Automatisoidun vesiviljelyn hyödyntäminen kotitalouksissa : yrttien ja koristekasvien kasvatus vesiviljelymenetelmin
Hämäläinen, Ville (2023)
Hämäläinen, Ville
2023
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023060722342
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023060722342
Tiivistelmä
Tavoite opinnäytetyössä oli suunnitella ja toteuttaa automatisoitu kasvihuone, joka hyödyntäisi kasvatusalustanaan vesiviljelytekniikkaa. Ajatus automaation hyödyntämisestä yrttien ja koristekasvien kasvatukseen syntyi niiden jatkuvan kulutuksen ja lyhyen käyttöiän ympärille. Opinnäytetyön aikana käsiteltiin vesiviljelytekniikan hyötyjä kasvatuksessa, teknisen suunnitteluprosessin ja vaatimusmäärittelyn tärkeyttä, kasvihuoneen mekaanista- ja automatiikan suunnittelua.
Kasvihuoneen automatisointi ja samanaikaisesti sen pinta-alan pitäminen pienenä poissulkivat suunnittelussa mahdollisuuden käyttää perinteistä multakasvatustekniikkaa. Kasvihuoneen automaatio suunniteltiin toiminnaltaan yksinkertaiseksi ja käyttäjäystävälliseksi. Kaikki kasvien kasvamiseen tarvittavien ravintoaineiden suunniteltiin annosteltaviksi vesisäiliöön, josta se annosteltiin kasveille vesipumpulla jatkuvan virranmenetelmällä. Kasvien kasvuun tarvittava valo pystyttiin luomaan siihen tarkoitukseen rakennetuilla led-kasvatusvaloilla. Nämä korostavat valon sinisen ja punaisen valon spektrejä, joita kasvi tarvitsee kasvamiseen. Kasvihuoneesta oli tavoitteena suunnitella täysin omatoiminen, jolloin käyttäjän ei tarvitse aikaisempaa kokemusta viljelystä tai tekniikasta.
Kaikki kasvihuoneen mekaanisesta rakenteesta sen mikro-ohjaimen ohjelmaan suunniteltiin itsenäisesti. Mekaanisen rakenteen suunnittelu työssä toteutettiin Solidworks-ohjelmistolla, jonka avulla kasvihuoneesta luotiin 3D-malli. Automatisoinnin ohjelmointi toteutettiin helposti lähestyttävällä Arduinon MEGA-sarjan mikro-ohjain levyllä, jonka ohjelmointikielenä on python
Suunnittelun lähtökohtana pidettiin mahdollisuus kasvihuoneen tuotteistamiseen, mutta työn lopputulos oli kuitenkin suunnattu enemmän harrastelijoille kuin kaupalliseen myyntiin. Jotta kasvihuoneen kaupallinen myynti olisi onnistunut, olisi hankinta hinta laitteistoille pitänyt saada matalammaksi sekä laitteiston kopiosuojausta parannettava.
Kasvihuoneen automatisointi ja samanaikaisesti sen pinta-alan pitäminen pienenä poissulkivat suunnittelussa mahdollisuuden käyttää perinteistä multakasvatustekniikkaa. Kasvihuoneen automaatio suunniteltiin toiminnaltaan yksinkertaiseksi ja käyttäjäystävälliseksi. Kaikki kasvien kasvamiseen tarvittavien ravintoaineiden suunniteltiin annosteltaviksi vesisäiliöön, josta se annosteltiin kasveille vesipumpulla jatkuvan virranmenetelmällä. Kasvien kasvuun tarvittava valo pystyttiin luomaan siihen tarkoitukseen rakennetuilla led-kasvatusvaloilla. Nämä korostavat valon sinisen ja punaisen valon spektrejä, joita kasvi tarvitsee kasvamiseen. Kasvihuoneesta oli tavoitteena suunnitella täysin omatoiminen, jolloin käyttäjän ei tarvitse aikaisempaa kokemusta viljelystä tai tekniikasta.
Kaikki kasvihuoneen mekaanisesta rakenteesta sen mikro-ohjaimen ohjelmaan suunniteltiin itsenäisesti. Mekaanisen rakenteen suunnittelu työssä toteutettiin Solidworks-ohjelmistolla, jonka avulla kasvihuoneesta luotiin 3D-malli. Automatisoinnin ohjelmointi toteutettiin helposti lähestyttävällä Arduinon MEGA-sarjan mikro-ohjain levyllä, jonka ohjelmointikielenä on python
Suunnittelun lähtökohtana pidettiin mahdollisuus kasvihuoneen tuotteistamiseen, mutta työn lopputulos oli kuitenkin suunnattu enemmän harrastelijoille kuin kaupalliseen myyntiin. Jotta kasvihuoneen kaupallinen myynti olisi onnistunut, olisi hankinta hinta laitteistoille pitänyt saada matalammaksi sekä laitteiston kopiosuojausta parannettava.