Меню

Что такое автоматика для теплиц

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.
Читайте также:  Что можно сажать балконную теплицу

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.

Читайте также:  У меня парник новатор макси

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

Пошаговое руководство как с помощью автоматики оборудовать теплицу: обзор видов и производителей, как сделать своими руками

Растения требуют постоянного получения питательных веществ и ухода. В этом смогут помочь автоматические устройства, контролирующие действия и процессы.

Такие системы хорошо подходят для придомовых и дачных крытых сооружений. Вследствие этого работы, связанные с уборкой и уходом за растениями, выполняются с минимальными физическими затратами.

Преимущества использования автоматики

Внедрение автоматической системы обеспечивает существенное облегчение труда на приусадебном участке, повышению урожайности.

Монтаж автомата для сооружения подобного типа способствует оптимальному микроклимату для роста культур. Такие системы экономят время, израсходованное на полив на даче. Это особенно актуально, так как его нужно выполнять ежедневно.

Также потребуется расходовать меньше воды и внесения удобрения. Установка теплового подогрева и освещения способствует круглогодичному выращиванию в парниках овощных культур, зелени.

Если предусмотреть наличие на дачном участке автоматизированного строения, то можно выращивая урожай насладиться единением с природой. Парник без присмотра можно оставить в течение недели.

При этом не придется сталкиваться с неприятной ситуацией, когда саженцы завянут.

Виды автоматических устройств для теплиц и парников

Полив

Полезнейшей функцией в теплице является автоматическая система полива. При поливе овощных культур дважды в день обеспечивается быстрый рост растений.

Монтирование подобной системы понижает затраты времени на полив, по сравнению со шлангом.

Такие поливы подразделяются на дождевание, капельный, внутрипочвенное орошение. Подбирая их, следует брать во внимание квадратуру обработки и мощность насоса.

Первый тип сопоставим с душем. Подача воды осуществляется посредством трубок под незначительным давлением. Специально предназначенные насадки смогут обеспечить оптимальное орошение культур. Второй тип предполагает просачивание воды посредством трубок, проложенных по периметру размещения грядок.

В дальнейшем вода под давлением может выйти посредством специальных оросителей, попав на почву и наполнив корневую систему растений влагой.

Последний тип предназначается для орошения многолетних растений с использованием емкостей, трубок с отверстиями. Установив автоматический полив, можно всегда получать урожай в значительных объемах.

Вентиляция

Контроль температуры внутри помещения выполняется с помощью вентиляционных систем. Автономные системы оснащены открыванием и закрытием форточек в автоматическом режиме. Такие системы бывают разных видов в соответствии с принципом их функционирования.

Система, предполагающая электрическое управление, основана на работе термореле. При нагреве реле начинает запускаться электромотор вентилятора.

Она дает возможность пользователю отрегулировать чувствительность, температуру воздуха, обеспечивая удобство в применении.

Биметаллическое автономное проветривание предполагает использование характеристик пластин при нагреве. В итоге происходит изменение их положения, открывающее створку в теплицу. При охлаждении пластины начинают сужаться.

Существует гидравлический способ проветривания. В системе имеется жидкость, которая нагреваясь проникает в трубочку из латуни. Она выдвигается, что способствует открытию рамки в теплицу. Данные системы характеризуются удобством в эксплуатации и отменной мощностью.

Отопление

Предусмотрев автоматику для обогрева можно поддерживать требуемую температуру в теплице. Подобные системы обогревают воздух и почву вне зависимости от погодных условий.

Произвести обогрев строения можно, установив нагревательный кабель (теплый пол).

В теплице станет теплее с монтажом нагревательных приборов. К ним относится масляный радиатор, электрический камин. Также иным вариантом служит водяное отопление (водяной теплый пол).

Если предпочтение было отдано ему, то надо обустроить дополнительное оборудование, включающее электрический или газовый котел на жидком/твердом топливе.

Когда теплица обустраивается согласно принципам, основанным на автоматизации, то во всех отношениях подходит система теплый пол, электрические приборы, система водяного отопления с электрическим котлом.

Их регулирование происходит исключительно вручную.

Читайте также:  Чем лучше накрыть теплицу агроволокном или пленкой

Освещение

Вырастить растения независимо от времени суток можно, установив систему освещения в тепличном сооружении. Подача требуемых микромолей способствует нормальному фотосинтезу.

При автоматизации процесса освещения можно автоматизировать этот процесс по заданным показателям.

Настройка системы освещения происходит с учетом времени или согласно астрономическому таймеру. Она работает по такому механизму, что с сокращением светового дня увеличивается досвечивание лампами.

Работа освещения происходит в соответствии с сумеречными датчиками. Их использование связано со сложностями, заключающимися в калибровке и периодичности включения.

Как сделать своими руками: примеры расчетов, схемы и чертежи, лучшие варианты

Специалисты утверждают, что требуется приобретение датчиков и системы капельного полива.

Монтаж, возможно, осуществить самостоятельно. Есть системы капельного полива, рассчитанные на 200 л воды, которая расходуется в течение 4-5 поливов.

Неплохим вариантом будут израильские капельницы, более устойчивые к напору.

Подсчеты специалистов по капельному поливу, учитывая все моменты, в среднем составляют 14 678 руб. (на основе системы Gardena).

Они подробно освещают порядок очередности и последовательности всех работ. Останавливаются на вопросах грамотного управления теплицей.

Для того чтобы выбрать для себя подходящий проект автоматизированной теплицы можно воспользоваться специализированными компьютерными программами, которые позволят создать модель 3D парника.

Совершенствование парника способствует получению конструкции для круглогодичного использования.

Простой капельный полив

Система капельного полива способствует достаточному получению растениями требуемого объема влаги.

Дачники предпочитают применение системы капельного полива Капля.

Многие знатоки придерживаются мнения, что использование медицинских систем для капельниц значительно дешевле и не хуже.

Для этого необходимо иметь в наличии несколько таких систем, шланг и бак на 20-30 литров воды. Такой вариант эффективен, когда в теплицах выращивается небольшое количество растений.

Самодельный водопровод можно сделать с помощью саморезов, которые вкручиваются в шланг напротив каждого растения. Подача воды под растения регулируется при помощи метизов, вкручивающихся/выкручивающихся по резьбе.

Придется потратить время, чтобы подстроить настройку полива.

Использование контроллеров для регуляции влажности и температуры: как автоматизировать систему вентиляции

Для этих целей используются измерители-регуляторы, как например, ИРТВ-02. Прибор можно настраивать на осуществление нагрева, охлаждения, осушения и увлажнения.

Это возможно за счет высокотехнологичного емкостного датчика, которым снабжен прибор.

Точность измерений составляет 0,1. Показания отображаются на 2-х экранах, что облегчает процесс контроля за этими величинами.

Автоматика для отопления

Большое значение для теплиц имеет автоматизация отопительной системы. Без этого немыслима жизнь растений в зимний период года.

На сегодняшний день существует множество вариантов их обогрева в соответствии с видами энергоносителей.

Это могут быть системы электрического теплого пола, конвекционный обогрев с помощью тепловентиляторов, масляных радиаторов, электрокаминов, инфракрасного обогрева газовыми горелками.

Наиболее оправданной и безопасной, по мнению специалистов, считается электрообогрев или водяной от электрокотла.

Система зашторивания

Первоочередной составляющей конструкции является данная система, обеспечивающая необходимый микроклимат и экономичность в энергетическом плане.

Применяемый материал экрана — специальная ткань на основе полиэстера, включающая полоски фольги из алюминия.

Может использоваться принцип перемещения штор с помощью троса и на основе реек.

Идеи автоматизации с использованием подручных средств

Сделать рычаги самостоятельно можно, применяя отрезки планок на основе дерева или металла.

Автоматизация процесса полива осуществляется с помощью подручных средств на основе способа солнечной дистилляции.

Он обеспечивает достаточную влажность культурам даже при жаркой погоде. Метод предполагает нагрев воды до появления пара, конденсируемого в воду. Для этих целей нужно взять пластиковые бутылки различного объема. В одну наливается вода, вторая служит колпаком для нее. В результате испарении воды оседание пара происходит на стенках колпака.

Не сложно смонтировать устройство для капельного полива, воспользовавшись стержнями ненужных шариковых авторучек.

Их надо промыть бензином, чтобы очистить от пасты. Один конец надежно закрывается палочкой из дерева. Иглой для шитья прокалывается отверстие на четыре сантиметра от заглушки.

В бутылке отверстие делается немного поменьше, чем стержня. Существует несколько вариантов, как установить такие емкости.

Первый предполагает отрезание дна, когда отверстие делается для стержней на уровне плечиков. Пробка закрывает горлышко.

Бутылка устанавливается вверх дном. Другой способ состоит в том, что отверстия делаются выше на 20 мм от дна. Пробка снимается, бутылка ставится на дно.

Отверстие надежно уплотняется с помощью пластилина. В дальнейшем можно наливать воду. В течение пяти минут будет вытекать десять капель.

Полезные советы: какие компоненты для автоматизации можно купить в магазине, на чем сэкономить

В садовом магазине можно купить приборы электроники. Они продаются по доступной стоимости. Их монтаж выполняется с применением набора, состоящего из отверток, электродрели и пассатижи.

Расположив блок управления и датчики, можно обеспечить бесперебойное функционирование системы.

Опытные дачники для экономии советуют установить гидравлические элементы управления. Выполнить монтажные работы можно, используя инструмент и несколько автоматических “открывателей”.

Дачники на собственном опыте убедились, что автоматизация теплицы позволяет получить щедрый и качественный урожай.

Монтаж таких устройств способствует созданию микроклимата, позволяющего растениям приниматься и быстро плодоносить. Специальные приспособления упрощают процесс ежедневного ухода за тепличными сортами растений.

Источник