Комбинированная гидропонная система для экспериментальной деятельности в области растениеводства

Перечень решаемых задач по модулям:

Агроинженерия и автоматизация (техническая часть)

1. Программирование контроллеров, монтаж оборудования, настройку автоматических режимов и работу с электроникой.

2. Написание программы для контроллера с дистанционным управлением через сенсорный дисплей.

• Настройка автоматического режима:
• параметры работы ламп (начало и конец дня, ЧЧ:ММ);
• параметры обдува (количество обдувов днём и ночью, время обдува);
• работа с разрешающей способностью датчиков температуры и влажности.
• Ручное управление компонентами системы (включение/выключение).

3. Создание интерфейса на дисплее:

• отображение текущих даты и времени;
• вывод показаний температуры, влажности, уровня питательного раствора;
• настройка информирования об отклонениях параметров;
• отрисовка кнопок управления холодными/тёплыми светодиодами, вентилятором;
• отображение текущей мощности свечения;
• переключение автоматического/ручного режима;
• вывод текущих настроек цикла «день – ночь» (ЧЧ:ММ);
• настройка режима «рассвет – закат» (время рассвета и заката);
• отображение статуса системы (Рассвет/День/Закат/Ночь);

4. настройка счётчика дней с момента посадки семян;

5. настройка запуска насоса с защитой от холостого хода (по датчику уровня);

6. мониторинг состояния каналов реле.

7. Реализация системы на макетной плате или клеммах.

8. Монтаж механизмов и датчиков:

9. установка датчиков температуры, влажности, уровня воды;

10. сборка контроллера и дисплея в единую конструкцию.

11. Подключение исполнительных устройств:

12. светодиодов к полевым транзисторам (два контура: холодные и тёплые, общий сигнал «+»);

13. помпы (размещение в баке);

14. монтаж и спайка разъёмов питания (обеспечение одинакового питания для фитоосвещения и контроллера);

15. подключение элементов к контроллеру по маркировке на плате.

16. Наладка оборудования и запуск фермы по заданным параметрам.

2. Агрономия (теоретические знания и биология растений)

Блок посвящён изучению физиологии растений, гидропонных методов, химии питательных сред и оптимальных условий выращивания.

Методы гидропонного выращивания растений.

Разновидности и технологические особенности различных гидропонных систем.

Оптимальные расстояния для эффективного роста растений (с учётом длины взрослого растения).

Нормы pH и электропроводности (EC) для питательной среды.

Химические правила составления питательной смеси.

Состав компонентов для подготовки питательной среды.

Основные общие агротехнические правила.

Состав субстратов, используемых в аэро- и гидропонных системах.

Влияние макро- и микроэлементов на рост растений.

Правила и экологические нормы выращивания растений в искусственной среде.

Оптимальные условия выращивания различных растений:

• определение и настройка необходимого количества досветки;
• определение и настройка тайминга работы насоса;
• определение и настройка температуры и влажности в помещении;
• определение уровня CO₂;
• определение уровня pH раствора;
• определение уровня EC раствора;
• определение температуры питательного раствора.
• Разработка систем питания растений.
• Определение и оптимизация pH и EC относительно фазы роста и вида растения.

3. Практическая эксплуатация и уход (агротехника)

Задачи, связанные с непосредственной работой с растениями, приготовлением растворов, посевом, обслуживанием установки и сбором урожая.

Подготовка питательного раствора и высадка растений:

• использование торфо-перлитного субстрата;
• приготовление 10 л питательного раствора из пятикомпонентной системы удобрений;
• посев семян предложенных культур, изучение норм посева и глубины заделки.
• Правильное и безопасное очищение растений от органики.
• Внесение комплекса удобрений в процессе вегетации.
• Проведение мероприятий по дезинфекции установок.
• Определение биологического урожая.
• Отслеживание и контроль роста растений, обслуживание полноценного агрокомплекса.

Образовательное учреждение получает возможность качественной подготовки кадров со школы до работодателя

Вместе с тем предприятия АПК на платной основе, могут проводить различные научные эксперименты для своих предприятий за счёт научных изысканий учащихся, пополняя внебюджетный фонд образовательных учреждений.

Перспективы развития:

Популярность аграрных профессий обусловлена несколькими факторами, среди которых значение АПК для экономики России. Агропромышленный комплекс составляет приблизительно 25%российской экономики. Активное внедрение современных технологий в сельскохозяйственную сферу создает спрос на квалифицированных специалистов. Стабильность. Даже в условиях экономической нестабильности, специалисты аграрного сектора остаются востребованными как в сельской местности, так и в городах, где развивается агропромышленный комплекс. Высокая заработная плата является дополнительным преимуществом. Социальная значимость. Работа в сельском хозяйстве — это не только финансовая выгода, но и вклад в обеспечение продовольственной безопасности страны, сохранение экосистем и развитие сельских территорий. Агроном: специалист по сельскохозяйственным культурам Агроном — это ключевая фигура в аграрной отрасли. Его работа заключается в подборе оптимальных сортов растений, уходе за посевами, борьбе с вредителями и болезнями, а также в оптимизации агротехнических процессов, в сегодняшних реалиях это в большей степени работа с программными комплексами, для работы на опережение. Агрономы обеспечивают высокие урожаи, что напрямую влияет на прибыль агропредприятий. Обязанности агронома: Планирование и организация сельскохозяйственного производства. Разработка методов защиты растений от болезней и вредителей. Контроль за выполнением агротехнических мероприятий. Разработка и контролль программ контроля внедряемых на предприятия Исследование и выбор подходящих сортов культур, выведение новых сортов, в зависимости от региона и опыта работы. В Особенно востребованы агрономы, работающие с инновационными технологиями, такими как вертикальное земледелие или использование дронов для мониторинга посевов.

Проект представляет из себя учебный комплекс, для осуществления базового образовательного процесса, с возможностью проведения научных исследований.

Состав установки:

1. 3-х ярусная легкосборная безболтовая стеллажная конструкция с собственной обособленной системой автоматики(ДхШхВ: 1300*600*2150 мм)

2. Поддоны периодического затопления с защитой от перелива на каждом уровне со специальным посадочным модулем для растений;

3. Количество посадочных мест в стеллажной системе на каждом ярусе 15 шт.

4. Крепление для светильников интегрировано в поперечину каркаса и является его неотъемлемой частью

5. Фитолампы на каждый ярус посадочного модуля: светильники LED пассивного охлаждения: 3 шт.;

6. Блок питания для светильников;

7. Система подачи питательного раствора – 1 шт; . Объем емкости для питательного раствора: 60 л;

8. Гидравлическая обвязка посадочных ярусов из ПНД труб;

9. Обшивка установки из композитного алюминия с четырех сторон

10. В стеллажную систему интегрирована автономная замкнутая экосистема, создающая все условия для круглогодичного развития и плодоношения растений. В ней применен принцип закрытой светокультуры, питание растений осуществляется методом органической гидропоники, солнечный свет заменен на LED освещение со специально подобранным спектром и имитацией природных факторов (рассвет-закат).

11. (ДxШxВ: 410x650x600 мм Вес: 15000 г )

12. Оборудование поставляется с комплектом концентратов для гидропоники, универсальная система гидропонного питания

13. Стабильная и сбалансированная формула благодаря входящим в ее состав сложным соединениям и отсутствию лишних веществ обеспечивает качественное питание растения на всех стадиях жизненного цикла. Комплект состоит из 3 концентратов макроэлементов и 2 концентратов микроэлементов. В комплекте корректоры водородного показателя (pH+, pH–).