Am avut ideea de a face o seră automată cu mult timp în urmă. S-a ajuns la implementare și am început să studiez agricultura cu efect de serași dispozitiv de automatizare pentru sere. Se dovedește că o seră inteligentă nu este atât de simplă, există o mulțime de subtilități care vor trebui să fie luate în considerare. Probabil că voi începe cu principalul lucru - cum are loc creșterea și maturarea diferitelor culturi și care sunt parametrii mediu trebuie sprijinite în aceste perioade.
Temperatura aerului
Dacă roșiile și castraveții cresc într-o seră, atunci parametrii de mediu pentru aceste culturi sunt similare. Roșiile se simt bine la temperaturi ale aerului de la +18 la +25°C în timpul zilei și nu mai mici de +16°C noaptea. Temperatura solului de la +10°C și peste. Pentru înflorire și fructificare, temperatura poate fi crescută ușor, astfel încât fructele să se coacă mai repede și să fie mai mari.
Noaptea, substanțele din frunze merg la fructe. Dacă temperatura crește, fructele se vor umple mai activ. Dacă temperatura este în limitele inferioare, atunci aceasta favorizează creșterea lăstarilor și rădăcinilor - pentru fructificare prelungită.
Pentru a menține temperatura dorită în seră, este necesar să se țină cont de fluctuațiile sezoniere de temperatură din zona în care se află sera. Dacă aceasta este partea de sud a Rusiei, atunci vă puteți concentra pe scăderea automată a temperaturii, iar dacă este partea de nord a Rusiei, atunci va trebui să aveți grijă și de încălzitoare.
Așa că voi începe cu modalități de a scădea temperatura într-o seră. Cel mai simplu mod de a scădea temperatura într-o seră este de a crea ventilație. Pentru ventilație, se folosesc „actuatoare”, care deschid orificiile de ventilație atunci când temperatura crește.
Există „ventilatoare de ulei” autonome - esența muncii lor este simplă: atunci când temperatura aerului crește, uleiul hidraulic se extinde și împinge tija, deschizând astfel fereastra. Când temperatura scade, se închide fără nicio automatizare. Dar există și probleme cu ele, prima problemă este că, dacă temperatura aerului este ridicată și trece brusc un ciclon cu vânt crescut, este posibil ca fereastra să nu aibă timp să se închidă și poate fi smulsă de curenții puternici de vânt. Ei bine, a doua problemă este scurgerea cilindrului, dar acest lucru poate fi observat în timp.
Actuatori pentru sere
Am decis totuși să fac ventilația mai inteligentă. Magazinele vând actuatoare liniare care pot fi folosite pentru deschiderea și închiderea orificiilor de ventilație în funcție de condițiile specificate. Deoarece automatizarea funcționează întotdeauna, apoi ventilația poate fi conectată sistem comun, pentru că Servomotorul nu costă mai mult decât un cilindru hidraulic și are mult mai multe posibilități. În combinație cu un senzor de vânt, un senzor de presiune atmosferică și un senzor de temperatură, puteți extinde capacitățile serei dvs. De exemplu, un senzor presiunea atmosferică poate monitoriza schimbările de presiune, deoarece se știe de mult că, cu o scădere rapidă a presiunii atmosferice, este mai probabil să treacă un vânt puternic, iar senzorul de viteză a vântului va arăta cu siguranță că ar fi necesară închiderea tuturor ferestrelor.
Umiditate
Acesta este un parametru la fel de important într-o seră precum temperatura nu ar trebui să scadă sub 60%. Pentru diferite culturi, acest parametru poate diferi de la 60% la 90%. Și nu numai, parametrul de umiditate a aerului se modifică în funcție de stadiul de creștere, înflorire și fructificare. Prin urmare, automatizarea pentru sere ar trebui să ofere posibilitatea de a schimba condițiile sau de a selecta programe deja stabilite pentru diferite culturi și stadii de creștere.
Metode de umidificare a serelor
Pentru a umidifica aerul din sera, se folosesc umidificatoare și senzori de umiditate, acestea pot fi umidificatoare cu ultrasunete sau pulverizatoare presiune mare. Pentru umidificatoarele cu ultrasunete este necesar să folosiți filtre cu osmoză inversă, deoarece... Elementul piezoelectric va deveni rapid inutilizabil din cauza soarelui și a altor raiduri. Dar duzele pulverizatorului de înaltă presiune se înfundă și ele, motiv pentru care este nevoie de un filtru fin.
Pentru umidificarea cu ultrasunete, merită luat în considerare un fapt: cu umidificarea cu ultrasunete, temperatura aburului este de aproape 40 de grade, adică. Când este umidificat, temperatura generală în seră va crește ușor. Dar umidificatoarele cu ultrasunete sunt o opțiune economică, este mai bine, desigur, să folosiți o pompă de înaltă presiune și duze speciale de pulverizare.
Umiditatea solului și udarea
Un alt parametru important pentru sere este umiditatea solului. Acest parametru se modifică în diferite stadii de creștere și maturare. Cea mai mare nevoie a plantelor de umiditate este în timpul perioadei de răsad - până la 90-95%, precum și în timpul fazei de formare și fructificare a fructelor.
Sisteme automate de udare
Udarea automată într-o seră funcționează în moduri diferite, dar până la urmă toată lumea ajunge la dozarea udării. Senzorii de umiditate a solului pot fi utilizați, dar cu o modificare atentă. Senzorii de umiditate chinezi fabricați din plăci de circuite imprimate pot afișa date precise timp de cel mult o lună, după care suprafața metalică a contactelor este distrusă și oxidată. Dacă folosești acest senzor, atunci în cele din urmă va veni momentul când intri în seră și ai o piscină acolo, totul este inundat și probabil că plantele tale vor muri. Prin urmare, senzorii de umiditate pot fi utilizați împreună cu un senzor de debit de apă (apometru). Trebuie să măsurați cantitatea de apă consumată pe zi și să setați acest parametru. Se poate folosi un senzor de umiditate a solului, dar cu modificări, contactele trebuie să fie realizate dintr-un material care să conducă curentul electric și să oxideze cât mai puțin posibil. Poate fi cupru, dar se oxidează și în timp, dar asta deja e bine, pentru că Puteți curăța contactele o dată pe an și le puteți folosi din nou. Dar este mai bine să încercați tijele de grafit; grafitul conduce electricitatea și nu se oxidează. Nu l-am încercat încă, dar aș vrea să fac un astfel de senzor pentru testare. În general, trebuie să luați ca bază citirile contorului de apă și puteți opri irigarea folosind senzorul de umiditate dacă arată valorile maxime. De exemplu, pe vreme ploioasă, debitul de apă scade semnificativ, iar cantitatea de apă setată pentru senzorul de debit poate fi prea mare. Prin urmare, este mai bine să utilizați controlul combinat pentru irigare.
Udarea este pornită folosind un releu pe baza unui semnal de la un senzor sau în funcție de timp. Recipientul de udare trebuie să fie la înălțime și este mai bine să udați prin gravitație, pur și simplu prin deschiderea sau închiderea electrovalvei. În acest fel, poți face un sistem mai autonom, pentru că Pentru a alimenta controlerul și supapele, o baterie obișnuită și baterie solară. Acest principiu al operațiunii de irigare va fi potrivit în locurile în care electricitatea este adesea întreruptă pentru o lungă perioadă de timp.
Temperatura solului
Temperatura solului este, de asemenea, important de reglat, deoarece... Menținerea temperaturii solului în anumite limite va ajuta la extinderea capacităților serei dumneavoastră. De exemplu, în acest fel puteți crește timpul de utilizare a serei de la începutul primăverii până la sfârșitul toamnei și să creșteți câteva plante exotice. Reglarea temperaturii într-o seră automată se poate face folosind elemente de încălzire. Magazinele vând fire de încălzire care sunt așezate la fundul patului. Încălzirea este controlată printr-un controler care citește constant datele de la un senzor de temperatură care trebuie să fie amplasat în pământ. Aceste. Senzorul de temperatură trebuie să fie impermeabil. Când temperatura scade, regulatorul va trimite un semnal de releu pentru a porni alimentarea pentru încălzire. De îndată ce temperatura solului atinge limitele specificate, controlerul va opri încălzitorul. Pentru a preveni deteriorarea elementului de încălzire din cauza pornirii și opririi frecvente, este mai bine să utilizați variatoare speciale care vor aplica treptat sarcina încălzitorului.
Sere pe Arduino
Echipamente pentru sere
- Controler Arduino Mega - preț pe aliexpress 10 USD
- Bloc releu pentru 8 canale - preț pe aliexpress 10 USD
- Senzori de temperatura DHT - pret pe aliexpress 1 dolar
- Senzori de temperatură DS1820 - preț pe aliexpress 1 USD
- Modul de afișare a datelor LCD I2C - preț pe aliexpress 3 USD
- Senzori de umiditate a solului - preț pe aliexpress 1 USD
- Senzor de lumină - preț pe aliexpress 1 dolar
- Supape electromagnetice pentru irigarea prin picurare - 150 de ruble pe bucată într-un magazin auto
- O unitate de alimentare neîntreruptibilă de 12 volți fără baterie costă 700 de ruble, cu o baterie 2000 de ruble.
- Unitate electrică de blocare a ușilor pentru mașini (pentru ferestre) - 250 de ruble într-un magazin de mașini
- Senzori de nivel al apei plutitoare - 200 de ruble
Managementul sarcinii electrice
O placă Relay Shield este potrivită pentru controlul echipamentelor electrice, numărul de relee trebuie să corespundă cu numărul de dispozitive + rezerva pentru viitor, puteți adăuga oricând. Imaginea prezintă o placă cu 4 canale. Vom porni/opri pompa și supapele electromagnetice. Dacă utilizați un servomotor sau un sistem electric de blocare a ușii pentru o mașină, puteți deschide/închide geamurile.
Parametrii de mediu
Parametrii de mediu sunt citiți în seră folosind senzori de temperatură și umiditate. Aceste date pot fi folosite pentru ventilație. Controlul luminii
Aveți nevoie și de un fotorezistor care va aprinde iluminarea. Udare automata
Este necesar un senzor de umiditate pentru udarea în timp util dacă solul se usucă. Dar udarea automată trebuie reglată de mai mulți senzori, pentru că... paturile sunt de obicei lungi, iar senzorul nu va putea afișa date exacte pentru întreaga zonă. Cronometru
Pentru circuite de automatizare suplimentare, ar trebui să obțineți o placă de ceas pentru Arduino. Pentru udare, merită să utilizați un temporizator împreună cu un senzor de umiditate a aerului. Poți face multe cu cronometrul, iar dacă folosești și calendarul, poți crește sau micșora intervalul de iluminare în funcție de cerințele plantelor diferitelor culturi Acces la seră prin internet
Dacă nu doriți să vă limitați doar la versiunea offline seră automată, puteți cumpăra cu 10 dolari de pe Aliexpress un scut special de rețea, astfel încât să puteți controla sera prin Internet. De asemenea, putem folosi rețeaua pentru a conecta camere video. Puteți monitoriza plantele noastre prin internet. Notificare de urgență prin SMS
Nu vreau să mă devansez, dar mi-a venit în minte o idee. De exemplu, dacă apa nu este pompată în rezervor, pompa este înfundată sau fereastra este blocată și temperatura din cameră crește peste 80 de grade, toate acestea pot duce la moartea plantelor. Dacă trăim într-o casă de țară, atunci ne putem uita în seră o dată pe zi pentru a vedea dacă totul este în regulă cu plantele. Dar dacă ne aflăm în alt oraș? Cred că este necesar să se creeze un algoritm de siguranță pentru a verifica parametrii limită ai serei. Dacă unul dintre parametri se apropie de un nivel critic, puteți trimite un SMS folosind un scut GSM pentru Arduiono, costă aproximativ 50 de dolari pe Aliexpress. Vom fi mereu conștienți dacă plantele noastre sunt incomode și putem chema un vecin pentru a verifica dacă totul este în regulă cu sera. Ventilare
Există mai multe modalități de a menține temperatura optimă. Pentru sere, temperatura optimă este de +22 grade, maximă +30 grade și minimă +16 grade. Pentru început, vom folosi o unitate termică cu ulei, nu știu prețul, pentru că... unul specializat costă de la 1.500 de ruble, dar îl puteți face singur dintr-un amortizor vechi de mașină și capacitate suplimentară pentru o expansiune mai bună. În general, ideea este următoarea: atunci când temperatura din seră crește, uleiul din cilindrul de antrenare termică se extinde și împinge pistonul, care este conectat la fereastră, deschizându-l astfel. Și invers, pe măsură ce temperatura scade, unitatea termică închide geamul. Dacă totul este calculat corect, atunci nu sunt necesare dispozitive electronice pentru a menține temperatura, dar vom realiza o seră complet automatizată în caz de căldură extremă. Și vom adăuga mai multe ventilatoare care se vor porni dacă nu sunt suficiente unități termice de ulei. Udare
Am citit deja multe despre cultivarea plantelor în seră, așa că facem și udari dinamice și poate chiar ne adaptăm la anumite plante. Primim date de bază pentru udare de la senzorii de umiditate, dar se întâmplă că trebuie să facem udare specială folosind un cronometru în momentul coacerii sau creșterii. Pentru a face acest lucru, vom scrie un script pentru un anumit tip de plantă, dar în cea principală vom folosi un senzor de umiditate. Pentru udare foloseste un butoi mare, de preferinta de culoare inchisa, astfel incat apa sa fie incalzita in el sa nu poti uda cu apa rece; Butoiul este plasat la o înălțime astfel încât să existe o ușoară presiune. O supapă este conectată la butoi, care eliberează apă în sistemul de picurare. Pentru un control complet, îl puteți împărți în secțiuni cu supape, astfel încât să nu umpleți prea mult sau subumpleți în locuri diferite și să utilizați propriul senzor de umiditate pentru fiecare secțiune. Trebuie să instalați doi senzori de nivel de apă în rezervor (minim și maxim). Pe baza acestor senzori, pompa va umple butoiul dacă există puțină apă acolo și o va opri dacă este suficientă apă în butoi. Să aducem totul la viață cu ajutorul programului
Odată ce găsim schema exactă de automatizare, putem începe programarea schițelor. Scrierea programului se bazează pe limbajul de programare C++. Puteți găsi multe exemple pe Internet pe care trebuie doar să vă adaptați sarcinilor și să schimbați numerele. La început, va trebui să ajustați parametrii și să configurați totul aproape manual și să îl depanați în acest proces, așa că va trebui să monitorizați și să ajustați în mod constant. Acest lucru durează de obicei câteva zile, una pentru configurarea a doua pentru verificare, dar ar fi mai bine să fii conștient în mod constant de ceea ce se întâmplă în seră prima dată, altfel senzorul poate să nu fie în locul potrivit și să reacționeze prost la schimbări. Dar apoi, când totul este reglat fin, nu va trebui să vă faceți griji cu privire la microclimatul din seră și doar să culegeți legume proaspete și fructe de pădure din paturile de grădină. Programarea pe Arduino nu este dificilă, există multe exemple pe Internet. Această activitate poate fi numită un constructor pentru adulți, este distractivă și utilă. Singurul lucru pe care aș dori să-l spun tuturor este că Arduino poate rezolva totul, dar pentru utilizare în scara industriala sau pentru o fiabilitate ridicată este discutabilă. Pentru fiabilitate, este mai bine să utilizați dispozitive gata făcute, deși Arduino meu funcționează de câțiva ani fără probleme.După cum am scris deja în ultima parte, inițial nu era planificată configurarea parametrilor serei folosind butoane cu afișaj pe afișaj, așa că am furnizat butoane și comutatoare în cutie.
Toate acestea ar putea fi implementate și programatic, dar din moment ce le-am făcut deja, își păstrează funcționalitatea:
Comutator de încălzire a solului (încălzire oprită / încălzire automată pornită),
- întrerupător de încălzire cu aer (încălzire oprită / încălzire automată pornită),
- comutator de deschidere a geamului cu trei poziții (automatizare dezactivată, geamuri deschise / control automat al geamului / dezactivat automat, geamuri închise),
- buton pentru adăugarea apei în rezervor,
- buton de udare,
- comutator mod de udare (o data pe zi / de doua ori pe zi)
- buton pentru aprinderea luminii de fundal a display-ului, instalat deasupra sertarului. Aprinde lumina de fundal timp de 30 de secunde.
Este imediat clar că toate acestea sunt pentru cazurile în care ceva nu merge brusc cu automatizarea.
Acum despre setările care pot fi setate din butoanele de pe panou. În această iarnă, încercând să simulez cât mai mult posibil o seră, am lucrat la scrierea codului pentru o cutie întinsă pe masă.
Deci, meniul principal este format din 3 elemente:
1. Meniul Setări.
2. Setarea datei și orei.
3. Program de testare pentru întrerupătoare de limită și motoare de deschidere a ferestrelor.
Totul este clar cu setarea datei și orei. Program de testare - pentru a conecta ferestrele, a le conduce folosind butoane, a verifica cum se închid, dacă sunt conectate corect, a regla funcționarea întrerupătoarelor de limită etc.
În meniul de setări puteți seta următorii parametri:
1. Timp de udare.
2. Ora a doua udare (dacă modul de udare este activat de 2 ori pe zi)
3. Timpul de colectare a apei.
4. Temperatura de deschidere a ferestrei.
5. Temperatura de închidere a geamului.
6. Temperatura de pornire pentru încălzirea solului.
7. Temperatura de oprire a încălzirii solului.
8. Temperatura de pornire a încălzirii aerului.
9. Temperatura de oprire a încălzirii aerului.
Soția a spus că, deoarece nu există rezervă și protecție dacă întrerupătoarele de limită nu funcționează, este, de asemenea, necesar să se stabilească limita pentru funcționarea pompei și a motoarelor ferestrelor. Aceasta a fost o remarcă corectă și corectă, așa că a trebuit să introduc următoarele setări:
10. Limitați timpul de funcționare al motorului de deschidere a ferestrei 1.
11. Limitați timpul de funcționare al motorului de deschidere a ferestrei 2.
12. Limitați timpul de funcționare al motorului de închidere a geamurilor 1.
13. Limitați timpul de funcționare al motorului de închidere a geamului 2.
14. Limitați timpul de funcționare a pompei.
15. Timpul de funcționare al pompei pentru a începe irigarea.
Acum, pentru a ilustra cum funcționează meniul, vă sugerez să vizionați un scurt videoclip:/p>
În ciuda faptului că mai aveam zăpadă la mijlocul lunii aprilie, am instalat unitatea de control în seră și am conectat încălzirea solului (pardoseală caldă) deocamdată fără automatizare și încălzirea aerului cu un încălzitor cu control automat. După ce a trecut o săptămână și solul s-a încălzit până la 30 de grade, în momentul inspecției încălzitorul este oprit, temperatura aerului este de 22 de grade - soarele funcționează deja așa cum ar trebui.
În plus, pe 15 aprilie am activat ventilația automată pentru a-i observa funcționarea. De asemenea, puteți vedea cum funcționează auto-ventilația în videoclip:
Am încercat următoarele setări:
Deschiderea ferestrei 25 de grade;
- inchiderea geamurilor la 21 de grade;
- pornirea încălzitorului la 18 grade;
- opriți încălzitorul la 20 de grade.
Setările s-au dovedit a fi suboptime. Adica temperatura afara este de 8 grade si bate vant. Aproximativ la fiecare 20 de minute temperatura în seră a ajuns la 25 de grade, ferestrele s-au deschis, sera a fost rapid ventilată, ferestrele au început să se închidă la 21 de grade, în timp ce se închideau, temperatura a scăzut și mai jos, așa că imediat după închiderea ferestrelor pt. 5 minute. încălzitorul a pornit.
Setări schimbate:
Deschiderea ferestrei 28 de grade;
- inchiderea geamurilor la 22 de grade;
- pornirea încălzitorului la 16 grade;
- încălzire oprită la 19 grade.
Totul s-a așezat, sera a încetat să-și trântească geamurile. Poate că trebuie să instalați un senzor de temperatură în exterior și să corelați cumva controlul temperaturii din seră pe baza citirilor sale.
Timp de două săptămâni, nu numai că sistemul automat de menținere a temperaturii a fost testat în seră, dar au fost plantați și castraveți pe 20 aprilie. Acum vă voi spune despre udarea automată. Designul său în sera mea arată cam așa:>
Dintr-un rezervor mare, o dată pe zi la o anumită oră (setată folosind meniul), apa este turnată într-un rezervor situat în seră cu ajutorul unei pompe. In cazul meu la 10-00. Cantitatea de apă este determinată de activarea senzorului de plutire. Pentru orice eventualitate, prin meniu puteți seta timpul maxim de funcționare al pompei (protecție împotriva defecțiunii senzorului. Deci, apa s-a umplut:
După aceasta, apa din rezervor este încălzită toată ziua în seră, care este caldă. Și seara, am setat la 19-00, pompa pornește timp de 40 de secunde, apa se revarsă și prin gravitație, conform legii vaselor comunicante, se revarsă pe patul grădinii:
Cum am configurat udarea automată poate fi văzut și în videoclip:
La începutul lunii mai, temperatura a scăzut la -8C în câteva nopți. Încălzitorul funcționa, temperatura în seră nu era mai mică de +12C, temperatura solului era de +20C. Lucrul în acest mod a dezvăluit deficiențele releelor chinezești. În ciuda faptului că specificațiile indică 10A 250V, iar încălzitorul este de 1kW, releul responsabil pentru pornirea încălzitorului de aer a început să se încălzească și să se „lipească”. A trebuit să pun în serie un releu mai puternic. Udarea automată este în prezent activată și funcționează. Săptămâna viitoare sper să aduc sera online ca să-i pot observa parametrii pe site-ul meu.
În prezent, schița pentru Arduino arată astfel: https://ideone.com/GvHs7u Vă rugăm să nu criticați codul - sunt programator începător, dar codul funcționează, ceea ce a fost dovedit, deși pentru scurt timp, de operare.
Articolul descrie implementarea hardware a unui sistem de control al microclimatului într-o seră. Acest sistem face parte dintr-o parcelă gospodărească reală. Cu ajutorul acestuia, procesul de cultivare a plantelor a devenit parțial automatizat, nefiind necesară prezența umană constantă.
Un exemplu specific al acestui sistem este testat pe o seră cu cadru de sticlă, de 6 metri lungime, 3 metri lățime, 2 metri înălțime. Sera are o usa si 2 ferestre, curent electric si apa curenta. Apa se încălzește într-un recipient de 70 de litri. Presiunea din recipient este de aproximativ două atmosfere. În seră se cultivă aproximativ 35 de plante.
Sistemul arată astfel:
Figura 1. Diagrama sistemului de control al microclimatului din sera
Locul central în sistem este ocupat de placa Arduino Mega (în Fig. 1-1):
Figura 2. Arduino Mega
Arduino este o platformă complet deschisă, constând dintr-o placă și un mediu de dezvoltare care implementează o versiune reproiectată a limbajului Procesare/Cablare.
Platforma hardware utilizată se bazează pe microcontrolerul ATmega1280.
Acest sistem folosește 8 intrări/ieșiri digitale (sunt 54 în total pe platformă) și 10 analogice (sunt 16 în total). Placa primește energie de la o sursă de alimentare externă.
Placa are următoarele caracteristici:
- tensiune de operare: 5V;
- Tensiune de intrare recomandată: 7-12 V;
- tensiune limita de intrare: 6-20 V;
- 54 de porturi I/O digitale;
- 16 intrări analogice;
- consum de curent pe o singură ieșire: până la 40 mA;
- Consum de curent de ieșire 3,3V: 50 mA;
- Memorie flash: 128 KB, din care 4KB sunt folosiți de bootloader;
- RAM: 8 KB;
- memorie nevolatilă: 4 KB;
- frecvența ceasului: 16 MHz;
- dimensiune: 75x54x15 mm;
- greutate: 45 g;
Senzorii și modulele necesare sunt conectate la Arduino Mega.
Pornirea/oprirea irigarii depinde de o serie de parametri:
- umiditatea solului;
- temperatura apei;
- Partea zilei.
Acest sistem folosește 4 senzori de umiditate a solului (Fig. 1 - 2).
Pentru a măsura umiditatea solului, se folosește un senzor de casă, care constă din două cuie și un rezistor. Principiul de funcționare se bazează pe dependența rezistenței electrice a solului de conținutul său de umiditate.
Cuiele introduse în sol la o anumită distanță unele de altele acționează ca sonde între care se verifică rezistența. Pe baza semnalului analogic final, puteți judeca gradul de umiditate.
Diagrama senzorului este prezentată în figură:
Pentru a măsura temperatura apei, se folosește un senzor de temperatură analogic LM335Z (dioda termozener, în Figura 1 - 3):
Figura 4. Senzor termic analogic LM335Z
Senzorul utilizat are următoarele caracteristici:
- interval: -40…+100;
- precizie: 1°C;
- dependență: 10mV/оС.
Pentru a conecta senzorul la placă, este necesar un rezistor cu o rezistență de 2,2 kOhm. Prin setarea curentului prin senzor în intervalul de la 0,45 mA la 5 mA (cu rezistența R1), obținem tensiunea pe senzor, care în zeci de mV reprezintă temperatura absolută în Kelvin.
Schema de conectare este următoarea:
Pentru a vă asigura că udarea este pornită numai pe întuneric, sunt utilizați 2 senzori de lumină Light Sensor-BH1750 (în Fig. 1 - 4):
Acest senzor este utilizat pentru a măsura iluminarea în intervalul de la 1 la 65535 lux.
Are urmatoarele caracteristici:
Tensiune de alimentare: 3-5V;
Rezoluție: 16 biți;
Dimensiuni: 19x14x3 mm;
Precizie: ± 20%.
Senzorul este conectat după cum urmează:
Figura 7. Conectarea senzorului de lumină-BH1750
Când citirile primite de la senzori îndeplinesc anumite condiții (diferă pentru fiecare tip de plantă), udarea este pornită. O supapă electromagnetică este utilizată pentru a regla udarea. Este conectat la placă folosind un releu (în Fig. 1 - 5). Și anume, se folosește modulul releu pentru proiectele Arduino Modulul releu 2 DFR0017. Utilizează releul Omron G5LA de înaltă calitate. Starea ieșirii releului este indicată de un LED. Acest modul este controlat folosind un port digital I/O. Timpul de comutare a contactului este de 10 ms. La fel ca senzorii pentru măsurarea temperaturii și umidității solului, modulul releului este conectat la electronica de control prin trei fire:
Figura 9. Senzor de temperatură umiditate DHT11
Pe lângă udare, acest sistem controlează și temperatura aerului din seră.
Pentru a măsura simultan temperatura și umiditatea aerului, se utilizează senzorul de temperatură umiditate DHT11 (Fig. 1 - 6).
Este conectat la electronica de control prin trei fire: putere (Vcc), masă GND) și semnal.
Pe lângă senzor, placa conține un microcontroler, a cărui memorie conține corecții de calibrare pentru senzori. Semnalul de la dispozitiv este transmis digital prin magistrală. Acest lucru permite transmiterea datelor pe o distanță de până la 20 m.
Acest senzor are următoarele caracteristici:
- tensiune de alimentare: 5 V;
- interval de temperatură: 0-50°C, eroare ±2°C;
- Umiditate: 20-90%, eroare ±5%.
Pentru a regla temperatura aerului în seră, se folosesc două moduri: ventilație pasivă și ventilație activă. Ventilația pasivă este deschiderea/închiderea orificiilor de ventilație, iar ventilația activă este pornirea/oprirea ventilatorului.
Ferestrele sunt deschise folosind două (unul pe fereastră) Futaba T306 MG995 (în Figura 1 - 7):
Figura 10. Servomotor Futaba T306 MG995
Servoacționarea utilizată are următoarele caracteristici:
- viteza de functionare: 0,17 s / 60 grade (4,8 V fara sarcina);
- cuplu: 13 kg-cm la 4,8 V;
- cuplu: 15 kg-cm la 6 V;
- tensiune de lucru: 4,8 - 7,2 V;
- lungimea firului: 300 mm;
- dimensiuni: 40mm x 19mm x 43 mm;
- greutate: 55 g.
Datele primite de la senzori sunt înregistrate pe un card de memorie SD (în Figura 1 - 8). Ulterior, acestea sunt procesate, analizate și, pe baza lor, sunt construite grafice ale diferitelor lecturi. Pentru a face acest lucru, utilizați modulul cardului SD DFRobot:
Figura 11. Modulul cardului SD
Ventilatorul este conectat în același mod în care este conectat supapa (prin intermediul unui modul releu).
Mulți adepți ai grădinăritului, cultivării culturi diferite, încep cu construcția unei sere obișnuite. După plantarea semințelor, încep diverse treburi pentru întreținerea și conservarea culturilor. Dacă sera este mică, atunci nu va cauza prea multă îngrijorare. Dar cum rămâne cu cei care au o structură masivă construită pe site-ul lor, care necesită supraveghere aproape constantă? Materialul nostru vă va spune despre caracteristicile „serelor inteligente”, care pot facilita în mod semnificativ munca grădinarilor.
Ce este?
Mulți oameni cultivă legume de seră de dragul procesului în sine, pentru că este plăcut să simți că aceste produse au fost practic create cu propriile mâini. Unii proprietari de cabane de vară cu mare plăcere ar lua o astfel de problemă și mai în serios, dar pur și simplu nu au energia sau timpul pentru asta. Sistem automatizat, controlul udării, ventilației și aprovizionării cu îngrășăminte este încă visul suprem al unor locuitori de vară. De fapt, toate visele funcționează deja cu succes în viața reală.
Datorită faptului că progresul se dezvoltă constant, „sera inteligentă” există în realitate. Dezvoltarea pieței construcțiilor și a tehnologiilor aferente a dus la faptul că astăzi o mașină automată poate gestiona toate procesele.
De fapt, de ce are nevoie de automatizare o seră? Este suficient să luăm ca exemplu o seră obișnuită și să luăm în considerare ce procese au loc acolo. Având în vedere că acolo controlul climatului se realizează în mod corespunzător, dar acest lucru se face, mai degrabă, ori de câte ori este posibil, deși zilnic.
Odată cu apariția primelor raze de soare, temperatura în seră începe să crească brusc. Acesta este un moment foarte favorabil pentru plante. Singurul lucru este că în același timp crește diferența de temperatură dintre sol și aer. În acest sens, rădăcinile, rămânând reci, nu pot alimenta pe deplin mugurii cu umiditate. Acest fenomen nu are un efect foarte benefic asupra creșterii ovarului.
Ventilația este și mai proastă. De obicei, proprietarul aerisește sera atunci când temperatura din interior depășește 40°C. Când ușile și ferestrele sunt deschise, un curent de aer, împreună cu aerul cald, transportă umezeala rămasă, formând, de fapt, un climat deșert. Acest lucru creează un mediu ideal pentru proliferarea dăunătorilor și a bolilor.
Până seara, când temperatura își va restabili echilibrul, plantele vor reveni la normal. Dar dacă comparați rezultatele recoltei, vor fi mai multe legume din sera automatizată și vor arăta mult mai frumos. Se pare că sarcina principală a unei sere „inteligente” este de a oferi un microclimat confortabil pentru plante.
Particularități
Această operă de artă „de grădină” a apărut cu mult timp în urmă și s-a bucurat de o popularitate binemeritată de mulți ani. Petrece-ți tot timpul cabana de vara Doar pensionarii își pot permite. Alte categorii de persoane, în măsura în care sunt ocupate, își pot vizita grădinile doar periodic.
Sera automată este un design unic conceput pentru a face munca grădinarilor cât mai ușoară posibil. Mai mult, orice seră poate fi făcută „inteligentă”. Totul depinde de ingeniozitatea grădinarului și de utilizarea tehnologiilor moderne.
Pentru a-și atinge titlul „inteligent”, o seră „inteligentă” trebuie să îndeplinească următoarele caracteristici:
- temperatura din interiorul serei trebuie ajustată automat cu ajutorul unui senzor de aer;
- prezența obligatorie a unui sistem de irigare prin picurare;
- solul din seră trebuie restaurat fără ajutor uman.
Nu mare nevoie este că sera automatizată este umplută de sus în jos cu produse noi sisteme moderne producție. Echiparea unei sere se poate face la un cost minim. Principalul aspect este funcționalitatea consecventă a tuturor sistemelor instalate. Acest lucru asigură o eficiență maximă.
Tipuri și modele
Toate beneficiile propriei sere pot fi văzute în momentul în care pe masă apar legume proaspete și gustoase. Mai mult, acest lucru se întâmplă în fiecare zi, și nu doar în zilele calde de vară. Nu este nevoie de conservare și congelare pentru utilizare ulterioară. Sera oferă totul proaspăt, natural și unic.
Pentru a alege un design de înaltă calitate, trebuie să țineți cont de parametrii terenuluiși, bineînțeles, decideți asupra alegerii culturii de cultivat. Este greu să nu te pierzi în varietatea de opțiuni oferite, pentru că astăzi există sortiment mare modele, iar unul este mai bun decât celălalt. Iar meșterii moderni de la țară oferă propriile lor invenții, mult mai avansate decât unele dezvoltări din fabrică. Deci ce ar trebui să alegi?
Mai întâi trebuie să decideți pentru ce este serul:
- ce va crește în el și în ce volume;
- structura va fi folosită numai vara sau tot timpul anului;
- dimensiunile structurii;
- numărul de legume cultivate (pentru nevoi personale sau și pentru vânzare);
- gradul de automatizare a serelor etc.
Cele mai multe pe piață sunt sere de sticlă pe un cadru metalic sub formă de casă, precum și structuri arcuite interesante din policarbonat. Este mai ușor să îndoiți o foaie din acest material într-un arc decât să o tăiați, în plus, factorul de etanșeitate al structurii este important aici. Înainte de a face o alegere, este necesar să luați în considerare toate dezavantajele și avantajele acestor sere.
În formă de arc
- plan mic de reflexie, prin urmare lumina soarelui lovește mai mult;
- o cantitate mare de spațiu liber - plantele au loc să crească în lungime;
- designul are un aspect frumos;
- simplitatea construcției și ușurința transportului;
- capacitatea de a adăuga noi segmente pentru a extinde suprafața însămânțată.
Dezavantaje de proiectare:
- Zăpada practic nu se rostogolește dintr-o astfel de seră și există posibilitatea ca structura să se îndoaie și să se rupă;
- dacă este asamblat incorect, etanșeitatea poate fi spartă și, pe lângă apă, insectele dăunătoare pot pătrunde în seră;
- Dacă fixarea pe fundație nu este suficient de fiabilă, structura poate fi zvârlită de vânt.
Sera-casa
Avantaje:
- o astfel de structură este ușor de realizat cu propriile mâini;
- zăpada nu rămâne pe acoperiș, așa că nu este nevoie să vă faceți griji cu privire la abateri;
- într-o seră de acest tip este mai ușor să instalați diverse sisteme de automatizare;
- alegerea materialelor pentru construcție este destul de diversă;
- există posibilitatea îmbunătățirii în continuare a aspectului.
Defecte:
- sera are un grad puternic de reflexie datorita suprafetei plane, astfel incat caldura solara poate sa nu fie suficienta pentru plante;
- în viitor, dacă este necesară extinderea zonei, acest lucru va fi dificil de realizat;
- un număr mare de componente care necesită monitorizare constantă;
- Acoperișul unor astfel de sere este destul de greu, așa că atunci când construiți o structură, este necesară o fundație puternică și durabilă.
Pe lângă formele tradiționale, puteți lua în considerare și alte tipuri de sere. Totul depinde de comoditatea muncii și de cerințele pe care plantele le fac. De exemplu, castraveții necesită spațiu larg, în timp ce roșiile necesită înălțime.
Astăzi, o seră numită „Umnitsa” este la mare căutare în rândul locuitorilor de vară. Datorită faptului că designul acestei sere este foarte convenabil și durabil, va servi foarte mult timp. Dar cel mai important lucru care distinge această seră de altele este că are un acoperiș care se deschide.
Toate avantajele „Umnitsa” pot fi grupate după cum urmează:
- fiabilitatea și simplitatea designului;
- tip practic de acoperiș;
- reglare ușoară a parametrilor de umiditate și temperatură.
Pentru a opera acoperișul, se folosește un lift special pe role, a cărui utilizare nu necesită abilități speciale. Pe timpul iernii, sera poate fi lăsată neacoperită. Datorită acestui lucru, solul va fi saturat cu umiditate, prevenind înghețarea solului și posibila deformare a acoperișului.
În plus, această seră „inteligentă” este capabilă să creeze în mod independent microclimatul necesar în interior. Numele serei în sine sugerează că aici calitatea este cea mai bună. Ei bine, avantajul incontestabil este costul redus, care vă va permite să recuperați costurile într-un timp scurt.
Puteți crea o seră „inteligentă” cu propriile mâini. Automatizarea serei va fi ajutată de sistemul de control Arduino, datorită căruia este posibilă monitorizarea constantă a principalelor procese. Automatizarea Arduino informează proprietarul despre funcționarea sistemului de ventilație, umiditate, întreruperi de curent și alte funcții. Datele pot fi afișate pe un computer sau tabletă, sau notificarea poate fi efectuată folosind o alarmă luminoasă.
Funcționarea autonomă a unei sere de casă se realizează prin instalarea unui kit care include circuite electrice, închideri cu senzori de temperatură și module pentru diverse scopuri.
Designul de bază al unei sere „inteligente” de casă vă permite să efectuați automat următoarele funcții:
- controlul și reglarea temperaturii în interiorul serei;
- monitorizarea umidității aerului;
- umiditatea solului;
- iluminatul plantelor.
Cele mai bune opțiuni
În cele mai multe cazuri, rezidenții de vară acordă preferință modelelor de producție străine, crezând că producătorii străini produc produse de calitate superioară. De fapt, analogii autohtoni nu sunt în niciun fel inferiori lor în calitate și funcționalitate.
Sera „inteligentă” a lui Kurdyumov din policarbonat implică utilizarea unui sistem de irigare prin picurare și ventilație automată fără utilizarea energiei electrice. Este echipat cu un sistem automat de ventilație pentru a asigura un climat confortabil propice creșterii culturilor.
Principiul de funcționare al mecanismului este destul de simplu:
- pe traversă este instalat un cilindru hidraulic cu lichid, care, de fapt, poate fi numit senzor de temperatură;
- când aerul din seră este încălzit, lichidul se dilată, împinge pistonul și fereastra se deschide;
- când temperatura scade, are loc procesul invers.
Pistonul este capabil să dezvolte o forță de până la 100 kg, ceea ce face posibilă mutarea unei ferestre cu o suprafață de până la 2 metri pătrați. m. Durata de viață a unui astfel de dispozitiv ajunge la câțiva ani, astfel încât prețul poate fi considerat destul de acceptabil. Orificiile de ventilație sunt de obicei amplasate astfel încât să nu provoace vânt excesiv, altfel sera poate fi distrusă în timpul rafalelor puternice de vânt.
Irigarea prin picurare este o metodă de furnizare a umidității, în care apa este livrată în porții mici direct în sistemul radicular al plantei. Pentru aceasta, se folosește un set simplu de tuburi, furtunuri și pulverizatoare. Datorită acestui fapt, nivelul necesar de umiditate este întotdeauna menținut în sol. În plus, apa are timp să se încălzească la temperatura ambiantă, ceea ce are un efect bun asupra creșterii răsadurilor.