Самодельная автоматика для теплицы

Автоматизация теплиц или как сделать «умную» теплицу

Урожайность теплицы зависит от обеспечения максимально комфортных условий внутри нее для растений. Микроклимат должен быть сбалансированным по всем параметрам, включая такие, как влажность, состав воздуха, температура.

Для того, чтобы удовлетворить все требуемые параметры применяется автоматизация теплиц. Это позволяет максимально освободить дачника от привязанности к собственному огороду. В большинстве случаев придется лишь контролировать такие параметры, как уровень жидкости в питающей емкости или наличие электричества в сети.

Автоматизация процессов

Создавая системы, которые самостоятельно смогут выполнять необходимые функции в течение длительного времени без вмешательства человека, существенно упрощается уход за культурными растениями. К таким удобным способам относятся:

• автоматический полив теплицы;
• установки принудительной и естественной вентиляции;
• обогрев воздуха и грунта;
• искусственное и естественное освещение.

Все эти процессы можно проводить без вмешательства владельца или с минимальным вмешательством и контролем. Для этого требуются небольшие вложения или использование недорогих подручных средств.

Способы автоматизации

Сделать автоматические теплицы на своем участке можно при помощи нескольких способов. Главную роль при выборе играют следующие факторы:

• параметры конструкции;
• необходимые условия для эффективного роста и высокой урожайности растений;
• наличие электричества на участке;
• доступные финансовые возможности.

Популярными являются три способа установки автоматики для теплиц своими руками:

• гидравлический;
• электрический;
• биметаллический.

В каждом случае есть свои плюсы и минусы. Умная теплица с электрическим подключением требует правильной и безопасной разводки. Если применяется аккумулятор, то его нужно периодически заряжать. Вариант требует более дорогостоящих деталей, которые не получится изготовить самостоятельно. Положительным качеством является высокая точность обработки и возможность глубокой степени автономности. Например, автоматический капельный полив легче настроить на нужную скорость и объем подачи.

ВИДЕО: Какой должна быть умная теплица

За счет гидравлического способа удастся наладить хорошую вентиляцию и систему автоматического капельного полива. При этом нет необходимости иметь электрическое подключение к сети. В работе такой системы участвуют изменения давления или температурных показателей. Благодаря этому срабатывает автополив теплицы.

Третий тип востребован для монтажа автономного проветривания. С его помощью удается наладить работу автоматических форточек для теплиц. В основе схемы заложена биметаллическая пластина. Она изготовлена из двух материалов с разной степенью температурного расширения.

В тех случаях, когда воздух прогревается больше нужного показателя, происходит деформация плитки, за счет которой форточка или дверь открывается. Когда температура начинает падать, то автоматические форточки для теплицы из поликарбоната возвращаются в свое первоначальное закрытое положение.

Использование электромагнитного клапана

Есть несколько наиболее распространенных вариантов организации орошения без участия человека. Они проверены на практике и получили много положительных отзывов.

Система автоматического полива в теплице нуждается в следующих составных элементах:

• компактный бочковой насос;
• мощные разбрызгиватели;
• система разводки (жесткий или мягкий шланг);
• крупная герметичная емкость для воды.

Габариты емкости подбираем из расчета параметров теплицы. Достаточным считается 20-30 л жидкости на 1 квадрат в сутки. Соответственно для площади примерно 10 кв.м понадобится бочка не менее 200-300 л на сутки. Чтобы вода лилась неделю, нужна кубовая емкость.

Укладка шланга системы капельного полива для теплицы проводится в междурядье. С помощью переходника подсоединяем разбрызгиватель. Подача воды из емкости лимитируется электромагнитным клапаном, получаемым электропитание от сети через заданные промежутки времени.

Всегда контролируйте уровень воды в бочке. Поддерживать его удобно периодической подкачкой, которую также можно автоматизировать при помощи поплавочной схемы, такой же, как в туалетном бачке.

ВИДЕО: Как своими руками автоматизировать процессы в теплице

Простой капельный полив

Дачники используют систему капельного полива Капля, хотя применение обычных медицинских капельниц существенно удешевит процесс. Она имеет максимальную эффективность в этой системе.

Достаточно иметь бутыль воды в 20-30 литров и несколько шланг с капельницами. Свою эффективность система демонстрирует при небольшом количестве растений в парнике или теплице.

Применение саморезов

Если нет возможности купить достаточное количество капельниц, то подойдет метод с самосрезами. В шланг напротив каждого растения вкручиваем саморез так, чтобы не проткнуть вторую сторону трубы.

Запускаем в самодельный водопровод орошение. Регулируем подачу под каждое растение с помощью вкручивания/выкручивания по резьбе метизов. Требуется длительное время настройки, но стоимость достаточно невысокая.

Как правильно проверить влажность

Увеличенная влажность способна нанести большой вред растениям. От нее культуры могут болеть и загнивать. Есть определенные пороговые значения, которые не стоит превышать. Также и недостаток влаги способствует пересыханию почвы и самих растений.

На отечественном рынке есть специальная техника, регулирующая оба параметра в закрытом помещении. При недостатке влаги в воздухе осуществляется ее подача в грунт, а при повышении – параметр снижается вплоть до полного прекращения увлажнения.

Оптимальным значением влажности для теплиц и парников с отечественными растениями принято считать показатель 65-75%. Этого достаточно для подавляющего большинства культур.

Датчик влажности можно связать с автоматическим поливом и обеспечивать нормализацию значения, включая или отключая кран подачи воды.

Конечно, полностью исключить присутствие человека в теплице невозможно, равно как и заменить его современной аппаратурой. Нужна проверка работоспособности техники, а также наличие всех первоначальных условий ее работы, например, электричества, достаточного количества воды в емкости и т.д. Тем не менее, подобные системы существенно облегчают труд в теплице или парнике, при этом качественно повышают уровень и объем урожая.

ВИДЕО: Как еще проще сделать автоматический полив в теплице

Источник статьи: http://www.portalteplic.ru/avtopoliv-v-teplice/avtomatizaciya-teplic/

Умная автоматическая теплица

Теплица — каркасная конструкция, обычно из металлического профиля, покрытая прозрачным легким и прочным материалом. В теплице поддерживается определенный микроклимат необходимый для выращивания находящихся внутри нее растений. Для получения результата в виде выращенных плодов требуется приложить немало времени и физических усилий, осуществив комплекс агротехнических мероприятий.

Облегчить труд позволит умная теплица, в которой все действия необходимые для выращивания растений выполняются по программе, управляющей специальными устройствами практически без участия человека.

Принцип работы умной теплицы

В представленной ниже схеме работы умной теплицы показан размер участия человека в ее функциональных возможностях. Пользовательский вход ограничивается корректировкой программного обеспечения и непосредственной установкой параметров контроллера. Корректировка может проводиться удаленно через, например, компьютер, подключенный к контроллеру.

Автоматический режим работы обеспечивают датчики и контроллер с электронными схемами управления, которые обеспечивают работу исполнительных механизмов в требуемом режиме.

Классификация умных теплиц

Любая система, в которой совершаются какие-либо действия, должна иметь для этого внешние источники энергии. По способу пользования такой энергией можно классифицировать умные теплицы по следующим группам:

• автономная — использует природные источники тепловой энергии, например, солнечную;
• зависимая от промышленных источников энергии — питание осуществляется от электрической сети.

Недостатком автономной является инерционность работы автоматики системы, которая из-за несвоевременного срабатывания исполнительных механизмов не гарантирует нормальную жизнедеятельность растениям.

Энергозависимые системы работы умной теплицы могут иметь аварийное отключение, что будет иметь самые плохие последствия для растений.

По конструктивному исполнению и назначению устройств тепличного комплекса можно выделить следующие категории.

• Оранжерея. Это помещение для выращивания экзотических растений, для которых не подходит климат данной местности. Обычно покрывается стеклом и используется для научных целей изучения развития необычных растений.
• Теплица. Это помещения для круглогодичного выращивания овощей, ягодных культур и рассады. Покрывается легким прозрачным материалом типа поликарбоната. Главная цель теплиц — получение высокого урожая овощей и ягод в короткие агротехнические сроки вне зависимости от окружающих погодных условий.
• Парник. Главное назначение парника — выращивание рассады. Обычно это небольшая переносная конструкция, покрытая легко сворачиваемой прозрачной пленкой. Тепло в нем создается природными источниками энергии.

Базовые возможности умной теплицы

Автоматизации подлежат следующие виды работ из комплекса обязательных агротехнических мероприятий проводимых с растениями в теплице.

• Регулирование температуры предпочтительной для выращивания растений в данной конкретной теплице. Контроль над поддержанием заданного теплового режима.
• Создание определенных показателей влажности воздуха в теплице. На урожайности некоторых культур этот показатель оказывает существенное влияние.
• Сохранение влажности грунта в заданных пределах. Корневая система растений не должна пересыхать и в то же время переизбыток влаги приводит к заболеванию растений.
• Организация дополнительного освещения в теплице в любое время года обеспечит полноценный рост растений.

Где купить

Приобрести оборудование для умных теплиц можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых товаров есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:

Датчики как основа информации для умной теплицы

На блок управления умной теплицей передают изменяющиеся во времени параметры следующие виды датчиков, интегрированные в цифровой формат для передачи сигнала на контроллер:

• датчики температуры воздуха
• датчики влажности воздуха
• датчик температуры почвы
• датчик влажности почвы
• датчик освещенности

Кроме представленных выше датчиков существует много других, которые некоторые сельхозпроизводители используют в своей деятельности: датчики точки росы, датчики химического состава почвы, контроля качества поливной воды и другие.

Контроллер

Контроллер обрабатывает информацию и дает команды для действий исполнительных механизмов. Это программируемое электронное устройство, которое по заданному алгоритму обеспечивает выполнение всех агротехнических задач по уходу за растениями.

Помимо самой электронной схемы и комплекта датчиков в комплект поставки входят программы управления и визуализации.

В качестве примера приведем функциональные возможности одного из видов контроллера российского производства:

• управление по программе, рассчитанной на действие в течение суток, где исходными данными являются значения температуры и влажности;
• позиция термопривода открытия форточек регулируется алгоритмом поиска ее самого эффективного положения для решения поставленной задачи;
• находит оптимальные варианты охлаждения во время действия критически высоких летних температур;
• выполняет режим микропроветривания с поддержанием оптимальной влажности;
• организует автополив с набором в бак воды и управлением подачи к растениям совместно с подачей питательного раствора;
• участвует в подготовке питательного раствора, контролируя его состав;
• управляет по показаниям датчиков системой отопления;
• выполняет расчет солнечной энергии полученной растениями в определенный промежуток времени;
• производит контроль влажности одновременно в нескольких зонах;
• оперирует данными о температуре в нескольких заданных точках теплицы.

Такой набор функций качественно улучшает условия выращивания растений в теплице.

Обзор рынка промышленных производителей умных теплиц

Рынок умных теплиц становится все более устойчивым. Этому способствует развитие следующих технологий:

• применение технологии дополнительного освещения на основе светодиодов (LED — технология);
• кроме проводной, используется для подключения беспроводная связь;
• совершенствование конструкций ирригационных систем;
• улучшение технических характеристик насосов и клапанов;
• увеличение количества факторов, сообщающих о возникновении внештатной ситуации в процессе ее мониторинга;
• применение передовых достижений в сфере IT — технологий.

Рейтинговые производители умных теплиц предлагают свою продукцию в зависимости от размеров тепличного комплекса, технические решения выбираются в соответствии с типом выращиваемых агрокультур.

В промышленном масштабе умные теплицы используются в северных широтах. Экзотические для районов севера овощи и фрукты, выращенные в умных теплицах, будут намного дешевле завезенных из южных областей.

Интеллектуальный сегмент сельского хозяйства в виде умных теплиц будет развиваться высокими темпами благодаря отечественным производителям. Внимание, которое оказывается правительством цифровой экономике, будет этому способствовать.

Передовыми в развитии технологий сельского хозяйства в контролируемой среде являются Нидерланды и некоторые другие европейские страны. Развивается ускоренными темпами внедрение умных теплиц в Индии, Японии, Китае.

Доминирующие позиции на рынке умных теплиц занимают компании Rough Brothers (США), Heliospectra (Швеция), GreenTech Agro (Нидерланды) и другие.

Умные теплицы своими руками

Простому дачнику инвестировать в готовую автоматизированную теплицу слишком накладно. Однако использовать ее преимущества можно изготовив ее самостоятельно.

Особенности конструкции и расположения на участке

Для эффективной работы систем автоматики следует выполнить следующие рекомендации.

• Выбрать такое место на участке, где согласно географии местности, через прозрачную пленку будет проникать максимальный поток солнечного света. Это снизит нагрузку на дополнительное светодиодное освещение и уменьшит расходы на содержание теплицы.
• Каркас теплицы спроектировать так, чтобы форточки находились в верхней части теплицы. Холодный воздух, попадая через форточку в теплицу, будет медленно опускаться вниз, а теплый также постепенно подниматься вверх. Такое расположение форточек исключает образование сквозняков, вредных для развития растений. Герметичное покрытие пленкой и плотное закрывание дверей устранит влияние внешних погодных условий на микроклимат теплицы.
• Если участок располагается в местности с повышенной ветровой обстановкой, то следует выполнить защиту в направлении доминирующего направления ветра, например, закрыть теплицу живой изгородью.
• Для круглогодичного использования теплицы оборудовать ее отопительными приборами, которые будут автоматически включаться/выключаться с помощью специально настроенных датчиков температуры.

Автоматическое проветривание своими руками

Циркуляция воздуха в теплице обеспечивается открытием форточек или дверей, которые обустроены работающими автоматически системами открывания. Такие устройства можно сделать самостоятельно, доработав уже имеющиеся подобные конструкции или изготовить из подходящих для этого подручных материалов.

Классический пример использования для автоматического открывания форточек теплицы — доработка газового амортизатора автомобиля. Гидравлическое масло, выступающее в качестве рабочего тела, вместо воздуха под действием повышенной температуры расширяется и приводит в движение форточку. При понижении температуры с помощью возвратной пружины форточка закрывается.

Подобным образом можно приспособить для проветривания теплиц газлифт от офисного стула, ручные автомобильные насосы и другое техническое оборудование. Из подручных средств, например, пластиковых бутылок или металлической емкости, заполняющей резиновый шарик воздухом с повышением температуры можно изготовить временные конструкции, обеспечивающие автоматическое проветривание теплиц.

Автоматический полив своими руками

Стандартная система автоматического полива своими руками включает в себя следующие составляющие.

• Необходим источник воды. Это может быть резервуар в виде бочки, в которую периодически заливают воду из скважины, водопровода или с помощью насоса из дачного пруда. В бочке температура воды с течением времени приближается к температуре окружающей среды, что важно для процесса жизнедеятельности растений.
• Наличие фильтра. Без него трубопровод быстро засоряется. Особенно критично его отсутствие для систем капельного полива.
• Электромагнитные клапана. Их конструкция позволяет контролировать подачу сигналов начала и конца процесса полива.
• Таймер. Его настройки передают сигналы на открытие/закрытие электромагнитных клапанов.
• Система из стальных, пластиковых (можно резиновых при капельном орошении) или металлопластиковых трубопроводов. Обеспечивает доставку воды, например, при капельном орошении к капиллярным трубкам.

При наличии в системе датчиков температуры и влажности почвы возможно автоматическое включение/выключение автоматического полива по их показаниям.

Автоматизированное отопление своими руками

С помощью систем отопления можно будет поддерживать температуру в теплице при любой погоде и в любое время года.

Систему обогрева теплицы можно оборудовать следующим образом:

• пропустить внутри пола нагревательный кабель;
• использовать для обогрева нагревательные приборы (масляный радиатор, инфракрасный излучатель и другие подобные установки);
• полы можно подогревать с помощью водяных теплых труб.

Самый удобный вариант автоматизации отопления основан на использовании внутри пола нагревательного кабеля. Концы кабеля после его укладки подсоединяются к регулировочному устройству. Важно, что данная система отопления прогревает непосредственно почву и тем самым имеет преимущество перед нагревательными приборами, оказывающими влияние на прогрев воздуха.

Установка и обустройство автоматики дополнительных светильников своими руками

Получить хороший урожай помогут не только качественный грунт и своевременный полив, но и оптимальная освещенность. При эксплуатации теплицы в зимний период дневного света из-за короткого дня явно не хватает.

В качестве дополнительного освещения по своим характеристикам самыми конкурентоспособными являются светодиодные лампы. Они отличаются малым энергопотреблением и выдают большую часть солнечного спектра. Существуют белые светодиоды, способные выдавать весь спектр солнечного света и способствовать выращиванию растений полностью на искусственном освещении.

Для подводки электропитания к силовому шкафу надо пробросить воздушную проводку от сети высокого напряжения. Эту работу лучше поручить профессиональным электрикам, которые имеют право допуска к таким работам. Дальнейшая прокладка провода в земле выполняется своими руками.

Важно: провод предварительно поместить в защитный гофрированный шланг.

Обязательно устанавливается предохранительное устройство для защиты от перепадов напряжения. Выбор его основан на рекомендациях производителя светодиодных ламп. После установки устройства выполняется разводка проводов согласно места расположения светильников.

Для создания оптимальной освещенности создается автоматическая система, которая ко всему прочему позволит сэкономить электроэнергию. Специальные датчики будут контролировать освещенность и автоматически включать или выключать подсветку.

Сохранение полезных качеств почвы

В умной теплице применяется мульчирование почвенной среды. Такой агротехнический прием сокращает время на поддержание плодоносных качеств почвы. Достаточно один раз покрыть ее поверхность мульчей (природные органические материалы) и на долгое время сохраняется содержание влаги в почве, исчезают сорные травы. Зимой и осенью дополнительное укрытие нетканым агроматериалом обеспечивает теплом почву и воздух. Влага сохраняется внутри после испарения на внутренней стороне укрывного материала и стекает обратно в грунт.

В летнее время укрывной материал убирается — на его место равномерно рассыпаются опилки или солома наоборот сохраняющие почву от излишков тепла.

Оснастить умной технологией теплицу на даче своими руками не простая задача. Потребуется определенный опыт и знания, без инвестиций также не обойтись. Однако все не такие уж большие финансовые затраты окупятся хорошим урожаем и свободным временем для отдыха и занятий другими не менее важными делами.

Видео по теме

Источник статьи: http://vashumnyidom.ru/komfort/uxod/umnaya-teplica.html