依托微电脑控制器，使水流、营养液浓度得到实时监控以及实现自动循环添加营养液，以满足各种类蔬菜的培育要求。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本发明的示意图；
附图2是本发明的另一示意图；
图中：1-水泵；2-地脚支撑；3-水箱；4-管道架动力电机；5-总支撑框架；6-水培管道。
具体实施方式
如图1所示，一种基于arduino可调节自动添加营养液可循环设施，所述可循环设施包括控制模块、多层的总支撑框架5、以水平滑轨支撑于总支撑框架的分层处的一个以上的水培管道架；总支撑框架处设有水泵和贮有营养液的水箱3；所述水培管道架在总支撑框架自上而下分布；各层水培管道架处设有水培管道6、EC测量仪1；所述水泵与水箱和水培管道相连以向水培管道补充营养液；所述总支撑框架处设有光敏传感器和管道架动力电机4，当光敏传感器测得的环境光强度达到植物生长所需阈值时，管道架动力电机驱动水培管道架伸出总支撑框架以使植物接受光照。
所述控制模块包括Arduino单片机。
所述以水平滑轨支撑于总支撑框架处的水培管道架与地面平行，水培管道架的安装高度可通过滑块螺母进行调整。
所述水培管道以滑块导轨平行地安装于水培管道架处，各水培管道的间距可通过滑块螺母进行调整。
各层水培管道架的水泵用于向同层的水培管道补充营养液；各层水培管道架处均设有可控制水泵水路通断的单阀门电磁阀控制器。
所述水培管道为PC管；所述总支撑框架的底部设置水箱，总支撑框架的各层高度为二十厘米至五十厘米之间，总支撑框架以铝型材成型且支撑框架底端设有可调高度的地脚支撑2，总支撑框架的高度、宽度可通过铝型材在框架上的叠加来增加。
所述总支撑框架的各层处均设有植物补光灯，所述控制模块与植物补光灯相连以控制其对水培管道的植物进行照明。
所述可循环设施对水培管道植物的补液方法包括以下方法；
A、将植物种植在水培管道6孔上后，水泵1第一次从水箱3中抽取营养液保证每个水培管道6中有充足的营养液后停止供液；经过一段时间植物对营养液的营养物质的吸收后，EC测量仪测得管道6中的营养液浓度降低至植物生长所需的营养成分浓度便驱动水泵1动作，再次抽取水箱3的营养液使浓度到达EC测量仪所设定的最大浓度值后停止工作；
B、使用人员可以通过操作按钮手动控制水泵1向水培管道供营养液；
C、所述水箱包括几个不同母液箱；各母液箱串联感应到控制模块，控制模块通过在固定位点测定的EC值数据进行分析计算，得出当前需要母液种类和数量，依托微电脑控制器，使水流、营养液浓度得到实时监控以及实现自动循环添加营养液。
所述可循环设施对水培管道植物的补光方法为；
D、当光敏传感器检测到光照强度最适合植物生长时，管道架动力电机4动作，通过齿轮与齿条啮合驱动水培管道框架伸出整体框架一定距离对植物进行合理补光，当光照太过强烈或植物已吸收足够长时间的光照后管道架动力电机4动作驱动水培管道框架收回到整体框架；
E、使用人员通过操作按钮手动控制各层水培管道框架的伸缩，以人工调节水培管道植物的所受光照；
F、依托控制模块的Arduino单片机，控制总支撑框架的各层植物补光灯定周期、定时间点的对植株进行光照补偿。
Claims (4)
1.一种基于arduino可调节自动添加营养液可循环设施，其特征在于：所述可循环设施包括控制模块、多层的总支撑框架（5）、以水平滑轨支撑于总支撑框架的分层处的一个以上的水培管道架；总支撑框架处设有水泵和贮有营养液的水箱（3）；所述水培管道架在总支撑框架自上而下分布；各层水培管道架处设有水培管道（6）、EC测量仪；所述水泵与水箱和水培管道相连以向水培管道补充营养液；所述总支撑框架处设有光敏传感器和管道架动力电机（4），当光敏传感器测得的环境光强度达到植物生长所需阈值时，管道架动力电机驱动水培管道架伸出总支撑框架以使植物接受光照；
各层水培管道架的水泵用于向同层的水培管道补充营养液；各层水培管道架处均设有可控制水泵水路通断的单阀门电磁阀控制器；
每层设置的单阀门电磁阀控制器，能根据需要来单独控制某一层或者某几层，能完全关闭不流通营养液或控制营养液的流速；
所述可循环设施对水培管道植物的补液方法包括以下方法；
A、将植物种植在水培管道（6）孔上后，水泵（1）第一次从水箱（3）中抽取营养液保证每个水培管道（6）中有充足的营养液后停止供液；经过一段时间植物对营养液的营养物质的吸收后，EC测量仪测得管道（6）中的营养液浓度降低至植物生长所需的营养成分浓度便驱动水泵（1）动作，再次抽取水箱（3）的营养液使浓度到达EC测量仪所设定的最大浓度值后停止工作；
B、使用人员可以通过操作按钮手动控制水泵（1）向水培管道供营养液；
C、所述水箱包括几个不同母液箱；各母液箱串联感应到控制模块，控制模块通过在固定位点测定的EC值数据进行分析计算，得出当前需要母液种类和数量，依托微电脑控制器，使水流、营养液浓度得到实时监控以及实现自动循环添加营养液；
所述水培管道以滑块导轨平行地安装于水培管道架处，各水培管道的间距可通过滑块螺母进行调整；
所述总支撑框架的各层处均设有植物补光灯，所述控制模块与植物补光灯相连以控制其对水培管道的植物进行照明；
所述可循环设施对水培管道植物的补光方法为；
D、当光敏传感器检测到光照强度最适合植物生长时，管道架动力电机（4）动作，通过齿轮与齿条啮合驱动水培管道架伸出整体框架一定距离对植物进行合理补光，当光照太过强烈或植物已吸收足够长时间的光照后管道架动力电机（4）动作驱动水培管道架收回到整体框架；
E、使用人员通过操作按钮手动控制各层水培管道架的伸缩，以人工调节水培管道植物的所受光照；
F、依托控制模块的Arduino单片机，控制总支撑框架的各层植物补光灯定周期、定时间点的对植株进行光照补偿。
2.根据权利要求1所述的一种基于arduino可调节自动添加营养液可循环设施，其特征在于：所述控制模块包括Arduino单片机。
3.根据权利要求1所述的一种基于arduino可调节自动添加营养液可循环设施，其特征在于：所述以水平滑轨支撑于总支撑框架处的水培管道架与地面平行，水培管道架的安装高度可通过滑块螺母进行调整。
4.根据权利要求1所述的一种基于arduino可调节自动添加营养液可循环设施，其特征在于：所述水培管道为PC管；所述总支撑框架的底部设置水箱，总支撑框架的各层高度为二十厘米至五十厘米之间，总支撑框架以铝型材成型且支撑框架底端设有可调高度的地脚支撑（2），总支撑框架的高度、宽度可通过铝型材在框架上的叠加来增加。
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