Šiuolaikinės automatikos naudojimo šiltnamyje pavyzdys

Šiltnamiai yra konstrukcijos, skirtos auginti natūralias daržoves per trumpesnį laiką nei atviroje žemėje. Šiltnamiai naudojami dažnai tiek tarp privačių savininkų, tiek visame žemės ūkyje.

Anksčiau šiltnamio automatizavimas buvo brangi ir kartais nepakeliama procedūra, tačiau šiuo metu šios problemos sprendimas nėra toks brangus ir gana atsiperka, o ateityje tai duos dar didesnę naudą.

Daugybė veiksnių, būtinų efektyviam daržovių pasėlių auginimui, reikalauja šiuolaikiškos automatikos, pavyzdžiui:

1) automatinis optimalios oro temperatūros palaikymas;

2) automatinis laistymas;

3) automatinis apšvietimo įtraukimas;

4) Automatinis dirvos šildymas.

Automatinis optimalios oro temperatūros palaikymas

Auginant pomidorus ir agurkus, kaip dažniausiai šiltnamiuose auginamus augalus, pageidautina, kad oro temperatūra būtų nuo +18 iki +25 ° C dienos metu ir ne žemesnė kaip +16 ° C naktį. Dirvožemio temperatūra yra nuo +10 ° С ir aukštesnė.

Temperatūros sumažinimas atliekamas naudojant pavaras, kurios atidaro šiltnamio langus ventiliacijai, kai oro temperatūra pakyla. Šiems tikslams taip pat galite naudoti žingsniniai varikliai, gavę signalą, atidarykite angas norimu kampu.

Pavara

Pavaros geriau naudoti ne tik su temperatūros jutikliu, bet ir su vėjo jutikliu, kad nepakenktų augalams. Oro temperatūros jutiklio vaidmenyje galite naudoti paprastą ir nebrangų skaitmeninį jutiklį DS18B20.

JutiklisDS18B20

Laistyti augalus

Automatinis laistymas atliekamas naudojant drėgmės jutiklius, kurie riboja laistymą, tačiau geriau naudoti ir vandens srauto jutiklius kartu su jais, nes paprasti, nebrangūs dirvožemio jutikliai labai greitai oksiduojasi ir sugenda. Mažuose ūkiuose galite naudoti naminius drėgmės jutiklius remiantis laikmačiu NE555.

Ši mikroschema negali būti vadinama modernia, tačiau ji įsitvirtino kaip patikimas elektroninis įrankis, naudojamas daugelyje sričių. Elektrodai turi būti pagaminti iš neoksiduoto grafito. 3 mikroschemos išėjimas yra prijungtas prie šviesos diodo, signalizuojančio apie drėgmės išėjimą už jos ribų. Šis išėjimas taip pat gali būti prijungtas prie valdymo sistemos ir, gavus signalą iš jo, gali būti išjungtas arba įjungtas.

Dirvožemio drėgmės jutiklis NE555 drožlėje

Svarbu žinoti reikiamą vandens srautą per dieną (tai priklausys nuo šiltnamio ploto, vandenyje auginamų augalų poreikių, jų tankio ir kt.), Tada pakanka laistymą kontroliuoti naudojant vandens srauto jutiklius, o drėgmės jutiklius naudoti kaip perpildymo aliarmai.

Apšvietimo valdymas

Automatinį apšvietimą lengviausia padaryti naudojant paprastą fotorezistorius. Kai šviesa mažėja, jos varža didėja ir tokiu būdu formuojamas kontrolinis signalas, kad šiltnamyje būtų galima įjungti šviesas.

Dirvožemio šildymas

Automatinis dirvožemio šildymas atliekamas taip pat, kaip oras, tačiau vietoj pavarų naudojami temperatūros reguliatoriai kaitinimo elementai arba šildymo kabelis.

Automatikos valdymo įtaisai

Atskirai reikėtų pasakyti apie įrenginius, kurie gauna informaciją iš jutiklių, analizuoja ir perduoda valdymo signalus pavaroms, kaitinimo elementams, vandens tiekimo vožtuvams ir kt. Internete galite rasti daugybę straipsnių tokioje platformoje kaip Arduino kurio pagrindu siūloma sukurti mažų šiltnamių automatizavimą.

„Arduino“ yra programinės įrangos aparatinė įranga, į kurią anksčiau buvo paleista įkrovos įkėlimo programa, leidžianti įkelti programą į mikrovaldiklį nenaudojant atskirų aparatūros programuotojų.Mikrovaldiklis plokštėje yra užprogramuotas naudojant arduino kalbą, remiantis laidų kalba (C tipo).

Visus įrangos veikimo automatiniame šiltnamyje rezultatus, jei reikia, galima vizualiai sekti kompiuteryje.Įeb sąsaja gali suteikia galimybę ne tik stebėti temperatūros, drėgmės ir apšvietimo jutiklių rodmenis, bet ir kontroliuoti tuos pačius rodmenis. Šiltnamį taip pat gali būti galima stebėti per internetinę kamerą.

Šiltnamio efektą sukeliančių dujų valdymo sistemą valdo centrinė plokštė. Arduino, veikia taip: gauti aplinkos duomenys, drėgmės ar apšvietimo oro temperatūros jutiklis perduodami centriniam valdikliui (Arduino), kurioje dabartinės vertės lyginamos su nurodytomis. Jei kuri nors iš reikšmių nesutampa, tada pavara įjungiama, kad būtų atkurta optimali būsena. Kitas Arduino siunčia duomenis į nuotolinį serverį stebėjimui per internetą.

Arduino pavyzdys šiltnamių automatizavimui

Arduino šiltnamio automatikos kontūro pavyzdys

Naudojant specialų programuojamą įrenginį, galima valdyti tokius parametrus kaip:

• šildyti šiltnamio vidų;

• vandens šildymas;

• laistymo dažnumas ir trukmė;

• paleisti ir sustabdyti priverstinę ventiliaciją;

• apšvietimas.

Oro temperatūros kontrolę lemia dvi ribinės vertės: viršutinė ir apatinė. Viršijus viršutinę ribą, oro angos atidaromos, ventiliatorius įjungiamas šiltnamio aplinkai vėsinti, galite naudoti užuolaidas, norėdami prislėgti ir, kai temperatūra nukrenta žemiau apatinės ribos, ventiliatorius išsijungia, įjungiamas šildytuvas, kuris šildo orą iki iš anksto nustatyto lygio.

Drėgmės kontrolė nustatoma pagal vartotojo nustatytą slenkstį. kai drėgmė šiltnamyje nukrenta žemiau iš anksto nustatytos ribos, automatinė drėkinimo sistema įsijungia ir vėl išsijungia, kai atstatoma optimali būsena.

Apšvietimo būklę kontroliuoja du nurodyti taškai: viršutinė ir apatinė. Viršutinė riba nustato, kada lemputė suaktyvėja, o apatinė riba nustato, kada ji išjungta. Ši strategija daugiausia naudojama norint padidinti dienos šviesą arba kompensuoti nepakankamą dienos šviesos kiekį pagal vartotojo norus.

Nepaisant programavimo ir ryšio paprastumo, taip pat mažų išlaidų, mano manymu, įgyvendinti tokius projektus Arduino mieste yra sudėtinga.

Taip pat gali būti naudojamas kaip pagrindinis valdymo įtaisasmikrokompiuteris Raspberry Pi 2derinant „Arduino“ ir asmeninio kompiuterio pranašumus, nes jis gali paleisti atskirą operacinę sistemą ir turi įvesties / išvesties prievadus, skirtus prijungti vergus ir priimti signalus iš jutiklių. 

Bet paprasčiausias būdas yra nusipirkti paruoštą prietaisą programuojamos relės arba programuojamas loginis valdiklis. Iš vietinių tokių produktų gamintojų geriausiai žinomi OWEN, Segnetics ir kt., Alternatyva tiems, kurie išmoko programuoti Arduino, gali būti „Controllino PLC“.

„PLC Controllino“: MINI (kairėje), MAXI (viduryje) ir MEGA (dešinėje)

Vienintelis šio PLC trūkumas yra reliniai išėjimai, kurių srovė neviršija 6 A. Bet jei šiltnamyje naudojama elektros įranga su mažesnėmis srovės sąnaudomis, šis PLC yra tinkamiausias.

Šiandien jis yra 3 versijų: MINI, MEGA, MAXI. Svarbus pliusas yra galimybė prisijungti prie interneto per eterneto sąsają nuotoliniam stebėjimui ir valdymui. Ši sąsaja yra MEGA ir MAXI versijose.

Taigi sukurti automatizuotą šiltnamį šiandien yra paprasta ir palyginti nebrangi užduotis mažiems ūkiams.