Príklad použitia modernej automatizácie v skleníku

Skleníky sú stavby určené na pestovanie prírodnej zeleniny v kratšom časovom období ako na otvorenom priestranstve. Používanie skleníkov je bežné tak pre súkromných vlastníkov, ako aj pre poľnohospodárstvo ako celok.

Automatizácia skleníkových plynov bola v minulosti nákladným a niekedy neúnosným postupom, ale v súčasnosti nie je riešenie tohto problému také drahé a celkom sa oplatí av budúcnosti prinesie ešte väčšie výhody.

Použitie modernej automatizácie vyžaduje veľa faktorov potrebných na účinné pestovanie zeleniny. Napríklad:

1) Automatická údržba optimálnej teploty vzduchu;

2) Automatické zavlažovanie;

3) automatické zahrnutie osvetlenia;

4) Automatické zahrievanie pôdy.

Automatická údržba optimálnej teploty vzduchu

Pri pestovaní paradajok a uhoriek, ako najbežnejších plodín pestovaných v skleníkoch, je žiaduce, aby teplota vzduchu bola od +18 do +25 ° C počas dňa a aby nebola nižšia ako +16 ° C v noci. Teplota pôdy je od +10 ° C a vyššia.

Zníženie teploty sa vykonáva pomocou akčných členov, ktoré pri zvyšovaní teploty vzduchu otvárajú okná skleníka na vetranie. Na tieto účely môžete tiež použiť krokové motory, po signáli otvorte vetracie otvory do požadovaného uhla.

pohon

Ovládače sa výhodne používajú nielen so snímačom teploty, ale aj so snímačom vetra, aby sa nepoškodili rastliny. Ako snímač teploty vzduchu možno použiť jednoduchý a lacný digitálny snímač DS18B20.

 

 

senzorDS18B20

Polievanie rastlín

Automatické zavlažovanie sa vykonáva pomocou senzorov vlhkosti, ktoré obmedzujú zalievanie, ale je tiež lepšie používať spolu s nimi snímač prietoku vody, pretože jednoduché, lacné pôdne senzory veľmi rýchlo oxidujú a zlyhávajú. Pre malé farmy môžete použiť domáce senzory vlhkosti na základe časovača NE555.

Tento mikroobvod nemožno označiť za moderný, ale stal sa spoľahlivým elektronickým nástrojom používaným v mnohých oblastiach. Elektródy musia byť vyrobené z grafitu, ktorý nie je oxidovaný. Výstup 3 mikroobvodu je spojený s LED diódou, ktorá signalizuje vlhkosť opúšťajúcu limity. Tento výstup môže byť tiež pripojený k riadiacemu systému a na základe signálu z neho môže byť deaktivovaný alebo zapnutý.

Čidlo vlhkosti pôdy na čipe NE555

Je dôležité poznať požadovaný prietok vody za deň (ktorý bude závisieť od oblasti skleníka, potrieb rastlín pestovaných vo vode, ich hustoty atď.), Potom postačuje časom kontrolovať zavlažovanie pomocou senzorov prietoku vody a používať senzory vlhkosti ako alarmy prepadu.

Ovládanie osvetlenia

Automatické osvetlenie je najjednoduchšie spoločné s jednoduchým photoresist, Keď svetlo klesá, jeho odpor sa zvyšuje, a tak sa vytvára riadiaci signál na zapnutie svetiel v skleníku.

Kúrenie na pôdu

Automatické zahrievanie pôdy sa vykonáva rovnako ako vzduch, ale namiesto ovládačov sa používa regulácia teploty vykurovacie telesá alebo vykurovací kábel.

Zariadenia na automatizáciu riadenia

Samostatne by sa malo hovoriť o zariadeniach, ktoré prijímajú informácie zo snímačov, analyzujú a vydávajú riadiace signály do ovládačov, vykurovacích prvkov, ventilov na prívod vody atď. Na internete nájdete veľa článkov na takej platforme, ako je Arduino na základe ktorého sa navrhuje vytvorenie automatizácie malých skleníkov.

Arduino je hardwarovo-softvérový nástroj so zavádzačom batérií, ktorý vám predtým umožnil načítať program do mikrokontroléra bez použitia samostatných hardvérových programátorov.Mikrokontrolér na doske je programovaný pomocou jazyka Arduino, založeného na jazyku Wiring (C-like).

Všetky výsledky prevádzky zariadenia v automatizovanom skleníku, ak je to potrebné, je možné vizuálne sledovať na počítači.eb rozhranie plechovka poskytujú príležitosť nielen monitorovať hodnoty snímačov teploty, vlhkosti a osvetlenia, ale aj kontrolovať tieto hodnoty. Môže byť tiež možné monitorovať skleníkový efekt prostredníctvom webovej kamery.

Systém regulácie skleníka je riadený centrálnou doskou. Arduino, funguje nasledovne: získané údaje o životnom prostredí, senzor vlhkosti alebo osvetľovacieho vzduchu sa prenášajú do centrálneho ovládača (Arduino), ktorá porovnáva aktuálne hodnoty s uvedenými hodnotami. Ak sa ktorákoľvek z hodnôt nezhoduje, aktivuje sa ovládač na obnovenie optimálneho stavu. ďalej Arduino posiela údaje na vzdialený server na sledovanie cez internet.

Príklad Arduino pre automatizáciu skleníkových plynov

Príklad obvodu automatizácie skleníkových plynov Arduino

Prostredníctvom špeciálnej programovateľnej jednotky sa dajú kontrolovať také parametre, ako sú:

• vykurovanie interiéru skleníka;

• ohrev vody;

• frekvencia a trvanie zavlažovania;

• spustenie a zastavenie núteného vetrania;

• osvetlenia.

Regulácia teploty vzduchu je určená dvoma prahovými limitmi: horným limitom a dolným limitom. Keď je horná hranica prekročená, otvoria sa vzduchové vetracie otvory, ventilátor sa aktivuje na ochladenie skleníkového prostredia, záclony sa môžu použiť na utláčanie a keď teplota klesne pod dolnú hranicu, ventilátor sa vypne, ohrievač sa zapne a zohreje vzduch na vopred stanovenú úroveň.

Regulácia vlhkosti je určená prahom nastaveným používateľom. Keď vlhkosť v skleníku klesne pod vopred stanovenú hranicu, automatický zavlažovací systém sa zapne a potom sa vypne, keď sa obnoví optimálny stav.

Svetelný stav je riadený dvoma danými bodmi: horná a dolná hranica. Horná hranica určuje, kedy je svetlo aktivované, zatiaľ čo spodná hranica určuje, kedy je vypnuté. Táto stratégia sa používa hlavne na zvýšenie denného svetla alebo na kompenzáciu nedostatočného denného svetla podľa želania užívateľa.

Napriek jednoduchosti programovania a prepojenia, ako aj nízkym nákladom, je podľa môjho názoru realizácia takýchto projektov na Arduine náročná.

Ako hlavné riadiace zariadenie sa dá použiťmikropočítač Raspberry Pi 2kombinujúc výhody Arduino a osobného počítača, pretože sú schopné spustiť samostatný operačný systém a majú vstupné / výstupné porty na pripojenie slave a prijímanie signálov zo senzorov. 

Najjednoduchším spôsobom je kúpiť si hotové zariadenie vo forme programovateľného relé alebo programovateľný logický ovládač, Z tuzemských výrobcov takýchto výrobkov sú najznámejšími OWEN, Segnetics a ďalší. Alternatívou pre tých, ktorí sa naučili programovať Arduino, môže byť PLC Controllino.

PLC Controllino: MINI (vľavo), MAXI (v strede) a MEGA (vpravo)

Jedinou nevýhodou tohto PLC sú reléové výstupy s prúdom až 6 A. Ak však skleník používa elektrické zariadenie s menšou spotrebou prúdu, tento PLC je najvhodnejší.

Dnes je k dispozícii v 3 verziách: MINI, MEGA, MAXI. Dôležitým plusom je možnosť pripojenia na internet prostredníctvom rozhrania Ethernet na diaľkové monitorovanie a riadenie. Toto rozhranie je k dispozícii vo verziách MEGA a MAXI.

Vytvorenie automatizovaného skleníka je preto pre malé farmy jednoduchou a pomerne lacnou úlohou.