Тепличная автоматизация – эффективность и качество продукции

Тепличная автоматизация – эффективность и качество продукции

Тепличная автоматизация – больше подход к развитию растениеводства. И как любой поход он включает в себя немало моментов.

Вы никогда не задумывались: а почему сельское хозяйство долгие века велось традиционным способом. С потерями, неурожаями, низким КПД, изнуряющим трудом, в полной зависимости от погодных условий и так далее?

Казалось бы: людям должно нравиться облегчать себе труд и иметь гарантии того, что если уж ты что-то посеял, то оно вырастет.

Немного истории

Что может быть лучше, чем автоматизированное производство, относительно застрахованное от всяких неожиданностей? Форс-мажоров типа засухи, саранчи, потопа, града – всех этих зафиксированных в истории казней египетских. Египет все-таки самая первая в истории мощная агроимперия, если говорить современным языком.

Тем не менее, на протяжении тысячелетий основными мощными инструментами автоматизации были лейка (искусственный дождик), лопата (модернизированная палка-копалка), бочка (резервуар для сбора воды) и тачка.

И вдруг, в 20 веке Генри Форд открывает принцип конвейера. Отлично! Промышленность развивается и сельское хозяйство тоже вроде бы пыхтит вслед за ней, но в целом все по старому, только железный конь пришел на смену крестьянской лошадке, как говорил товарищ Бендер.

Что с отраслью? Заколдована она, что ли? Сами сеют – сами собирают и так из века в век…

И вдруг – вторая половина ХХ века. Тепличный бум. Агрокомплексы перестают быть фермами (не везде), рабочая сила в высокоразвитых странах дорожает (либерте) и приобретает неведомые прежде амбиции (тоже либерте).

В мире вдруг становится очень много людей и все чаще говорят о том, что голод может стать проблемой.

Сельское хозяйство, наконец, привлекло к себе внимание, перестало быть простым выращиванием чего-то для еды, а в считаные десятилетия стало крупным промышленным производством. В отрасль пришел крупный капитал, а вслед за ними появились задачи для науки и НИОКР.

Ученые от новых задач никогда не отказывались, особенно если эти задачи хорошо финансируются.

Задачи, решаемые тепличной автоматизацией.

А задачи стояли такие:

Преодолеть зависимость от природных и погодных условий.

Захватывающе? Клубника и бананы за полярным кругом, огурцы в пустыне, зеленый салат к зимнему столу в северных странах – все это стало реальностью, а ведь какие-то 200 лет назад было настоящим чудом. Да, конечно, были оранжереи, их давно придумали, но это была привилегия коронованных особ и высшей аристократии.

И, к слову, даже коронованные особы не жили за полярным кругом, где в наши дни веселые норвежцы выращивают бананы в купольных теплицах.

Добиться высокой эффективности.

Растения – живые. Они могут болеть и капризничать, плохо расти и вообще умереть. Погода – это вообще отдельная история, про нее все ясно. Плохой погоды у природы нет – потому, что повлиять на это абсолютно невозможно.

В условиях промышленного производства продуктов такой подход ненаучен и не пригоден к работе, т.к. вести дела с фиксированными затратами и неизвестным результатом никто не хочет.

Ок. Ученые почесали высокие лбы и создали автоматизированные комплексы с предсказуемой высокой урожайностью. Закрытые экосистемы. Автономные и все более и более независимые от любых переменных факторов.

Экстенсивная задача решена. Сейчас НИОКР работают над качеством.

Снизить долю человеческого труда в процессе.

Если уж растения живые, то что говорить о людях? Растения, по крайней мере, не ходят с места на место – растут себе и все.

Минусы автоматизации

Промышленников не сильно волнует – тяжела ли работа. Если находятся желающие ее делать, то все, в целом, довольны. Но если работа тяжела, неприятна, монотонна и не интересна, то в странах с высоким уровнем жизни все труднее находить желающих ее делать. И качества этого персонала будут, мягко говоря, своеобразными.

А вот с роботами или автоматикой намного проще планировать задачи: либо они работают, либо сломались. Они не устают, не могут вдруг удариться в запой, не нуждаются в соблюдении прав человека и мотивации.

Но есть проблема: они (технологии) дорого стоят. Так что возникает еще одна задача для НИОКР: сделать механизмы простыми в эксплуатации, износостойкими и недорогими. Возникает задача сделать производство менее энергоемким. По сути, решение одной задачи влечет за собой возникновение совершенно новых горизонтов и новых целей. Но давайте посмотрим, а что, собственно, уже получилось.

Плохая новость: для высокой урожайности нужны строгие тепличные условия. Малейшие отклонения нарушают баланс среды и сказываются на урожае негативно (или фатально).

Хорошая новость: ученые, слава Богу, вели работу не только в области сельского хозяйства. Поэтому возможности соблюдать строгие тепличные условия в индустрии есть. люди с такими задачами не справляются, но есть компьютеры, соответствующее ПО и датчики для каждого параметра, который нуждается в контроле.

Немного описания

Современный агрокомплекс – это не ферма в кустарном понимании слова. Это высокоточное производство с современной техникой и – наконец то! – предсказуемым результатом.

Итак.Чем управляет автоматика:

Температурным режимом.

Теплица – автономная экосистема, но форточки там все же есть. Специальная штука (актуатор) + датчики температуры и ветра умеют открывать их вовремя и правильно.

А система «теплый пол» не даст замерзнуть снизу. Контроль осуществляется с помощью все тех же температурных датчиков, с их помощью в принципе контролируют микроклимат во всей теплице.

Освещением.

Фотосинтез без освещения невозможен – это открытие сделали в 1600 году, так что этот факт уже не новость. Различные культуры нуждаются в различном освещении, а компьютеризированные системы управления позволяют установить оптимальный график включения-выключения дополнительных осветительных устройств.

В мире есть места, где световой день составляет всего 4,5 часа. Но в наши дни это уже не препятствие для выращивания в этих местах собственных агрокультур. Даже с учетом высокой стоимости энергии (а ученые успешно работают над этим вопросом) это все равно более удачное решение, чем транспортировка овощей и фруктов из других регионов.

Орошением

Автоматические датчики влажности (гигрометры) через общую систему мониторинга дают сигнал: «Мы сохнем!! Полейте нас!»

И включается установка для полива. 200 лет назад люди посчитали бы это магией, разнесли бы такой комплекс в щепки, а владельцев сожгли, а пепел для верности съели.

Подкормкой СО2

Наличие в атмосфере оптимального количества диоксида углерода – важный элемент фотосинтеза. Все растения используют диоксид углерода, чем быстрее они растут, тем быстрее он заканчивается в закрытой атмосфере и тем больше его требуется.

В современных автоматизированных теплицах, рядом с желобами с питательным растровом помещаются трубки для «раздачи» СО2.

Вентиляторы удаляют выработанный растениями кислород (. ) и в атмосферу специально нагнетается диоксид углерода.

Если посмотреть с этой стороны, то современные агрокомплексы – гигантские генераторы кислорода! Еще одно дополнительное преимущество инноваций над традициями.

Тепличная автоматизация – это уже давно не какой-то, оторванный от реальности эксперимент. Для хороших урожаем автоматизация просто необходима. До сих пор некоторые ассоциируют сельское хозяйство с чем-то архаичным. Это уже давно не так.

Не стоит думать, что автоматика в теплицах это про промышленные или фермерские. Отнюдь. В малых (садовых) формах тоже применяются технологии. К примеру всякие автофорточки или капельный полив.

Когда речь заходит о современных технологиях в агропромышленности, кажется, что магия существует, и для людей на самом деле уже нет ничего невозможного.

В следующих материалах читайте об феномене агритектура, аквапонике и многом другом. А сосем недавно была опубликована статья по гидропонике, что тоже относится к технологиям для теплиц.

Источник:
http://teplicy-info.ru/teplichnaya-avtomatizaciya-effektivnost-i-kachestvo-produkcii/

Возможности современных автоматизированных систем в теплицах с инструкцией по внедрению

Искусственная среда для выращивания растений способствует круглогодичному снятию урожая. При создании микроклимата частным образом используются готовые проекты умной теплицы и самоделки. Среди систем автоматизации тепличных комплексов лидирует аппаратно-программное обеспечение Arduino, которое позволяет роботизировать домашнее хозяйство даже людям, малосведущим в электронике.

Необходимость автоматизации теплицы

Жизнедеятельность растений напрямую связана с температурным режимом, влажностью, освещенностью и другими факторами. Малейшие отклонения в окружающей среде негативно сказываются на темпах роста и урожайности. Соблюдение строгих тепличных условий – кропотливый и трудоемкий процесс, который нуждается в постоянном контроле. Умная теплица своими руками сводит к минимуму человеческое участие, освобождает время и позволяет управлять ростом овощных и фруктовых культур на расстоянии.

Решаемые задачи

Автоматизация создания и поддержания необходимых условий окружающей среды подразумевает управление:

  • температурным режимом;
  • поливом и орошением;
  • освещением;
  • подогревом почвы;
  • подкормкой CO₂.

Особая роль отводится мониторингу процессов, автономности и оперативной реакции на малейшие отклонения.

Возможности и оборудование

Считывание данных и изменение состояния окружающей среды производится с помощью датчиков и исполнительных устройств. Главенствующую роль играет контроллер, который сопряжен с системой дистанционного управления. Каждое устройство, входящее в робототехнический комплекс, выполняет определенные функции. Оборудование умной теплицы состоит из систем:

  • поддержания оптимального температурного режима. Для понижения температуры применяются актуаторы. С помощью этих приспособлений регулируется воздухообмен между помещением и внешней средой. Получая сигнал извне, шаговый двигатель, пневматическое или гидравлическое устройство приводит форточку в необходимое положение. Соответствующие сигналы генерируются датчиками температуры и ветра;
  • подогрева почвы. Оптимальная температура в теплице достигается с помощью терморегуляторов, ТЭНов, электрокабеля или других нагревательных приборов, интенсивность работы которых зависит от команд температурных датчиков;
  • освещения. Система включает лампы и датчик освещенности, главной деталью которого является фоторезистор. Формирование управляющего сигнала происходит за счет изменения сопротивления в зависимости от интенсивности светового потока. Помимо осветительных приборов, в регулировании освещенности могут участвовать автоматические шторы;
  • контроля уровня CO₂. Соответствующий датчик связан с вентиляторами, посредством которых помещение освобождается от выработанного растениями кислорода. Подкормка растений двуокисью углерода повышает урожайность на 30%;
  • полива. Автоматизация полива обеспечивается сенсорами влажности (гигрометрами). Из экономических соображений система оборудуется датчиками расхода воды. Простейшие устройства представлены таймерами, которые включают и выключают орошение в заданные промежутки времени.
Читайте также  Теплица на крыше дома: особенности, как сделать своими руками, фото, видео

Расход воды – важный фактор, который напрямую связан с площадью тепличного помещения и особенностями выращивания конкретных растений. При оптимально заданных временных интервалах полива, датчики влажности выполняют функции аварийных сигнализаторов.

Преимущества перед обычной

В таблице №1 представлены преимущества и недостатки обыкновенной и умной теплиц.

Источник:
http://datchikidoma.ru/ylichniye-datchiki/ymniye-teplitsy

Что такое умная теплица и как сделать автоматическое управление своими руками

Занимаясь выращиванием сельскохозяйственных культур в больших объемах, хочется в той или иной степени облегчить работу, сократить сроки ее проведения и минимизировать прикладываемые при этом усилия. Посильную помощь в этом может оказать умная теплица, обустроить которую вполне можно своими руками и без чрезмерных затрат. Эта статья поведает о том, что скрывается за этим понятием, как реализовать на практике теоретические задумки и на что при этом обратить особо пристальное внимание.

Возможности и классификация теплиц с умным управлением

Автоматизированная теплица подразумевает выполнение ряда операций без участия человека, а именно:

  • поддержка требуемых температурных параметров внутри;
  • автополив растений посредством капельного орошения;
  • мульчирование (восстановление) почвенного слоя.

Систему реагирует блок управления, который программируется владельцем, в зависимости от климатической зоны и требований выращиваемых культур. Блок может быть подключен к персональному компьютеру или планшету, что позволяет менять параметры удаленно, находясь вне дома.

Радует тот факт, что система вполне может быть обустроена своими руками – никаких особых проблем в этом нет, да и использование специализированного инструментария и комплектующих не требуется. С точки зрения ценового аспекта также не возникает никаких вопросов – стоимость оборудования по карману каждому дачнику, а некоторые из компонентов так и вовсе можно изготовить самостоятельно.

Умные теплицы можно классифицировать следующим образом:

  • автономные – все системы работают исключительно на тепловой или солнечной энергии;
  • энергозависимые – питание элементов осуществляется от подведенной электросети.

Каждый тип обладает своими достоинствами и преимуществам о важности, которых споры между дачниками не утихают и по сей день. Впрочем, имеют место и недостатки. Так, например, умная теплица Курдюмова, функционирующая от электросети, вызывает существенный расход электроэнергии, при отключении которой для растений могут наступить наиболее неблагоприятные последствия.

Автоматика автономных теплиц не отличается оперативностью реагирования – при резких температурных колебаниях форточки неспособны быстро закрыться, что может нанести выращиваемым культурам определенный вред.

Этапы внедрения автоматики

Понятно, что создание умной теплицы своими руками возможно лишь при наличии самого сооружения. Сделать его достаточно просто и без чрезмерных финансовых вложений. Те, кто желает сэкономить свое время вполне могут приобрести уже готовое изделие. Для его превращения в «умное» потребуется проделать следующие действия:

  1. Установить систему автоматической вентиляции.
  2. Организовать автополив.
  3. Мульчировать почву.
  4. Усовершенствовать функциональность всех систем.

Система автопроветривания и ее особенности

Для автоматической вентиляции помещения используют специальные гидравлические приспособления – покупные или изготовленные самостоятельно. Если с фабричным вариантом все предельно ясно, то самодельное оборудование заслуживает более пристального внимания. Оно состоит из двух емкостей, соединенных посредством шланга и заполненных жидкостью, но не полностью.

Располагают емкости внутри умной теплицы и за ее пределами. При достижении внутри сооружения критичного температурного показателя происходит расширение жидкости с ее последующим перетеканием во внешний сосуд. Под действием увеличившейся массы срабатывает «принцип рычага», и форточка открывается. При остывании температуры внутри происходит обратный процесс.

Проветривание имеет основную цель – оптимизировать температурный режим в теплице.

Форточки следует обустраивать на максимально возможной высоте – таким образом будет достигнута практически идеальная циркуляция воздуха. Их установка возле земли недопустима – это приведет лишь к появлению сквозняков, не более того.

Организация капельного орошения

Капельный полив растений обеспечивает поставку воды непосредственно к корневищу – малыми партиями и индивидуально к каждому кусту, что достигается посредством установки разветвленной системы из резиновых или пластиковых трубок с капельницами. При таком подходе верхний слой почвы всегда будет влажным, а корень получит воду в том количестве, которое ему необходимо.

По поводу холодной воды переживать не стоит – ее медленная подача обеспечивает требуемый прогрев. Для полива достаточно лишь открыть кран – умная система избавляет от утомительных «забегов» с лейкой или шлангом в руках.

Основу системы автополива составляет гидроавтомат, аналогичный тому, который задействуется для автоматического открытия форточек. Все что нужно – закрепить на штоке цилиндра простой крюк, с помощью которого и будет открываться кран. Вода поступает из бака, ее подача осуществляется самотеком – все просто, но эффективно.

Мульчирование почвенной среды

Специалисты рекомендуют покрывать тепличную почву рыхлой органикой (мульчей), оптимизирующей влажность и избавляющей растения от сорняков. В весенний и осенний период такая мульча закрывается темным полиэтиленом – он хорошо прогревается и эффективно снабжает воздух и почву накопленным теплом. Влага при испарении оседает на обратной стороне покрытия и повторно уходит в почву, избавляя ее от пересыхания.

Рекомендовано использовать для укрытия особый нетканый агроматериал, плотность которого варьируется в пределах 40–60 г/м2. Для теплиц это оптимальное решение. В летний период пленка убирается, а почва покрывается опилками или соломой – они отлично отражают излишек поступающего тепла, равномерно распределяя его по всей теплице.

Недостаток удобрений компенсируют заселенные в почву калифорнийские черви – помимо прочего они еще и отлично восстанавливают верхние слои грунта.

Дополнительные усовершенствования и функциональность

Представленная теплица с умным управлением включает минимум автоматизированных процессов и является энергонезависимой. Можно ли еще более улучшить систему и увеличить ее функциональность? Можно, но лишь при подключении электроэнергии. Не лишним будет автоматический подогреватель, оснащенный встроенным тепловым регулятором. Вполне подойдет даже бытовой электронагревательный прибор на масляной основе.

Здесь важно провести правильные экономические расчеты, ведь затраты на электроэнергию сегодня достаточно внушительные. Бак с водой можно дополнить системой наполнения с электронасосом и поплавковым регулятором уровня – в этом случае можно будет раз и навсегда позабыть о ручном пополнении водного запаса.

Выбор места установки – основные аспекты

При выборе месторасположения теплицы следует учесть такие аспекты:

Сильные порывы ветра способны нанести вред теплице, особенно если используется ее облегченная вариация. Да и на температурный режим внутри конструкции ветер способен оказать существенное влияние, «выдув» все то тепло, которое есть. Для предупреждения этого стоит позаботиться о защите – живая изгородь являет собой отличное решение проблемы.

В южных регионах страны умная теплица должна быть установлена в направлении север-юг. Это создаст для растений оптимальные условия на протяжении всего дня. Для центральных и сибирских регионов актуальна западно-восточная направленность, обеспечивающая растениям максимум тепла и света.

Стоит заметить, что умная теплица при кажущейся сложности, имеет достаточно простую и понятную обычному обывателю конструкцию. Справиться с ее обустройством вполне по силам каждому, кто имеет начальные навыки строительства и «дружит» с инструментом. Впрочем, для этой цели вполне можно привлечь команду мастеров-профессионалов, способных выполнить весь спектр требуемых работ с максимальным качеством и в кратчайшие сроки.

Источник:
http://teplicno.ru/obustr/umnaya-teplica.html

Умная теплица своими руками, готовые проекты

«Умная теплица» – вариант выбора для занятых людей. В целях экономии садоводы-огородники часто отдают предпочтение строительству сооружения своими руками. При возведении принимаются во внимание мониторинг и возможность коррекции температуры воздуха внутри помещения, влажности почвы, а также ее состояния.

Умная теплица и ее особенности

Автоматизация рутинных процессов позволяет экономить время на их выполнении и сосредоточить свое внимание на пасынковании, пересаживании и другом.

Преимущества умных теплиц

К главным преимуществам относятся:

  • поддержание необходимой температуры внутри помещения путем контроля над своевременностью обогрева и проветривания;
  • своевременность капельного полива;
  • восстановление (мульчирование) почвы под заданную культуру.

Виды умных теплиц

В зависимости от типа энергоснабжения достаточно условно теплицы подразделяются на автономные и энергозависимые.

Как следует из названия, автономные сооружения не зависят от подачи электроэнергии. Функционирование происходит благодаря использованию тепловой или солнечной энергии. К недостаткам следует отнести требования к оборудованию.

Для работы второго типа теплиц требуется электроэнергия. К ее достоинствам относят более низкую стоимость по отношению к автономным сооружениям. Тем не менее, можно выделить два ее недостатка. Первый – плата за электроэнергию, которая может быть высокой. Второй – зависимость от электроснабжения.

Умная теплица своими руками: пошаговая инструкция

Для начала определяются с выбором площадки для строительства, при этом учитывают инсоляцию, ландшафт, расположение грунтовых вод и розу ветров. Не ставьте теплицу туда, где есть тень Схема наиболее благоприятного расположения теплицы относительно сторон света

Вторым моментом является выбор материала с учетом предназначения теплицы. Например, толщина сотового поликарбоната в 8 мм будет достаточна для покрытия теплицы, предназначенной для эксплуатации с весны до осени. Если же планируется выращивать культуры и зимой толщину покрытия рекомендуется увеличить до 16 мм при условии надежной герметизации.

Читайте также  Печь для русской бани: рейтинг ТОП-10 моделей как выбрать лучшую банную печь на дровах

Помочь сохранить тепло может теплоизолирующий фундамент.

Чтобы вложить в конструкцию «интеллект» потребуется осуществить монтаж систем автоматической вентиляции, автополива и обогрева почвы и воздуха.

1 этап. Автоматический обогрев почвы и воздуха

Предусмотрено два технических варианта обогрева теплицы:

  • В первый с использованием электроэнергии входят подключение теплового пола, конвекторов и инфракрасных обогревателей.

  • Второй основан на подключении водяного отопления с обязательным контролем работы котла вручную.

Обогрев воздуха

В целях обогрева воздуха предпочтительнее остановить свой выбор на электрообогревателях. Рекомендуется закреплять их к каркасу вместе с электросхемами и датчиками, срабатывающими при понижении температуры.

Обогрев почвы

Обогрев грунта можно производить тремя способами:

натуральным – за счет солнечного света;

биологическим – благодаря энергии, выделяющейся при гниении биоматериалов; недостатком является невозможность контроля температуры;

техническим, включающим обогрев почвы посредством:

  • подачи теплой воды по проложенным под землей трубам, подсоединенным к котлу;

  • монтажа системы «теплый пол», подключенной к электросети.

2 этап. Автоматическое проветривание

Иногда оказывается достаточным установки термопривода внутри теплицы или за ее пределами.

Форточки рекомендуется устанавливать на максимально возможной высоте.

В ряде случаев производится монтаж системы вентиляции, запускающей вентиляторы при изменении температуры воздуха.

3 этап. Автоматизация полива

Капельное орошение реализуется путем установки системы, представляющей совокупность резиновых и пластиковых трубок, а также капельниц. При такой системе полива вода в ходе подачи будет разогреваться, что важно для корневой системы.

Ключевым элементом комплекса является гидроавтомат. Резервуаром служит бак, подача воды осуществляется самотеком.

Рекомендуемая продолжительность светового дня в теплице должна составлять 12-16 часов в сутки. Режим работы источников искусственного освещения рекомендуется соотносить с темным и светлым временем суток.

Для автоматизации процесса используют датчики освещенности и таймеры.

Для обеспечения искусственного освещения чаще используют лампы:

  • накаливания – их недостатком является инфракрасное излучение, способное при близком расположении нанести вред растениям;

  • натриевые – их спектр схож со спектром солнечного света, однако ограничивает их применение малый срок эксплуатации;

  • светодиодные – отличаются высоким уровнем безопасности, а спектр близок к естественному освещению;

  • люминесцентные – характеризуются экономичностью, высоким КПД и продолжительным временем эксплуатации.

В зависимости от целей можно использовать также источники инфракрасного или ультрафиолетового диапазонов.

Обзоры готовых проектов умных теплиц + цены и фото

Примеры наиболее распространенных моделей готовых проектов представлены в таблице ниже:

Источник:
http://mrdachnik.com/umnaya-teplica-svoimi-rukami

«Умная» теплица: особенности конструкции и этапы автоматизации

«Умные» теплицы не слишком распространены, поэтому многие считают, что среднестатистический огородник не может построить что-то подобное у себя во дворе. Но на деле это совсем не так.

Преимущества автоматики

Преимущества «умных» теплиц вполне очевидны. Это не просто место, где растения защищены от морозов и могут плодоносить хоть круглый год. «Умная теплица» – это настоящая помощница огородника. За счет того, что рутинные процессы автоматизированы, человеку не нужно тратить свое время на бытовые задачи.

Конечно, даже «умные» теплицы не способны выращивать растения без человеческого вмешательства. Но умеют они очень многое.

Вот список основных функций таких построек:

  • Поддерживать комфортную температуру внутри. В помещении автоматически включается режим проветривания, поэтому в жаркие дни овощи, фрукты и ягоды не завянут в таких условиях.
  • Поливать растения в заданное время. Система капельного полива автоматизирована и предельно проста в управлении. Даже начинающий дачник легко справится с ее настройкой.
  • Восстанавливать почву и делать ее подходящей для выращивания выбранного сорта растений.

Получается, что какие-то несложные рутинные обязанности действительно можно доверить системе. А вот пасынкование, пересаживание и прочие сложные процессы остаются задачей огородника. Но с ними справиться уже намного проще.

Несмотря на то, что такие конструкции на первый взгляд кажутся очень сложными, воспроизвести их вполне реально. Для начала нужно определиться с тем, какой вид теплицы будет выбран. Условно их делят на две категории: автономные и энергозависимые.

Первый вариант очень выгодный и современный. Автономная теплица, как понятно из названия, не зависит от электросети. Как правило, она работает на солнечной или же на тепловой энергии. Оба варианта хороши, но над оборудованием такой теплицы придется долго провозиться.

Второй вариант попроще. Энергозависимая система функционирует от электросети. И тут есть сразу два минуса. Во-первых, тратится много электроэнергии, поэтому приходится много платить за коммунальные услуги. Кроме того, если внезапно отключается свет, то такая «умная» теплица сразу же превращается в обычную. Зато подобная автоматическая конструкция стоит дешевле автономной.

Кроме того, теплицы, как современные без электричества, так и традиционные, работающие от электросети, различаются и по своим размерам. Тут уже нужно смотреть по обстоятельствам: чем масштабнее планы и чем больше свободного места, тем большую теплицу можно себе позволить. Более компактный вариант – простой парник с открывающейся крышкой. Его тоже можно дополнить различными техническими новинками.

Каждый огородник сам для себя определяет, какие функции «умной» теплицы для него важны. Вот основные из них:

  1. Вентиляция. Чтобы поддерживать в теплице нужный температурный режим, нужно оборудовать комнату окнами, которые открываются в автоматическом режиме. Открытие окна происходит либо в определенный период, либо после повышения температуры. Регулировка температуры и ее поддержание позволяет выращивать здоровые растения и получать богатый урожай.
  2. Автоматизированная система полива. Хорошая «умная» теплица должна быть оборудована не только датчиком температуры воздуха, но и системой автоматического полива. Капельное орошение растений позволяет решить проблему регулярного полива.
  3. Восстановление почвы. Мульчирование почвы в автоматическом режиме – это еще одна полезная функция, которой славятся многие «умные» теплицы. Это позволяет огородникам забыть о замене почвы, даже если человек выращивает растения круглый год, высаживая при этом разные культуры.

Это, конечно, далеко не все. Многие теплицы буквально напичканы различными системами. Но для начала достаточно простой системы управления микроклиматом.

Как сделать?

Поскольку готовые теплицы стоят дорого, многие огородники предпочитают сделать все своими руками. Вот простая инструкция, которая позволяет справиться с этой задачей в короткий срок.

Выбор места установки

Для начала надо определиться с тем, где будет установлена «умная» теплица. Под нее нужно отвести достаточно большую часть участка.

Еще важный момент – теплица должна быть защищена от сильных порывов ветра. Особенно это актуально в том случае, если сама конструкция не очень прочная. Так что лучше всего располагать теплицу в месте, защищенном от ветра. Дополнительно можно поставить изгородь.

При этом сквозь окна теплицы в нее должны попадать лучи солнца, чтобы растения росли нормально. Иначе им понадобится дополнительная подсветка, на поддержку которой будет уходить много денег.

После того как выбрано подходящее место, нужно рассмотреть еще и такой важный момент, как выбор идеального материала для возведения теплицы. Чтобы растениям было комфортно даже в холодное время года, стены нужно делать теплыми. Ведь если они будут тонкими, то никакая система обогрева не поможет сохранить нужную температуру – все тепло будет уходить на улицу. Лучший вариант материала – поликарбонат. Стены толщиной до 8 миллиметров подходят для возведения теплиц, используемых с весны по раннюю осень. Если же овощи, фрукты и ягоды будут расти там и зимой, то стоит остановить свой выбор на стенах толщиной в 16 миллиметров.

Дополнительно нужно очень тщательно герметизировать стыки. Не стоит экономить и на дверях и стеклопакетах – окна и двери должны закрываться очень плотно.

Еще один способ сохранить тепло в помещении круглый год – использовать теплоизолирующий фундамент. За счет этого корни всех растений постоянно будут находиться в тепле, а значит, те будут очень быстро расти.

Автоматизация своими руками

Следующий важный момент – автоматизация конструкции. Если она полностью самодельная, то на этом этапе возникнет больше всего сложностей. Для начала нужно выбрать подходящее по цене оборудование. Есть разные варианты и схемы, которые подойдут огородникам с разным бюджетом.

В первую очередь ставятся все нужные датчики. Оптимальный по цене вариант – датчики в варианте модуля на Arduino. Они продаются вместе со схемой и понятной инструкцией. В стандартный набор, как правило, входит закрыватель с термодатчиком, электросхемы, фоторезистор и датчик влажности почвы.

На этом же этапе нужно позаботиться и об обогреве помещения. Существует два варианта. Первый – электрообогрев. Схема включает в себя подключение теплого пола, ИК-приборов и конвекторов. Другой вариант – подключение водяного отопления. Центр схемы тут – котел любого типа. К сожалению, по технике безопасности автоматизировать работу отопительных приборов ни в коем случае нельзя, поэтому придется вручную контролировать работу котлов.

Если же хочется, чтобы система была полностью автоматической, лучше выбрать электроподогрев.

Для обогрева воздуха стоит выбрать электрообогреватели. Их рекомендуется располагать повыше. Оптимальный вариант – прикрепить их к каркасу теплицы вместе с датчиками и электросхемами. При таком расположении датчики автоматически измеряют температуру воздуха, и если она ниже необходимого уровня, начинают ее подогревать.

Как правило, в «умной» теплице достаточно установить автоматический подъемник на окна. Но если есть желание, можно установить еще и систему принудительной вентиляции. В этом случае электровентиляторы также крепятся к дугам каркаса теплицы. Подключаются они к электросети и переводятся в автоматический режим. Работает система очень просто: как только солнце нагревает крышу теплицы слишком сильно, вентиляторы автоматически включаются. Но можно обойтись и без вентиляторов – дополнить форточки приводом с автоматикой. При повышении температуры они будут открываться, а потом так же легко закрываться. И все это без вмешательства огородника.

Читайте также  Утепление кровли изнутри минватой: пошаговая инструкция

Для того чтобы почва всегда была пригодной для выращивания растений, опытные огородники используют мульчу. Это рыхлая органика, которая не дает земле пересыхать. Получается, что почва постоянно остается рыхлой и хорошо прогретой. Мульчирование, помимо всего прочего, еще и спасает растения от сорняков. Это актуально в любое время года. Правда, весной и осенью специалисты рекомендуют дополнительно укрывать мульчу темным полиэтиленом. За счет этого почва еще лучше прогревается и растения начинают развиваться намного активнее.

На лето этот плотный материал, конечно же, убирается. Но почву все равно не рекомендуется оставлять без покрытия. Плотную пленку можно заменить либо соломой, либо свежими опилками. И тот, и другой материал позволяет равномерно распределять тепло по всей теплице.

Дополнительное усовершенствование

Помимо этих основных моментов, есть ряд дополнительных усовершенствований, которые позволят сделать «умную» теплицу лучше и функциональнее.

Во-первых, можно обратить внимание на такую функцию, как обогрев грунта. Сделать это можно тремя способами. Первый – естественный. Но это способ, который подходит только для лета, ведь почва обогревается прямыми лучами солнца. Второй вариант – биологический. В почву закапывается материал, который постепенно разлагается и выделяет тепло. За счет этого земля постоянно остается хорошо прогретой. Но тут есть и свой минус – регулировать температуру невозможно.

Самый интересный способ для ценителей современных технологий – технический. Под землей прокладываются трубы, которые и дают тепло. Это удобно, поскольку в любой момент можно выставить нужную температуру или вовсе отключить систему отопления.

Увеличить количество урожая можно, установив в помещении лампы. Подсветка особенно важна в холодное время года – с поздней осени и до ранней весны. Подойдет любой вид ламп, ведь у каждой есть свои плюсы. Так, например, натриевые дают свет, похожий на солнечный. Люминесцентные отличаются экономичностью, а светодиодные максимально безопасны, поэтому теплицу, дополненную такими лампами, можно спокойно оставить без присмотра на неделю-две. Кстати, освещение тоже в идеале должно быть автоматическим. Свет должен включаться в темное время суток, а с наступлением дня угасать.

Полезные советы

Напоследок вот еще несколько интересных рекомендаций от тех, кто уже оборудовал «умную» теплицу у себя на участке.

Во-первых, для того, чтобы урожай всегда был отменным, нужно позаботиться о выборе качественных удобрений. Еще один интересный способ увеличить урожай – использование калифорнийских червей. Они разрыхляют почву и активно восстанавливают верхние слои грунта. Подселив к себе в теплицу этих помощников, можно забыть о проблеме с недостатком удобрений.

Второй важный совет – температура внутри теплицы никогда не должна быть намного выше, чем снаружи. Конечно, теплицы всегда строятся для того, чтобы можно было выращивать растения в более комфортных условиях и получать больший урожай. Но большие перепады температуры могут навредить как рассаде, так и уже полноценным растениям. Кроме того, в таких условиях могут более активно развиваться болезнетворные микроорганизмы, что тоже очень плохо для урожая.

Если говорить о вентиляции помещения, стоит уточнить, что форточки, которые автоматически открываются, лучше всего располагать на крыше. Делается это потому, что в жаркие дни тепло уходит наверх. И если наверху будет форточка, то будет проще вентилировать помещение.

Есть еще один важный момент – конструкция непременно должна быть герметичной. Многие забывают об этом, и из помещения постоянно уходят потоки теплого воздуха. А ведь достаточно просто правильно рассчитать вентиляцию и сделать помещение герметичным.

Также нельзя, чтобы теплица стояла на солнце. Слишком интенсивные солнечные лучи вредят растениям. Чтобы этого не происходило, можно поставить рядом с теплицей живую изгородь. Это и функционально, и смотрится красиво. Также можно использовать навесные материалы, скрывая нужную часть теплицы и пряча там те растения, которые любят тень.

«Умная» теплица – это отличный вариант как для занятых дачников, так и для тех, кто просто хочет выращивать больше растений в сезон. Такие конструкции прекрасно подходят для тех огородников, которые не имеют возможности регулярно туда наведываться: достаточно просто автоматизировать все основные процессы, и растения будут отлично развиваться и плодоносить без участия хозяев, буквально на автомате.

О том, как автоматизировать выращивание овощей в «умной» теплице, смотрите в следующем видео.

Источник:
http://dekoriko.ru/teplica/umnaya/

Системы для автоматизации теплиц

Автоматизированные «умные» теплицы снабжаются специальными датчиками и комплексными системами, которые обеспечивают регулировку микроклиматических параметров. Таким образом регулируется температура, уровень углекислого газа, процессы орошения и восстановления грунта.

Автоматизация микроклимата теплиц должна выполняться комплексно: если все системы будут функционировать согласованно, то можно будет снизить затраты на покупку электронного оборудования.

Разновидности систем автоматизации теплиц

Так, специальные гидравлические системы обеспечивают автоматическое проветривание. Вентиляция обеспечивается конструкциями с гидроцилиндрами и гибкими тягами. Открывание форточек происходит автоматически: гидросистемы срабатывают по принципу объемного расширения из-за повышения внутренней температуры.

Также автоматизация управления микроклиматом в теплице предполагает использование таких систем:

  1. Для обогрева и контроля температуры: электромагнитные реле, температурные датчики, нагреватели и электровентиляторы. Все устройства связаны с общим блоком управления, и при поступлении нужного сигнала внутрь подается воздух заданной температуры.
  2. Автополив: от резервной емкости через распределительные трубки непосредственно к растениям. Наиболее выгодной с экономической точки зрения считается система капельного автополива. Она же дает отличный результат с точки зрения роста и развития растений. Такая система может работать с погружным насосом и автоматическими разбрызгивателями: все зависит от имеющегося технического оснащения. Этим же способом можно подавать и жидкие подкормки. Подача регулируется специальными датчиками, измеряющими влажность почвы.
  3. Для контроля уровня освещенности. В этом случае регулируется работы экранов затенения и включение/выключение источников искусственного освещения. Особенно важно это для зимних теплиц, работающих в условиях короткого светового дня.
  4. Для проверки уровня углекислого газа. Повышение концентрации углекислого газа мешает нормальному росту растений. Поэтому датчики либо сигнализируют оператору о необходимости проветривания, либо запускают систему воздухообмена.

Обычно все эти устройства сводятся к общему «экрану оператора», чем обеспечивается удобство управления.

Как работают автоматизированные системы?

Теплицы обеспечивают поддержание необходимых параметров искусственного климата для выращивания нужной сельскохозяйственной продукции (зелени, ранних овощей, фруктов зимой и так далее). Вся конструкция — довольно дорогая в обслуживании и эксплуатации. Чтобы обеспечить ее быструю окупаемость, важно гарантировать стабильную урожайность и высокое качество продукции. Именно для этого и используются современные системы автоматики.

Важно подобрать подходящее решение еще на этапе проектирования. Оптимизация управления микроклиматом не только позволяет поддерживать нужные показатели, но и помогает сократить энергопотребление, а значит, и снизить эксплуатационные затраты.

Комплекс автоматизированного регулирования микроклимата теплицы работает следующим образом:

  • Датчики температуры контролируют прогрев воздуха и грунта. Поддержание стабильных температурных показателей ускоряет вегетативный период, обеспечивает быстрое развитие корневой системы и способствует повышению урожайности до 45%. Если в теплице предусмотрено многоярусное отопление, то датчики устанавливаются на каждом ярусе и работают независимо. Важно, чтобы вся система могла чутко реагировать на потребности растущих растений. Так, для некоторых культур обязательно выдерживать разницу между дневной и ночной температурой, а при солнечной погоде температура прогрева грунта должна снижаться, чтобы корневая система не пересушивалась. Температура должна стабилизироваться с высокой точностью, с колебаниями не более 1 градуса.
  • Влажность должна регулироваться с учетом состояния наружного воздуха.
  • Датчики, контролирующие уровень освещенности и обеспечивающие включение и выключение света в зависимости от уровня естественной (солнечной) освещенности, позволяют сэкономить до 25% электроэнергии. Кроме того, они включают механизмы затенения при необходимости. Таким образом обеспечивается регуляция облучения для правильного протекания процессов фотосинтеза
  • При запуске системы вентиляции должны учитываться не только текущий уровень СО2 внутри теплицы, но и скорость и направление ветра снаружи.
  • Процессы полива и удобрения запускаются специальными стартовыми программами. В них указывается время, объемы, промежуточные интервалы. В прогрессивных системах учитываются побочные влияния солнечной освещенности и температурного режима.

Специальные датчики

В системах автоматизации для парников используются первичные измерительные устройства. Это датчики, помогающие контролировать температуру, влажность, содержание углекислого газа, уровень воды в резервуарах (гидростатические датчики уровня), давление в отопительной системе. Тепличные хозяйства должны оснащаться долговечным оборудованием, невосприимчивым к высокой влажности и повышенной содержанию химических паров. Большинство датчиков имеют возможность калибровки непосредственно в месте установки.

Компания «Измеркон» предлагает датчики для систем автоматизации для теплиц. Это детекторы метана, аммиака, этилена, СО2, уровнемеры для топлива и жидкостей, гигрометры и термометры с функцией регистрации данных, а также сенсоры, логгеры и расходомеры. Здесь можно приобрести оборудование для частных тепличных хозяйств и сложных агропромышленных комплексов.

Источник:
http://izmerkon.ru/podderzhka/publikaczii/sistemy-avtomatizacii-teplic.html