XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Введение

Многие с удовольствием могли бы заняться террариумистикой, но иногда для этого не хватает времени. Любителям экзотических домашних питомцев хотелось бы иметь «умную» конструкцию, которая способна поддерживать требуемые влажность, освещённость, температуру. Такой террариум будет востребован теми, кто не хочет тратить много времени на уход за питомцами или не имеет такой возможности в период длительного отсутствия (отпуск, командировка).

Цель:

Создать террариум с автономной системой управления климатом.

Задачи:

• Собрать и провести анализ данных о различных условиях для проживания хамелеона;

• Подобрать необходимые компоненты для будущей системы.

• Сконструировать управляющий модуль на платформе Arduino.

• Написать код для управляющего модуля на адаптированном языке программирования.

• Провести тестирование полученного образца.

1.Основная часть

1.1 Изучение среды обитания хамелеона

Мы решили завести хамелеона, предварительно нужно подробно изучить его среду обитания в окружающей среде. Но кто же такой хамелеон? Хамелеон – ящерица с длиной тела от 3 до 60 см, способная менять окраску под воздействием внешних факторов. Хамелеон в домашних условиях чувствует себя хорошо и не требует сложного ухода. Размер «дома» для хамелеона играет большую роль. Клетка для хамелеона – не подходящий вариант, ведь в ней невозможно поддерживать нужную температуру и влажность. Аквариум или пластиковая емкость из прозрачного материала тоже не подойдет – в них сложно организовать вентиляцию, приток свежего воздуха. Лучший вариант – террариум с вентиляционными отверстиями и крышкой, обеспечивающей вентиляцию.

Уход за хамелеонами – это создание условий, максимально приближенных к природным. В террариуме нужно установить градусник, чтобы контролировать и поддерживать постоянную температуру: днем 28-32 градусов, а ночью – 20-24 градусов. Домашнее животное хамелеон боится сквозняков и сухого воздуха, поэтому необходимо размещать террариум подальше от окон и батарей.

Лампы должно быть две – для с освещения и для обогрева. Лампы должны находиться расстоянии, до которого животное не доберется, чтобы оно не получило ожог.

Не забываем об увлажнении воздуха. Хамелеон в домашних условиях должен жить при достаточно высокой влажности – 60-70%. Для этого в террариуме нужно установить фонтанчик или регулярно опрыскивать растения из пульверизатора. Вода для опрыскивания должна быть очищенной, поскольку хамелеоны пьют ее.

1.2 Конструирование террариума

Для своего проекта я взял готовый стеклянный террариум с просверленными отверстиями для вентиляции воздуха. Затем из доски изготовил основание под него. Это необходимо для того чтобы разместить туда всю электронику, врезать дисплей, а также кнопки выключения и управления. Электронику необходимо было изолировать т.к. в террариуме есть система полива.

Электронику я собирал по схеме теплицы, которая ранее использовалась в другом моем проекте, но с изменениями. Для программировании платы, я скачал программу на компьютер под названием Arduino IDE, затем скачал необходимые библиотеки для работы с различными

Корпус террариума сделан из стекла (5 мм). Склейка стенок террариума производилась специальным клеем: герметик для аквариума силиконовый.

Дверца раздвигается в обе стороны (амбарный механизм), вентиляция выполнена в виде отверстий в стекле, снизу на передней части террариума и сверху на крышке, это позволяет воздуху циркулировать свободно.

Настройка среды террариума производится непосредственно на лицевой части террариума, где расположен дисплей для мониторинга и кнопка, которой можно управлять всей системой.

1.3 Принцип работы террариума

Выводятся данные о мониторинге на дисплей на самом террариуме.

Следующая функция – обеспечение автономности террариума: каждой период времени происходит доливка воды в чашу, при снижении температуры включается лампа обогрева, при превышении температуры лампа включается, освещённость террариума тоже регулируется по определённому циклу.

Управление происходит непосредственно с платы.

С использованием библиотеки для каждого элемента системы был написан код на адаптированном языке программирования С++ для микроконтроллера Arduino.

Проведено тестирование полученного образца. Для этого в течение нескольких недель производилось наблюдение за состоянием микроклимата в террариуме на примере мха, а после подтверждения безопасности устройства – в полноценном террариуме с домашними питомцами.

1.4 Техника безопасности

При выполнении данного проекта нужно соблюдать необходимую технику безопасности. Работу производить строго в защитных очках. По окончанию работы не забывать выключать электроприбор из розетки. Проверять состояние изоляции токопроводящих частей. Красить в хорошо проветриваемом помещении.

1.5Экономическое обоснование проекта

Заключение

Мною были выполнение все поставленные цели и задачи: собрана и обобщена информация, углубление в выбранную тему и изучение профессиональных терминов. Также на основе полученных знаний я создал умный террариум, что поможет мне в дальнейшем с выбором профессии. Мне также удалось применить на практике все методы исследования, заявленные в работы. Я показал проект местному зоомагазину, получил от него обратную связь. Они очень заинтересовались такими террариумами. Может быть, получить наладить производство.

Список литературы

1. Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники. Нелинейные электрические цепи. Электромагнитное поле. –М.:Бином,2020.

2. Зимняков Д.Ю., Потапова А.В. Работы по дереву. Самое полное и понятное пошаговое руководство для начинающих. 2018 Эксмо 208

3. Петин В.А. Виктор Александрович Проекты с использованием контроллера Arduino БХВ-Петербург 2014 г. 400c

4. Фэрхэм У. Работы по дереву. Столярные соединения, проверенные временем.-М.:Просвещение, 2021.

5. Язык программирования С ++. Бьёрн Страуструп 2017г. Бином 1136

Приложение

Рис.1 Готовая конструкция террариума.

Рис.2 Используемое оборудование.

Рис.3 Работа с Arduino.

Рис.4 Сбор умного террариума.

Рис.5 Диагностика.