Tradiciniai šiltnamiai ir šiltnamių ūkiai, net ir esant palankioms klimato sąlygoms, reikalauja iš savininko didelių pastangų, kad būtų gautas planuojamas derlius. Taip pat galima pastebėti konstrukcijų išdėstymo techninio darbo kompleksus, tačiau elementarios kontrolės užduotys vaidina svarbų vaidmenį eksploatacijos procese. Išmaniojo šiltnamio koncepcija leidžia labai palengvinti šeimininko funkcijas kuriant ir prižiūrint tokius objektus. Jį galite įgyvendinti savo rankomis naudodami specialią įrangą ir techninės bei programinės įrangos įrankius.
Automatika šiltnamyje
Bendrai kalbant, išmanųjį šiltnamį galima laikyti išmaniojo namo analogu. Pagrindinis sistemos uždavinys – pateikti išmaniojo valdymo elementus, kurie vienu metu teigiamai paveiks kelis ūkio veiklos parametrus. Pagrindinis veiksnys įgyvendinant automatinį valdymąyra mikroklimato rodiklių valdymas be vartotojo įsikišimo. Sistema turi savarankiškai, pagal esamus temperatūros ir drėgmės duomenis, kiekvieną dieną, valandą ir net minutę reguliuoti reikiamus parametrus, atsižvelgdama į konkrečios augmenijos reikalavimus. Tačiau gali kilti problemų, susijusių su šiltnamio automatizavimo idėjomis. Savo rankomis įdiegti pagrindinius sistemos elementus nėra sunku – pakanka prijungti jutiklius su keliais jautrumo jutikliais prie įrangos, kuri tiesiogiai valdo mikroklimatą ir kitus reguliavimo procesus. Sunkumas kyla dėl skirtingų šiltnamio funkcinių komponentų reikalavimų prieštaravimų. Kalbama net ne apie tai, kad sąlyginiams agurkams ir pomidorams reikia kitokio laistymo režimo, o dėl drėgmės poreikių ir šilumos komforto skirtumų dirvožemio ir viršutinės augalų dalies atžvilgiu.
Vietos pasirinkimas šiltnamiui
Pirmuosiuose projekto etapuose galite sutelkti dėmesį į bendrąsias konstrukcijos techninio sutvarkymo taisykles. Žinoma, ūkio vietos pasirinkimas yra esminis dalykas. Jei regione trūksta šilumos ir saulės energijos, tada konstrukcijos nuolydis ir ilgoji pusė turėtų būti pasukta į pietus. Specialistų teigimu, toks sprendimas pasiteisina, jei akcentuojamas pavasarinis auginimas su sodinukais. Vasaros šiltnamiai, priešingai, turėtų būti orientuoti į šiaurę, nes tokiu atveju keteros bus efektyvesnės permatomos vakaro ir ryto spinduliais. Taip pat renkantis vietą nepamirškite apie dirvožemio patikimumą. Savo rankomis po išmaniuoju šiltnamiu galiteiš anksto paruoškite ir universalų polių konstrukcijos pamatą su grotelėmis. Bet jei planuojama statyti karkasą ant juostinio pamato, tada reikia atlikti geodezinį skaičiavimą su požeminio vandens rodmenimis. Ši parinktis turi savo vykdymo apribojimų.
Viršutinės konstrukcijos dalies montavimas
Iš pradžių nepamirškite, kad aukštųjų technologijų ir įrangos užpildytame šiltnamyje turėtų būti numatyta kabelių laidų ir sudėtingos įrangos montavimo galimybė. Tai yra, gamybinės medžiagos turėtų būti naudojamos kuo lanksčios struktūros apdorojimo požiūriu. Tačiau įgyvendinant šią dalį nieko iš esmės naujo nebus. Atraminis karkasas gali būti pagamintas iš metalinių stulpų su skersiniais rėmais, o apdailai gali būti naudojamas stiklas arba polikarbonatas. Išmanaus šiltnamio montavimas „pasidaryk pats“atliekamas atliekant tipišką operacijų rinkinį - naudojant techninę įrangą, laikiklius ir spaustukus, sujungimas tarp elementų atliekamas naudojant suvirinimo įrangą arba gręžtuvą. Svarbiau yra teisingai apskaičiuoti konstrukciją, kad ji ilgai tarnautų ir eksploatacijos metu nereikėtų koreguoti. Ryšio palaikymui nutiesti specialūs kabeliniai kanalai. Medžiaga jiems parenkama iš drėgmei atsparių ir gerai izoliuojančių plastikų. Jau pačiame šiltnamyje reikėtų pagalvoti apie įžeminimo sistemą ir apsaugotas sekcijas saugos blokams įrengti.
Techninis šiltnamių automatizavimo įgyvendinimas
Valdymo sistemoms valdytimikroklimatas signalams perduoti naudoja jutiklius, jutiklių elementus, pavaras ir ryšio priemones. Tačiau be mikrovaldiklio valdymo šios infrastruktūros sukurti nepavyks. Kaip optimalus šios problemos sprendimas, naudojami „Arduino“pagrindu pagaminti produktai. Šiuo įrenginiu valdomas išmanusis šiltnamis gauna visą spektrą įrankių nuolatiniam valdymui funkciniais moduliais. „Arduino“sistema yra nedidelė plokštė su profesoriaus suteikta mikroschema ir atmintimi. Atsižvelgiant į konkrečią šio įrenginio konfigūraciją, galima prijungti tam tikrą skaičių išorinių įrenginių. Mažuose šiltnamiuose naudojama iki keliolikos valdomų elementų, įskaitant elektros variklius, apšvietimo įrenginius, durų mechanizmus, laistymo sistemas ir kt. Sujungti komponentai valdomi pagal vartotojo nustatytą algoritmą, atsižvelgiant į išorinius parametrus.
Kaip sukurti Arduino projektą?
Visi funkciniai valdymo komplekso elementai surenkami atskirai. Dalis įrenginių yra tiesiogiai įtraukti į mikrovaldiklio aptarnavimo sistemą, o kita dalis – keičiant darbo aplinkos parametrus. Vartotojas turi iš pradžių nustatyti, kokių funkcinių elementų reikės autonominiam šiltnamio darbui organizuoti ir kaip technologiškai bus organizuota valdiklio funkcija. Paprastai „Arduino“projektai kuriami taipalgoritmas:
- Tikslinių veiksnių, turinčių įtakos augalų gyvenimui, nustatymas. Pagrindiniai rodikliai apima temperatūrą, drėgmę, šviesą ir anglies dioksido kiekį.
- Schemos, pagal kurią valdymo infrastruktūra bus įdiegta naudojant valdiklį, sudarymas.
- Įrangos ir jutiklių išdėstymo su informacija apie tikslinius parametrus rengimas.
- Valdymo pulto sąveikos su valdiklio funkciniais blokais technologinio žemėlapio kūrimas.
- Algoritmo kūrimas programinės įrangos lygiu, skirtas automatizuoti šiltnamių valdymo procesus.
- Funkcinių blokų su maitinimo sistema techninis palaikymas.
Vėdinimo aparatų tipai
Oro cirkuliacija yra vienas iš pagrindinių veiksnių, užtikrinančių subalansuotą šilumą mėgstančių augalų vystymąsi. Šiuo atveju užduotis yra atlikti šią funkciją automatiniu režimu. Kaip tai užtikrinti? Yra trys pagrindiniai automatinio šiltnamio vėdinimo būdai:
- Iš automobilio amortizatoriaus. Paprasčiausias biudžetinis sprendimas, pagamintas iš stūmoklinių mechanizmų ir automobilio dujinės spyruoklės. Automatinis šiltnamio vėdinimas iš amortizatoriaus „pasidaryk pats“gali būti atliekamas naudojant metalinius vamzdžius, vandentiekio kamščius ir pneumatinį stabdiklį su korpuso pagrindu. Iš tikrųjų ši infrastruktūra sudaro šiluminę pavarą, kurią galima pritvirtinti prie tos pačios polikarbonatinės sienos arba stogelio lango varčios.
- Elektrinis ventiliatorius. Pertermojungiklyje sumontuota visavertė pakankamos galios vėdinimo sistema, prijungta prie vietinio generatoriaus arba maitinama savo akumuliatoriumi.
- Vožtuvų mechanizmai. Lango konstrukcijoje arba ant šiltnamio stogo daroma išpjova ventiliacijos vožtuvui įrengti. Automatika šiuo atveju bus integruota, o jos lygis priklauso nuo konkrečios įrenginio versijos. Šiandien yra modelių su programiniu valdymu ir mechaniniais reguliatoriais, kuriems nereikia maitinimo.
Apšvietimo sistema
Šiltnamio augalija vidutiniškai turėtų gauti šviesos 14–16 valandų per dieną. Taip pat nėra prasmės visą parą apšviesti, todėl reikia savireguliacijos sistemos. Pirma, iš pradžių būtina nustatyti, kokie bus šviesos š altiniai. Kaip universalus variantas, galite naudoti specialius šviesos diodus šiltnamiams arba įrenginiams su vadinamuoju naudingu raudonu apšvietimu, veikiančiu bangomis, kurių diapazonas yra nuo 600 iki 700 nanometrų. Tačiau žydėjimo laikotarpiu turėtų būti sujungtos 400–500 nanometrų spektro mėlynos bangos. Kalbant apie apšvietimą, išmanųjį šiltnamį savo rankomis galima aprūpinti kontroliuojama apsaugotų lempų grupe su daugybe reguliuojamų parametrų, įmontuotų į bendro valdiklio pagrindą. Pagrindinė užduotis yra teisingai ir racionaliai organizuoti ryšį nuo Arduino sistemos kontaktorių prie kiekvienos lempos. Tam taip pat gali būti naudojamos valdymo relės su kolektoriais ir švytėjimo charakteristikų keitimo įtaisais.
Drėkinimo sistema
Iki šios dalies projektavimo turi būti parengtas augalų išdėstymo planas. Patartina juos paskirstyti į grupes, kurioms taikomi vienodi laistymo reikalavimai. Šiltnamio laistymo automatika taip pat bus prijungta prie centrinio valdiklio, prijungto prie drėgmės jutiklių. Paprasčiausias tokios sistemos diegimo variantas – įrengti statinę vandens, kurią iš kanalizacijos surinks lietaus vanduo. Drėkinimo procesas bus valdomas rutuliniu vožtuvu su prijungtu tiesioginio traukimo automatiniu skersiniu.
Lašelinio laistymo sistema
Sudėtingas dizaino požiūriu, bet efektyvus augalų vandens tiekimo požiūriu. Norėdami jį sukurti, jums reikės automatiškai reguliuojamo dozatoriaus ir vandens paskirstymo įrangos, kuri gali būti pagaminta iš plastikinio vamzdžio. Taigi, perforuoti kanalai montuojami palei visas išmaniojo šiltnamio lysves. Dėl sodinukų galite apsiriboti dirvožemio drėgme. Visa vamzdynų sistema taip pat turi būti valdoma cirkuliaciniu siurbliu, kuris palaikys optimalų slėgio lygį grandinėse.
Derlingos dirvos stimuliavimo priemonės
Augalų augimo ir vystymosi aktyvumas priklauso nuo dirvožemio mikrofloros. Norint palaikyti optimalų žemės oro ir drėgmės režimą, reikalingas atitinkamas išmaniųjų šiltnamių komplektas, kuriame bus elektriniai elementai dirvožemiui šildyti ir laistyti. Dažniausiai naudojami kilimėliai arba plokšteliniai įtaisai, kurie dedami tiesiaiįžeminimas arba po juo, o iš kitos pusės yra prijungti prie maitinimo sistemos su valdikliu.
Išvada
Šiltnamio augalų gyvybinės veiklos charakteristikos priklauso nuo komforto, kurį suteikia vietinė klimato įranga. Valdikliais ir kita automatika pagrįstos mikroklimato valdymo sistemos – ne tik žingsnis šio ūkio šeimininko patogumo didinimo link. Tai kur kas tikslesnis oro, drėgmės ir temperatūros reguliavimo režimų nustatymas bei priemonė, gerinanti naudojamos įrangos energijos vartojimo efektyvumą. Racionalus energijos išteklių naudojimas yra tik vienas iš pagrindinių veiksnių kuriant valdymo sistemas, pagrįstas Arduino.
