刚把土壤肥力检测仪的雏形设计好,学校就传来消息——全国大学生科研创新大赛开始报名了。这个比赛是全国性的,很多高校的学生都会参加,含金量很高。林荞抱着试试的心态,把“简易土壤肥力检测仪”的项目申报上去,没想到很快就通过了学校的选拔,拿到了参赛资格。
“这下得好好准备了,咱们争取拿个好成绩!”林荞召集了团队成员,除了之前一起做课题的李薇和陈雪,她还拉上了电子信息系的学弟张强——张强擅长电路设计和原型制作,能帮着完善检测仪的硬件;还有农学系的学妹李敏,她懂农业知识,能帮忙整理施肥建议和田间测试方案。
团队分工明确:林荞负责整体统筹和技术核心,优化检测仪的设计;张强负责制作检测仪样机,调试电路和显示屏;李薇和陈雪负责整理实验数据,编写项目报告;李敏负责编写操作手册,补充不同作物的施肥建议。
制作样机是第一步,也是最关键的一步。张强按照林荞的设计图,在网上采购了电子元件、电极、显示屏和AbS塑料板材。学校的创客空间有3d打印机,他们先用3d打印出外壳原型,试了试大小和手感,觉得有点笨重,又修改了设计图,把外壳做薄了2毫米,重量减轻到180克,拿在手里更轻便了。
接下来是焊接电路。张强在面包板上反复测试后,把元件焊接到了电路板上。一开始,焊接的电路总是接触不良,显示屏时亮时灭,他们查了半天,发现是焊点不够牢固。张强重新焊接,每个焊点都仔细检查,确保接触良好。电极的固定也费了点劲,一开始用胶水粘,容易脱落,后来换成了螺丝固定,既牢固又方便更换。
样机做好后,他们开始测试性能。林荞从学校的试验田和周边农村取了20份不同的土壤样本,用检测仪和专业设备分别检测氮、磷、钾含量。测试结果显示,检测仪的误差在8%左右,比预期的10%还低,完全能满足村民的使用需求。但他们也发现了问题:在湿度太大的土壤中,检测结果会有点偏差;显示屏在阳光下看不清。
“湿度大的问题,我们可以在检测前增加一个湿度校准步骤,”林荞说道,“阳光看不清的问题,换成户外可视的显示屏,虽然成本会增加一点,但实用性更强。”他们立刻调整了设计,增加了湿度校准功能,更换了户外专用显示屏,再次测试,问题都解决了。
样机完善后,他们开始编写操作手册。李敏结合村民的实际情况,把操作步骤写得非常简单,还配上了图文说明:第一步,取一把土壤,放进专用提取管,加清水到刻度线;第二步,摇晃提取管,静置5分钟;第三步,打开检测仪,插入提取液;第四步,按检测键,等待30秒,显示屏就会显示氮、磷、钾含量和施肥建议。
操作手册里还补充了常见问题解答,比如“显示屏不亮怎么办”“检测结果不准怎么处理”,甚至标注了不同作物(玉米、水稻、小麦、蔬菜)在不同肥力等级下的施肥量,村民们一看就懂。
为了让评委更直观地了解项目的实用性,他们决定去农村拍摄测试视频。李敏联系了她老家附近的几个村庄,周末的时候,团队一起开车过去。村民们听说他们是来测试土壤检测仪的,都很热情,主动带着他们去地里取样。
王大叔拿着检测仪,按照操作手册一步步操作,很快就测出了自家玉米地的肥力:“氮含量充足,磷含量适中,钾含量不足。”显示屏还给出了建议:“每亩施钾肥15公斤,分两次施用。”王大叔笑着说:“这东西太方便了!以前施肥全凭感觉,现在有了这个,再也不用担心施多施少了。”
他们还拍摄了不同场景的测试画面:在水稻田、玉米地、蔬菜大棚里,村民们用检测仪检测土壤,脸上露出满意的笑容。视频里还采访了几位村民,他们都表示希望能尽快用上这种检测仪。
除了样机、操作手册和视频,项目报告也很重要。李薇和陈雪整理了详细的实验数据,包括不同土壤样本的检测结果对比、检测仪的精度测试报告、成本预算分析等。报告里还介绍了项目的创新点:操作简单、成本低廉、实用性强,适合在农村推广。
林荞还特意准备了答辩ppt,把项目的背景、设计思路、技术方案、测试结果和推广前景都清晰地展示出来。ppt做得简洁明了,没有太多专业术语,用了很多图片和视频,让评委能快速了解项目的核心价值。
准备比赛的日子里,团队成员们经常泡在实验室和创客空间,有时候忙到深夜。张强为了调试电路,手上被电烙铁烫了好几个泡;李敏为了编写施肥建议,查阅了几十本农业书籍;林荞则每天都在优化设计,修改报告,确保每个细节都做到最好。
沈砚舟也经常来帮忙,帮他们搬运设备、拍摄视频,还从机械技术的角度给了很多建议。“这个检测仪的外壳可以设计成防滑的,村民们下地手上有汗,不容易滑落,”沈砚舟说道,“还有电极保护套,可以做成卡扣式的,更方便打开和关闭。”他们采纳了这些建议,进一步完善了样机。
离比赛还有一周的时候,他们进行了一次模拟答辩。周教授和几位老师当评委,听他们介绍项目,提出问题。“你们的检测仪成本能控制在50元以内吗?”“批量生产后,试剂的保质期能达到多久?”“如果村民不会操作,有什么培训方案?”
面对老师的提问,他们一一解答:“批量生产后,通过采购低价元件和试剂,成本能控制在45元左右;试剂添加了稳定剂,保质期能达到18个月;我们会和当地农技站合作,开展简单的培训,还会制作教学视频,扫码就能观看。”
老师的建议让他们进一步完善了项目方案,补充了批量生产计划和推广方案。他们计划先在清溪村和周边村庄试点推广,免费发放100台样机,收集村民的使用反馈,然后联系厂家批量生产,以成本价卖给村民,同时争取政府和企业的支持,扩大推广范围。
比赛前一天,他们把所有材料都整理好:一台完善的检测仪样机、一本图文并茂的操作手册、一份详细的项目报告、一个精彩的测试视频和一套简洁明了的答辩ppt。看着这些凝聚着团队心血的成果,每个人都充满了信心。
“不管比赛结果怎么样,我们的项目能帮到村民,就是最大的成功,”林荞说道,“当然,我们也要全力以赴,争取拿个好成绩,让更多人知道这个检测仪,帮助更多农民。”
团队成员们点点头,心里既紧张又期待。他们知道,这次比赛不仅是对项目的检验,更是一个推广的机会。如果能在全国大赛中获奖,这个简易土壤肥力检测仪就能被更多人关注,更快地走进田间地头,帮助更多农民科学施肥、增产增收。
夜深了,实验室里还亮着灯。林荞看着桌上的检测仪样机,仿佛看到了村民们用它在田里检测土壤的场景,看到了丰收时金黄的庄稼和村民们脸上的笑容。她相信,只要他们全力以赴,就一定能在比赛中取得好成绩,让这个源于乡土的发明,绽放出更大的价值。