Индивидуальный проект «Автоматический полив растений в кабинете биологии» — пример презентации

• Тема: автоматический полив в кабинете биологии
• Автор — Артём Соколов, 10 «А»; руководитель — И. В. Петрова
• Испытания: сентябрь 2026, три недели
• Дальше — проблема и цель проекта

Добрый день, уважаемые члены комиссии. Вашему вниманию представляется индивидуальный проект на тему «Автоматический полив растений в кабинете биологии». Работа выполнена в 2026/2027 учебном году, испытания устройства проходили в сентябре 2026 года и длились три недели. В докладе я расскажу о проблеме, цели и задачах, покажу схему устройства, ход сборки, методику и результаты испытаний, а также выводы и готовый продукт.

• 14 растений в кабинете биологии
• 2 дня без воды каждые выходные
• в каникулы — от 7 до 60 суток
• ручной полив дежурных срывается
• дальше — цель и задачи проекта

Начну с того, что меня подтолкнуло к проекту. В нашем кабинете биологии 14 горшечных растений, и они фактически остаются без присмотра каждые выходные — это два дня без воды. Но настоящая проблема начинается в каникулы: осенью, зимой и весной растения не поливают неделю и больше, а летом — до двух месяцев. Дежурные поливают по графику, но он постоянно срывается: замены уроков, экскурсии, соревнования. В результате часть растений теряет вид уже к концу первой недели каникул. Именно эту проблему я решил решить своим проектом.

• Цель: влажность 35–50 %, без человека, не менее 21 дня
• 21 день = три недели испытаний и типичные каникулы
• Четыре задачи — от обзора решений до инструкции
• Испытания: 8–28 сентября 2026 года
• Дальше — обзор готовых решений

Цель проекта сформулирована измеримо: устройство должно удерживать влажность почвы в диапазоне 35–50 % без участия человека не менее 21 дня. Именно 21 день — это три недели, которые мы отвели на испытания, и заодно типичная длина каникул, когда кабинет остаётся без присмотра. Для достижения цели я поставил четыре задачи: изучить готовые решения, собрать устройство, провести испытания 8–28 сентября 2026 года и оформить инструкцию по сборке. Задачи идут последовательно: каждая следующая опирается на результат предыдущей. Дальше я коротко покажу, какие готовые решения существуют и почему они не подошли для нашего кабинета.

• Сначала — что уже продаётся
• Фитиль 900 ₽: нет регулировки, переувлажнение
• Таймер 2 700 ₽: полив по расписанию, не по влажности
• Датчик 4 500 ₽: дорого, закрытая прошивка
• Берём принцип третьего, собираем сами

Прежде чем что-то собирать, я посмотрел, что уже продаётся. Первый вариант — фитильная система за 900 рублей: вода по шнуру постоянно подтягивается к грунту, регулировки нет, и растения легко залить. Второй — таймер с помпой за 2 700 рублей: он поливает по расписанию, а не по влажности, то есть в дождливую неделю или зимой может перелить. Третий, за 4 500 рублей, уже с датчиком влажности — принцип правильный, но цена для школьного кабинета высокая, а прошивка закрытая, доработать под себя нельзя. Поэтому я беру за основу именно принцип третьего варианта — полив по влажности почвы — но собираю устройство сам, чтобы уложиться в бюджет и иметь доступ к настройкам.

• Пять узлов: ёмкость, датчик, контроллер, реле, помпа
• Порог — 30 % влажности почвы
• Помпа: 20 секунд работы, пауза 5 минут
• Ниже порога — реле включает помпу, выше — молчит

Устройство состоит из пяти узлов. Ёмкость на пять литров — это запас воды, которого хватает примерно на три недели испытаний. Ёмкостной датчик влажности погружён в почву опытного горшка и постоянно отдаёт показания на микроконтроллер Arduino Nano. Контроллер сравнивает влажность с порогом: если она ниже тридцати процентов, он через реле на пять вольт включает помпу. Помпа качает воду из ёмкости по шлангу прямо под корень. Работает она двадцать секунд, потом пауза пять минут — и новый замер, чтобы не залить растение. Если влажность выше порога, помпа просто остаётся выключенной.

Работу я начал 1 сентября и вёл по неделям. Первые два дня ушли на схему и подбор деталей: датчик влажности, микроконтроллер, помпа, реле и ёмкость для воды. Третьего и четвёртого сентября собрал макет на столе и убедился, что помпа качает воду по команде датчика. Пятого и шестого сентября прошивал программу и настраивал порог срабатывания. Седьмого сентября перенёс устройство в кабинет биологии и закрепил его на горшке. С восьмого сентября начались испытания, которые длились три недели — о них дальше.

• Два одинаковых горшка — честное сравнение
• Контроль: 11 поливов, 4,6 л вручную
• Опыт: порог влажности 30 %
• Замеры 3 раза в день: 9:00, 14:00, 19:00
• Дальше — результаты за три недели

Чтобы сравнение было честным, я взял два одинаковых горшка с хлорофитумом: один сорт, один грунт, объём по 1,5 литра. Контрольный горшок я поливал сам — за три недели получилось 11 поливов и 4,6 литра воды. Опытный горшок обслуживало устройство: оно включало помпу, когда влажность почвы опускалась ниже порога 30 процентов. Влажность я замерял датчиком три раза в день — в девять утра, в два и в семь вечера, а расход воды каждый день сверял по отметке в ёмкости и мерным стаканом. Температура в кабинете всё время держалась в пределах 22–24 градусов, то есть условия у обоих горшков были одинаковые. Теперь посмотрим, что показали эти замеры.

• Опытный: 39–47 %, средняя 43
• Контрольный: 21–52 %, средняя 35
• Вода: 2,7 л против 4,6 л — на 41 % меньше
• Дальше — что не сработало с первого раза

Три недели испытаний дали две разные картины. В опытном горшке влажность держалась в узком коридоре — от 39 до 47 процентов, в среднем 43. Контрольный горшок, который поливали вручную, скакал от 21 до 52 процентов: то пересыхание, то перелив, средняя всего 35. По расходу воды разница тоже заметная: устройство израсходовало 2,7 литра за 18 включений по 150 миллилитров, а на ручной полив ушло 4,6 литра — на 41 процент больше. То есть автоматика не только стабильнее держит влажность, но и экономит воду. Эти же числа я привожу в выводах, чтобы не было расхождений.

• 9 ложных включений за 8–10 сентября
• Датчик 26–28 % против фактических 39–41 %
• Причина — сухой верхний слой и разброс питания
• Помогли порог 30 % и задержка 10 секунд
• С 11 сентября ложных срабатываний — 0

Первая версия прошивки работала плохо: с 8 по 10 сентября устройство включилось девять раз, хотя земля была влажной. Датчик показывал 26–28 процентов, а фактическая влажность составляла 39–41 процент. Причина в том, что верхний слой грунта пересыхает быстрее, а питание даёт разброс показаний. Я откалибровал датчик в двух точках, снизил порог с 45 до 30 процентов, добавил задержку подтверждения 10 секунд и три замера с интервалом 5 минут. С 11 сентября ложных срабатываний ноль.

Главный вопрос был простой: удержит ли устройство влажность почвы в норме без человека. Ответ прямой — да, предположение подтвердилось. Опытный горшок держался в диапазоне 39–47 процентов, в среднем 43, и на это ушло 2,7 литра воды. Контрольный горшок скакал от 21 до 52 процентов, в среднем 35, и выпил 4,6 литра — то есть вручную мы и поливали неравномерно, и тратили больше. Все четыре задачи выполнены, за три недели ни одно растение не потеряло вид. Но честно скажу про ограничение: это один вид растения и всего три недели, поэтому дальше нужно проверять на других культурах и на более длинном сроке.

• Продукт — готовое устройство в кабинете
• 5 л ≈ 5 недель автономной работы
• Инструкция на 6 страниц для кружка
• Каникулы без дежурных, готов к вопросам

Главный результат — готовое устройство, которое уже работает в кабинете биологии. Ёмкости на пять литров хватает примерно на двадцать один день, значит каникулы кабинет проходит без ежедневных дежурных. Чтобы решение можно было повторить, я оформил инструкцию по сборке на шесть страниц: там схема, перечень деталей и настройка порога. Практическая значимость в том, что растения больше не зависят от того, кто и когда вспомнит про полив. Спасибо за внимание, готов ответить на вопросы комиссии.