Готовые проекты умных теплиц на arduino своими руками – автоматизация / умный контроллер теплицы: как автоматизировать системы

Готовые проекты умных теплиц на arduino своими руками – автоматизация / умный контроллер теплицы: как автоматизировать системы

Возможности современных автоматизированных систем в теплицах с инструкцией по внедрению

Искусственная среда для выращивания растений способствует круглогодичному урожаю. При создании микроклимата мы в частном порядке используем готовые интеллектуальные конструкции теплиц и конструкции, сделанные нами самими. Среди систем автоматизации тепличных комплексов лидируют аппаратное и программное обеспечение Arduino, позволяющее роботизировать дом даже для людей, не знакомых с электроникой.

Необходимость автоматизации теплицы

Жизнь растений напрямую связана с температурой, влажностью, светом и другими факторами. Малейшие отклонения в окружающей среде отрицательно сказываются на темпах роста и урожайности. Соблюдение строгих условий теплицы – утомительный и трудоемкий процесс, требующий постоянного контроля. Умная теплица своими руками сводит к минимуму участие человека, освобождает время и позволяет контролировать рост овощей и фруктов на расстоянии.

Решаемые задачи

Автоматизация создания и поддержания необходимых условий окружающей среды требует контроля:

    температурные режимы; полив и полив; освещение; грунтовое отопление; Кормление CO₂.

Особая роль отводится контролю процесса, автономности и быстрой реакции на малейшие отклонения.

Возможности и оборудование

Датчики и исполнительные механизмы используются для считывания и изменения условий окружающей среды. Контроллер, подключенный к системе дистанционного управления, играет ведущую роль. Каждое устройство, входящее в состав робототехнического комплекса, выполняет определенные функции. Оснащение умной теплицы состоит из следующих систем:

    поддержание оптимального температурного режима. Приводы используются для понижения температуры. Эти устройства регулируют воздухообмен между помещением и внешней средой. После получения сигнала извне шаговый двигатель, пневматическое или гидравлическое устройство переводит рольставни в необходимое положение. Соответствующие сигналы генерируются датчиками температуры и ветра; Подогрев почвы. Оптимальная температура в теплице достигается с помощью термостатов, электронагревателей, электрических кабелей или других нагревательных устройств, интенсивность которых зависит от команд с датчиков температуры; освещение. В систему входят лампы и датчик освещенности, основной частью которого является фоторезистор. Управляющий сигнал формируется изменением сопротивления в зависимости от силы светового потока. Помимо светильников, автоматические жалюзи также могут использоваться для управления освещением; Контроллер уровня CO₂. Подходящий датчик подключается к вентиляторам, которые очищают комнату от кислорода, производимого растениями. Подкормка растений углекислым газом увеличивает урожайность на 30%; полив. Автоматизация полива обеспечивается датчиками влажности (гигрометрами). По экономическим причинам система оснащена датчиками расхода воды. Самые простые устройства представлены таймерами, которые включают и выключают полив через определенные промежутки времени.

Потребление воды – важный фактор, который напрямую связан с размером теплицы и характеристиками выращивания конкретных растений. При оптимально спланированных интервалах полива датчики влажности действуют как сигнализация.

Преимущества перед обычной

В таблице 1 показаны преимущества и недостатки обычных теплиц и умных теплиц.

Общепринятый “Умная
Плюсы Недостатки Плюсы Минусы
Независимость от источников энергии Должен постоянно присутствовать физически Автоматическое и дистанционное управление Зависимость от власти
Низкие производственные затраты Более высокие затраты на рабочую силу Соблюдение точного режима Затраты на приобретение оборудования
Простота обслуживания Минимальное участие человека Повреждение отдельных компонентов

Недостатки автономности умной теплицы решаются с помощью аккумуляторов, генераторов и резервуаров для воды.

Проекты и схемы умных теплиц

Интеллектуальная теплица для ардуино больше всего ценится среди энтузиастов дома и домашней роботизации. Основным элементом платы драйвера является процессор, оснащенный микросхемой памяти. Системы, используемые в умных теплицах, различаются по марке процессора и функциональности.

Один из простейших макетов-проектов автоматической теплицы на Arduino Uno (mini) показан на рисунке 1.

Освещение судят по фоторезистору. Температурный режим определяется датчиком TMP36. Интенсивность полива регулируется на основании данных от модуля влажности и датчика DHT11.

Продвинутый вариант управления микроклиматом в теплице с помощью платы Arduino Mega. Схематическое изображение интеллектуального овощного магазина показано на рисунке 2.

Сердце аппаратной платформы – микроконтроллер ATmega1280. Есть 8 выходов для чтения / передачи цифровой информации. 10 портов используются для обработки аналоговых данных.

Другой вариант теплицы Арудино показан на рисунке 3.

GyverControl также можно использовать как универсальный таймер для интеллектуальной теплицы (рис. 3).

Интеллектуальное устройство оснащено семью логическими выходами 5 В. Есть три отдельных канала для управления сервоприводами и линейными приводами.

Вышеупомянутые системы не являются окончательным решением для роботизации теплицы. Появление новых, более совершенных контроллеров расширяет возможности автоматизации и придает ей большую эффективность.

Возможности удаленного контроля и регулирования

Помимо локального управления, умная теплица на Arduino дает вам возможность удаленно управлять устройствами и обмениваться данными с помощью пульта дистанционного управления, мобильных гаджетов и персональных компьютеров. В качестве интерфейса можно использовать USB, Bluetooth, Wi-Fi, GSM и Интернет. Посредниками в этом процессе выступают соответствующие модули и приложения, которые представлены:

    RemoteXY; Блинк; Виртуино; Загрузчик Bluino; Arduino Bluetooth Control и т. Д.

Особого внимания заслуживает программное обеспечение BT Voice Control для Arduino, которое позволяет управлять тепличными устройствами с помощью голосовых команд. При синхронизации с Алисой это приложение очень удобно.

Основные критерии выбора систем для автоматизации теплиц

Хотя это может показаться простым, даже специалистам сложно выбрать оборудование для автоматизации теплицы. Идеальное условие – выбор автоматики от одного производителя. Поскольку этот критерий получить сложно, перед автоматизацией теплицы следует:

    определиться с его площадью и назначением (выращиваемые культуры); рассчитать количество датчиков и исполнительных механизмов; Выберите контроллер или используйте конструктор, в зависимости от предыдущих пунктов; принятие решения о контроле и мониторинге.

С развитием научно-технического прогресса готовые конструкции умных теплиц быстро устаревают. Поэтому при выборе автоматики для искусственного выращивания овощей и фруктов следует ориентироваться на новейшие технологии и оборудование.

Приборы для автоматизации теплиц за 2020 год

Для автоматизации теплицы необходимо получить соответствующее оборудование, примерами которого в 2020 году являются:

    Контроллер для интеллектуальных теплиц серии “iTeplica-small controller”. Это гарантирует комплексный контроль микроклимата в помещении с ограниченной площадью. Обеспечивает поддержание температуры, вентиляцию, подкормку и полив растений. Предполагает управление вспомогательными механизмами. Предназначен для длительного хранения всех изменений окружающей среды. Оснащен передовой системой визуализации SCADA. Он дополнен датчиками влажности и освещенности и программным обеспечением. Цена от 17 тыс. Руб.

    SMART STANDARD VENT SMART GREENHOUSE – это комплект автоматизации теплицы. Он отличается богатым функционалом, охватывающим практически все сегменты поддержания определенного микроклимата. Он использует гаджеты, связанные с Интернетом, для управления данными и обмена ими. Цена 47,9 тыс. Руб. руб.

    «Смартхаус лайт» – это экономичный вариант умной теплицы. Кроме того, блок управления комплектуется картой памяти micro SD, USB-адаптером, датчиками температуры, влажности, освещенности, уровня воды и т. Д. Цена от 9,9 тыс. Руб. руб.

    Умная теплица на базе контроллера Terraform. Обеспечивает контроль пяти параметров микроклимата. Он дополнен датчиками температуры, влажности, яркости и температуры почвы. Он предполагает подключение датчиков CO₂ и pH.

Пошаговая инструкция создания умной теплицы

С «умом» можно оборудовать практически любую теплицу, отвечающую стандартам выращивания овощей, фруктов и цветов в искусственных условиях. Для этого вам понадобится:

Приобретите готовый комплект автоматики или подбирайте устройства, отвечающие необходимому микроклимату и площади помещения. Оптимальное расположение датчиков и исполнительных механизмов. Подключите все компоненты к контроллеру. Установите необходимое программное обеспечение. Обеспечьте дистанционное управление. Организовать автономное электроснабжение.

Один из вариантов создания Умной теплицы представлен на видео:

Умная теплица своими руками, готовые проекты

«Умная теплица – вариант выбора для занятых людей. В целях экономии денег садоводы часто отдают приоритет возведению конструкции своими руками. Во время строительства мониторинг и возможность корректировать внутреннюю температуру воздуха, влажность почвы и состояние почвы. включены.

Умная теплица и ее особенности

Автоматизация рутинных процессов позволяет сэкономить время и сосредоточиться на выпасе, пересадке и многом другом.

Преимущества умных теплиц

Основные преимущества:

    Поддержание нужной температуры в помещениях за счет контроля своевременности отопления и вентиляции; своевременность капельного полива; регенерация (мульчирование) почвы под заданную культуру.

Виды умных теплиц

В зависимости от типа электроснабжения теплицы условно делятся на автономные и энергозависимые.

Как следует из названия, автономные структуры не зависят от власти. Функционирование происходит за счет использования тепловой или солнечной энергии. К недостаткам следует отнести требования к оборудованию.

Электричество требуется для работы теплицы второго типа. Его преимущество – меньшая стоимость по отношению к автономным сооружениям. Тем не менее можно выделить два недостатка. Первый – это счет за электричество, который может быть высоким. Второй – зависимость от электроснабжения.

Умная теплица своими руками: пошаговая инструкция

Для начала определитесь с выбором участка для строительства с учетом солнечного света, ландшафта, расположения грунтовых вод и розы ветров.

Теплицы нельзя размещать в затененных местах. Схема наиболее выгодного расположения теплицы по отношению к направлениям света

Второй вопрос – это выбор материала, учитывающего предполагаемое использование теплицы. Например, сотового поликарбоната толщиной 8 мм достаточно для покрытия теплицы, которая будет использоваться с весны до осени. Если вы планируете выращивать растения зимой, рекомендуется увеличить толщину до 16 мм при условии, что ее можно будет надежно закрыть.

Фундаменты с теплоизоляцией могут удерживать тепло.

Чтобы внедрить в конструкцию «интеллект», необходимо установить автоматическую вентиляцию, автоматический полив, системы обогрева земли и воздуха.

1 этап. Автоматический обогрев почвы и воздуха

Представлены два технических варианта отопления теплицы:

    Первый с использованием электричества предполагает подключение теплых полов, конвекторов и инфракрасных обогревателей.

    Второй основан на сочетании водяного отопления с обязательным ручным управлением работой котла.

Воздушное отопление

Для воздушного отопления лучше остановить свой выбор на электронагревателях. Мы рекомендуем прикрепить их к раме вместе с электрической системой и датчиками, которые срабатывают при понижении температуры.

Почвенное отопление

Почва нагрева можно сделать тремя способами:

Натуральный – через солнечный свет;

биологическое – благодаря энергетике, выпущенной в результате деградации биоматериалов; Недостатком является отсутствие контроля температуры;

Техническое – состоящее в почве нагрева:

    Доставка горячей воды через подземные трубы, соединенные с котлом;

    Установка полного нагрева соединена с электросеткой.

2 этап. Автоматическое проветривание

Иногда достаточно установить тепловой привод внутри или снаружи теплицы.

Рекомендуется установить Windows максимально возможным.

В некоторых случаях установлена ​​система вентиляции, которая активирует вентиляторы при изменении температуры воздуха.

3 этап. Автоматизация полива

Орошение капельки проводится путем установки системы, которая представляет собой комбинацию резиновых и пластиковых труб, а также капли. С этой системой орошения воды во время доставки будут нагреваться, что важно для корневой системы.

Ключевым элементом комплекса является гидравлический совокупность. Танк служит резервуаром, вода доставлена ​​гравитация.

Освещение

Рекомендуемая продолжительность дня в теплице должно быть 12-16 часов в день. Рекомендуется коррелировать искусственный режим источников света с темными и простыми дними дня.

Датчики света и часы управления используются для автоматизации процесса.

Лампы часто используются для искусственного освещения:

    Накаливание – их недостаток является инфракрасным излучением, которое может быть вредным для растений в непосредственной близости;

    Натриевые лампы – их спектр близко к спектру солнечного света, но ограничение – их короткая жизнь;

    Светодиодное освещение – характеризуется высоким уровнем безопасности, и его спектр аналогичен естественному свету;

    Флуоресцентные – характеризуются низкой стоимостью, высокой эффективностью и длительным сроком службы.

В зависимости от целей, могут быть использованы инфракрасные или ультрафиолетовые источники.

Обзоры готовых проектов умных теплиц + цены и фото

Примеры наиболее распространенных моделей представлены в таблице ниже:

Название модели Функции Цена, рубль. Вспомогательный
Главная страница
Интеллектуальная теплица (4 * 2 * 2 м) Возможность проверки типа или выполнения по запросу. Они изготовлены из поликарбоната. Оснащен терморегуляцией и автоматическими ирригационными системами. Срок службы – 15 лет. С 7200. Отказ
Novator-4 (в «комфорте» наборах, «Классик», «Премиум», «Элита»); Размеры отличаются Арочная модель с поперечным сечением 4 * 4 см и расстояниями между 0,66 м. Изготовлен из поликарбоната. Он выдерживает до 160 кг снега на м2. от 11000. Отказ
Жизнь Energy-4 (стандартная и дополнительная версия). В течение года. Сделано с одним композитным стеклом. Оснащен автоматическими системами: орошение, вентиляция, освещение и отопление. 524600-1573900 Отказ
Энергия жизни-5. В течение года ширина 4 м. Встроенный автоматически активированный вентиляционный вентилятор (2-6). Оснащен автоматическими системами: орошение, вентиляция, освещение и отопление. 626100-1848300 Отказ
Yotik (электронный учебный комплект) Набор включает в себя: чемодан в качестве строительного комплекта, контроллер Yotik V1.0, удлинитель Arduino, пластина с светодиодом Arduino, 20 см, светодиодный ремешок, четыре реле и транзистор питания, электрический насос, водоснабжение, а также освещение, температура, датчики влажности, почва. 15 000 человек Отказ
Arduino Mega. Конструкция позволяет создать теплицу с автоматической температурой, влажностью, освещением, орошением, созданием необходимого микроклимата. Можно удаленно контролировать. 15 000 человек
«Интеллектуальная курудия парника. Предусмотрены режимы регулирования температуры воздуха, сгибание почвы, орошение капле, а также вентиляция. 22700-77000. Отказ
Иностранное производство
Werdebox (сделано в Италии). Источник света – светодиоды. Посевы могут быть выполнены на 4 уровнях. Есть специальные капсулы для роста растений. Современный тепличный дизайн позволяет легко соответствовать его практически любому интерьеру. 600 000. Отказ
Ссылка на основную публикацию