Esimerkki modernin automaation käytöstä kasvihuoneessa

Kasvihuoneet ovat rakenteita, jotka on tarkoitettu kasvamaan luonnollisia vihanneksia lyhyemmässä ajassa kuin avoimessa maassa. Kasvihuoneiden käyttö on yleistä sekä yksityisomistuksessa että koko maataloudessa.

Aiemmin kasvihuonekaasun automatisointi oli kallista ja joskus sietämätöntä, mutta tällä hetkellä ratkaisu tähän ongelmaan ei ole niin kallista ja kannattaa hyvin, ja tulevaisuudessa se tuo vielä suurempia etuja.

Monet vihanneskasvien tehokkaan viljelyn kannalta välttämättömät tekijät vaativat nykyaikaisen automaation käyttöä, esimerkiksi:

1) Optimaalisen ilman lämpötilan automaattinen ylläpito;

2) automaattinen kastelu;

3) Valaistuksen automaattinen sisällyttäminen;

4) Automaattinen maanlämmitys.

Optimaalisen ilman lämpötilan automaattinen ylläpito

Kun kasvatetaan tomaatteja ja kurkkuja, koska kasvihuoneissa kasvatetaan yleisimpiä kasveja, on suotavaa, että ilman lämpötila on +18 - +25 ° C päivällä ja vähintään +16 ° C yöllä. Maaperän lämpötila on +10 ° C ja korkeampi.

Lämpötilan alentaminen tapahtuu toimilaitteilla, jotka avaavat kasvihuoneen ikkunat ilmanvaihtoa varten ilman lämpötilan noustessa. Näihin tarkoituksiin voit myös käyttää askelmoottoritavaa tuuletusaukot signaalin päätyttyä haluttuun kulmaan.

toimilaite

Toimilaitteita käytetään mieluummin paitsi lämpötila-anturin kanssa myös tuuletunnistimen kanssa, jotta kasveille ei aiheuteta vahinkoa. Ilman lämpötila-anturin roolissa voit käyttää yksinkertaista ja edullista DS18B20-digitaalianturia.

anturiDS18B20

Kasvien kastelu

Automaattinen kastelu tapahtuu kosteusantureilla, jotka rajoittavat kastelua, mutta on myös parempi käyttää vesivirtausanturia yhdessä niiden kanssa, koska yksinkertaiset, edulliset maa-anturit hapettuvat erittäin nopeasti ja rikkoutuvat. Pienissä tiloissa voit käyttää kotitekoisia kosteusantureita perustuu ajastimeen NE555.

Tätä mikropiiriä ei voida kutsua nykyaikaiseksi, mutta se on vakiinnuttanut asemansa luotettavana elektronisena työkaluna, jota käytetään monilla aloilla. Elektrodien on oltava grafiittia, joka ei ole hapettunut. Mikropiirin lähtö 3 on kytketty LEDiin, joka ilmoittaa kosteuden poistumisesta yli. Tämä lähtö voidaan myös kytkeä ohjausjärjestelmään ja siitä tulevan signaalin ollessa poissa käytöstä tai kytkeä päälle.

Maaperän kosteusanturi NE555-sirulla

On tärkeää tietää vaadittu veden virtaus päivässä (joka riippuu kasvihuoneen pinta-alasta, vedessä kasvatettujen kasvien tarpeista, niiden tiheydestä jne.), Niin riittää, kun kastelua ohjataan vesivirtausantureilla ajan myötä, ja käytetään kosteusanturia ylivuotohälytykset.

Valaistuksen hallinta

Automaattinen valaistus on helpointa tehdä yksinkertaisella fotoresistin. Kun valo vähenee, sen vastus kasvaa ja siten muodostuu ohjaussignaali valojen sytyttämiseksi kasvihuoneessa.

Maaperän lämmitys

Automaattinen maanlämmitys tapahtuu samalla tavalla kuin ilma, mutta toimilaitteiden sijaan käytetään lämpötilansäätöjä lämmityselementit tai lämmityskaapeli.

Automaation ohjauslaitteet

Erikseen on syytä mainita laitteista, jotka vastaanottavat tietoa antureilta, analysoivat ja lähettävät ohjaussignaaleja toimilaitteille, lämmityseleille, vedenjakeluventtiileille jne. Internetistä löydät paljon artikkeleita sellaiselta alustalta kuin Työläs jonka perusteella ehdotetaan pienten kasvihuoneiden automatisoinnin luomista.

Arduino on laitteisto-ohjelmistotyökalu, johon on laitettu esivalmistettu bootloader, jonka avulla voit ladata ohjelman mikro-ohjaimeen ilman erillisiä laitteisto-ohjelmoijia.Taulun mikrokontrolleri on ohjelmoitu käyttämällä arduino-kieltä, joka perustuu johdotuskieleen (C-kaltainen).

Kaikkia automatisoidussa kasvihuoneessa käytettävien laitteiden toiminnan tuloksia voidaan tarvittaessa seurata visuaalisesti.eb käyttöliittymä voida tarjoavat mahdollisuuden paitsi tarkkailla lämpötila-, kosteus- ja valaistusanturien lukemia myös valvoa näitä lukemia. Kasvihuonekaasua voidaan myös seurata web-kameran kautta.

Kasvihuonekaasujen ohjausjärjestelmää ohjaa keskuslevy. Työläs, toimii seuraavasti: saadut ympäristötiedot kosteuden tai valaistuksen ilman lämpötila-anturi siirretään keskusohjaimeen (Työläs), joka vertaa nykyisiä arvoja annettuihin arvoihin. Jos jokin arvoista ei täsmää, toimilaite kytketään optimaalisen tilan palauttamiseksi. edelleen Työläs lähettää tietoja etäpalvelimelle seurantaa varten Internetin kautta.

Arduino-esimerkki kasvihuoneautomaatioon

Arduinon kasvihuoneautomaatiopiiri-esimerkki

Ohjelmoidaan erityisen ohjelmoitavan yksikön avulla seuraavia parametreja:

• lämmitys kasvihuoneen sisätiloissa;

• veden lämmitys;

• kastelun tiheys ja kesto;

• käynnistä ja lopeta pakollinen ilmanvaihto;

• valaistus.

Ilman lämpötilan hallinta määritetään kahdella kynnysarvolla: yläraja ja alaraja. Kun yläraja ylitetään, tuuletusaukot avautuvat, tuuletin aktivoidaan kasvihuoneympäristön jäähdyttämiseksi, verhoja voidaan käyttää tukahduttamiseen, ja kun lämpötila laskee alarajan alapuolelle, tuuletin sammuu, lämmitin kytkeytyy päälle lämmittämään ilmaa ennalta määrätylle tasolle.

Kosteuden hallinta määritetään käyttäjän asettamalla kynnysarvolla. Kun kasvihuoneen kosteus laskee ennalta määrätyn kynnyksen alapuolelle, automaattinen kastelujärjestelmä käynnistyy ja sammuu sitten, kun optimaalinen tila palautetaan.

Valaistuksen tilaa säädetään kahdella annetulla pisteellä: yläraja ja alaraja. Yläraja määrittää, milloin valo aktivoituu, kun taas alaraja määrittää, milloin se sammuu. Tätä strategiaa käytetään pääasiassa päivänvalon lisäämiseen tai riittämättömän päivänvalon korvaamiseen käyttäjän toiveiden mukaisesti.

Ohjelmoinnin ja yhteyden yksinkertaisuudesta sekä alhaisista kustannuksista huolimatta tällaisten hankkeiden toteuttaminen Arduinossa on mielestäni vaikeaa.

Pääohjauslaitteena voidaan myös käyttäämikrotietokone Raspberry Pi 2yhdistämällä Arduinon ja henkilökohtaisen tietokoneen edut, koska se pystyy käynnistämään erillisen käyttöjärjestelmän ja siinä on tulo- / lähtöportit orjojen yhdistämiseksi ja signaalien vastaanottamiseksi antureista. 

Mutta helpoin tapa on ostaa valmis laite ohjelmoitavan releen tai ohjelmoitava logiikkaohjain. Tällaisten tuotteiden kotimaisista valmistajista tunnetaan parhaiten OWEN, Segnetics ja muut.Vaihtoehto niille, jotka ovat oppineet ohjelmoimaan Arduinon, voi olla Controllino PLC.

PLC Controllino: MINI (vasen), MAXI (keskellä) ja MEGA (oikea)

Tämän PLC: n ainoa haittapuoli on releulostulot, joiden virta on enintään 6 A. Mutta jos kasvihuoneessa käytetään sähkölaitteita, joiden virrankulutus on pienempi, tämä PLC sopii parhaiten.

Nykyään sitä on saatavana kolmessa versiossa: MINI, MEGA, MAXI. Tärkeä plus on kyky muodostaa yhteys Internetiin Ethernet-liittymän kautta etävalvontaa ja -ohjausta varten. Tämä käyttöliittymä on saatavana MEGA- ja MAXI-versioina.

Siksi automatisoidun kasvihuoneen luominen on nykyään yksinkertainen ja suhteellisen edullinen tehtävä pienille tiloille.