Автоматическое управление теплицей своими руками

Пошаговое руководство как с помощью автоматики оборудовать теплицу: обзор видов и производителей, как сделать своими руками

Растения требуют постоянного получения питательных веществ и ухода. В этом смогут помочь автоматические устройства, контролирующие действия и процессы.

Такие системы хорошо подходят для придомовых и дачных крытых сооружений. Вследствие этого работы, связанные с уборкой и уходом за растениями, выполняются с минимальными физическими затратами.

Преимущества использования автоматики

Внедрение автоматической системы обеспечивает существенное облегчение труда на приусадебном участке, повышению урожайности.

Монтаж автомата для сооружения подобного типа способствует оптимальному микроклимату для роста культур. Такие системы экономят время, израсходованное на полив на даче. Это особенно актуально, так как его нужно выполнять ежедневно.

Также потребуется расходовать меньше воды и внесения удобрения. Установка теплового подогрева и освещения способствует круглогодичному выращиванию в парниках овощных культур, зелени.

Если предусмотреть наличие на дачном участке автоматизированного строения, то можно выращивая урожай насладиться единением с природой. Парник без присмотра можно оставить в течение недели.

При этом не придется сталкиваться с неприятной ситуацией, когда саженцы завянут.

Виды автоматических устройств для теплиц и парников

Полив

Полезнейшей функцией в теплице является автоматическая система полива. При поливе овощных культур дважды в день обеспечивается быстрый рост растений.

Монтирование подобной системы понижает затраты времени на полив, по сравнению со шлангом.

Такие поливы подразделяются на дождевание, капельный, внутрипочвенное орошение. Подбирая их, следует брать во внимание квадратуру обработки и мощность насоса.

Первый тип сопоставим с душем. Подача воды осуществляется посредством трубок под незначительным давлением. Специально предназначенные насадки смогут обеспечить оптимальное орошение культур. Второй тип предполагает просачивание воды посредством трубок, проложенных по периметру размещения грядок.

В дальнейшем вода под давлением может выйти посредством специальных оросителей, попав на почву и наполнив корневую систему растений влагой.

Последний тип предназначается для орошения многолетних растений с использованием емкостей, трубок с отверстиями. Установив автоматический полив, можно всегда получать урожай в значительных объемах.

Вентиляция

Контроль температуры внутри помещения выполняется с помощью вентиляционных систем. Автономные системы оснащены открыванием и закрытием форточек в автоматическом режиме. Такие системы бывают разных видов в соответствии с принципом их функционирования.

Система, предполагающая электрическое управление, основана на работе термореле. При нагреве реле начинает запускаться электромотор вентилятора.

Она дает возможность пользователю отрегулировать чувствительность, температуру воздуха, обеспечивая удобство в применении.

Биметаллическое автономное проветривание предполагает использование характеристик пластин при нагреве. В итоге происходит изменение их положения, открывающее створку в теплицу. При охлаждении пластины начинают сужаться.

Существует гидравлический способ проветривания. В системе имеется жидкость, которая нагреваясь проникает в трубочку из латуни. Она выдвигается, что способствует открытию рамки в теплицу. Данные системы характеризуются удобством в эксплуатации и отменной мощностью.

Отопление

Предусмотрев автоматику для обогрева можно поддерживать требуемую температуру в теплице. Подобные системы обогревают воздух и почву вне зависимости от погодных условий.

Произвести обогрев строения можно, установив нагревательный кабель (теплый пол).

В теплице станет теплее с монтажом нагревательных приборов. К ним относится масляный радиатор, электрический камин. Также иным вариантом служит водяное отопление (водяной теплый пол).

Если предпочтение было отдано ему, то надо обустроить дополнительное оборудование, включающее электрический или газовый котел на жидком/твердом топливе.

Когда теплица обустраивается согласно принципам, основанным на автоматизации, то во всех отношениях подходит система теплый пол, электрические приборы, система водяного отопления с электрическим котлом.

Их регулирование происходит исключительно вручную.

Освещение

Вырастить растения независимо от времени суток можно, установив систему освещения в тепличном сооружении. Подача требуемых микромолей способствует нормальному фотосинтезу.

При автоматизации процесса освещения можно автоматизировать этот процесс по заданным показателям.

Настройка системы освещения происходит с учетом времени или согласно астрономическому таймеру. Она работает по такому механизму, что с сокращением светового дня увеличивается досвечивание лампами.

Работа освещения происходит в соответствии с сумеречными датчиками. Их использование связано со сложностями, заключающимися в калибровке и периодичности включения.

Как сделать своими руками: примеры расчетов, схемы и чертежи, лучшие варианты

Специалисты утверждают, что требуется приобретение датчиков и системы капельного полива.

Монтаж, возможно, осуществить самостоятельно. Есть системы капельного полива, рассчитанные на 200 л воды, которая расходуется в течение 4-5 поливов.

Неплохим вариантом будут израильские капельницы, более устойчивые к напору.

Подсчеты специалистов по капельному поливу, учитывая все моменты, в среднем составляют 14 678 руб. (на основе системы Gardena).

Они подробно освещают порядок очередности и последовательности всех работ. Останавливаются на вопросах грамотного управления теплицей.

Для того чтобы выбрать для себя подходящий проект автоматизированной теплицы можно воспользоваться специализированными компьютерными программами, которые позволят создать модель 3D парника.

Совершенствование парника способствует получению конструкции для круглогодичного использования.

Простой капельный полив

Система капельного полива способствует достаточному получению растениями требуемого объема влаги.

Дачники предпочитают применение системы капельного полива Капля.

Многие знатоки придерживаются мнения, что использование медицинских систем для капельниц значительно дешевле и не хуже.

Для этого необходимо иметь в наличии несколько таких систем, шланг и бак на 20-30 литров воды. Такой вариант эффективен, когда в теплицах выращивается небольшое количество растений.

Самодельный водопровод можно сделать с помощью саморезов, которые вкручиваются в шланг напротив каждого растения. Подача воды под растения регулируется при помощи метизов, вкручивающихся/выкручивающихся по резьбе.

Придется потратить время, чтобы подстроить настройку полива.

Использование контроллеров для регуляции влажности и температуры: как автоматизировать систему вентиляции

Для этих целей используются измерители-регуляторы, как например, ИРТВ-02. Прибор можно настраивать на осуществление нагрева, охлаждения, осушения и увлажнения.

Это возможно за счет высокотехнологичного емкостного датчика, которым снабжен прибор.

Точность измерений составляет 0,1. Показания отображаются на 2-х экранах, что облегчает процесс контроля за этими величинами.

Автоматика для отопления

Большое значение для теплиц имеет автоматизация отопительной системы. Без этого немыслима жизнь растений в зимний период года.

На сегодняшний день существует множество вариантов их обогрева в соответствии с видами энергоносителей.

Это могут быть системы электрического теплого пола, конвекционный обогрев с помощью тепловентиляторов, масляных радиаторов, электрокаминов, инфракрасного обогрева газовыми горелками.

Наиболее оправданной и безопасной, по мнению специалистов, считается электрообогрев или водяной от электрокотла.

Система зашторивания

Первоочередной составляющей конструкции является данная система, обеспечивающая необходимый микроклимат и экономичность в энергетическом плане.

Применяемый материал экрана — специальная ткань на основе полиэстера, включающая полоски фольги из алюминия.

Может использоваться принцип перемещения штор с помощью троса и на основе реек.

Идеи автоматизации с использованием подручных средств

Сделать рычаги самостоятельно можно, применяя отрезки планок на основе дерева или металла.

Автоматизация процесса полива осуществляется с помощью подручных средств на основе способа солнечной дистилляции.

Он обеспечивает достаточную влажность культурам даже при жаркой погоде. Метод предполагает нагрев воды до появления пара, конденсируемого в воду. Для этих целей нужно взять пластиковые бутылки различного объема. В одну наливается вода, вторая служит колпаком для нее. В результате испарении воды оседание пара происходит на стенках колпака.

Не сложно смонтировать устройство для капельного полива, воспользовавшись стержнями ненужных шариковых авторучек.

Их надо промыть бензином, чтобы очистить от пасты. Один конец надежно закрывается палочкой из дерева. Иглой для шитья прокалывается отверстие на четыре сантиметра от заглушки.

В бутылке отверстие делается немного поменьше, чем стержня. Существует несколько вариантов, как установить такие емкости.

Первый предполагает отрезание дна, когда отверстие делается для стержней на уровне плечиков. Пробка закрывает горлышко.

Бутылка устанавливается вверх дном. Другой способ состоит в том, что отверстия делаются выше на 20 мм от дна. Пробка снимается, бутылка ставится на дно.

Отверстие надежно уплотняется с помощью пластилина. В дальнейшем можно наливать воду. В течение пяти минут будет вытекать десять капель.

Полезные советы: какие компоненты для автоматизации можно купить в магазине, на чем сэкономить

В садовом магазине можно купить приборы электроники. Они продаются по доступной стоимости. Их монтаж выполняется с применением набора, состоящего из отверток, электродрели и пассатижи.

Расположив блок управления и датчики, можно обеспечить бесперебойное функционирование системы.

Опытные дачники для экономии советуют установить гидравлические элементы управления. Выполнить монтажные работы можно, используя инструмент и несколько автоматических “открывателей”.

Дачники на собственном опыте убедились, что автоматизация теплицы позволяет получить щедрый и качественный урожай.

Монтаж таких устройств способствует созданию микроклимата, позволяющего растениям приниматься и быстро плодоносить. Специальные приспособления упрощают процесс ежедневного ухода за тепличными сортами растений.

Источник статьи: http://teplicaexpert.com/obustrojstvo-i-kommunikacii/avtomatika/

Возможности современных автоматизированных систем в теплицах с инструкцией по внедрению

Искусственная среда для выращивания растений способствует круглогодичному снятию урожая. При создании микроклимата частным образом используются готовые проекты умной теплицы и самоделки. Среди систем автоматизации тепличных комплексов лидирует аппаратно-программное обеспечение Arduino, которое позволяет роботизировать домашнее хозяйство даже людям, малосведущим в электронике.

Необходимость автоматизации теплицы

Жизнедеятельность растений напрямую связана с температурным режимом, влажностью, освещенностью и другими факторами. Малейшие отклонения в окружающей среде негативно сказываются на темпах роста и урожайности. Соблюдение строгих тепличных условий – кропотливый и трудоемкий процесс, который нуждается в постоянном контроле. Умная теплица своими руками сводит к минимуму человеческое участие, освобождает время и позволяет управлять ростом овощных и фруктовых культур на расстоянии.

Решаемые задачи

Автоматизация создания и поддержания необходимых условий окружающей среды подразумевает управление:

• температурным режимом;
• поливом и орошением;
• освещением;
• подогревом почвы;
• подкормкой CO₂.

Особая роль отводится мониторингу процессов, автономности и оперативной реакции на малейшие отклонения.

Возможности и оборудование

Считывание данных и изменение состояния окружающей среды производится с помощью датчиков и исполнительных устройств. Главенствующую роль играет контроллер, который сопряжен с системой дистанционного управления. Каждое устройство, входящее в робототехнический комплекс, выполняет определенные функции. Оборудование умной теплицы состоит из систем:

• поддержания оптимального температурного режима. Для понижения температуры применяются актуаторы. С помощью этих приспособлений регулируется воздухообмен между помещением и внешней средой. Получая сигнал извне, шаговый двигатель, пневматическое или гидравлическое устройство приводит форточку в необходимое положение. Соответствующие сигналы генерируются датчиками температуры и ветра;
• подогрева почвы. Оптимальная температура в теплице достигается с помощью терморегуляторов, ТЭНов, электрокабеля или других нагревательных приборов, интенсивность работы которых зависит от команд температурных датчиков;
• освещения. Система включает лампы и датчик освещенности, главной деталью которого является фоторезистор. Формирование управляющего сигнала происходит за счет изменения сопротивления в зависимости от интенсивности светового потока. Помимо осветительных приборов, в регулировании освещенности могут участвовать автоматические шторы;
• контроля уровня CO₂. Соответствующий датчик связан с вентиляторами, посредством которых помещение освобождается от выработанного растениями кислорода. Подкормка растений двуокисью углерода повышает урожайность на 30%;
• полива. Автоматизация полива обеспечивается сенсорами влажности (гигрометрами). Из экономических соображений система оборудуется датчиками расхода воды. Простейшие устройства представлены таймерами, которые включают и выключают орошение в заданные промежутки времени.

Расход воды – важный фактор, который напрямую связан с площадью тепличного помещения и особенностями выращивания конкретных растений. При оптимально заданных временных интервалах полива, датчики влажности выполняют функции аварийных сигнализаторов.

Преимущества перед обычной

В таблице №1 представлены преимущества и недостатки обыкновенной и умной теплиц.

Обычная		«Умная»
Плюсы	Минусы	Плюсы	Минусы
Независимость от источников энергии	Необходимость постоянного присутствия	Автоматический и удаленный контроль	Зависимость от источников питания
Низкая себестоимость	Повышенные трудоатраты	Точное соблюдение режимов	Затраты на приобретение оборудования
Простота в обслуживании	Минимальное участи человека	Выход из строя отдельных элементов

Недостатки с автономностью умной теплицы решаются с помощью аккумуляторов, генераторов и емкостей с водою.

Проекты и схемы умных теплиц

Среди почитателей роботизации дома и приусадебного хозяйства, наибольшим уважением пользуется умная теплица на ардуино. Главным компонентом платы-контроллера является процессор, снабженный микросхемой памяти. Используемые для умных теплиц схемы отличаются марками процессоров и функционалом.

Одна из простейших схем-проектов автоматической теплицы на Arduino Uno (мини) изображена на рисунке 1.

Освещенность оценивается фоторезистором. Температурный режим определяется датчиком TMP36. Интенсивность полива регулируется на основании данных с модуля влажности и датчика DHT11.

Расширенный вариант управления микроклиматом в теплице предполагает плата Arduino Mega. Схема-проект интеллектуального «овощевода» представлена на рисунке 2.

Сердцем аппаратной платформы является микроконтроллер ATmega1280. Для считывания/передачи цифровой информации используется 8 выходов. Для обработки аналоговых данных используется 10 портов.

Еще один вариант теплицы с Арудино изображен на рисунке 3.

В качестве универсального таймера-контроллера умной теплицы также можно использовать GyverControl (Рисунок 3).

Интеллектуальное устройство оборудовано семью логическими выходами с напряжением 5В. Для управления серво- и линейными приводами предусмотрены 3 отдельных канала.

Вышеуказанные схемы не являются окончательным решением роботизации теплицы. Появление новых, более совершенных контроллеров, расширяет возможности автоматики и придает ей большую эффективность.

Возможности удаленного контроля и регулирования

Помимо местного управления, умная теплица на Ардуино предоставляет возможность дистанционного контроля оборудования и обмена данными посредством пульта, мобильных гаджетов и персональных компьютеров. В качестве интерфейса может использоваться USB, Bluetooth, Wi-Fi, GSM и интернет. Посредниками в данном процессе служат соответствующие модули и приложения, которые представлены:

• RemoteXY;
• Blynk;
• Virtuino;
• Bluino Loader;
• Arduino Bluetooth Control и пр.

Особого внимания заслуживает софт BT Voice Control for Arduino, которое обеспечивает управление тепличным оборудованием с помощью голосовых команд. При синхронизации с «Алисой» это приложение предполагает массу удобств.

Основные критерии выбора систем для автоматизации теплиц

При кажущейся простоте, выбор оборудования для автоматизации тепличного хозяйства затрудняет даже специалистов. Идеальным условием считается подбор автоматики одного производителя. Поскольку данный критерий труднодоступен, перед тем, как автоматизировать теплицу необходимо:

• определиться с ее площадью и назначением (выращиваемые культуры);
• высчитать количество датчиков и исполнительных устройств;
• в зависимости от предыдущего пункта подобрать контроллер или использовать конструктор;
• решить вопрос с управлением и контролем.

С развитием научно-технического прогресса, готовые проекты умных теплиц быстро устаревают. Поэтому при выборе автоматики для искусственного выращивания овощей и фруктов необходимо опираться на новейшие технологии и оборудование.

Приборы для автоматизации теплиц за 2020 год

Чтобы автоматизировать теплицу, необходимо обзавестись соответствующим оборудованием, примерами которого в 2020 году являются:

• Контроллер для умной теплицы серии «iТеплица -малый контроллер». Гарантирует комплексный контроль микроклимата в помещении с ограниченной площадью. Обеспечивает поддержание температуры, проветривание, подкормку и полив растений. Предполагает управление вспомогательными механизмами. Рассчитан на длительное хранение данных обо всех изменениях окружающей среды. Оснащен продвинутой системой визуализации SCADA. Комплектуется датчиками влажности, освещенности и программным обеспечением. Цена от 17 тыс. рублей.

• SMART STANDARD VENT «УМНАЯ ТЕПЛИЦА» — набор для автоматизации теплицы. Обладает богатым функционалом, охватывающим практически все сегменты поддержания заданного микроклимата. Для контроля и обмена данными используются гаджеты, связанные с интернетом. Цена от 47,9 тыс. рублей.

• «Умница lite» – бюджетный вариант умной теплицы. Помимо блока управления комплектуется картой памяти micro SD, USB-адаптером, датчиками температуры, влажности, освещенности, уровня воды и пр. Цена от 9,9 тыс. рублей.

• Смарт-теплица на базе контроллера Терраформ. Обеспечивает контроль пяти параметров микроклимата. Комплектуется датчиками температуры, влажности, освещенности, температуры почвы. Предполагает подключение сенсоров CO₂ и pH.

Пошаговая инструкция создания умной теплицы

Наделить «интеллектом» можно практически каждую теплицу, которая отвечает стандартам выращивания овощей, фруктов и цветов в искусственных условиях. Для этого необходимо:

1. Приобрести готовый комплект автоматики или подобрать оборудование, которые соответствуют созданию необходимого микроклимата и площади помещения.
2. Оптимально разместить датчики и исполнительные устройства.
3. Соединить все элементы с контроллером.
4. Установить необходимое программное обеспечение.
5. Предусмотреть дистанционное управление.
6. Организовать автономное питание.

Один из вариантов создания умной теплицы представлен в видео:

Источник статьи: http://datchikidoma.ru/ylichniye-datchiki/ymniye-teplitsy