Автоматика для теплиц: 4 способа автоматизации процессов

Оживляем все это с помощью программы

свежие овощивысокой надежности

Выращивание культур в условиях защищенного грунта предполагает организацию определенного микроклимата внутри помещения. Иначе парник становится не только мало полезным, но и может нанести непоправимый вред рассаде. Обеспечить растениям необходимые условия можно и своими силами. Но, более удобной и действенной будет автоматизация процессов, влияющих на климат внутри парника. Как можно автоматизировать теплицу при помощи готовых и самодельных устройств – читайте в статье.

Современные устройства по автоматизации теплиц и парников позволяют автономно работать системам полива, отопления и вентилирования. На сегодня, существует несколько способов автоматизации процессов, от которых зависит . Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки.

Автоматика в теплицах различается по принципу действия (способу приведения механизмов в действие) на:

1. Электрическую
   . 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.
2. Гидравлическую
   . Такие технологии надежные и абсолютно безопасные: в их основе лежит принцип расширения жидкостей при перегреве. Недостатки конструкций – медленное реагирование на понижение температуры.
3. 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 способны 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.

Преимущества автоматики

Преимущества «умных» теплиц вполне очевидны. Это не просто место, где растения защищены от морозов и могут плодоносить хоть круглый год. «Умная теплица» – это настоящая помощница огородника. За счет того, что рутинные процессы автоматизированы, человеку не нужно тратить свое время на бытовые задачи.

Конечно, даже «умные» теплицы не способны выращивать растения без человеческого вмешательства. Но умеют они очень многое.

Вот список основных функций таких построек:

• Поддерживать комфортную температуру внутри. В помещении автоматически включается режим проветривания, поэтому в жаркие дни овощи, фрукты и ягоды не завянут в таких условиях.
• Поливать растения в заданное время. Система капельного полива автоматизирована и предельно проста в управлении. Даже начинающий дачник легко справится с ее настройкой.
• Восстанавливать почву и делать ее подходящей для выращивания выбранного сорта растений.

Получается, что какие-то несложные рутинные обязанности действительно можно доверить системе. А вот пасынкование, пересаживание и прочие сложные процессы остаются задачей огородника. Но с ними справиться уже намного проще.

Несмотря на то, что такие конструкции на первый взгляд кажутся очень сложными, воспроизвести их вполне реально. Для начала нужно определиться с тем, какой вид теплицы будет выбран. Условно их делят на две категории: автономные и энергозависимые.

Первый вариант очень выгодный и современный. Автономная теплица, как понятно из названия, не зависит от электросети. Как правило, она работает на солнечной или же на тепловой энергии. Оба варианта хороши, но над оборудованием такой теплицы придется долго провозиться.

Второй вариант попроще. Энергозависимая система функционирует от электросети. И тут есть сразу два минуса. Во-первых, тратится много электроэнергии, поэтому приходится много платить за коммунальные услуги. Кроме того, если внезапно отключается свет, то такая «умная» теплица сразу же превращается в обычную. Зато подобная автоматическая конструкция стоит дешевле автономной.

Кроме того, теплицы, как современные без электричества, так и традиционные, работающие от электросети, различаются и по своим размерам. Тут уже нужно смотреть по обстоятельствам: чем масштабнее планы и чем больше свободного места, тем большую теплицу можно себе позволить. Более компактный вариант – простой парник с открывающейся крышкой. Его тоже можно дополнить различными техническими новинками.

Забор вот она моя изюминка

Неспроста, говорят, что оригинальный забор – это изюминка любого загородного строения. Показать вкус и чувство стиля владельца, сделать участок ярким на фоне остальных строений, всё это способен сделать забор, если его оригинально оформить.

Заостренные концы деревянного забора можно превратить в набор разноцветных карандашей. Нужно только выкрасить дерево в разные цвета.

Решетка в саду изменит свой внешний вид после применения на ней красок и трафаретных рисунков.

Пластиковые бутылки можно использовать для создания разнообразных животных, птиц и деревьев. Вам нужно только перекрасить их в соответствующий цвет.

Не выбрасывайте пробки, ведь с их помощью можно создавать немыслимые узоры, картины. В конце работу следует покрасить.

Читайте:  Плетение из газетных трубочек для начинающих: фото, заготовки, способы плетения, секреты успешного плетения

Полено можно перевоплотить в кормушку для птичек.

У вас на участке много свободного места? Сделайте водоем. Для этого:

• выкопайте ямку любого размера;
• сделайте герметизацию поверхности;
• убедитесь, что земля не впитывает воду;
• украсьте водоем натуральными камнями.

Выбирая камни, смотрите, чтобы они соответствовали размерам водоема. Нецелесообразно большой водоем украшать крошечными камнями. В целом, создание озера – не такой уж сложный процесс. Потраченное время и силы не пойдут прахом.

Классификация

Умные теплицы могут быть энергозависимыми или полностью автономными. Рассмотрим преимущества и недостатки обоих типов.

Энергозависимые теплицы нуждаются в подключении к электросети. Это обеспечивает оперативную реакцию на изменения погоды, позволяет использовать большие мощности и сложные устройства, настраивая с высокой точностью желаемый микроклимат. К тому же в зимних теплицах, требующих обогрева, трудно обойтись без внешнего питания.

Недостатков у таких систем два. Во-первых, это стоимость как самого подключения, так и электроэнергии. Если поставить мощные устройства для выращивания не особо ценной культуры, затраты могут попросту не окупиться. Во-вторых, опасны отключения питания. Летом растения могут перегреться без проветривания; зимой при выключенном обогреве они тем более быстро погибнут.

Автономные теплицы работают за счет тепловой или солнечной энергии. Такие устройства гораздо более экономны, но действует относительно медленно. Например, при резком похолодании форточки закроются не сразу и растения могут подмерзнуть. Зимой обеспечить автономный обогрев особенно сложно. Иногда это делают с помощью печек, но такой подход трудоемок и не очень эффективен.

Как работают автоматизированные системы?

Теплицы обеспечивают поддержание необходимых параметров искусственного климата для выращивания нужной сельскохозяйственной продукции (зелени, ранних овощей, фруктов зимой и так далее). Вся конструкция — довольно дорогая в обслуживании и эксплуатации

Чтобы обеспечить ее быструю окупаемость, важно гарантировать стабильную урожайность и высокое качество продукции. Именно для этого и используются современные системы автоматики. Важно подобрать подходящее решение еще на этапе проектирования

Оптимизация управления микроклиматом не только позволяет поддерживать нужные показатели, но и помогает сократить энергопотребление, а значит, и снизить эксплуатационные затраты

Важно подобрать подходящее решение еще на этапе проектирования. Оптимизация управления микроклиматом не только позволяет поддерживать нужные показатели, но и помогает сократить энергопотребление, а значит, и снизить эксплуатационные затраты. Комплекс автоматизированного регулирования микроклимата теплицы работает следующим образом:

Комплекс автоматизированного регулирования микроклимата теплицы работает следующим образом:

Датчики температуры контролируют прогрев воздуха и грунта. Поддержание стабильных температурных показателей ускоряет вегетативный период, обеспечивает быстрое развитие корневой системы и способствует повышению урожайности до 45%. Если в теплице предусмотрено многоярусное отопление, то датчики устанавливаются на каждом ярусе и работают независимо

Важно, чтобы вся система могла чутко реагировать на потребности растущих растений. Так, для некоторых культур обязательно выдерживать разницу между дневной и ночной температурой, а при солнечной погоде температура прогрева грунта должна снижаться, чтобы корневая система не пересушивалась. Температура должна стабилизироваться с высокой точностью, с колебаниями не более 1 градуса

Влажность должна регулироваться с учетом состояния наружного воздуха. Датчики, контролирующие уровень освещенности и обеспечивающие включение и выключение света в зависимости от уровня естественной (солнечной) освещенности, позволяют сэкономить до 25% электроэнергии. Кроме того, они включают механизмы затенения при необходимости. Таким образом обеспечивается регуляция облучения для правильного протекания процессов фотосинтеза При запуске системы вентиляции должны учитываться не только текущий уровень СО2 внутри теплицы, но и скорость и направление ветра снаружи. Процессы полива и удобрения запускаются специальными стартовыми программами. В них указывается время, объемы, промежуточные интервалы. В прогрессивных системах учитываются побочные влияния солнечной освещенности и температурного режима

Температура должна стабилизироваться с высокой точностью, с колебаниями не более 1 градуса. Влажность должна регулироваться с учетом состояния наружного воздуха. Датчики, контролирующие уровень освещенности и обеспечивающие включение и выключение света в зависимости от уровня естественной (солнечной) освещенности, позволяют сэкономить до 25% электроэнергии. Кроме того, они включают механизмы затенения при необходимости. Таким образом обеспечивается регуляция облучения для правильного протекания процессов фотосинтеза При запуске системы вентиляции должны учитываться не только текущий уровень СО2 внутри теплицы, но и скорость и направление ветра снаружи. Процессы полива и удобрения запускаются специальными стартовыми программами. В них указывается время, объемы, промежуточные интервалы. В прогрессивных системах учитываются побочные влияния солнечной освещенности и температурного режима.

Автоматика для полива теплицы своими руками

Готовую систему капельного полива можно купить в магазине, но можно изготовить ее и своими руками. Для этого внутри устанавливают большой бак, подключенный к системе водоснабжения. От бака по всему помещению раскладывают шланги с капельницами – небольшими клапанами, через которые воздух поступает напрямую к растениям (рисунок 6).

Рисунок 6. Системы автоматического полива

В небольших постройкаъ можно сделать простой капельный полив из обычных пластиковых бутылок. Их просто вкапывают в землю горлышком вниз, предварительно просверлив в крышке несколько небольших отверстий. Дно бутылки срезают, и в нее наливают воду, которая будет постепенно поступать к корням растения.

Чтобы вода поступала более равномерно, в бутылку можно вставить старый стержень от шариковой ручки. Его очищают бензином от остатков пасты, и вставляют в небольшое отверстие в бутылке. Вода под давлением будет медленно поступать в стержень и капать на землю.

Системы автоматического полива теплицы: схема

Чтобы обустроить капельный полив самостоятельно, нужно сделать схему расположения труб и капельных лент. После этого нужно сделать расчет необходимой длины оборудования и предусмотреть место для емкости с водой.

К баку подключают магистральную трубу, а к ней, с помощью специальных коннекторов – капельные ленты, которые раскладывают по всем грядкам. Концы капельных лент и магистральной трубы закрывают заглушками. По всей длине лент размешают капельницы, через которые вода будет поступать к растениям. Для регулировки напора воды на соединении магистральной трубы с баком устанавливают шаровой краню

Виды и конструкции

Все преимущества от собственного парника 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.

Чтобы выбрать качественную конструкцию, нужно учесть параметры местности
и, конечно же, определиться с выбором выращиваемой культуры. Сложно не растеряться в разнообразии предлагаемых вариантов, ведь сегодня на рынке представлен большой ассортимент моделей, причём одна лучше другой. А современные дачные умельцы предлагают свои собственные изобретения, намного более совершенные, чем некоторые заводские разработки. Так на чём же остановить свой выбор?

Для начала необходимо определиться с тем, для чего нужна теплица:

• что в ней будет расти и в каких объёмах;
• конструкция будет использоваться только летом или круглый год;
• размеры конструкции;
• количество выращиваемых овощей (для личных нужд или еще и на продажу);
• степень автоматизации теплицы и т. д.

В форме арки

• малая плоскость отражения, поэтому солнечного света попадает больше;
• большое количество свободного места – растениям есть, куда расти в длину;
• конструкция имеет симпатичный внешний вид;
• простота сооружения и лёгкость транспортировки;
• возможность добавления новых сегментов для расширения посевной площади.

Минусы конструкции:

• с такой теплицы снег практически не скатывается, и есть вероятность того, что конструкция может прогнуться и сломаться;
• при неправильной сборке можно нарушить герметичность и, кроме воды, в теплицу могут попасть вредные насекомые;
• при недостаточно надёжном креплении к фундаменту, конструкцию может снести ветром.

Теплица-домик

Преимущества:

• такое сооружение легко сделать своими руками;
• снег на крыше не задерживается, поэтому не стоит волноваться по поводу прогибов;
• в теплице такого типа проще установить различные системы автоматизации;
• выбор материалов для строительства достаточно разнообразен;
• имеется возможность дополнительного улучшения внешнего вида.

Недостатки:

• теплица имеет сильную степень отражения из-за ровной поверхности, поэтому солнечного тепла растениям может быть недостаточно;
• в дальнейшем, если потребуется расширение площади, сделать это будет затруднительно;
• большое количество составных частей, требующих постоянного контроля;
• крыша у таких теплиц достаточно тяжела, поэтому при возведении сооружения необходим мощный и прочный фундамент.

Широким спросом у дачников сегодня пользуется парник под названием «Умница». Благодаря тому, что конструкция этой теплицы очень удобна и прочна, служить она будет очень долго. Но самое главное, чем отличается эта теплица от других это то, что она обладает открывающейся крышей.

Сгруппировать все преимущества «Умницы» можно следующим образом:

• надёжность и простота конструкции;
• практичный тип кровли;
• несложная регулировка параметров влажности и температуры.

Для управления крышей служит специальный подъёмник на роликах, использование которого не требует специальных навыков. На зимний период теплицу можно оставлять незакрытой. Благодаря этому, будет происходить насыщение почвы влагой, предотвращение вымерзания грунта и возможной деформации крыши.

Кроме того, этот «умный» парник способен самостоятельно создавать необходимый микроклимат внутри.
Само название теплицы говорит о том, что качество здесь на высоте. Ну а неоспоримым преимуществом является низкая стоимость, которая позволит окупить затраты за короткий срок.

«Умную» теплицу можно создать и своими руками. Автоматизацию парника поможет осуществить контролирующая система Arduino, благодаря которой возможен постоянный мониторинг основных процессов. Автоматика Arduino уведомляет владельца о работе системы вентиляции, влажности, перебоях электроснабжения и других функций. Данные могут выводиться на дисплей компьютера или планшета либо оповещение может проводиться при помощи световой сигнализации.

Автономная работа самодельной теплицы достигается установкой комплекта, куда входят электросхемы, закрыватели с термодатчиками и модули различного назначения.

Базовый проект самодельной «умной» теплицы позволяет автоматически выполнять следующие функции:

• контроль и регулировка температуры внутри теплицы;
• мониторинг влажности воздуха;
• увлажнение грунта;
• освещение растений.

АСУ теплицы в Республике Башкортостан

Один из объектов, который был автоматизирован компанией «СИН-Автоматика», находится в Республике Башкортостан, недалеко от г. Туймазы. Теплица с круглогодичным циклом выращивания размером 1601006,5 м занимает 1,6 га. Теплица оборудована 21 форточкой (длиной 70 м) с электроприводом. Для рециркуляции воздуха применяются 36 вентиляторов. Функциональная схема управления представлена на рисунке.

Рисунок. Функциональная схема управления тепличным оборудованием

Для поддержания температуры в холодное время теплица оснащена двумя котлами по 2,5 МВт. Тепло, вырабатываемое котлами, распределяется по 16 контурам отопления. На случай аварийной остановки котла предусмотрено резервное отопление 28 воздушными теплогенераторами FARM200.

Теплица покрыта двумя слоями качественной светостабилизированной пленки. Для улучшения тепловых характеристик и повышения снеговой и ветровой устойчивости в межпленочное пространство с помощью 21 насоса наддува, разделенных на две группы, закачивается теплый воздух. Для досветки растений установлены 44 группы светильников: 3900 шт. мощностью по 600 Вт.

Для управления инженерным оборудованием укомплектованы, смонтированы и запущены в эксплуатацию два щита с панельными контроллерами ОВЕН СПК107. Контроллер ведет архив, который можно перенести на флешку для удобной работы с данными.

Систему автоматики составляет оборудование ОВЕН:

• 14 модулей дискретного ввода МВ110;
• 6 модулей дискретного вывода МУ110;
• 1 модуль аналогового ввода МВ110;
• 4 блока питания БП120Б;
• 21 датчик влажности и температуры воздуха ПВТ10;
• 5 датчиков концентрации углекислого газа ПКГ100-НСО2.

В большом количестве используется электротехническое оборудование MEYERTEC. В общей сложности каждый щит насчитывает 224 дискретных входа и 96 дискретных выходов типа реле. Входы и выходы системы сформированы модулями ввода/вывода Mx110. Кроме того, на базе модуля МВ110 собрана метеостанция с комплектом датчиков температуры, влажности, скорости и направления ветра, освещенности и осадков с выходным сигналом 4–20 мА. Система получает данные со внешней метеостанции, что позволяет предотвратить повреждение форточек от ветра и попадание осадков внутрь теплицы. В теплице установлены датчики влажности и температуры ПВТ10 и концентрации углекислого газа ПКГ100-Н4.СО2.

Система управления теплицей может работать как в ручном, так и в автоматическом режимах. Система подключена к сервису OwenCloud для удаленной корректировки параметров. Данные хранятся на сервисе OwenCloud три месяца.

Помимо основной задачи (поддержания оптимального микроклимата), система управления обеспечивает контроль возможных нештатных ситуаций и неисправностей оборудования, в том числе отключения питания, отключения автоматов защиты, срабатывания тепловых реле, выхода температуры за допустимые пределы, потери связи с датчиками или модулями и др. Получив аварийный сигнал, система оперативно оповещает персонал о нештатных ситуациях на объекте. Уведомление об аварийных ситуациях дублируется по нескольким каналам: аварийная сирена в самой теплице с выводом информации на панель оператора, рассылка уведомлений на электронные адреса ответственных работников, вывод информации на компьютер оператора. Своевременное извещение о нештатной ситуации позволяет вовремя принять меры и избежать выхода из строя оборудования, гибели урожая, а следовательно, и потерь бизнеса.

Влажность воздуха

Это такой же важный параметр в теплице как и температура, она не должна опускаться ниже 60%. Для разных культур этот параметр может отличаться от 60% до 90%. И мало того, параметр влажности воздуха меняется в зависимости от стадии роста, цветения и плодоношения. Поетому в автоматике для теплиц должна быть предусмотрена возможность менять условия или выбирать уже заложенные программы для разных культур и стадий роста.

Способы увлажнения теплиц

Для увлажнения воздуха в теплице используют увлажнители и датчики влажности , это могут быть ультразвуковые увлажнители или распылители высокого давления. Для ультразвуковых увлажнителей надо использовать фильтры обратного осмоса, т.к. пьезоэлемент быстро придет в негодность от солней и других налетов. Но и форсунки распылителя высокого давления так же засоряются, поетому нужен фильтр тонкой очистки.
Для ультразвукового увлажнения стоит учесть один факт, при ультразвуковом увлажнении температура пара почти 40 градусов, т.е. при увлажнении немного поднимется общая температура в теплице. Но ультразвуковые увлажнители это эконом вариант, лучше конечно использовать насос высокого давления и сппециальные распыляющие форсунки.

Шаг 1: Дождевые баки

У меня есть два бака для сбора дождевой воды, подсоединенные к водостоку. В баках установлена автоматическая защита от перелива, требующая выставления уровня наполненности. Баки соединены между собой шлангом, таким образом, между ними осуществляется сифонный водосброс, чтобы достичь одинакового уровня воды в обоих баках.

В баке, ближайшем к теплице, установлен погружной насос и ультразвуковой датчик, измеряющий расстояние до поверхности воды. Они соединены с модулем Arduino, находящимся в теплице, и отправляющим данные на мой телефон. Измерение расстояния до поверхности также не даст насос включиться, если уровень воды ниже водозаборника.

Для чего нужна автоматизация парников?

Принципиальная схема системы автоматического полива.

Прежде всего, следует разобраться, что происходит в теплице без автоматики.

Ранним утром, как только первые лучи солнца попадают в парник, температура в постройке быстро повышается. Растениям это подходит, однако есть проблема: перепады температур в этот период времени между грунтом и воздухом в некоторых случаях достигают 30°С. Корни останутся холодными, а верхушки растений уже успеют разогреться. В конечном итоге будет дефицит влаги.

В большинстве случаев дачники идут своими руками открывать фрамуги и двери уже в тот момент, когда температура внутри парника достигла +40°С. В таких случаях влажность воздуха сильно упадет, а растения начнут испытывать засуху. Другая ситуация: двери и фрамуги резко открываются, в связи с чем появившийся сквозняк забирает остатки влаги. Побеги от этого потеряют тургор, в связи с чем они быстро могут завянуть, а цветочки и завязи будут отпадать. Кроме того, при повышенной температуре активизируются вредители, особенно клещи.

В вечернее время растениям станет лучше. Но в конечном итоге в процессе сбора урожая нельзя будет не заметить, насколько он хуже того, что у соседа в автоматизированной теплице. Следовательно, задача «умного» парника — непрерывно поддерживать комфортный климат для растений.

Самодельная автоматика для теплиц может быть изготовлена в случае, если будут в наличии следующие элементы:

Схема компонентов сборки для автоматизации полива.

• железная бочка;
• шланг;
• стержень от ручки;
• пластилин;
• масло;
• бутылка из пластика.

В продаже можно найти устройства следующих типов:

1. Автоматический полив. Стоит очень дорого и окупится в случае, если имеется парник площадью в несколько десятков м².
2. Автоматическое проветривание. В данном случае конструкция состоит из гидравлических открывателей форточек.
3. Система обогрева. Отопительный автомат может быть установлен и настроен исключительно квалифицированным теплотехником. Система может быть воздушной, водяной или инфракрасной.
4. Дополнительное освещение. Эффективность системы будет зависеть от правильности монтажа ламп над растениями. Следует знать, что для растений подходят светильники с синим и красным свечением.

Температура воздуха

Если в теплице будет расти помидоры и огурцы, то параметры окружающей среды для этих культур схожи. Помидоры хорошо себя чувствуют при температуре воздуха от +18 до +25°С днем и не ниже +16°С ночью. Температура почвы от +10°С и выше. Для цветения и плодоношения температуру можно немного увеличить, чтобы плоды созревали быстрее и были больше.
В ночное время вещества из листьев уходят к плодам. Если температуру увеличить то плод будет активнее наливаться. Если температура в нижних пределах, то это способствует росту побегов и корней – для продолжительного плодоношения.

Для поддержания нужной температуры в теплице надо учесть сезонные колебания температуры в той местности, где находится теплица. Если это южная часть России, то можно сосредоточится на автоматическом понижении температуры, а если северная часть России то придется позаботится еще и о нагревателях.

Итак начну о способах понижения температуры в теплице. Самое простой способ понизить температуру в теплице это создать проветривание. Для проветривания используются “актуаторы”, которые открывают форточки при повышении температуры.

Существуют автономные “масляные проветриватели” – суть их работы простая, при повышении температуры воздуха гидравлическое масло расширяется и толкает шток, тем самым форточка открывается. При понижении температуры закрывается без какой либо автоматики. Но есть и проблемы с ними, первая проблема – если температура воздуха повышена и внезапно пролетает циклон с повышением ветра, форточка может просто не успеть закрыться и ее может оторвать сильными потоками ветра. Ну и вторая проблема – это протекание цилиндров, но это можно вовремя заметить.

Актуаторы для теплиц

Я все же решил сделать проветривание более интеллектуальным. В магазинах продаются линейные актуаторы, которыми можно открывать и закрыть форточки по заданным условиям. Т.к. автоматика всегда работает, то проветриваени можно подключить к общей системе, т.к. актуатор стоит не дороже гидроцилиндра а возможностей намного больше. В сочетании с датчиком ветра , датчик атмосферного давления и датчик температуры можно расширить возможности своей теплицы. К примеру датчик атмосферного давления может следить за перепадами давления, ведь давно уже известно при быстром падении атмосферного давления с больше вероятность может пройти сильный ветер, а уже датчик скорости ветра точно покажет что надо бы закрыть все форточки.

Автоматика для теплицы на микроконтроллере

Автоматизация теплицы возможна благодаря точным датчикам, считывающим температуру, уровень влажности и освещения внутри и снаружи теплицы, таймерам, которые передают сведения на специальный контроллер. 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 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 аналоговых входов и памяти устройства. Наиболее доступным является контроллер Атмега на платформе Ардуино.

Автоматика для теплицы на микроконтроллере ориентирована на важные процессы, проходящие внутри парника

Программа автоматики для теплицы на микроконтроллере ориентирована, в первую очередь, на такие процессы как:

1. Установка заданной температуры и влажности воздуха.
2. Включение, выключение осветительных приборов в зависимости от времени суток и года.
3. Управление системой аэрации (открытие и закрытие форточек, запуск вентиляторов при перегреве воздуха в теплице).
4. Управление системой полива в зависимости от этапов развития растений.

Подобная автоматика позволяет добиться максимальных результатов при выращивании даже самых прихотливых культур, но отличается высокой стоимостью, поэтому может быть рентабельной только на больших и промышленных сельскохозяйственных объектах.

Автоматическая система вентиляции теплицы

Системы обогрева поддерживают оптимальную температуру почвы в грядках и воздуха в теплице при внешнем воздействии холодного наружного воздуха. Если же внешним воздействием является излучение жаркого летнего солнца или раскаленный летний воздух, то оптимум температуры внутри теплицы поддерживается за счет ее вентиляции.

Довольно редкую в частных теплицах систему принудительной вентиляции с электровентиляторами, установленными на каркасе теплицы, можно своими руками сделать автоматической, подключив эти вентиляторы к электросети через бытовые терморегуляторы с релейной характеристикой, т. е. работающие по принципу «включен-выключен». Чем сильнее будет греть солнце, прогревая свыше оптимума почву и воздух внутри теплицы, тем чаще будут включаться и вентиляторы, замещая перегретый внутренний воздух на более прохладный наружный.

Что касается форточной вентиляции, то она может быть сделана своими руками автоматической путем оснащения форточек приводами их открывания с автоматикой прямого или непрямого действия. В первом случае терморегулятор и собственно привод открывания форточки совмещены в одном устройстве – гидроцилиндре с техническим маслом, которое расширяется при повышении температуры и давит на поршень, приводящий в движение механизм открывания фрамуг. Сегодня на рынке предлагаются готовые гидравлические автоматы открывания тепличных форточек, которые овощеводы могут установить самостоятельно.

Дальнейшие усовершенствования

Минимальный уровень автоматизации, который не требует наличия электроэнергии, мы уже сделали. Можно ли чем-нибудь дополнить “умные” теплицы или парники?

Можно, но без электричества тут уже не обойтись. В холодных регионах, или в круглогодичном варианте тепличного хозяйства необходимо добавить автоматический подогреватель. Это может быть даже бытовой масляный электрообогреватель с регулятором. Температуру подбираем встроенным регулятором, летом в жару его вовсе отключаем. При необходимости таких обогревателей можно поставить несколько. Но, учитывая стоимость электроэнергии, стоит внимательно посчитать экономическую эффективность.

К емкости с водой можно добавить систему наполнения. Ведь в текущем варианте она требует относительно регулярного пополнения запасов воды. Если использовать электронасос и поплавковый включатель, можно забыть и про эту необходимость.

Делаем умную теплицу на Ардуино своими руками

• Общие сведения об управляющих системах
• Чего бы хотелось
• Мониторинг и настройка
• Управление
• Реализация в «железе»
• Мониторинг и настройка
• Полив
• Отопление
• Вентиляция
• Освещение
• Управляющая электрическая схема
• Программная часть
• Мониторинг
• Управление
• Заключение
• Видео по теме

Автоматизация вездесуща. Различные механизмы создают комфортные температурные условия, помогают при готовке пищи, ухаживают за одеждой, включают и гасят свет, а также поддерживают чистоту помещения. Но использование их не ограничивается бытом человека. Вообще во всем окружении, на улице или производстве, при перевозках чего-либо, в магазинах или сельском хозяйстве — везде работают незримые помощники.

С развитием технологической базы вырастает и уровень автоматизации. Сейчас роботы или механизмы выполняют не просто последовательность заложенных действий. Их устройство теперь позволяет осуществлять своеобразный «выбор», в зависимости от изменившихся внешних условий. Самый простой пример — стиральная машина. Ее внутренняя начинка определяет температуру воды и при необходимости подогревает ее, следит за временем стирки и правильностью текущих циклов выполнения.

Кроме уже описанного, в нашу жизнь вошли «умные» дома, города, кварталы или улицы. Главное отличие их от обычных — присутствие взаимосвязанных между собой систем управления. Каждая из которых контролирует одно устройство из присутствующих в комплексе. Но, работу всех их определяет общая система, отправляя сведения необходимые для функционирования или указывающие команды.

Одной из относительно редко использующихся схем интеллектуального управления можно назвать применение его в сельском хозяйстве, а конкретно для полной автоматизации парников или аппаратуры ухода за растениями. Собственно, подготовить и собрать умную теплицу на Ардуино своими руками вполне по силам и относительно разбирающемуся в электронике человеку. О чем и будет рассказано далее.