Vertikal vækst

Haver i flere etager (vertikalt) med kunstigt lys, som kræver mindre vand og gødning, og er mindre udsatte for sygdomme, har måske en fremtid i lokal fødevare-produktion.

Afgrøder kan vokse i Leca eller stenuld, hvorfor de mindre udsatte for jordbakterier og dermed sygdomme. Afløb af vand og opløst gødning siver ikke gennem jord, men kan opsamles og genbruges. Temperaturen kan reguleres og produktionen kan opretholdes året rundt.

Vertical Tower Aquaponic System

Ulemperne er energiforbrug til LED-belysning, pumper, varme og til at fremstille stenuld, LED’er, gødning m.m.

I undervisning vil jeg dele holdet i to, og lade den ene halvdel lave et system, der automatiserer vanding, og den anden halvdel lave et system, der tænder rød/blå LED’er, når der ikke er nok dagslys.

Lysmåling kan klares med en LDR (light dependent resistor) og en WS2818B-LED-strip, hvor hver LED kan programmeres individuelt mht. farve (RGB kode). Hver gruppe arbejder med een LED-strip (da Arduino ikke har strømstyrke til meget mere (max 40 mA pr. pin) og fastLED biblioteket fx sådan:

for (int i = 0; i < 30; i++) {
    leds[i].setRGB(255, 0, 0); // red light
    if (i % 2 == 0) {
       leds[i].setRGB(255, 0, 255); //red and blue light
    }
    FastLED.show();
  }

Kredsløbet kunne sættes sammen som:

P.t. kører jeg et lille forsøg, for at undersøge om 5V LED-strips leverer tilstrækkelig energi (fotoner) til at understøtte plantevækst. 5 strips i rød/blå farver lyser på en plante (basilikum) i en lukket papkasse. Dertil kontrolforsøg med planter i hhv. dagslys og i mørkt skab. Her forsøget med lyskasse:

Basilikum i LED-belysning

Foreløbig ser det ud til, at belysningen ikke er optimal, men dog brugbar til plantevækst, idet planten ikke er død (som den i det mørke skab). Jeg ved ikke hvordan eleverne skal arbejde med koden. Af use-modify-create er vi nok på modify-niveauet fx at arbejde med farvekoderne og med at indstille grænseværdien for lys-niveauet.

Der er nogle praktiske udfordring i, at lys fra LED'erne rammer LDR-sensoren, hvilket får LED-strippen til at slukke, hvorefter lyset er væk, så LED-strippen tænder, og slukker... LDR'en skal muligvis placeres et helt andet sted (IoT). Det kan også være et problem, at mange lokaler har meget elektrisk lys, hvorfor nedsat mængde dagslys kan være svært at registrere.

Dertil skal jeg finde ud af hvordan planterne kommer til at vokse vertikalt i et tårn, så det ser fedt ud. Måske ved hjælp af 1½ liters plastikflasker.

En opstilling (billedet ovenfor) trækker 2,3 Watt, når LED'erne er tændt (0,4 watt uden lys). Ved 24 timers brug med lys (hvilket ikke er realistisk, da LED'erne ikke vil være tændt hele tiden) koster det ca. 11 øre om dagen og 40 kr. pr. år:

https://strøm.dk
Dette indlæg blev udgivet i Arduino, biologi, Programmering. Bogmærk permalinket.