Green to Go – kuinka luodaan automaattinen puutarha
Big Flash -hankkeessa toteutettiin automatisoidun kasvatuslaitteen prototyyppi Little Garden -nimiselle yritykselle, joka tuottaa ituja ja yrttejä myyntiin ruokakauppoihin ja ravintoloihin. Yritys kasvattaa yrttejä ja versoja Metropolian Myyrmäen-kampuksella.
Automaattista kasvatusta
Projektin tarkoituksena oli luoda kasvatuskaappi, joka pystyy itsenäisesti luomaan kasvien kasvattamiselle otolliset olosuhteet. Kaapin tuli olla myös siirrettävä sekä tarpeeksi viehättävä, esimerkiksi ruokakauppaan sijoitettavaksi. Tavoite oli siis kasvatuslaite, jossa kasvit voidaan sekä kasvattaa että myydä.
Kaapin viisi pääelementtiä ovat pumppu, valot, ilmastointi, anturit ja äly. Pumppu ja siihen liitetty vesisäiliö täynnä ravinnepitoista vettä ovat kaapin sydän. Valot taas antavat kasveille tarvittavan energian kasvua varten. Kasvien kasvunopeutta voidaan ohjata tehokkaasti ravinteiden, veden ja valon määrän säätelyllä.
Ilmastoinnista huolehtii kuusi tuuletinta, jotka on sijoitettu kaapin kerroksiin. Jokaisessa kerroksessa on heikompi ja voimakkaampi tuuletin, joista heikompi on koko ajan päällä luoden jatkuvan ilmanvaihdon ja voimakkaampi säätelee ilmankosteutta. Ilmastointi on päätekijä kaapin kasvuolosuhteiden säädössä.
Kuinka eri komponentteja sitten ohjataan? Kaapin hermostona toimii neljä lämpötila- ja ilmankosteusanturia, jotka seuraavat kaapin sisäisiä ja ulkopuolisia olosuhteita. Jokaisessa kerroksessa on oma anturi, mikä mahdollistaa niiden automaattisen säädön toisistaan riippumatta. Tästä on hyötyä, sillä kerrosten päällekkäisyyden vuoksi olosuhteet ylimmän ja alimman kerroksen välillä ovat erilaiset. Kerrosten itsenäinen säätö tasaa olosuhde-eroja.
Green to Go -kasvatuskaappi testausvaiheessa
Kaapin aivoina toimii projektissa Controllino Maxi-mikrokontrolleri. Controllino on käytännössä Arduino Mega 2560 -prosessori, johon on liitetty uusia ominaisuuksia, kuten kymmenen relettä, joita tässä projektissa hyödynnetään valojen ja pumpun ohjaamiseen. Ohjelmointikielenä Arduino-pohjaisilla prosessoreilla on C++.
Kaapin käyttöjärjestelmänä toimii parin tuuman kokoinen LCD-näyttö ja ohjauksena yksi painonappi. Tällä hetkellä nappia painamalla käynnistyy ylimääräinen kastelusykli. Näytöstä näkee kerrosten ja kaapin ulkopuolen olosuhteet, ajan sekä tuulettimien pyörimisnopeuden.
Iso välähdys pienessä puutarhassa
Little Gardenin omistaja Jaakko Lehtonen toimi asiantuntijana kasvien kasvatukseen liittyvissä pulmissa. Saumaton yhteistyö yrityksen kanssa piti projektin tavoitteet ja aikataulun koossa.
Big Flashin puolelta projektiin osallistui koko kesätiimi, joka koostui Robo Garagen Lauri Ristolaisesta ja Toivo Parkkosesta sekä IoT Garagen Patrik Asikaisesta. He ovat loistava tiimi, joiden kattava osaaminen eri tekniikan aloilla mahdollisti projektin etenemisen kuin rasvattuna mutta tarjosi myös mahdollisuuden kehittää omaa teknistä osaamista ja ryhmätyöskentelytaitoja. Projektin aikana sai kokeilla elektroniikan ja konetekniikan puolelta erilaisia tekniikoita, joita ei sähköautomaatioon erikoistuneena opi.
Projekti herätti kiinnostusta myös Metropolian ulkopuolella. Little Garden ilmoitti projektin mukaan Vantaan kaupungin innovaatiokilpailuun, jossa se kipusi yhdeksi kilpailun voittajaksi nimellä Little Garden – Grow to Go.
Kirjoittaja
Otso Pudas
Projektiassistentti
Sähkö- ja automaatiotekniikan tutkinto-ohjelma