Ett exempel på att använda modern automation i ett växthus

Växthus är konstruktioner som är avsedda att odla naturliga grönsaker på kortare tid än i öppen mark. Användningen av växthus är vanligt både hos privata ägare och inom jordbruket som helhet.

Tidigare var automatiseringen av växthuset ett dyrt och ibland outhärdligt förfarande, men för tillfället är lösningen på detta problem inte så dyr och ganska lönar sig, och i framtiden kommer det att ge ännu större fördelar.

Många faktorer som är nödvändiga för effektiv odling av grönsaksgrödor kräver användning av modern automatisering, till exempel:

1) Automatiskt underhåll av optimal lufttemperatur;

2) automatisk vattning;

3) Automatisk inkludering av belysning;

4) Automatisk uppvärmning av marken.

Automatiskt underhåll av optimal lufttemperatur

Vid odling av tomater och gurkor, som de vanligaste grödorna som odlas i växthus, är det önskvärt att lufttemperaturen är från +18 till +25 ° C under dagen och inte lägre än +16 ° C på natten. Jordtemperaturen är från +10 ° С och högre.

Sänkning av temperaturen utförs med manöverdon som öppnar fönstren i växthuset för ventilation när lufttemperaturen stiger. För dessa ändamål kan du också använda stegmotorer, vid en signal, öppna ventilerna till önskad vinkel.

manövreringsorgan

Ställdon används företrädesvis inte bara med en temperatursensor utan också med en vindsensor för att inte skada växterna. En enkel och billig DS18B20 digital sensor kan användas som lufttemperaturgivare.

sensorDS18B20

Vattna växter

Automatisk bevattning utförs med fuktsensorer som begränsar vattning, men det är också bättre att använda en vattenflödesgivare tillsammans med dem, eftersom enkla, billiga jordavkännare oxiderar mycket snabbt och misslyckas. För små gårdar kan du använda hemmagjorda fuktighetssensorer baserat på timer NE555.

Denna mikrokrets kan inte kallas modern, men den har etablerat sig som ett pålitligt elektroniskt verktyg som används på många områden. Elektroderna måste vara gjorda av grafit, som inte är oxiderad. Utgång 3 från mikrokretsen är ansluten till lysdioden, som signalerar fuktigheten som lämnar gränserna. Denna utgång kan också anslutas till styrsystemet och kan, efter en signal från det, inaktiveras eller slås på.

Jordfuktighetssensor på NE555-chipet

Det är viktigt att känna till det nödvändiga vattenflödet per dag (som beror på växthusens område, behoven hos växterna som odlas i vattnet, deras täthet etc.), då är det tillräckligt att kontrollera bevattningen med hjälp av vattenflödesgivare över tid och använda fuktighetssensorer som överflödeslarm.

Belysningskontroll

Auto-belysning är lättast att göra med enkel fotoresist. När ljuset minskar ökar dess motstånd och därmed bildas en styrsignal för att tända lamporna i växthuset.

Jordvärme

Automatisk markvärme utförs precis som luft, men istället för ställdon används temperaturkontroller värmeelement eller värmekabel.

Apparater för automatiseringskontroll

Separat bör det sägas om enheter som tar emot information från sensorer, analyserar och ger styrsignaler till ställdon, värmeelement, vattentillförselventiler etc. På Internet kan du hitta många artiklar på en sådan plattform som Arduino på grundval av vilken det föreslås att skapa automatisering av små växthus.

Arduino är ett hårdvaru-mjukvaruverktyg med en startladdare som tidigare blixts in i det, vilket gör att du kan ladda ditt program i en mikrokontroller utan att använda separata maskinvaruprogrammerare.Mikrokontrollern på kortet är programmerad med Arduino-språket, baserat på Wiring-språket (C-liknande).

Alla resultat av utrustningens drift i ett automatiserat växthus, om det behövs, kan spåras visuellt på en dator.deneb-gränssnitt kan ger en möjlighet inte bara att övervaka avläsningarna för temperatur-, luftfuktighets- och belysningssensorer, utan också att kontrollera just dessa avläsningar. Det kan också vara möjligt att övervaka växthuset genom en webbkamera.

Växthuskontrollsystemet styrs av en central styrelse. Arduino, fungerar enligt följande: den erhållna miljödata, luftfuktigheten eller belysningslufttemperaturgivaren överförs till den centrala styrenheten (Arduino) som jämför de aktuella värdena med de givna värdena. Om något av värdena inte överensstämmer, aktiveras ställdonet för att återställa det optimala tillståndet. ytterligare Arduino skickar data till en fjärrserver för övervakning via Internet.

Arduino-exempel för växthusautomation

Exempel på Arduino växthusautomationskrets

Med hjälp av en speciell programmerbar enhet, kontroll av sådana parametrar som:

• uppvärmning av växthusens inre;

• vattenvärme;

• vattenfrekvens och varaktighet;

• starta och stoppa tvångsventilation;

• belysning.

Lufttemperaturreglering bestäms av två tröskelgränser: den övre gränsen och den undre gränsen. När den övre gränsen överskrids öppnas luftventilerna, fläkten aktiveras för att kyla växthusmiljön, gardiner kan användas för förtryck, och när temperaturen sjunker under den undre gränsen släcks fläkten, värmaren slås på för att värma luften till en förutbestämd nivå.

Luftfuktighetskontroll bestäms av tröskeln inställd av användaren. när luftfuktigheten i växthuset faller under en förutbestämd tröskel, slås det automatiska bevattningssystemet på och stängs sedan av när det optimala tillståndet återställs.

Belysningstillståndet styrs av två givna punkter: den övre gränsen och den undre gränsen. Den övre gränsen bestämmer när ljuset aktiveras medan den nedre gränsen bestämmer när det är avstängt. Denna strategi används främst för att öka dagsljuset eller kompensera för otillräckligt dagsljus enligt användarens önskemål.

Trots enkelheten i programmering och anslutning, liksom de låga kostnaderna, är enligt min mening genomförandet av sådana projekt på Arduino svårt.

Som masterkontrollenhet kan också användasmikrodatorn Raspberry Pi 2att kombinera fördelarna med Arduino och en persondator eftersom den kan starta ett separat operativsystem och har ingångs- / utgångsportar för att ansluta slavar och ta emot signaler från sensorer. 

Men det enklaste sättet är att köpa en färdig enhet i form av ett programmerbart relä eller programmerbar logikstyrenhet. Av de inhemska tillverkarna av sådana produkter är OWEN, Segnetics och andra mest kända. Ett alternativ för dem som har lärt sig att programmera Arduino kan vara Controllino PLC.

PLC Controllino: MINI (vänster), MAXI (mitten) och MEGA (höger)

Den enda nackdelen med denna PLC är reläutgångarna med en ström på upp till 6 A. Men om växthuset använder elektrisk utrustning med mindre strömförbrukning, passar denna PLC perfekt.

Idag finns det i tre versioner: MINI, MEGA, MAXI. Ett viktigt plus är förmågan att ansluta till Internet via Ethernet-gränssnittet för fjärrövervakning och kontroll. Detta gränssnitt är tillgängligt i MEGA- och MAXI-versioner.

Således är skapandet av ett automatiserat växthus idag en enkel och relativt billig uppgift för små gårdar.