Контроллер для выращивания растений

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 19.09.2024

Контроллер - это устройство позволяющее регулировать не только температуру и влажность, но и включать и выключать по таймеру подключенные к нему исполнительные механизмы, в качестве которых могут быть моторы, актуаторы, вентиляторы и многое другое. Практически у всех моделей есть функция отслеживания превышения установленного значения температуры и влажности. Друг от друга модели отличаются наличием или отсутствием тех или иных функций, напряжением питания самого контроллера, а так же датчиками.

На основе многих моделей можно собрать:

Инкубатор
Камеру для созревания сыров или колбасы
Камеру для выращивания грибов
Холодильную камеру
Дегидратор
Камеру для хранения табака

А также автоматизировать :

Курятник
Теплицу
Гроубокс
Винный погреб

Контроллер LILYTECH ZL-7802AL

Терморегулятор с возможностью измерять и регулировать влажность, два таймера+защита от перегрева. Питание 12 Вольт.

Контроллер для инкубатора XM18

Универсальный контроллер для инкубаторов. Контроль и управление: температурой, влажностью, вентиляцией, сигнал тревоги, переворот яиц.

Контроллер для инкубатора XM-18 mode 3

Новый контроллер для инкубаторов. Несколько режимов для разных видов птиц. Возможность программировать температуру по дням инкубации.

Провод 1,8м с выключателем

Контроллер LILYTECH ZL-7801C (темп + влажность + 2 таймера)

Универсальный бытовой терморегулятор + управление влажностью + таймер+защита от перегрева и переувлажнения, точность 0,1С,

Контроллер LILYTECH ZL-7801D (темп + влажность + 2 таймера+сигнализация)

Терморегулятор LILYTECH ZL-7802A

Универсальный терморегулятор + управление влажностью + таймер+защита от перегрева, точность 0,1С, макс. нагрузка по 5А на канал, 1200х2 Вт.

Домашним растениеводам рекомендуют приобрести гроубоксы разновидности стелс. Они оборудованы всеми необходимыми приборами, которые создают благоприятный микроклимат для растений. Это камера или шкаф с освещением, системой вентиляции и фильтрации воздуха. Бокс используют для выращивания растений, как в грунте, так и на гидропонике.

Чтобы получить максимум удовольствия от домашних насаждений, при этом затратить минимум сил при уходе за ними, приобретают автоматические гроубоксы. Какую электронику устанавливают производители в камере? Как автоматизировать бокс?

Модули управления

Для нормального развития растений в гроубоксе организуют систему освещения. Она же выполняет функцию обогрева. В камере устанавливают основной светильник, который обеспечивает саженцы и светом, и теплом.

К таким относят ДНаТ, ДНаЗ. Лампы сильно нагреваются, передавая тепло растениям. Работают они не постоянно. Их необходимо отключать, когда температура в боксе превышает норму.

Когда перестают работать основные лампы, требуется включить дополнительное освещение, чтобы выдержать для растений световой день в 16 ч. Для досветки используют чаще всего LED, ЭСЛ. Они обеспечивают саженцы светом, но не отличаются хорошей теплоотдачей.

Выбирают лампы с определённым оттенком света. Зелёный свет стимулирует развитие зелёной массы. Синий благоприятно воздействует на формирование корневой системы. Красный и жёлтый совпадают со спектром цветения и плодоношения.

Для контроля над температурным режимом в гроубоксе устанавливают терморегуляторы с датчиком температуры.

К прибору подключают основные лампы и подсветку. Их работа зависит от температуры в боксе. Для этого внутри камеры устанавливают термодатчик, который улавливает изменения микроклимата и передаёт данные на прибор.

Производители представляют на рынке следующее оборудование:

ТС 200 – на дисплей выводятся часы, температура воздуха в боксе; устанавливается дневная, ночная температура;
ТР-1 – контролирует систему обогрева и охлаждения; к нему подключают осветительные приборы и вентиляторы;
Ballu BMT-1 – механический; подключают только приборы освещения;
Terneo RZ – прибор устанавливают в бокс.

Осветительные или вентиляционные приборы можно подключить к таймеру. На нём устанавливают время работы ламп и вентиляторов. Таймер используют чаще всего для мини-боксов. Оборудование может быть механическим или программируемым.

Предлагается рассмотреть автоматику для гроубокса:

ТМ 25 на 2 розетки – на таймере устанавливают температуру на неделю; он может контролировать работу ламп, вентиляторов;
ТМ 24 – на одну розетку; на нём устанавливают дату, часы, время работы систем в гроубоксе;
ТМ 32, механический; это один из самых простых приборов, которые используют для небольших камер.

При выращивании растений на гидропонике необходимо проверять рН питательного раствора, электропроводность (ЕС), уровень жидкости в контейнере. Кислотно-щелочной баланс анализируют ежедневно.

Это связано с тем, что при высокой температуре происходит интенсивное испарение. Это приводит к повышению минеральных солей в питательной среде. Требуется добавить воды, чтобы привести кислотность в норму.

Для анализа рН питательной среды для растений на гидропонике используют лакмусовую бумажку, тест-растворы, рН-метр. Для определения ЕС требуется кондуктометр.

Для определения влажности воздуха и субстрата используют гигрометр. Отдельный контролер приобретают для контроля уровня поливной жидкости или питательного р-ра.

Электропроводность проверяют 1 раз в неделю. Уровень жидкости проверяют 2-3 раза в день. Необходимо контролировать влажность субстрата и воздуха в гроубоксе. При высокой и заниженной влажности нарушается развитие растений. Оптимальный уровень 65%.

Чтобы автоматизировать контроль над раствором, субстратом, воздухом, используют следующие модули:

Блок управления

Все системы может контролировать один прибор, блок управления. К нему подключают осветительные приборы, вентиляторы. Оборудование контролирует влажность воздуха и субстрата, включая полив или наполняя контейнер для питательного раствора.

Блок управления устанавливают для выращивания растений в объёмных гроубоксах, теплицах со сложным оборудованием. Оборудование позволяет избавить растениевода от постоянного контроля над работой гроубокса, от приобретения большого количества контролеров и электронных модулей.

Готовый гроубокс

Электронные модули и блок управления микроклиматом устанавливают в теплице или в гроубоксе, который был собран растениеводом самостоятельно. Электронику выбирают для гроутентов; обычно в инструкции к тентам указывают, какие устройства лучше подходят для палатки. Можно приорести готовый бокс типа стелс, который полностью автоматизирован.

От огородника требуется только провести высадку растений и подключить камеру к сети. Автоматический гроубокс стелс хорошо дополнит интерьер помещения. Его можно поставить в любое место комнаты. Камеры оснащены всем необходимым для саженцев и для растениевода.

Искусственная среда для выращивания растений способствует круглогодичному снятию урожая. При создании микроклимата частным образом используются готовые проекты умной теплицы и самоделки. Среди систем автоматизации тепличных комплексов лидирует аппаратно-программное обеспечение Arduino, которое позволяет роботизировать домашнее хозяйство даже людям, малосведущим в электронике.

Необходимость автоматизации теплицы
Решаемые задачи
Возможности и оборудование
Преимущества перед обычной
Проекты и схемы умных теплиц
Возможности удаленного контроля и регулирования
Основные критерии выбора систем для автоматизации теплиц
Приборы для автоматизации теплиц за 2020 год
Пошаговая инструкция создания умной теплицы
Рекомендации для начинающих садоводов
Проекты и готовые фото-примеры
Найти ближайшие магазины для сада и ремонта на карте

Необходимость автоматизации теплицы

Жизнедеятельность растений напрямую связана с температурным режимом, влажностью, освещенностью и другими факторами. Малейшие отклонения в окружающей среде негативно сказываются на темпах роста и урожайности. Соблюдение строгих тепличных условий – кропотливый и трудоемкий процесс, который нуждается в постоянном контроле. Умная теплица своими руками сводит к минимуму человеческое участие, освобождает время и позволяет управлять ростом овощных и фруктовых культур на расстоянии.

Решаемые задачи

Автоматизация создания и поддержания необходимых условий окружающей среды подразумевает управление:

температурным режимом;
поливом и орошением;
освещением;
подогревом почвы;
подкормкой CO₂.

Особая роль отводится мониторингу процессов, автономности и оперативной реакции на малейшие отклонения.

Возможности и оборудование

Считывание данных и изменение состояния окружающей среды производится с помощью датчиков и исполнительных устройств. Главенствующую роль играет контроллер, который сопряжен с системой дистанционного управления. Каждое устройство, входящее в робототехнический комплекс, выполняет определенные функции. Оборудование умной теплицы состоит из систем:

поддержания оптимального температурного режима. Для понижения температуры применяются актуаторы. С помощью этих приспособлений регулируется воздухообмен между помещением и внешней средой. Получая сигнал извне, шаговый двигатель, пневматическое или гидравлическое устройство приводит форточку в необходимое положение. Соответствующие сигналы генерируются датчиками температуры и ветра;
подогрева почвы. Оптимальная температура в теплице достигается с помощью терморегуляторов, ТЭНов, электрокабеля или других нагревательных приборов, интенсивность работы которых зависит от команд температурных датчиков;
освещения. Система включает лампы и датчик освещенности, главной деталью которого является фоторезистор. Формирование управляющего сигнала происходит за счет изменения сопротивления в зависимости от интенсивности светового потока. Помимо осветительных приборов, в регулировании освещенности могут участвовать автоматические шторы;
контроля уровня CO₂. Соответствующий датчик связан с вентиляторами, посредством которых помещение освобождается от выработанного растениями кислорода. Подкормка растений двуокисью углерода повышает урожайность на 30%;
полива. Автоматизация полива обеспечивается сенсорами влажности (гигрометрами). Из экономических соображений система оборудуется датчиками расхода воды. Простейшие устройства представлены таймерами, которые включают и выключают орошение в заданные промежутки времени.

Расход воды – важный фактор, который напрямую связан с площадью тепличного помещения и особенностями выращивания конкретных растений. При оптимально заданных временных интервалах полива, датчики влажности выполняют функции аварийных сигнализаторов.

Преимущества перед обычной

В таблице №1 представлены преимущества и недостатки обыкновенной и умной теплиц.

Недостатки с автономностью умной теплицы решаются с помощью аккумуляторов, генераторов и емкостей с водою.

Проекты и схемы умных теплиц

Среди почитателей роботизации дома и приусадебного хозяйства, наибольшим уважением пользуется умная теплица на ардуино. Главным компонентом платы-контроллера является процессор, снабженный микросхемой памяти. Используемые для умных теплиц схемы отличаются марками процессоров и функционалом.

Одна из простейших схем-проектов автоматической теплицы на Arduino Uno (мини) изображена на рисунке 1.

Освещенность оценивается фоторезистором. Температурный режим определяется датчиком TMP36. Интенсивность полива регулируется на основании данных с модуля влажности и датчика DHT11.

Сердцем аппаратной платформы является микроконтроллер ATmega1280. Для считывания/передачи цифровой информации используется 8 выходов. Для обработки аналоговых данных используется 10 портов.

Еще один вариант теплицы с Арудино изображен на рисунке 3.

В качестве универсального таймера-контроллера умной теплицы также можно использовать GyverControl (Рисунок 3).

Интеллектуальное устройство оборудовано семью логическими выходами с напряжением 5В. Для управления серво- и линейными приводами предусмотрены 3 отдельных канала.

Вышеуказанные схемы не являются окончательным решением роботизации теплицы. Появление новых, более совершенных контроллеров, расширяет возможности автоматики и придает ей большую эффективность.

Возможности удаленного контроля и регулирования

Помимо местного управления, умная теплица на Ардуино предоставляет возможность дистанционного контроля оборудования и обмена данными посредством пульта, мобильных гаджетов и персональных компьютеров. В качестве интерфейса может использоваться USB, Bluetooth, Wi-Fi, GSM и интернет. Посредниками в данном процессе служат соответствующие модули и приложения, которые представлены:

RemoteXY;
Blynk;
Virtuino;
Bluino Loader;
Arduino Bluetooth Control и пр.

Основные критерии выбора систем для автоматизации теплиц

При кажущейся простоте, выбор оборудования для автоматизации тепличного хозяйства затрудняет даже специалистов. Идеальным условием считается подбор автоматики одного производителя. Поскольку данный критерий труднодоступен, перед тем, как автоматизировать теплицу необходимо:

определиться с ее площадью и назначением (выращиваемые культуры);
высчитать количество датчиков и исполнительных устройств;
в зависимости от предыдущего пункта подобрать контроллер или использовать конструктор;
решить вопрос с управлением и контролем.

С развитием научно-технического прогресса, готовые проекты умных теплиц быстро устаревают. Поэтому при выборе автоматики для искусственного выращивания овощей и фруктов необходимо опираться на новейшие технологии и оборудование.

Приборы для автоматизации теплиц за 2020 год

Чтобы автоматизировать теплицу, необходимо обзавестись соответствующим оборудованием, примерами которого в 2020 году являются:

Смарт-теплица на базе контроллера Терраформ. Обеспечивает контроль пяти параметров микроклимата. Комплектуется датчиками температуры, влажности, освещенности, температуры почвы. Предполагает подключение сенсоров CO₂ и pH.

Пошаговая инструкция создания умной теплицы

Читайте также: