Традиционните оранжерии и оранжерийни ферми, дори при благоприятни климатични условия, изискват значителни усилия от собственика, за да получат планираната реколта. Могат да се отбележат и комплекси от техническа работа по подреждането на конструкциите, но задачите на елементарния контрол играят значителна роля в процеса на работа. Концепцията за интелигентна оранжерия позволява значително да се улеснят функциите на собственика при създаване и поддържане на такива обекти. Можете да го приложите със собствените си ръце, като използвате специално оборудване и хардуерни и софтуерни инструменти.
Автоматизация в оранжерията
В общи линии интелигентната оранжерия може да се разглежда като аналог на интелигентен дом. Основната задача на системата е да осигури елементи на интелигентен контрол, което ще повлияе положително на няколко параметъра на работата на фермата наведнъж. Ключов фактор при внедряването на автоматично управлениее контрол на показателите за микроклимат без намеса на потребителя. Системата трябва самостоятелно, въз основа на текущите данни за температура и влажност, да коригира необходимите параметри всеки ден, час и дори минута, като се вземат предвид изискванията на специфичната растителност. Но може да има проблеми в идеята за въвеждане на автоматизация за оранжерия. Не е трудно да приложите основните елементи на системата със собствените си ръце - достатъчно е да свържете сензори с няколко сензора за чувствителност към оборудване, което директно контролира микроклимата и други регулаторни процеси. Трудността е в противоречията между изискванията на различните функционални компоненти на оранжерията. Тук дори не става дума за това, че условните краставици и домати се нуждаят от различен режим на поливане, а за разлики по отношение на нуждите от влага и топлинен комфорт спрямо почвата и горната част на растенията.
Избор на място за оранжерия
На първите етапи на проекта можете да се съсредоточите върху общите правила за техническото подреждане на конструкцията. Разбира се, изборът на местоположението на фермата е основен момент. Ако има недостиг на топлинна и слънчева енергия в региона, тогава наклонът и дългата страна на конструкцията трябва да бъдат обърнати на юг. Според експерти подобно решение се оправдава, ако се наблегне на пролетното отглеждане с разсад. Летните оранжерии, напротив, трябва да бъдат ориентирани на север, тъй като в този случай хребетите ще получат по-ефективна прозрачност с вечерни и сутрешни лъчи. Също така, при избора на място, не забравяйте за надеждността на почвата. Със собствените си ръце под интелигентна оранжерия можетеподгответе предварително и универсална основа на пилотна конструкция с решетка. Но ако се планира да се изгради рамка на основата на лентова основа, тогава трябва да се извърши геодезическо изчисление с показания на подземните води. Тази опция има своите ограничения по отношение на изпълнение.
Монтаж на горната конструктивна част
Първоначално не забравяйте, че една високотехнологична и изпълнена с оборудване оранжерия трябва да осигурява възможност за кабелно окабеляване и инсталиране на сложно оборудване. Това означава, че материалите за производство трябва да се използват с гъвкава структура, доколкото е възможно по отношение на обработката. В изпълнението на тази част обаче няма да има нищо принципно ново. Носещият скелет може да бъде изработен от метални стълбове с напречни рамки, а за декорация може да се използва стъкло или поликарбонат. Монтажът на интелигентна оранжерия "направи си сам" се извършва чрез типичен набор от операции - с помощта на хардуер, скоби и скоби, свързването между елементите се извършва с помощта на заваръчно оборудване или бормашина. По-важно е правилното изчисление на конструкцията, така че да издържи дълго време и да не изисква корекция по време на работа. За поддържане на комуникацията се полагат специални кабелни канали. Материалът за тях е избран от влагоустойчиви и добре изолирани пластмаси. Още в самата оранжерия трябва да се помисли за заземителна система и защитени секции за инсталиране на предпазни блокове.
Техническа реализация на автоматизация на оранжерии
За управление на системите за управлениеmicroclimate използва сензори, сензорни елементи, задвижващи механизми и комуникационни инструменти за предаване на сигнали. Въпреки това, без контрол на микроконтролера, тази инфраструктура не може да бъде създадена. Като оптимално решение на този проблем се използват продукти на базата на "Arduino". Интелигентна оранжерия, управлявана от това устройство, получава пълен набор от инструменти за постоянен контрол от функционални модули. Системата "Arduino" е малка платка с микросхема, предоставена от професора и памет. В зависимост от конкретната конфигурация на това устройство може да се свържат определен брой външни устройства. В малки оранжерии се използват до десетина управлявани елемента, включително електрически двигатели, осветителни устройства, механизми на врати, системи за поливане и т.н. Свързаните компоненти се управляват по алгоритъм, дефиниран от потребителя, като се вземат предвид външни параметри.
Как да разработим проект на Arduino?
Всички функционални елементи на комплекса за управление се сглобяват индивидуално. Част от устройствата са директно включени в обслужващата система на микроконтролера, а другата част участва в промяната на параметрите на работната среда. От потребителя се изисква първоначално да определи какви функционални елементи ще са необходими за организиране на автономната работа на оранжерията и как ще бъде технологично организирана функцията на контролера. Обикновено проектите на Arduino се разработват според следнотоалгоритъм:
- Определяне на целеви фактори, които влияят на живота на растенията. Основните включват температура, влажност, светлина и съдържание на въглероден диоксид.
- Изготвяне на схема, по която ще се реализира инфраструктурата за управление с помощта на контролера.
- Изготвяне на схема на оборудване и сензори с информация за целевите параметри.
- Създаване на технологична карта на взаимодействието на контролния панел с функционалните единици на контролера.
- Разработване на алгоритъм на софтуерно ниво за автоматизиране на процесите на управление на оранжерии.
- Техническа поддръжка на функционални блокове със система за захранване.
Видове вентилационни машини
Въздушната циркулация е един от ключовите фактори, осигуряващи балансираното развитие на топлолюбивите растения. В този случай задачата е да се изпълни тази функция в автоматичен режим. Как да го осигурим? Има три основни начина за прилагане на автоматична вентилация на оранжерии:
- От автомобилен амортисьор. Най-простото бюджетно решение, което е направено от бутални механизми и газова пружина на автомобил. Направи си сам автоматична вентилация на оранжерията от амортисьор може да се направи с помощта на метални тръби, водопроводни щепсели и пневматичен стоп с основа на корпуса. Тази инфраструктура всъщност образува термично задвижване, което може да бъде фиксирано в крилото на една и съща поликарбонатна стена или навес.
- Електрически вентилатор. Чрезтермопревключвателят е монтиран пълноценна вентилационна система с достатъчна мощност с връзка към локален генератор или захранвана от собствена батерия.
- Вентилни механизми. В конструкцията на прозореца или на покрива на оранжерията се прави изрез за монтаж на вентилационен вентил. Автоматизацията в този случай ще бъде интегрирана, а нивото й зависи от конкретната версия на устройството. Днес има модели с програмно управление и с механични регулатори, които не изискват захранване.
Осветителна система
Оранжерийната растителност средно трябва да получава светлина 14-16 часа на ден. Също така няма смисъл от денонощно осветление, така че има нужда от саморегулираща се система. Първо, първоначално е необходимо да се определи какви ще бъдат източниците на светлина. Като универсален вариант можете да използвате специални светодиоди за оранжерии или устройства с така нареченото полезно червено осветление, работещи на вълни в диапазона от 600 до 700 нанометра. Въпреки това, по време на периода на цъфтеж трябва да се свържат сини вълни в спектъра от 400-500 нанометра. По отношение на внедряването на осветление, интелигентна оранжерия със собствените си ръце може да бъде снабдена с контролирана група от защитени лампи с широк спектър от регулируеми параметри, вградени в основата на общ контролер. Основната задача е правилно и рационално да се организира връзката от контакторите на системата Arduino към всяка лампа. За това могат да се използват и управляващи релета с колектори и драйвери за промяна на характеристиките на сиянието.
Напоителна система
Планът за поставяне на растения трябва да бъде изготвен до момента, в който тази част е проектирана. Препоръчително е да ги разпределите в групи със същите изисквания за поливане. Автоматиката за поливане на оранжерията също ще бъде свързана към централен контролер, свързан със сензори за влажност. Най-простият вариант за внедряване на такава система е да се монтира варел с вода, който ще се събира от дъждовната вода от канализацията. Процесът на напояване ще се контролира от сферичен вентил със свързан автоматичен транец с директно изтегляне.
Система за капково напояване
Сложен като дизайн, но ефективен от гледна точка на водоснабдяването на растенията. За да го създадете, ще ви трябва автоматично регулируем дозатор и оборудване за разпределяне на вода, което може да бъде направено от пластмасова тръба. И така, перфорираните канали са монтирани по протежение на всички легла на интелигентната оранжерия. За разсад можете да се ограничите до влажността на почвата. Цялата тръбна система също трябва да се контролира от циркулационна помпа, която ще поддържа оптималното ниво на налягане във веригите.
Средства за стимулиране на плодородна почва
Активността на растежа и развитието на растенията зависи от почвената микрофлора. За поддържане на оптимален режим на влажност на земята е необходим подходящ набор от интелигентни оранжерии, които ще включват електрически елементи за отопление и поливане на почвата. Обикновено се използват рогозки или устройства за плочи, които се поставят директноземята или под нея, а от друга страна са свързани към захранващата система с контролер.
Заключение
Характеристиките на жизнената активност на оранжерийните растения зависят от комфорта, осигурен от местното климатично оборудване. Системите за контрол на микроклимата, базирани на контролери и друга автоматизация, не са просто стъпка към повишаване на удобството на собственика на тази ферма. Това е много по-точна настройка на режимите за контрол на въздуха, влагата и температурата, както и средство за подобряване на енергийната ефективност на използваното оборудване. Рационалното използване на енергийните ресурси е само един от ключовите фактори при разработването на системи за управление, базирани на Arduino.
