我們（通過(guò)推特DM）獲悉，Tynecastle高中的一支隊(duì)伍進(jìn)入了一年一度的PA樹莓派比賽（https://www.youtube.com/watch?v=id8f45TlViU）的決賽。TynecastleTech今天將在倫敦舉行比賽，我們祝愿幫助過(guò)他們的學(xué)生和老師們好運(yùn)。他們建立了一個(gè)小規(guī)模的魚菜共生系統(tǒng)，允許用戶在沒(méi)有土壤的情況下種植自己的植物，使用魚類排泄物作為營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。樹莓派控制泵，監(jiān)測(cè)溫度和pH值，如果它們的變化超出最佳范圍，就會(huì)提醒用戶。

TynecastleTechs推特：https://twitter.com/TynieTechs

獲取信息

《初學(xué)者水培》是團(tuán)隊(duì)開始建立自己的水培系統(tǒng)之旅的教科書。他們了解了細(xì)菌如何將魚類排泄物轉(zhuǎn)化為硝酸鹽肥料，給植物施肥，以及在這樣的系統(tǒng)中可以茁壯成長(zhǎng)的魚類類型。當(dāng)?shù)厮屦^商店的工作人員以及一位園藝專家的家庭成員為那些生長(zhǎng)良好的植物提供了建議。

加注水箱

研究表明，該團(tuán)隊(duì)選擇了Scissortail Rasbora，因?yàn)檫@是一種頑強(qiáng)且適應(yīng)性強(qiáng)的魚類，可以生活在較小的水箱中。他們將12只Scissortail和水生植物一起放入一個(gè)40升的塑料桶中，創(chuàng)造一個(gè)類自然的環(huán)境，并提供藏身之處，減輕魚類的壓力。他們選擇Java苔蘚、Anubias和Cryptocoryne作為最適合小型水箱的植物物種，并添加了一些成熟的樣本。該團(tuán)隊(duì)將水加熱到熱帶魚最喜歡的溫度（約24°C或75°F），并安裝了適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾器。

感謝Wonder Pets&Aquariums提供這段ScissortailRasbora游泳的視頻

視頻鏈接：

B站：https://www.bilibili.com/video/BV1BV4y1k7eE/

Youtube：https://www.youtube.com/watch?v=5pBvCUalsFU

學(xué)校的CDT部門介入幫助，在丙烯酸薄板上鉆孔，用作魚缸蓋。這使得該團(tuán)隊(duì)能夠通過(guò)它鋪設(shè)電力電纜和水管，還可以通過(guò)它給魚喂食。

魚菜共生系統(tǒng)在行動(dòng)

為了展示魚菜共生技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，學(xué)生們需要從種子開始成功種植新植物。一位園藝專家建議西洋菜是最好的選擇，因?yàn)樗谒猩L(zhǎng)良好，而且比其他植物生長(zhǎng)得稍快。TynecastleTech團(tuán)隊(duì)選擇了一個(gè)長(zhǎng)的塑料窗臺(tái)作為植物床的容器，這樣可以讓水沿著整個(gè)長(zhǎng)度流動(dòng)，輸送營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)生長(zhǎng)。他們添加了粘土卵石，為植物提供了一點(diǎn)穩(wěn)定性，并使它們能夠在周圍生長(zhǎng)根系。

布置光源

學(xué)生們需要一個(gè)光源，這樣植物才能繼續(xù)進(jìn)行光合作用。他們選擇了室內(nèi)生長(zhǎng)燈——他們發(fā)現(xiàn)這些燈比普通的LED燈產(chǎn)生更多的功率，這將提高光合作用的速率。

他們想在一個(gè)周期內(nèi)控制紫外線，以模擬白天和晚上。這將使植物“知道”何時(shí)進(jìn)行光合作用，何時(shí)休息，并繼續(xù)進(jìn)行其他重要的植物代謝。他們最初的計(jì)劃是將計(jì)時(shí)器連接到樹莓派的GPIO引腳，并用Python編寫一些代碼來(lái)操作它，但他們沒(méi)有時(shí)間了，于是選擇了一個(gè)更昂貴的帶內(nèi)置計(jì)時(shí)器的照明帶。

樹莓派讓水流動(dòng)

在系統(tǒng)的水循環(huán)中，水泵將水從魚缸輸送到植物床，并從植物床輸送到魚缸，在兩者之間共享營(yíng)養(yǎng)——這就是正在進(jìn)行的魚菜共生系統(tǒng)。泵連接到中繼網(wǎng)絡(luò)，因此控制系統(tǒng)的樹莓派可以與它們通信。學(xué)生們用Python編寫了一個(gè)計(jì)時(shí)器，使水泵將水從魚缸輸送到植物床15分鐘，然后從植物床排到水箱一分鐘，然后停止44分鐘，然后重新啟動(dòng)。

對(duì)于這場(chǎng)比賽來(lái)說(shuō)，最重要的是，團(tuán)隊(duì)需要找到一種方法來(lái)監(jiān)測(cè)水培環(huán)境，并證明他們的電子設(shè)備按預(yù)期工作。他們選擇pH和溫度傳感器作為提供系統(tǒng)狀態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的最有用方法。他們將防水DS18B20溫度傳感器（https://www.adafruit.com/product/381）直接連接到樹莓派（https://www.raspberrypi.com/products/）。一些Python代碼會(huì)監(jiān)控其輸出，如果溫度讀數(shù)過(guò)高或過(guò)低，則會(huì)觸發(fā)蜂鳴器。還有Python代碼來(lái)監(jiān)測(cè)pH傳感器的讀數(shù)。

讓我們看看你在做什么

TynecastleTech團(tuán)隊(duì)的學(xué)生和他們的老師Holt女士做得很好。我們期待著看到你在比賽中的表現(xiàn)！

去年的比賽

視頻鏈接：

B站：https://www.bilibili.com/video/BV1Vs4y137qo/

Youtube：https://www.youtube.com/watch?v=id8f45TlViU

我們很喜歡看到你們這些天才老師和其他學(xué)校工作人員如何在課堂上使用樹莓派，所以一定要留言分享你們年輕工程師的工作成果。

審核編輯 ：李倩