1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Система автоматизации теплицы

Автоматизированная система управления теплицей

Для обеспечения оптимального режима роста овощных культур тепличный комплекс оснащается автоматизированная система управления теплицей с целью автоматизированного контроля и управления температурно-влажностным режимом производственных и рассадных отделений.

Автоматическая система представляет собой программно-технический комплекс для достоверного измерения состояния климата в теплице, состояния окружающей среды и расчета на этой основе управляющих воздействий на исполнительные механизмы инженерно-технологического оборудования теплицы.

Автоматическая система управления микроклиматом и минеральным питанием соответствует требованиям НТП 10-95 «Норм технологического проектирования теплиц и тепличных комплексов для выращивания овощей и рассады»

Автоматизированная система управления регулирует рабочие параметры:

Экран системы управления асу тп промышленной теплицы

Автоматизация теплиц

Автоматизация теплиц — это не роскошь, а необходимость, опытные огородники, которые занимаются выращиванием различных культур в теплицах, это знают. Для парников любой конструкции и размеров важно поддержание определенных микроклиматических условий, организация полива, проветривание, освещения. Все это необходимо делать ежедневно, что не всегда является возможным, так как каждый день ездить к теплицам за город может не всякий.

В настоящее время ведется активная модернизация теплиц, связанная с повышением количества исполнительных систем: разделение контуров, модернизация форточной вентиляции, установка систем зашторивания, установка вентиляторов. Парники оснащаются специальным оборудованием. Автоматизированные системы в теплицах предоставляет новые возможности для владельцев загородного участка.

Автоматизация теплиц

Автоматизация теплиц: есть ли необходимость?

Не секрет, что на все процессы жизнедеятельности растений, огромное влияние оказывает температурный режим. Всякое отклонение от благоприятного для растений температурного режима отрицательно сказывается на качестве и количестве урожая. При этом нужно учесть, что растению в различные фазы его жизненного цикла требуется разная температура окружающей среды. Влага, углекислый газ, должны быть в определенных соотношениях в зависимости от температуры воздуха. Только при правильном соотношении можно гарантировать нормальный рост, развитие и плодоношение растений. Сама же температурная среда должна определяться уровнем освещённости. Нужно понимать, что в некоторых случаях менять условия в теплице для комфортного микроклимата растений, необходимо, чуть ли ни каждый час. Учесть и создать оптимальное сочетание параметров микроклимата в теплицах возможно лишь с помощью автоматизации технологического процесса. Автоматика для теплицы применяется для нескольких основных систем жизнеобеспечения растений. Сюда относится:

  • Поддержание комфортной температуры внутри. В помещении автоматически включается режим проветривания, зашторивания, поэтому в жаркие дни овощи, фрукты и ягоды не завянут в таких условиях.
  • Полив растений в заданное время. Автоматизация полива, просто в управлении. Даже начинающий дачник легко справится с ее настройкой.
  • Восстановление почвы, делать ее микрофлору подходящей для выращивания выбранного сорта растений.
  • Освещение и отопление.

Автоматизированные системы могут самостоятельно выполнять необходимые функции в течение длительного времени без вмешательства человека. Это существенно упрощается уход за культурными растениями. Конечно, автоматизированные теплицы, не способны выращивать урожай без человеческого участия, но автоматизировав рутинные процессы, человек не тратит свое время на бытовые задачи. Автономные системы орошения позволят сэкономить время, затраченное на полив, особенно на дачных участках, когда требуется полив даже в будние дни. Количество расходуемой воды и удобрений также существенно снижаются. Освещение и теплоподогрев позволяют круглогодично выращивать овощи и зелень в парниках.

Автоматизация теплицы необходима для людей, которые ценят свое время и готовы делать инвестиции для своего комфортного будущего.

Виды и разновидности автоматизированных систем

Существует частная и промышленная автоматизация теплиц. В первом случае вы можете самостоятельно собрать все элементы несложной системы. Это стоит дешевле. Частная автоматизация теплиц или как еще ее называют «умная» теплица должна соответствовать следующим характеристикам:

  • регулировка температуры внутри парника должна происходить автоматически при помощи датчика температуры воздуха;
  • обязательное наличие капельной системы орошения;
  • грунт в теплице должен восстанавливаться без помощи человека.

Нет большой необходимости в том, чтобы частная автоматизированная теплица была сверху донизу оборудована новинками современных систем производства. Оснащение теплицы может быть произведено с минимальными затратами. Основным аспектом является согласованная функциональность всех установленных систем. Этим обеспечивается достижение максимальной эффективности.

Автоматизация теплиц различается по принципу действий:

  • Электрическая. Такая автоматика отличается простотой монтажа, возможностью точной настройки. К недостаткам электрических систем можно отнести их дороговизну, сравнительно с другими типами автоматизированных систем, и зависимость от источника электроэнергии.
  • Гидравлическую. Такие технологии надежные и абсолютно безопасные: в их основе лежит принцип расширения жидкостей при перегреве. Недостатки конструкций – медленное реагирование на понижение температуры.
  • Биметаллическую. В основе биметаллических устройств лежит способность различных металлов к расширению. Такие системы идеальны для автоматизации системы вентилирования. Минусом биметаллической автоматики является то, что она не способна приводить в действие тяжелое оборудование.

Вышеперечисленные автоматические системы можно установить на любое оборудование, которое нуждается в автономной работе. Выбор автоматизированных конструкций зависит от бюджета садовода, наличия рядом с участком сети электропередач, габаритов теплицы.

Благодаря точным датчикам, считывающим температуру, уровень влажности и освещения внутри и снаружи теплицы, таймерам, которые передают сведения на специальный контроллер, возможно автоматизировать теплицу. После чего система управления, на основе встроенных в программу алгоритмов, оценивает показания с датчиков и принимает решения на включение или выключение исполнительных устройств теплицы.

Именно программный регулятор, контроллер, приводит в действие насос системы орошения, вентилятор и доводчик форточки, осветительные и отопительные приборы. На сегодня, существует множество контроллеров, главная задача которых – регулирование микроклимата в теплице. Цена на контроллер зависит от количества входов/выходов и памяти устройства.

Все преимущества от собственной автоматизированной теплицы можно увидеть в тот момент, когда свежие и вкусные овощи появляются на столе. Причём это происходит ежедневно, а не только в тёплые летние дни. Нет необходимости для консервирования и заморозки впрок. Теплица даёт всё свежее, натуральное и своё.

Во втором случае, промышленная автоматизация теплиц для выращивания овощных и плодовых культур в условиях искусственного климата представляет собой непростую технологическую задачу. На урожайность и качество продукции влияет множество факторов. Это температурный режим, освещение, полив, распыление химических реагентов, проветривание.

Промышленная автоматизация теплиц регулирует следующие моменты:

  • Системы форточной вентиляции.

Они предназначены для обеспечения естественного воздухообмена замкнутого объёма теплиц с наружным пространством через вентиляционные проёмы в кровельной части светопрозрачного ограждения. Все расположенные на кровле вентиляционные фрамуги могут открываться и закрываться дистанционно и автоматически. Система позволяет качественно управлять технологическими процессами поддержания микроклимата в теплице.

  • Системы рециркуляции воздуха.

Служат для перемешивания холодных и нагретых масс воздуха в объеме теплиц, особенно в течение холодного периода, когда форточки не открываются, либо открываются не полностью. Циркуляция воздуха минимизирует различия в температуре и относительной влажности, при этом исключается перегрев растений, активизируются физиологические процессы в растениях, ликвидируются зоны с повышенной влажностью особенно в периоды, когда естественная вентиляция через форточки невозможна или малоэффективна.

Система горизонтального теплозащитного и светоотражающего шторного экрана предназначена для создания затенения в теплицах при интенсивной (избыточной) солнечной радиации в весенне-летний период, а также для сохранения тепла в ночное время и периоды с наиболее низкой наружной температурой. Горизонтальное зашторивание осуществляется тканью из полимерных материалов и обеспечивает практически полное перекрытие верхней части теплицы. Вертикальный шторный экран – предназначен для уменьшения интенсивности светового потока, проходящего через вертикальные светопрозрачное ограждение теплиц во избежание теплового ожога растений, а также для снижения теплопотерь через наружные ограждающие конструкции.

Позволяет осуществлять приготовление питательного раствора нужной концентрации и транспортировать его в корневую зону каждого растения, через распределительную трубопроводную сеть и капельницы. Система доувлажнения (система орошения) предназначена для мелкодисперсного распыления воды в теплицах для поддержания температурно-влажностного режима.

Системы подкормки растений.

Для увеличения урожайности и повышения качества выращиваемых культур в теплице используется система подкормки растений двуокисью углерода СО2, который необходим для обеспечения жизнедеятельности растений. Предусматриваются два источника СО2, использующих одну и ту же распределительную сеть внутри теплицы: отходящие (дымовые) газы котельной, являющейся источником тепла и сжиженный углекислый газ. Отбор углекислого газа от дымовых труб котельной выполняется при помощи специального оборудования, представляющего из себя конденсор со встроенным вентилятором, дозирующее устройство и аппаратуру контроля отходящих газов.

Предназначены для поддержания требуемого уровня. С учетом уровня внешней солнечной радиации и времени суток, особенно в осенне-зимний период.

Системы отопления теплицы.

Система обеспечивает температурный режим. Оборудование для отопления теплицы включает в себя систему подогрева воздуха и грунта. Прогрев почвы сельскохозяйственных культур уменьшает срок вегетации растений за счет равномерного развития корневой системы (в среднем на две-три недели) и повышает урожайность (на 35–45 %).

Обеспечить теплицу теплом – это полдела, его еще нужно точно дозировать. Температура внутреннего воздуха в теплице должна изменяться в зависимости от культурооборота и вида овощей, а для одних и тех же овощей – в процессе роста и созревания в зависимости от времени суток.

Автоматизация в промышленных масштабах, позволяет установить такой микроклимат в теплицах, что смена погоды не оказывает негативного воздействия на растения. Конечно, большую часть процессов по обеспечению жизнедеятельности растений, возложены на автоматические системы управления. Но для получения хорошего урожая, растению, помимо любых автоматических систем необходим еще и грамотный специалист, который задает режимы работы автоматики и с помощью помощников осуществляет уход и обработку растений.

Следует понимать, что качественный процесс выращивания растений в автоматизированных теплицах, зависит и от особенностей развития. Растение может в какой-то момент перестать усваивать питательные элементы, или наоборот чувствовать нехватку, несанкционированно перейти из генеративного типа развития в вегетативный, или наоборот. В таких ситуациях все зависит от профессиональности специалиста, если он вовремя сможет установить причину проблемы, сможет оперативно вмешаться, например, изменить режим поливов или режим микроклимата, то это позволит сохранить урожай, и как следствие предотвратить финансовые убытки.

Современные тепличные комплексы должны быть оборудованы всей необходимой измерительной аппаратурой для своевременной диагностики таких проблем. Это система мониторинга параметров микроклимата теплицы и мониторинга физиологических процессов растения. Оперативный мониторинг и коррекцию процессов, происходящих в теплицах, можно осуществлять дистанционно посредством интернет или сотовых сетей.

Автоматизированная система позволяет снизить издержки при выращивании овощей, экономить энергоресурсы и минимизировать влияние человеческого фактора.

Автоматизированная система превращает теплицу в высокотехнологичный объект

На основе аппаратных средств ОВЕН специалисты компании НПК Фазис и ТК Ярославский создали автоматизированные системы управления водоснабжением и освещением для тепличных хозяйств. Системы обеспечивают удаленный контроль и управление исполнительными механизмами. Каждые три секунды параметры работы обновляются и сохраняются в архиве. Информация используется для анализа, принятия решения и устранения нештатной ситуации. SCADA-система и управляющий контроллер одновременно фиксируют все изменения параметров и неполадки.

Комплексы защищенного грунта работают во всех регионах страны, но особенно востребованы в зонах «неустойчивого земледелия», средней полосы и северных территорий. Урожай в них зависит от многих факторов, в том числе от условий окружающей среды. Для повышения урожайности в тепличных хозяйствах применяются системы автоматизированного управления.

Базовая задача управляющей системы – это мониторинг жизненно важных для растений параметров: уровня освещения, температуры и влажности. Мониторинг позволяет выбрать оптимальный сценарий управления для создания благоприятных условий выращивания и при необходимости скорректировать эти показатели для получения максимально возможного урожая сельхозпродукции.

Тепличный комбинат Ярославский

ТК Ярославский – инновационное предприятие в Ярославской области – занимается круглогодичным выращиванием овощей (огурцы, томаты, салат) в защищенном грунте. Общая площадь тепличного комплекса более 9 Га. Применение передовых технологий выращивания позволяет обеспечить экологически чистыми, свежими овощами весь Центральный Федеральный округ и соседние регионы в течение всего года.

Автоматизация тепличного комплекса

Специалисты компании НПК Фазис создали для тепличного комбината Ярославский автоматизированные системы управления водоснабжением и досветкой. Системы управляют поддержанием технологических параметров в установленных диапазонах по заданным алгоритмам. В нештатной ситуации система сигнализирует о необходимости вмешательства. То есть автоматика реализует те же задачи, что и обычный персонал, только с большей точностью, оперативно и своевременно.

Систему образуют набор датчиков, программно-аппаратный комплекс для сбора и обработки поступающей информации и формирования управляющих сигналов. Универсальную систему можно заказать в составе комплексного решения или добавить в уже готовую архитектуру. Управлять системой можно на местах, а также удаленно через web-интерфейс: на компьютере, ноутбуке, планшете или смартфоне. Сельхозпроизводитель получает доступ к управлению и настройкам, имеет возможность собирать и анализировать информацию и строить прогноз.

Система водоснабжения

Источником водоснабжения комбината служат 6 скважин с погружными насосами, расположенные на территории комплекса. Вода используется для технологических нужд, полива теплиц и промывки фильтров. Для бесперебойной подачи воды система водоснабжения оборудована буферной емкостью и баками водозапаса, станцией промежуточной перекачки в баки водозапаса. Вода из скважин проходит очистку от механических и химических примесей на фильтровальной установке.

Связь между скважинами, станцией перекачки, фильтровальной установкой, накопительными емкостями и диспетчерским пунктом оператора организована по радиоканалу. Для уверенного приема радиосигнала на каждой точке установлен ретранслятор. Расстояние между крайними точками составляет в среднем 300 м и определяется количеством ретрансляторов в самоорганизующейся сети.

Система управления водоснабжением включает несколько шкафов управления, разделенных по технологическим задачам: главный шкаф, шкафы управления накопительной емкостью, скважинами, перекачивающими насосами.

Оператор на диспетчерском пункте контролирует состояние датчиков и исполнительных механизмов, может задавать в SCADA-системе режимы работы и получать отчеты в табличном и графическом виде. Мнемосхемы показывают состояние исполнительных механизмов, датчиков, аварийных сигналов, уровень заполнения накопительной емкости и бака запаса. В отдельных окнах фиксируется время включения/выключения насосов. Есть возможность составления отчетов расхода воды и времени наработки каждого насоса. Менять параметры и контролировать работу можно так же на экране панельного контроллера.

Система водоснабжения обеспечивает:

  • одновременную или последовательную работу насосов по заданному алгоритму в зависимости от производительности каждой скважины и времени наработки насосов;
  • поддержание запаса воды в баках;
  • учет объема потребленной воды на каждой скважине с автоматическим составлением отчета;
  • учет времени наработки каждого насоса;
  • контроль состояния исполнительных механизмов и уровней воды в емкостях в режиме реального времени;
  • заполнение журнала событий.

Система может работать в местном, ручном и автоматическом режимах. Местное управление осуществляется с лицевой панели шкафа управления, ручное – с рабочего места оператора или с экрана панельного контроллера.

В автоматическом режиме поддерживается установленный уровень воды в емкостях. Для измерения уровня в буферной и накопительных емкостях установлены основной и резервный гидростатические датчики давления. Включение и отключение скважинных насосов, станции перекачки и фильтровальной установки происходит по заданному оператором алгоритму.

Шкаф управления скважиной соединен с центральным шкафом управления беспроводной двухсторонней связью. Система обеспечивает:

  • местное и удаленное вкл./выкл. насосов в ручном и автоматическом режимах;
  • защиту насоса от «сухого хода»;
  • защиту насоса от перегрузки по току и некачественной питающей сети;
  • снятие информации со счётчика расхода воды;
  • управление работой скважинных и перекачивающего насосов по заданному алгоритму.

Для учета количества потребленной воды каждая скважина оборудована расходомером. Он же служит контролирующим элементом аварии или «сухого хода» насоса.

В системе водоснабжения применяется оборудование ОВЕН:

  • программируемое реле ПР200;
  • сенсорный панельный контроллер СПК107;
  • блок сетевого фильтра БСФ;
  • монитор напряжения сети МНС1 для защиты оборудования;
  • блоки питания БП15, БП30.

Шкаф автоматического управления досвечиванием теплицы

Большинство овощных культур эффективно плодоносят при освещенности 15-20 тыс. люкс. Такое освещение наблюдается в солнечную погоду с марта по август. Слабая интенсивность естественного освещения в осенне-зимний период не позволяет выращивать овощные культуры без искусственного досвечивания.

В тепличном комбинате Ярославский, помимо штатного освещения, организована система досвечивания – для поддержания оптимального уровня освещения в соответствии с временем года и продолжительностью светового дня. В 2018 году под круглогодичное выращивание овощей в ТК Ярославский введено в действие 7 Га зимних теплиц с уровнем искусственного досвечивания 195 Вт/м2. Система обеспечивает автоматический режим работы светильников по определенному алгоритму.

Шкаф автоматического управления досвечиванием (ШАУД-С) управляет группами светильников по карте досветки в каждой конкретной теплице. Информация о текущем состоянии светильников выводится на сенсорную панель оператора ОВЕН СП310, установленную в шкафу. С этой же панели можно управлять светильниками в ручном режиме – включать/выключать любой ряд светильников.

Преимущество внедрения автоматизированной системы управления – повышение эффективности работы осветительных систем и значительное снижение пиковых токов при розжиге светильников.

Возможности наращивания системы управления

Как и любую модульную структуру систему управления можно модифицировать и расширять. Например, ввести мониторинг состояния технологического оборудования для контроля состояния аппаратных узлов и заблаговременного устранения повреждений. В результате затраты предприятия на ремонт будут снижены, а урожайность увеличится за счет совершенствования алгоритмов интеллектуального управления.

Выбор системы мониторинга и управления зависит от бизнес-задач сельхозпроизводителя. Некоторые аграрии предпочитают обойтись минимальным набором базовых функций, которыми оснащаются все автоматизированные системы управления. Комплекс будет измерять необходимые параметры, принимать решения и запускать нужные действия. Другие – заинтересованы в развитии приобретенных систем и расширении их функционала.

Предлагаемая система управления и мониторинга может расширяться и функционально, и масштабно, поэтому востребована как конечными пользователями – фермерами и владельцами тепличных хозяйств, так и производителями теплиц. С помощью комплексных решений они могут повысить привлекательность своей продукции на рынке, продавая не просто строительно-монтажный объект, а высокотехнологичное решение.

По вопросам автоматизации объектов можно обращаться по тел.: +7 (4852) 580-969 или по адресу: vmv@fazis-yar.ru

© Автоматизация и Производство, 2020. Все права защищены. Любое использование материалов допускается только с согласия редакции. За достоверность сведений, представленных в журнале, ответственность несут авторы статей.

Издание зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. Свидетельство о регистрации средств массовой информации ПИ № ФС77-68720.

Автоматизация теплиц и парников

Когда меня попросили написать статью на тему автоматизации теплиц и парников, мне сначала показалось что нет ничего проще.

Тема на слуху, многие этой темой неподеццки озадачены, а это значит, что наверняка уже есть умные и хорошие статьи. Просто перепиши их от себя – вот и все проблемы…

Но нет! На первых страницах выдачи что Яндекса, что Гугла стоят либо абсолютно нечитабельные статьи, сляпанные тупо для продвижения ключевиками, а отнюдь не для СДЛ (сайта для людей). Ну или либо уже нормальные, но описывающие уж совсем частные частности про конкретные конструкции, и, как правило, самодельные, железки и датчики.

Попробую хоть частично скомпенсировать возникшую интернет-несправедливость для сельских жителей и дачников – а ведь это больше половины граждан нашей страны.

В том, что автоматизация теплиц и парников в нормальной жизни необходимость, а не роскошь, убеждается каждый огородник, опытный или неопытный или даже хоть владелец агрофирмы. Ведь главная ценность у людей — это не деньги. Это время, которого всегда не хватает.

Так вот, автоматизация это и есть умная экономия времени.

Поддержание определенного микроклимата и температуры, различного для каждого вида растений, своевременное проветривание и организация полива важны для теплицы или парника любого размера и конструкции. В этой статье я не буду описывать все то немыслимое количество вариантов и типов народного творчества конструктивов теплиц. Главное понимать, что в нашей стране без теплиц выращивать многие сельскохозяйственные растения достаточно проблематично. Не Африка.

Автоматизированная система в теплицах и парниках применяется для замены ручного контроля состояния растений, полива, вентиляции, подачи удобрений – все эти действия исполняют умные механизмы без участия человека. Который, вполне возможно, в это время находится на работе, в магазине или даже выпивает с друзьями))

Действительно, не многие городские жители, даже имея дачу или просто участок могут позволить себе ежедневно ездить за город к теплицам, чтобы вручную заботиться о микроклимате в парниках, поддерживать нужную температуру, поливать растения и проветривать парник. А если есть мечта вывести процесс выращивания на высокий уровень? Выход один – монтаж автоматической системы, как минимум самой простой конструкции, при отсутствии денег сделать ее своими руками. Она упростит правильный уход за растениями, снизит риск их болезней и позволит снимать обильные урожаи. Без нее выйти на сколько-нибудь приличный уровень выращивания просто не удастся.

Какие проблемы в теплице должна предотвращать умная автоматика каждый день?

  • Уже первые лучи солнца начинает резко поднимать температуру в теплице. Собственно, парник ведь и есть концентратор тепла. Это очень благоприятное время для роста растений. Но только беда в том, что одновременно с ростом общей температуры возрастает дельта перепада между почвой и воздухом. Из-за этого корни растений, еще оставаясь в холодном состоянии, не могут пропорционально снабдить стебли растений необходимым объемом влаги. Это сильно замедляет процесс роста по сравнению с оптимальным режимом при таком перепаде температур.
  • С вентиляцией, как правило, ситуация ещё сложней. По факту человек проветривает теплицу, когда видит (если видит, он же не железный датчик?), что столбик внутри тепличного термометра превышает отметку в 40° по Цельсию. С открыванием всех отверстий в теплице сквозняк вместе с перегретым потоком воздуха уносит огромное количество влаги, образовывая, по сути, климатический удар по аналогии с резко континентальным климатом. И это климатическая встряска создает отличные условия для размножения вредителей и болезней растений в парнике.

Боевой задачей «умной» теплицы является обеспечение комфортного микроклимата для растений.

А уж тип и сложность конкретной системы автоматизации конструкции парника зависит от огромного множества разнокалиберных факторов: размеров и конструкции теплицы, доступности или отсутствия электросети и водопровода, видов выращиваемых растений, микроклиматических условий, необходимых для успешного выращивания растений конкретного вида. Кроме того, на качество технического решения для умной теплицы влияет элементная база электроники и ПО, в первую очередь точность датчиков.

Итак, решаемые задачи:

  • Контроль и регулировка температуры внутри парника должна происходить автоматически на основании показаний датчиков и заранее прописанных алгоритмов;
  • Управление использованием капельной системы орошения;
  • Управление состоянием уровня влажности воздуха и грунта;
  • Автоматическое и оптимальное управление освещением растений;
  • Управление внесением порционной подкормки для растений.

Иногда к этим функциям автоматики добавляют и другие задачи, но они, как правило, имеют отношение не только и не сколько именно к парникам. Например, вопросы сигнализации и охраны всего участка.

Очень важное уточнение по применяемому в парнике умному «железу»

Среди конструкций систем автоматизации тепличных комплексов при всех обсуждениях и дебатах общепринято лидирует конструкции с аппаратно-программным обеспечением от фирмы Arduino, которое достаточно просто позволяет роботизировать парниковое хозяйство вполне самостоятельно даже людям, малосведущим в электронике. При чем с достаточно низкими финансовыми затратами на покупку.

Но как профессионал, я вынужден вас предупредить: Arduino, конечно классный и хорошо продуманный конструктор для автоматизации и самостоятельного конструирования умных объектов. НО! Реально конструктор-то детский, больше подходит для обучения, чем для настоящей долговременной надежной работы. И вообще, Arduino было классным техническим решением, прямо предтечей направления «Умный дом» в начале его становления. Но «Умный дом» развился и окреп, а Arduino так, в общем и остался конструктором для начинающих. Самая серьёзная его ахиллесова пята – все, что связано с надежностью.

Мои рекомендации в плане железа – использовать системы на промышленном стандарте KNX, ну или настоящие комплекты «умного дома» на z-wave или zigbee. Каждый из этих типов железа имеет свои преимущества и недостатки. Но в любом случае они надежней и функциональней детского конструктора)

В любой системе автоматизации теплиц и парников есть специальный блок управления, аналог сервера, правда, несколько попроще. Он может иметь одну или несколько настраиваемых программ, позволяющих контролировать такие функции, как полив в определенное время, отопление и дополнительное освещение в пасмурные дни, подогрев воды, внесение подкормки в нужное время и принудительная вентиляция. И т.д. и т.п.

Теперь немножко подробней про перечисленные умные функции:

  • Температурный режим воздуха. Для манипуляций с температурой воздуха применяются силовые приводы для закрывания и открывания окон, форточек, фрамуг и дверей под общепринятым названием «актуаторы». С помощью этих конструкций, приспособлений разного типа, собственно, и организуется проветривание. Получая командный сигнал от блока управления, шаговый двигатель, пневматическое или гидравлическое устройство приводит отверстие для проветривания в положение, соответствующее прописанному алгоритму и показателям датчиками температуры и ветра;
  • Температурный режим почвы. Оптимальная температура грунта в теплицах достигается с помощью терморегуляторов с использованием ТЭНов, подогревающего кабеля по типу «теплый пол» или других нагревательных приборов, режимы работы которых зависит от команд блока управления, прописанной программы и показаний температурных датчиков в разных местах грунта по всему парнику;
  • Уровень освещения растений в теплице. Автоматическая система использует лампы вместе с датчиками освещенности на фоторезисторах. Формирование управляющего сигнала происходит за счет изменения сопротивления в датчике в зависимости от интенсивности падающего на него светового потока. Помимо осветительных приборов, в регулировании освещенности могут участвовать управляемые шторы или жалюзи – практически так же, как и в любой системе «умного дома»;
  • Удерживание необходимого уровня CO₂. Датчики уровней углекислого газа и кислорода связаны через блок управления с вентиляторами и системой регуляции температуры воздуха, посредством которых помещение освобождается от выработанного растениями кислорода. Правильная подкормка растений двуокисью углерода часто повышает урожайность в вашем парнике аж на 30%;
  • Система автоматического водяного полива. Автоматизация полива обеспечивается на основании показателей датчиков гигрометров и запрограммированного алгоритма. Кроме того, из требований экономии система оборудуется датчиками-счетчиками расхода воды. В простейших, но отнюдь не самых оптимальных случаях используется таймер, который включают и выключают орошение (обычно капельное) в заданные промежутки времени по всему парнику.

С точки зрения финансовых затрат умный расход воды и электроэнергии – самые важные факторы экономии. Их величина напрямую связана с площадью тепличного помещения, его конструкцией и особенностями выращивания конкретных видов растений. При оптимально заданных временных интервалах полива с точки зрения алгоритма датчики влажности, счетчики расхода воды и электроэнергии выполняют функции аварийных сигнализаторов для оповещения хозяина теплицы. При правильно настроенной автоматике финансовая экономика содержания теплицы возрастает в разы. Это, не считая экономии затрат времени для хозяина теплицы. И вкладываемых сил. Собственно, именно в этом и есть основная цель автоматизации теплиц и парников.

В реальных условиях нет большой необходимости в том, чтобы умная автоматизированная оранжерея была сверху донизу напичкана модными новинками современных систем автоматизации. Конечно, кроме случая, когда хозяину очень хочется похвастаться своим детищем. Оснащение конструктива теплицы может быть произведено с достаточно небольшими затратами, которые, как правило отбиваются за 1 – 3 года эксплуатации.

Но тем не менее очень важна полная совместимость всех применяемых узлов между собой. Чаще всего именно на этом попадаются неопытные растениеводы. Обращайте на техническую совместимость особое внимание!

Полная автономность парников и теплиц – недостижимый идеал. Но достаточно просто создать умную конструкцию, близкую к идеалу. Обычные же недостатки с автономностью умной теплицы весьма легко решаются стандартными методами с помощью применения аккумуляторов, генераторов и дополнительных емкостей с водою.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector