智能農場開源分享

描述

問題

在哥倫比亞乃至整個世界，由于氣候變化對生態(tài)系統造成影響，迫切需要獲得可再生能源。

以下是由于缺乏可再生替代品而可能發(fā)生的事件的一個明顯示例：

在 Cesar Gaviria 政府執(zhí)政期間（1992 年），哥倫比亞因干旱而遭受能源配給。用于發(fā)電的水庫已經枯竭；這一現象影響了我們，使我們處于這樣一種境地，盡管人們認為該系統已準備好支持它，但能量的產生仍然受到很大影響。能源供應的不斷削減影響了生產部門（商業(yè)、工業(yè)）、教育和家庭。在一些家庭中，由于缺乏這種液體，性能非常有限（照明、通風、冷卻），影響了居民。小鎮(zhèn)的高溫，使得每間房子都必須至少有：兩個風扇，一個冰箱，加上夜間照明。提供這項服務的公司并沒有提供我們社會需要的足夠能源。

此外，我們必須找到更多可再生能源供應的一個明顯例子是，由于工程錯誤而在我國發(fā)生的當前危機，目前處于危急狀態(tài)：哥倫比亞最大的水電項目 Hidroituango 幾乎產生了第二個由于歷史上最大的工程錯誤造成的災難。

面對上述示例，再加上世界各地以及缺乏傳統電液的人群中出現的更多示例，顯然需要找到解決方案。

這就是為什么我被委托進行一些調查并找到提供無限資源的環(huán)保替代品的任務。

我對實施和更新農場、作物和牲畜以及攜手合作獲取能源的需求很感興趣。換句話說，我的目標不僅是尋找能源問題的替代方案，而且是實施可編程技術，發(fā)起和創(chuàng)建學習活動，最重要的是，提高當地公民的意識。

需求

迫切需要促進該領域的工作！

可以說，沒有技術，農業(yè)就不會出現；今天，如果我們背棄精確的現代技術系統，就不能指望農業(yè)經濟有任何改善。

不幸的是，在一些農村地區(qū)，落后仍然是世俗的，因此即使使用看似過時的技術，他們也能從中受益。但是讓我們看看在該領域實施技術的一些一般優(yōu)勢。

正是出于以上所有問題，我被問到：如何設計、建造和實施技術在農業(yè)中的使用，并以同樣的方式尋找產生可再生能源的替代方案？

這項研究

經過不同的草圖和設計，以及通過網絡和機構進行的長期調查，我獲得了有關該主題的知識，我有了一個想法來實現這個項目。

地球從大氣層的最高層接收 174 拍瓦的入射太陽輻射（日照）。大約 30% 返回太空，而云、海洋和陸地吸收其余部分。地球表面太陽光的電磁光譜主要被可見光和紅外波段占據，還有一小部分是紫外線輻射。

輻射的功率根據一天中的時間、抑制輻射的大氣條件和緯度而變化。在可接受的輻射條件下，地球表面的功率約為 1000 W/m2。這種力量稱為輻照度。請注意，在全球范圍內，實際上所有接收到的輻射都會重新發(fā)射到太空中（否則會發(fā)生突然加熱）。但是，接收到的輻射和發(fā)射的輻射之間存在顯著差異。（維基百科）

現場技術

一方面，就農業(yè)而言，農業(yè)生產力無非是我們生產的支出與我們通過銷售所生產的產品獲得的收益之間的關系。

看起來很簡單，但其實沒那么簡單。但是，有一點很清楚：技術在田間的應用是提高農業(yè)生產力的關鍵因素。

流程的機械化和自動化、使用經過認證的種子、正確使用農用化學品以及對作物進行充分灌溉是主要的現代技術。

另一方面，最近開展的生態(tài)意識帶來了其他基于植物化學物質、生物肥料以及自然保護和土壤改良機制的技術。

農業(yè)領域需要每天 24 小時實時監(jiān)控。這 100% 證明，如果農民和相關方對他們的作物狀況有正確的信息，就可以減少作物損失并增加產量。

必須牢記環(huán)境溫度、地球的水位、濕度、太陽光線的強度、害蟲和昆蟲的存在。

一個潛在的解決方案

在此搜索結束時，可以建立一個可能的解決方案來減輕或大大減少這些缺點：

計劃建立一個由太陽能供電的電力系統，這種捕獲的太陽能存儲在電池中。

由于太陽能顯然是不夠的，因此決定使用太陽獲得的電能來驅動電動機，該電動機將驅動釹磁鐵發(fā)電機，以大大復制我們的能量儲備。

在此過程中獲得的能量通過逆變器轉換為最佳電流，供家庭和工業(yè)使用。

所有這些系統都將存儲在一個金屬盒中，以使其更加模塊化和便攜。

為了減少噪音，我們的隔間內襯聚氨酯泡沫。

我剛才提到的這個系統能夠滿足家庭的基本能源需求，同樣有能力養(yǎng)活整個農業(yè)系統。

原型

要測試上述想法，請在較小的生產規(guī)模上制作原型：

最初是通過測試開始的：頻率為 12,000 rpm 的 12 伏電機；一個 12 伏，150 瓦的干電池和一個 24 伏，400 瓦的釹發(fā)電機，頻率為 400 轉/分。這些測試是在銀行進行的。經過一番討論，得出的結論是，可以進入第一個用于能量產生的變速系統原型的研究。

經過一些草圖和模型，得到了一些松子套。

理論化和使用方程： r1f1 = r2f2 (1)。我們有：

• r1 = 1 cm 電機小齒輪

• F1 = 發(fā)動機頻率 = 2500

• R2 = 2.2 厘米

• F2 = 頻率小齒輪 2

使用 (1) 你大約有 f2 = 2136.4。在小齒輪 2 中，我們有 f2 = 2136.3。這又與半徑 r3 = 3 cm, f3 =? 的小齒輪 3 嚙合。

再次使用 (1)，f3 = 1,566.6

可以將 12000 rpm 的發(fā)動機轉速降低到 476 rpm，這是建議目標的最佳數據，但在組裝原型時獲得的數據與理論數據不匹配。

經過幾次嘗試，可以得到一些小齒輪組和一個r1 = 2.5 cm和r2 = 1.25 cm的摩托車鏈條，當決定不放置相互嚙合的齒輪組時，我去嘗試用鏈條作為帶，因為齒輪不能正常工作，也會產生很多噪音。如圖 2 所示，它們與鏈條一起放置（見圖 2）。

為了使原型投入運行，有必要設計一個隔間來定位每個必要的設備并優(yōu)化小齒輪旋轉產生的能量，這三個階段可用：

第 1 階段：太陽能電池板（95 瓦，21 伏）的位置是為我們的系統產生燃料的裝置，蓄電池或電池存儲足夠的能量以供發(fā)動機運行，負載將累積在電池，將保持發(fā)動機運轉，有測量 V 和 A 的指標，位于設計的原型板上，該能量來自當地適當的太陽能電池板。

第 2 階段：我們找到永磁電機，它與 12 v、su 和發(fā)電機一起工作，由變速系統驅動，利用釹磁鐵將機械能轉化為電能，利用斥力產生電能。設計用于以 420 rpm 的頻率產生 24 V、400 W。

第3 階段：發(fā)電機獲得的電能通過逆變器根據其用途增加或減少，逆變器將直流輸入電壓變?yōu)閷ΨQ的交流輸出電壓，具有所需的幅度和頻率。

在我們的意識小組的幫助下，我們設法構建了第一個原型：

為了了解我們電氣系統的消耗，以及所獲得的能量、強度和能量水平，我們設計了一個嵌入金屬盒中的觸覺液晶屏，它可以以圖形的形式提供所有基本信息.

正如我們的目標是實現盡可能高的技術一樣，我正在為我們的移動設備設計和編程一個應用程序，以便讓這些信息觸手可及。

一旦我測試并提出了能源不足的替代方案，我就進入了為該領域開發(fā)解決方案的形式。

這個想法是利用我們系統的部分能量來為傳感器和高精度模塊 Arduino 可編程系統提供數據，用于研究和收集我們作物的數據和信息：

使用的基本傳感器是：

• 溫度和濕度

• 水位

• 土壤濕度

• 酸堿度

• 紫外線

所有這些傳感器將以戰(zhàn)略方式連接，代表收獲的一個部門，從而創(chuàng)建不同的區(qū)域以方便他們的研究和觀察。

為了使信息到達我們的農民和感興趣的人的手中，有必要使用以太網模塊將數據發(fā)送到站點或觀測基地，在那里人們將完整地接收和可視化所有信息，并以這種方式就情況做出決定。

檢查接收到的數據的負責人將能夠下達命令以自動和以電子方式激活灌溉閥或執(zhí)行其他任務。

上述能源生產系統與我們的作物系統連接并協同工作，將使我們能夠實現田地自動化并實現我們的目標。

這個想法的最大優(yōu)點：

• 為缺乏電力的偏遠人口提供電力。

• 各方面污染降至0%。

• 使現場工作自動化。

• 為農民提供有關其工作的信息，盡在掌握之中。

• 避免作物損失。

像這樣的想法的發(fā)展將在以下領域幫助我們。

在教育領域：

• 兒童和青少年將晝夜用電。

• 對于高溫人群，我們的孩子將擁有最佳的學習條件。

• 讓年輕人了解目前可用的替代品和新技術。

在經濟方面：

• 這是一個需要投資的系統，但從長遠來看，它會帶來經證實的利潤。

• 它在很大程度上避免了對溫室或害蟲或干旱造成的災害的投資。

• 它將大大減少對能源領域的資本投資，因為與其他系統相比，它更便宜。

在日常生活中：

• 提高了人們的生活質量。

• 它將產生一個生態(tài)環(huán)境。

• 改善了數百萬人的生活條件。

此外

這項計劃仍在進行中，您可能會發(fā)現更好的方法、新的設計甚至更多的想法。

因為我沒有合適的資源，我不能說可以單獨進行這個項目。

我們的社會需要想法和建議，因為我們今天在這場比賽中展示了每一個人。

我認為有必要傳播我的想法并教授兒童、青少年和成人這些教學和實用的教學技術中的每一種。

我很榮幸能夠發(fā)展這一理念并在國際層面開展環(huán)保運動，始終與 SEEED 團隊一起承載著地球恢復的理想。

我很自豪地知道有一家像你們這樣關心我們的保護和地球的關心的公司總是與技術攜手并進。

我想與 SEEED 一起在弱勢群體中實施這一想法，并為他們帶來更多希望，這寄托在技術上。

我再說一遍，我不會厭倦地說：非常感謝你，SEEED，感謝你對人類的所有支持，推動我們?yōu)榈厍虻睦娑鴮嵤┫敕ā?/font>

- Gabriel Giraldo（與技術攜手并進的自豪候選人。為了更美好的世界。）

我的愿望是成為一個積極的聲音并在世界范圍內實施生態(tài)和技術理念。

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