Автоматические системы контроля температуры для теплиц

Температура В Теплице: Инструкция Как Создать Автоматический Регулятор

Не одна даже самая хорошо построенная теплица не сможет выполнять свою основную функцию, выращивание растений, без правильного температурного режима. Сегодня мы поговорим о температурном режиме в теплице.

Температура и урожай – прямая связь

В самом начале нашей статьи мы хотим сразу сказать, что на урожайность растений влияет не только температура воздуха в теплице, но и температура грунта (см. Земля в теплице: выбор грунта и уход).

При этом важно понимать, что различные растения хорошо произрастают и плодоносят строго при определенной температуре.

Разные растения – разная температура

Многие наверно сталкивались с таким вопросом, что в определенный год одни растения давали богатый урожай по сравнению с другими растениями произрастающими рядом.

Все дело в температуре, для одних она была самая оптимальная, а для других или слишком высокой или слишком низкой.

Теплица – температурное преимущество

Но если на открытом грунте регулировка температуры для отдельных растений не представляется возможным, то теплица является замкнутым пространством, в котором можно с успехом регулировать температурный режим.

Правильное размещение растений – важная задача

Вот почему так важно правильно высаживать растения в теплице. Если ваша теплица имеет большой размер, то в различных ее уголках температура будет существенно разница.

Этим можно с успехом пользоваться, высаживая в более теплых местах теплолюбивые растения, а в более прохладных, растения для которых данная температура является оптимальной. Более подробно о том, как выращивать разные культуры вместе, вы можете прочитать: Перцы и баклажаны в одной теплице и Выращивание огурцов и помидоров в одной теплице).

Температурные перепады

Как и в открытом грунте, в теплице существует перепад температуры между днем и ночью. Эта разница является очень важной. Слишком большие колебания могут негативно сказаться на растениях и привести к их болезням, а в отдельных случаях и к гибели.

Наша справка – предел ночного и дневного режима не должен превышать 4 – 8 °С.

Что хорошо для зелени – плохо для плода

Много зелени, мало плодов.

В зависимости от вида растений, дневная температура воздуха в теплице должна быть 16 – 25 °С. Температура напрямую влияет на рост, к примеру, повышение температуры на 10 °С, увеличит рост зелени.

Не стоит радоваться, корни и плоды при этом развиваются намного хуже.

Много плодов при минимуме зелени.

Повышение до 40 °С, приводит к угнетенному состоянию и возможной гибели всего растения.

Это мы говорили о температуре воздуха.

Воздух важен – почва важна не менее

Термометр в теплице.

Температурный режим почвы тоже важен и должен находиться в пределах 14 – 25 °С, все тоже зависит от вида растения.

• Если температурный режим почвы понизится и достигнет 10 °С, растение начнет испытывать фосфорное голодание.
• Слишком высокая температура, превышающая 25°С, приводит к затрудненному всасыванию корнями влаги.
• При правильном температурном режиме, корневая система растений развивается и функционирует правильно, что не может сказаться на хорошем самочувствии всего растения.

Температурный вопрос

Поняв, что температурный режим в теплице крайне важен и от него зависит урожайность, многие зададутся вопросом, как контролировать температуру и соблюдать самый оптимальный режим в теплице?

Автоматическое регулирование – решение температурного вопроса

Как понятно из вышесказанного, визуальное соблюдения всех параметров, является очень сложной и ответственной задачей.

• Поэтому самым верным вариантом будет оборудовать теплицу автоматикой.
• Автоматическое регулирование температуры в теплице избавит вас от забот, по ежечасному контролю и измерению параметров температуры воздуха и почвы в различных местах теплицы.

Иногда температура начинает повышаться выше требуемой нормы, а вас в это время нет.

Как понизить температуру в теплице до требуемых параметров?

Автоматика приходит на помощь. В настоящее время в продаже имеется большое количество разнообразных электронных устройств, которые мы уже рассмотрели ранее (см. Терморегулятор для теплицы).

Строим регулятор температуры самостоятельно

Но не обязательно приобретать устройства регулирования температуры с электронной начинкой, такое устройство можно построить любому человеку, даже далекому от знаний электротехники.

Физика в помощь

Сегодня мы построим устройство, которое использует простой закон физики – нагреваясь, вещество увеличивается в объеме.

И так, как снизить температуру в теплице используя самодельное, простое устройство?

Материалы – все из хозяйства

Изготовить его достаточно легко в домашних условиях. Нам потребуется:

• Трех литровая банка 1 шт.
• Литровая банка 1 шт.
• Медная трубка диаметром 5 – 6 мм.
• Крышка для банок металлическая (под закатку) 1 шт.
• Крышка для банок полиэтиленовая 1 шт.
• Резиновый шланг (хорошо подходит шланг от капельницы). Главное условие, шланг должен плотно надеваться на трубку, быть гибким и не пережиматься.

Минимум инструмента

Из инструмента нам потребуется:

• Паяльник.
• Закатка для банок.
• Молоток.
• Пассатижи.
• Термометр.

Этап первый – изготавливаем термосифон

Можно приступать к работе.

• Закатайте трехлитровую банку металлической крышкой.
• Просверлите в центре крышки отверстие такого диаметра, чтобы медная трубка плотно входила в отверстие.
• Вставьте трубку в крышку таким образом, чтобы она не доходила до дна банки на 3 – 5 мм.
• Удерживая трубку в таком положении, припаяйте ее к крышке. Соединение должно быть герметичным.

Калибруем устройство

Наш термосифон готов. Перед тем как выполнить полный монтаж всего устройства, необходимо проверить наш сифон и получить точные данные по его работе.

Выполняется это следующим образом:

• Через трубку налейте в трех литровую банку литр воды.

Наш совет – понимая сложность заливки воды через трубку диаметром 5 – 6 мм мы советуем вам поступить следующим образом. Налейте в емкость литр воды. На трубку наденьте шланг и банку переверните вверх дном.

Отсосите воздух из банки через шланг, пережмите шланг и опустите его конец в набранную воду. Отпустите зажим. Вода поступит в банку.

Проведя несколько раз данное действие, вы закачаете в банку требуемое количество воды. Таким образом, в дальнейшем, вода добавляется в устройство.

• Поместите банку в ведро и налейте в него воды до такого уровня, чтобы вода не доходила до крышки банки на 50 – 70 мм.
• Наденьте на медную трубку шланг, а второй конец опустите в литровую банку.
• Поставьте ведро на огонь и нагревайте воду, при этом контролируя ее температуру, с помощью термометра.
• Когда вода в ведре начнет нагреваться, будет нагреваться воздух и вода в банке.
• Создавшееся давление начнет выталкивать воду из трех литровой банки, она по шлангу начнет поступать в литровую банку.
• Когда температура достигнет 25 °С, огонь необходимо выключить и замерить количество воды которое поступило в литровую емкость, этот объем будет составлять примерно 400 мл.

Принцип работы

Можно собирать наше устройство. Принцип работы его стал уже понятен.

• Когда температура внутри теплицы начнет повышаться, вода их трехлитровой банки начнет поступать в литровую, которая в свою очередь исполняет роль противовеса.

Водяной регулятор. Окно закрыто.

Таким образом, увеличение массы литровой банки открывает окно и проветривает теплицу. Чем выше температура, тем больше воды поступает и значит, окно открывается все больше.

Водяной регулятор. Окно открыто.

Когда температура воздуха в теплице начинает понижаться, в трех литровой банки создается разрежение и вода из литровой банки засасывается обратно. Тем самым масса литровой банки становится меньше, и окно начинает закрываться.

Сборка и монтаж

Как видите, регулятор температуры для теплицы получился довольно простым, но тем не менее очень эффективным.

• Литровая банка подвешивается к окну.
• На нее одевается пластмассовая крышка, в которой проделано отверстие и туда вставлен шланг. Конец шланга не доходит до дна на 3 – 5 мм .
• В литровую банку наливается 200 мл воды.

Регулировка весом

Единственное что следует сделать, это правильно подобрать противовес для рамы.

Все делается опытным путем.

• Вес литровой банки и налитой в ней воды не должен открывать окно.
• Но когда вода из большой банки начнет поступать в маленькую, окно должно открываться.

Важно – полость литровой банки должна свободно соединяться с атмосферным воздухом. Если шланг сидит в полиэтиленовой крышке плотно, проделайте рядом отверстие в крышке.

Данная система не требует особого контроля. Единственное что необходимо делать, это доливать в трех литровую банку воду, объем которой уменьшается за счет испарения.

Помидоры, баклажаны, огурцы, клубника – температурный вопрос решаем

Баклажаны в теплице.

Данное устройство отрегулировано для помидор, но его можно отрегулировать под требуемую вам температуру.

К примеру, температура для огурцов в теплице отличается от температурного режима помидор (см. Как выращивать огурцы и помидоры в теплице ) . В период всходов оптимальная температура составляет 25 – 28 °С.

При дальнейшем выращивании очень важно проветривать теплицу в солнечные дни, температура при этом составляет 28 – 30 °С, а в пасмурные должна колебаться в районе 20 – 22 °С.

Данное устройство с успехом справится с этой задачей.

• Если вам потребуется чтобы температура в вашей теплице не превышала 20°С, отрегулируйте устройство под данный температурный режим. Как это сделать вам наверно уже понятно.
• Сделайте противовесы съемными и на каждый укажите температурный диапазон, тогда вам достаточно будет просто поменять противовесы, а регулировка температуры в теплице будет происходить строго по заданным параметрам.

Наш совет – нанесите на банки отметку уровня воды, так вам будет легко определять момент, когда в устройство требуется доливать воду.

Открытые одним приводом окна.

Применив изобретательность и систему рычагов, можно сделать так, что данным устройством можно будет открывать одновременно несколько окон.

Сегодня мы рассказали о том, как построить регулятор температуры в теплице самостоятельно буквально за несколько часов. При этом нам не потребовалось доставать дорогих и редких материалов, мы просто воспользовались тем, что всегда есть в любом хозяйстве.

Температуру регулирует воздух

Подобными устройствами с успехом пользуются многие садоводы.

Схема воздушного регулятора.

Есть устройство, работающее по данному принципу, но в нем вместо воды используется воздух.

Устройство и принцип работы воздушного регулятора

Устроено оно следующим образом.

• Вместо трех литровой банки там используется металлическая емкость, желательно алюминиевая. Емкость герметична.
• За счет повышения температуры, увеличивается объем воздуха в емкости и воздух через шланг начинает поступать в резиновую камеру. С успехом можно использовать камеру от футбольного мяча.
• Камера увеличивается в объеме и толкает рычаг, который открывает окно.

Как видите, система замкнутая, герметичная и не сообщается с атмосферой .

• После того как температура воздуха в теплице падает, падает и давление воздуха в устройстве.
• Резиновая камера сдувается, рычаг идет назад и окно закрывается.

Преимущества и недостатки

Преимуществом данной системы является то, что она не требует контроля над уровнем воды и работает самостоятельно очень продолжительное время.

Из недостатков можно выделить то, что требуется хорошая герметичность. В противном случае устройство просто не будет работать, а определить визуально утечку довольно сложно.

Способов регулирования много – выбирайте по душе

Мы описали несколько способов самостоятельного решения автоматизации вашей теплицы. Вам самим решать, какой способ использовать.

Самое главное чтобы вы понимали, что теплица, температура и влажность в ней, напрямую влияют на урожай и здоровье ваших растений.

Источник статьи: http://parnik-teplitsa.ru/temperatura-v-teplice-40

Умная автоматическая теплица

Теплица — каркасная конструкция, обычно из металлического профиля, покрытая прозрачным легким и прочным материалом. В теплице поддерживается определенный микроклимат необходимый для выращивания находящихся внутри нее растений. Для получения результата в виде выращенных плодов требуется приложить немало времени и физических усилий, осуществив комплекс агротехнических мероприятий.

Облегчить труд позволит умная теплица, в которой все действия необходимые для выращивания растений выполняются по программе, управляющей специальными устройствами практически без участия человека.

Принцип работы умной теплицы

В представленной ниже схеме работы умной теплицы показан размер участия человека в ее функциональных возможностях. Пользовательский вход ограничивается корректировкой программного обеспечения и непосредственной установкой параметров контроллера. Корректировка может проводиться удаленно через, например, компьютер, подключенный к контроллеру.

Автоматический режим работы обеспечивают датчики и контроллер с электронными схемами управления, которые обеспечивают работу исполнительных механизмов в требуемом режиме.

Классификация умных теплиц

Любая система, в которой совершаются какие-либо действия, должна иметь для этого внешние источники энергии. По способу пользования такой энергией можно классифицировать умные теплицы по следующим группам:

• автономная — использует природные источники тепловой энергии, например, солнечную;
• зависимая от промышленных источников энергии — питание осуществляется от электрической сети.

Недостатком автономной является инерционность работы автоматики системы, которая из-за несвоевременного срабатывания исполнительных механизмов не гарантирует нормальную жизнедеятельность растениям.

Энергозависимые системы работы умной теплицы могут иметь аварийное отключение, что будет иметь самые плохие последствия для растений.

По конструктивному исполнению и назначению устройств тепличного комплекса можно выделить следующие категории.

• Оранжерея. Это помещение для выращивания экзотических растений, для которых не подходит климат данной местности. Обычно покрывается стеклом и используется для научных целей изучения развития необычных растений.
• Теплица. Это помещения для круглогодичного выращивания овощей, ягодных культур и рассады. Покрывается легким прозрачным материалом типа поликарбоната. Главная цель теплиц — получение высокого урожая овощей и ягод в короткие агротехнические сроки вне зависимости от окружающих погодных условий.
• Парник. Главное назначение парника — выращивание рассады. Обычно это небольшая переносная конструкция, покрытая легко сворачиваемой прозрачной пленкой. Тепло в нем создается природными источниками энергии.

Базовые возможности умной теплицы

Автоматизации подлежат следующие виды работ из комплекса обязательных агротехнических мероприятий проводимых с растениями в теплице.

• Регулирование температуры предпочтительной для выращивания растений в данной конкретной теплице. Контроль над поддержанием заданного теплового режима.
• Создание определенных показателей влажности воздуха в теплице. На урожайности некоторых культур этот показатель оказывает существенное влияние.
• Сохранение влажности грунта в заданных пределах. Корневая система растений не должна пересыхать и в то же время переизбыток влаги приводит к заболеванию растений.
• Организация дополнительного освещения в теплице в любое время года обеспечит полноценный рост растений.

Где купить

Приобрести оборудование для умных теплиц можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых товаров есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:

Датчики как основа информации для умной теплицы

На блок управления умной теплицей передают изменяющиеся во времени параметры следующие виды датчиков, интегрированные в цифровой формат для передачи сигнала на контроллер:

• датчики температуры воздуха
• датчики влажности воздуха
• датчик температуры почвы
• датчик влажности почвы
• датчик освещенности

Кроме представленных выше датчиков существует много других, которые некоторые сельхозпроизводители используют в своей деятельности: датчики точки росы, датчики химического состава почвы, контроля качества поливной воды и другие.

Контроллер

Контроллер обрабатывает информацию и дает команды для действий исполнительных механизмов. Это программируемое электронное устройство, которое по заданному алгоритму обеспечивает выполнение всех агротехнических задач по уходу за растениями.

Помимо самой электронной схемы и комплекта датчиков в комплект поставки входят программы управления и визуализации.

В качестве примера приведем функциональные возможности одного из видов контроллера российского производства:

• управление по программе, рассчитанной на действие в течение суток, где исходными данными являются значения температуры и влажности;
• позиция термопривода открытия форточек регулируется алгоритмом поиска ее самого эффективного положения для решения поставленной задачи;
• находит оптимальные варианты охлаждения во время действия критически высоких летних температур;
• выполняет режим микропроветривания с поддержанием оптимальной влажности;
• организует автополив с набором в бак воды и управлением подачи к растениям совместно с подачей питательного раствора;
• участвует в подготовке питательного раствора, контролируя его состав;
• управляет по показаниям датчиков системой отопления;
• выполняет расчет солнечной энергии полученной растениями в определенный промежуток времени;
• производит контроль влажности одновременно в нескольких зонах;
• оперирует данными о температуре в нескольких заданных точках теплицы.

Такой набор функций качественно улучшает условия выращивания растений в теплице.

Обзор рынка промышленных производителей умных теплиц

Рынок умных теплиц становится все более устойчивым. Этому способствует развитие следующих технологий:

• применение технологии дополнительного освещения на основе светодиодов (LED — технология);
• кроме проводной, используется для подключения беспроводная связь;
• совершенствование конструкций ирригационных систем;
• улучшение технических характеристик насосов и клапанов;
• увеличение количества факторов, сообщающих о возникновении внештатной ситуации в процессе ее мониторинга;
• применение передовых достижений в сфере IT — технологий.

Рейтинговые производители умных теплиц предлагают свою продукцию в зависимости от размеров тепличного комплекса, технические решения выбираются в соответствии с типом выращиваемых агрокультур.

В промышленном масштабе умные теплицы используются в северных широтах. Экзотические для районов севера овощи и фрукты, выращенные в умных теплицах, будут намного дешевле завезенных из южных областей.

Интеллектуальный сегмент сельского хозяйства в виде умных теплиц будет развиваться высокими темпами благодаря отечественным производителям. Внимание, которое оказывается правительством цифровой экономике, будет этому способствовать.

Передовыми в развитии технологий сельского хозяйства в контролируемой среде являются Нидерланды и некоторые другие европейские страны. Развивается ускоренными темпами внедрение умных теплиц в Индии, Японии, Китае.

Доминирующие позиции на рынке умных теплиц занимают компании Rough Brothers (США), Heliospectra (Швеция), GreenTech Agro (Нидерланды) и другие.

Умные теплицы своими руками

Простому дачнику инвестировать в готовую автоматизированную теплицу слишком накладно. Однако использовать ее преимущества можно изготовив ее самостоятельно.

Особенности конструкции и расположения на участке

Для эффективной работы систем автоматики следует выполнить следующие рекомендации.

• Выбрать такое место на участке, где согласно географии местности, через прозрачную пленку будет проникать максимальный поток солнечного света. Это снизит нагрузку на дополнительное светодиодное освещение и уменьшит расходы на содержание теплицы.
• Каркас теплицы спроектировать так, чтобы форточки находились в верхней части теплицы. Холодный воздух, попадая через форточку в теплицу, будет медленно опускаться вниз, а теплый также постепенно подниматься вверх. Такое расположение форточек исключает образование сквозняков, вредных для развития растений. Герметичное покрытие пленкой и плотное закрывание дверей устранит влияние внешних погодных условий на микроклимат теплицы.
• Если участок располагается в местности с повышенной ветровой обстановкой, то следует выполнить защиту в направлении доминирующего направления ветра, например, закрыть теплицу живой изгородью.
• Для круглогодичного использования теплицы оборудовать ее отопительными приборами, которые будут автоматически включаться/выключаться с помощью специально настроенных датчиков температуры.

Автоматическое проветривание своими руками

Циркуляция воздуха в теплице обеспечивается открытием форточек или дверей, которые обустроены работающими автоматически системами открывания. Такие устройства можно сделать самостоятельно, доработав уже имеющиеся подобные конструкции или изготовить из подходящих для этого подручных материалов.

Классический пример использования для автоматического открывания форточек теплицы — доработка газового амортизатора автомобиля. Гидравлическое масло, выступающее в качестве рабочего тела, вместо воздуха под действием повышенной температуры расширяется и приводит в движение форточку. При понижении температуры с помощью возвратной пружины форточка закрывается.

Подобным образом можно приспособить для проветривания теплиц газлифт от офисного стула, ручные автомобильные насосы и другое техническое оборудование. Из подручных средств, например, пластиковых бутылок или металлической емкости, заполняющей резиновый шарик воздухом с повышением температуры можно изготовить временные конструкции, обеспечивающие автоматическое проветривание теплиц.

Автоматический полив своими руками

Стандартная система автоматического полива своими руками включает в себя следующие составляющие.

• Необходим источник воды. Это может быть резервуар в виде бочки, в которую периодически заливают воду из скважины, водопровода или с помощью насоса из дачного пруда. В бочке температура воды с течением времени приближается к температуре окружающей среды, что важно для процесса жизнедеятельности растений.
• Наличие фильтра. Без него трубопровод быстро засоряется. Особенно критично его отсутствие для систем капельного полива.
• Электромагнитные клапана. Их конструкция позволяет контролировать подачу сигналов начала и конца процесса полива.
• Таймер. Его настройки передают сигналы на открытие/закрытие электромагнитных клапанов.
• Система из стальных, пластиковых (можно резиновых при капельном орошении) или металлопластиковых трубопроводов. Обеспечивает доставку воды, например, при капельном орошении к капиллярным трубкам.

При наличии в системе датчиков температуры и влажности почвы возможно автоматическое включение/выключение автоматического полива по их показаниям.

Автоматизированное отопление своими руками

С помощью систем отопления можно будет поддерживать температуру в теплице при любой погоде и в любое время года.

Систему обогрева теплицы можно оборудовать следующим образом:

• пропустить внутри пола нагревательный кабель;
• использовать для обогрева нагревательные приборы (масляный радиатор, инфракрасный излучатель и другие подобные установки);
• полы можно подогревать с помощью водяных теплых труб.

Самый удобный вариант автоматизации отопления основан на использовании внутри пола нагревательного кабеля. Концы кабеля после его укладки подсоединяются к регулировочному устройству. Важно, что данная система отопления прогревает непосредственно почву и тем самым имеет преимущество перед нагревательными приборами, оказывающими влияние на прогрев воздуха.

Установка и обустройство автоматики дополнительных светильников своими руками

Получить хороший урожай помогут не только качественный грунт и своевременный полив, но и оптимальная освещенность. При эксплуатации теплицы в зимний период дневного света из-за короткого дня явно не хватает.

В качестве дополнительного освещения по своим характеристикам самыми конкурентоспособными являются светодиодные лампы. Они отличаются малым энергопотреблением и выдают большую часть солнечного спектра. Существуют белые светодиоды, способные выдавать весь спектр солнечного света и способствовать выращиванию растений полностью на искусственном освещении.

Для подводки электропитания к силовому шкафу надо пробросить воздушную проводку от сети высокого напряжения. Эту работу лучше поручить профессиональным электрикам, которые имеют право допуска к таким работам. Дальнейшая прокладка провода в земле выполняется своими руками.

Важно: провод предварительно поместить в защитный гофрированный шланг.

Обязательно устанавливается предохранительное устройство для защиты от перепадов напряжения. Выбор его основан на рекомендациях производителя светодиодных ламп. После установки устройства выполняется разводка проводов согласно места расположения светильников.

Для создания оптимальной освещенности создается автоматическая система, которая ко всему прочему позволит сэкономить электроэнергию. Специальные датчики будут контролировать освещенность и автоматически включать или выключать подсветку.

Сохранение полезных качеств почвы

В умной теплице применяется мульчирование почвенной среды. Такой агротехнический прием сокращает время на поддержание плодоносных качеств почвы. Достаточно один раз покрыть ее поверхность мульчей (природные органические материалы) и на долгое время сохраняется содержание влаги в почве, исчезают сорные травы. Зимой и осенью дополнительное укрытие нетканым агроматериалом обеспечивает теплом почву и воздух. Влага сохраняется внутри после испарения на внутренней стороне укрывного материала и стекает обратно в грунт.

В летнее время укрывной материал убирается — на его место равномерно рассыпаются опилки или солома наоборот сохраняющие почву от излишков тепла.

Оснастить умной технологией теплицу на даче своими руками не простая задача. Потребуется определенный опыт и знания, без инвестиций также не обойтись. Однако все не такие уж большие финансовые затраты окупятся хорошим урожаем и свободным временем для отдыха и занятий другими не менее важными делами.

Видео по теме

Источник статьи: http://vashumnyidom.ru/komfort/uxod/umnaya-teplica.html