龍川一學生制造出澆花神器 可檢測土壤濕度自動灌溉
駱凱與他自己制作的作品。
日前,第29 屆廣東省青少年科技創(chuàng)新大賽在廣州舉行。在我市選送的參賽作品當中,由龍川縣實驗中學高二學生駱凱制造的《太陽能無線智能澆灌控制設備》獲得本屆青少年科技創(chuàng)新大賽專項獎 “海富通創(chuàng)新獎”,是我市唯一榮獲青少年科技創(chuàng)新成果一等獎的項目。“來源生活中的一個突發(fā)想法吧!”正是這樣普通的想法,讓這個年僅18 歲的少年萌發(fā)動手的能力,并歷經(jīng)3 個月的時間做出了這項自動澆灌系統(tǒng)。
起因:怕花兒無人澆水
身穿藍色校服,帶著眼鏡,舉止斯文地與記者打了聲招呼,前日上午,記者來到學校,見到了這個約1.7 米高的“ 小發(fā)明愛好者”。記者表明來訪意圖之后,駱凱并不緊張,而是一臉輕松地談了起來。“有次同學送我一株小植物,我把它帶回家放在陽臺上。但由于在學校住宿,很久沒有回家,沒有澆水,后來回家時發(fā)現(xiàn)它已經(jīng)被曬得枯萎了。從那以后我就一直在想能不能做一種能自動澆灌的設備!
去年9 月份,駱凱從學校得知省青少年科技創(chuàng)新大賽即將開始,就報名參賽并將該想法告訴自己的指導老師。寫好方案之后,他又著手進行程序編寫,這個過程花了他整整十多天時間,在采訪中他也坦白,“編程應該是作品制作過程中最難的一個部分,寫了很多次,在電腦上面演示經(jīng)常出現(xiàn)錯誤,沒辦法,只能一次又一次地調試。”程序編寫后,再花上半個月時間拼裝硬件、電路,這件自動灌溉系統(tǒng)就完成了,駱凱把它取名為《太陽能無線智能澆灌控制設備》。在這個作品上,不管是電焊、打膠還是接線,都是由駱凱與指導老師親自動手完成。
動手:實現(xiàn)全自動灌溉
駱凱說,做這套系統(tǒng)設備之前,他利用了大氣壓的簡單原理進行設計,但設備澆水量過多將植物根部泡爛了,于是只能放棄了那個設計。后來上網(wǎng)查閱資料,發(fā)現(xiàn)有不少制作澆水設備的教程,但均有不足。于是他自己用鐵針、開關電源、電磁閥水閥等材料做了一臺簡單的澆水機。但后來又發(fā)現(xiàn)電磁閥對水的流量控制不準,于是他又在澆水機上設計加裝了延時電路,定量放水,并將設備改為無線裝置。為了優(yōu)化電路電源,駱凱索性加裝了太陽能電池,同時增加了一些輔助功能,最后形成現(xiàn)在這臺太陽能無線智能澆灌控制設備。
據(jù)指導老師楊勇平介紹,這套設備分控制端跟檢測端兩部分,控制端可外接水泵,檢測端帶有多個土壤濕度檢測器。工作流程則是檢測器隨時處于工作狀態(tài),當有一半以上檢測器檢測到土壤干燥時,檢測端就發(fā)送一個干燥信號給控制端,控制端接收到干燥信號后就自動接通與該檢測端所對應區(qū)域的水泵,對該區(qū)域進行澆水。當澆到一定程度,有一半以上的檢測器檢測到濕潤時,檢測端發(fā)送一個濕潤信號給控制端,控制端停止與該區(qū)域對應的水泵。此外,這套系統(tǒng)還附帶有防盜、遠程控制等功能。
創(chuàng)新: 可自動檢測土壤濕度
據(jù)了解,在此次比賽中,我市共選送了12 項學生創(chuàng)新項目、3 項科技實踐活動、10 項科技輔導員項目和20 幅少年兒童科學幻想繪畫參賽,共獲得一等獎4 項、二等獎8項、三等獎17項。
對于這件作品,市第八屆青少年科技創(chuàng)新大賽評委陳志能表示,該項目采用了土壤含水量監(jiān)測技術,可以實時檢測土壤中的含水量,并把檢測信息通過無線裝置發(fā)射到控制端,由控制端根據(jù)土壤濕度決定是否要進行灌溉或停止灌溉,并且可以根據(jù)不同農作物需要水量的不同設定在不同濕度狀態(tài)下進行澆溉,達到全自動的智能灌溉。
“據(jù)我所知不管是歷屆同類比賽,還是目前市場均沒有同類設計,這個設計技術簡單,采用組合發(fā)明法,技術含量較高,便于精細化管理作業(yè),造價也較低,適用面較廣,操作和使用都比較方便!标愔灸苓說,駱凱獲獎作品技術中涉及單機片、太陽能、傳感器、簡單編程均是較為簡單、基礎的知識,作為學生能用這些知識解決現(xiàn)實中的問題,十分難得。
本報記者 吳奕鎮(zhèn) 文/圖
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