Умная теплица: Ардуино своими руками, Курдюмова и Малышевского, блок управления парником, видео и проекты

Автоматика для открывания окон в теплице

Методы проветривания теплицы с помощью форточек делят на ручные и автоматические.

В маленьких теплицах с небольшим количеством форточек, их открывают вручную. Чтобы зафиксировать окно, используют шплинты и металлические планки с прорезями (рисунок 7).
Вентиляция с помощью форточекв промышленных зданиях чаще всего автоматизирована, так как отверстия находятся высоко под потолком. Для открытия форточек используют специальные механизмы для автоматического открывания форточек (рукоятки, зубчатые колеса и шестеренки).

Несмотря на то, что ручные системы вентиляции считаются весьма надежными, все же лучше установить приборы, которые будут проветривать помещение автоматически. Бывает, что садовод не всегда находится на участке, а в его отсутствие растения могут погибнуть из-за недостатка воздуха.

Рисунок 7. Способы открывания форточек в конструкциях закрытого грунта

Для небольших бытовых конструкций на маленьких садовых участках достаточно установить по одному вентилятору с каждого торца строения. В промышленных масштабах вентиляторы располагают не только на противоположных торцах, но и на боковых стенах. При этом лопасти вентилятора должны вращаться параллельно стене. При установке вентиляторов следует придерживаться некоторых рекомендаций:

Стекло в стене, на которой установлен вентилятор, заменяют на жалюзи. Их основное назначение – плотно закрывать отверстие в стене, когда вентилятор выключен.
Во время работы вентилятора створки жалюзи должны располагаться горизонтально.
При установке вентилятора монтируется и термодатчик, который автоматически контролирует работу вытяжной вентиляции.
Высота установки вентилятора напрямую зависит от его размера: чем он меньше, тем выше должно находиться оборудование. Например, в небольших бытовых помещениях вентилятор чаще всего находится над дверью.
Для промышленных теплиц установка вентиляторов требует более тщательного подхода. Оборудование располагается на различной высоте в зависимости от сорта выращиваемых культур. Зачастую промышленные вентиляторы используются не для обеспечения притока свежего воздуха, а для циркуляции подогретых воздушных масс внутри. Но и в том случае, если помещение не подключено к системе обогрева, качественный промышленный вентилятор обеспечит стабильную температуру, необходимую для нормального роста и развития растений.

Для качественной циркуляции воздуха необходимо располагать вентиляторы внутри помещения, руководствуясь мощностью оборудования. За вентилятором обязательно должно быть приточное отверстие, через которое внутрь и будет попадать свежий воздух. Летом, при высокой температуре воздуха, отверстия можно прикрыть влажной тканью.

Автоматический полив

Автоматическая система полива теплицы — это следующая полезная и необходимая функция в теплице. При этом следует учитывать такие критерии:

разновидность системы;
уровень мощности насоса;
какой вид датчиков используется в системе;
приобретение необходимых сопутствующих деталей;
насколько сложной является сборка системы автоматического полива своими руками.

Капельницы в парник делятся на регулируемые и нерегулируемые. Принцип работы регулируемых позволяет снизить объем расходуемой воды.

Автономные поливы бывают следующих видов:

дождевание;
капельный;
внутрипочвенное орошение.

При выборе полива необходимо учитывать квадратуру обработки, мощность насоса и способ его сборки. Дождевание уместно сравнить с принципом работы душа. Вода подается в трубки под небольшим давлением и с помощью специальных насадок осуществляет орошение растений.

При капельном поливе вода просачивается в трубки, уложенные по периметру размещения грядок. Далее вода, находясь под давлением, выходит через специальные оросители и попадает на грядки или в почву напрямую наполняя корни растений влагой.

Внутрипочвенный способ используется для орошения многолетних растений с помощью емкостей или трубок с отверстиями. Такие трубки закапываются под землю в непосредственной близости к корневой системе растения.

Тут есть где разгуляться: можно использовать капельницы с внешними насадками, кнопочные, ленточные со встроенными капельницами в трубку. При этом принцип работы купленной системы и сделанной в ручную один и тот же.

Главное сразу решить для себя такие вопросы:

какой бюджет для изготовления данного устройства;
готовы ли вы самостоятельно оборудовать и настраивать эту систему.

Программирование

Когда Вы определитесь с окончательной схемой автоматизированный системы, закажите и оплатите товар, необходимо осуществить написание скетчей. Так называются программы для контроллера Arduino. Они обеспечивают считывание показателей счетчиков и дают команды для включения необходимых приборов. Этот процесс программированием называется с большой натяжкой, подобные скетчи широко доступны в интернете, их достаточно только скопировать.

Если потратить на автоматизированные наборы около 100$, провести несколько вечеров по чтению информации про Arduino тематике и проведению работ в теплице, Вы сможете спокойно оставлять растения на недели под присмотром отличной роботизированной системы.

Вряд ли огородник сможет остановиться на этом, Arduino предоставляет возможности по реализации интеллектуальной подсветки дорожек при помощи датчиков движения. Можно осуществить построение системы безопасности всего дачного участка, настроить пожарную сигнализацию, включать систему отопления за пару часов до приезда на дачу. Возможности контроллера Arduino ограничиваются только фантазией людей.

Умная теплица из поликарбоната

Устройство умной теплицы

Почему именно теплица из поликарбоната умная? Все очень просто, этот материал отвечает всем требованиям конструкции.
Он имеет отличные технические показатели, которые помогут сэкономить тепло и правильно распределит солнечные лучи. Влага внутри будет сохраняться дольше.
Что нужно сделать для создания умной теплицы? Как и говорилось выше, умная теплица представляет собой конструкцию с автоматическим поливом, обогревом и проветриванием.

Автоматический полив в теплице

Автоматический полив можно организовать в принципе в любой конструкции теплицы.Для этого понадобиться:

Трубы.
Насадки.
Автоматика.
Постоянное электроснабжение.

Особенности:

Стоит учесть, что для того, чтобы можно было организовать автоматический полив нужно иметь постоянный бесперебойный источник водоснабжения. Это может быть колодец или скважина с насосным оборудованием для постоянной подачи воды.
Трубы проводятся в теплице согласно установленной системе полива. Как правило, они прокладываются вдоль посаженых растений или между грядками.
Все зависит от того, на сколько растение любит влагу. Также используются многочисленные насадки (капельное орошение, дождевальное, внутрипочвенное).
Что касается автоматики, то она должна быть качественной. Автоматический полив может включаться от определенного пульта управления, который находится рядом с конструкцией, а может и от датчика, который выставляется на определенную температуру в конструкции или на уровень влажности.

Подключить оборудование можно и самостоятельно. На фото показаны примеры такой теплицы с автоматическим оборудованием.

Самостоятельное автоматизирование теплицы

Автоматическое проветривание

Теплицы в разумном управлении помогают экономить время. Это касается и проветривания теплицы.
Оно необходимо для того, чтобы вовнутрь теплицы поступал свежий воздух, а прогретые воздушные массы вышли наружу.

Этапы работы:

Осуществляется проветривание теплицы за счет открытия форточек, которые на покрытии должны быть расположены правильно.
Одной или двух таких форточек будет мало для осуществления качественного проветривания. Конечно, количество зависит от размера теплицы. Все они располагаются вверху каркаса.
Для автомата проветривания необходимо приобрести датчики, гидравлическое оборудование или другие виды автоматики.
Как это работает? Внутри конструкции теплицы под самым верхом устанавливается датчик температур, который имеет подключение к оборудованию, установленному на форточке теплицы.
Датчик программируется на определенную температуру, по достижению которой срабатывает автоматика и при помощи гидравлического цилиндра форточка автоматически открывается.

Для программирования такого датчика есть специальная инструкция. Необходимо ее точно соблюдать.

Автоматическое отопление

Конструкцию теплицы нужно отапливать в том случае, если она используется в холодное время года, например, в конце зимы или ранней весной. Для того, чтобы создать растениям комфортную среду надо использовать отопительное оборудование.
Его на сегодняшний день очень большое количество.Как это работает:

Есть инфракрасные обогреватели, которые также имеют датчик температур. И как только температурный режим начинает внутри конструкции снижаться, сразу включается автоматика.
Такой способ является надземным отоплением.
Есть также и внутрипочвенное отопление, в котором принимают участие специальные пластины. Они также имеют температурные датчики и включаются автоматически.
Единственное, что нужно учесть, такие пластины устанавливаются внутри грунта под самими растениями.

Можно использовать автоматику на обычных газовых горелках или так называемых буржуйках из металла. Если газовые горелки некоторых видов могут уже в своем наборе иметь автоматику, которая включает и выключает оборудование, то вот самодельные печи требуют приобретения отдельно автоматической системы.
Устанавливать его не сложно. Пульт управления может находиться рядом с теплицей или в подсобном помещении.
Также используется температурный датчик, который программируется на определенный режим.

Автоматика для теплиц

Основное назначение системы автоматизации выращивания растений состоит в том, чтобы обеспечить все условия для развития без участия или с минимальным участием человека. Основные функции автоматики следующие:

Система проветривания и поддержания нормальной температуры внутри, в зависимости от наружной температуры воздуха.
Автоматический капельный полив и подкормка.
Система подогрева воздуха в холодное время года.

Для нормального развития растений в темное время необходимо дополнительное освещение, которое также включается с помощью системы автоматики.

Автоматика для проветривания

Автоматическая система для проветривания может быть двух типов, но основным элементом является небольшой гидроцилиндр, который открывает фрамуги для проветривания. Один из способов довольно простой, для открытия используется гидроцилиндр, полость которого наполнена специальной жидкостью.

При повышении температуры жидкость расширяется и выдвигает поршень, который и открывает фрамугу. При снижении температуры жидкость сжимается, и под действием пружины поршень возвращается, закрывая окно.

Рис. 8 Устройство автоматического проветривания

Другой способ более точный и сложный, с установкой контактного термометра и сложного механизма открытия и закрытия фрамуги. Это позволяет более точно регулировать температуру, но требует немалых затрат на установку.

Системы капельного полива

При капельном поливе вода поступает к корням растений небольшими порциями, успевая при этом немножко прогреться. При этом почва все время остается влажной, что благоприятно сказывается на росте.

Рис. 9 Капельный полив

Для автоматического полива используют шланги с капиллярными отверстиями, через которые вода капает к корневой системе. Емкость для воды можно устанавливать внутри теплицы или снаружи. В резервуар вода подается из водопровода, контроль уровня и пополнение при расходе осуществляется с помощью поплавкового затвора.

Из резервуара вода поступает к капиллярным трубкам через кран с дистанционным управлением. Он может открываться с помощью автоматики либо в определенное заданное время, или при изменении уровня влажности в теплице. Систему полива можно использовать и для подкормки, добавляя в резервуар жидкое удобрение.

Автоматика для обогрева почвы и воздуха

Если теплица используется в холодное время года, то для созревания овощей необходим обогрев. Для обогрева применяют несколько способов:

установка электрических тепловых пушек, калориферов и обогревателей;
прокладка системы теплый пол, с подключением к котлу или электричеству;
установка котла, газового или электрического с радиаторами по периметру теплицы.

Рис. 10 Схема обогрева теплицы Система автоматики должна включать отопление при понижении температуры и выключаться при достижении оптимального уровня.

Приборы освещения

Недостаток света сказывается на развитии овощей, поэтому необходимо в теплице устанавливать освещение для продления светового дня осенью и в зимнее время. Продолжительность светового дня должна быть в пределах 12-16 часов в сутки.

Для освещения используют следующие типы ламп:

накаливания, создает инфракрасное излучение и при близком расположении от растений может их обжечь;
натриевая, самая эффективная для роста растений, но имеет малый срок эксплуатации;
светодиодная, самая широко применяемая лампа для освещения, дает яркий свет, приближенный к солнечному;
люминесцентная, обладает ярким светом и длительным сроком службы.

Рис.11 Светильники для освещения Кроме того, для освещения используют ультрафиолетовые и инфракрасные лампы. Причем инфракрасная лампа может не только освещать, но и обогревать теплицу. Ну а автоматизировать процесс включения света не сложно, достаточно установить датчики освещенности, или таймеры. Таймеры будут включать и выключать свет в определенное заданное время.

Автоматизация в теплице создает оптимальные условия для выращивания растений без участия человека. Изготовить и установить обычную теплицу на участке не сложно. Но как при этом сделать умную теплицу своими руками, чтобы все процессы в ней происходили автоматически, здесь задача посложнее. Но при кажущейся сложности ничего не обычного нет, и при определенном умении сделать это не сложно.

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.

Виды

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.

Автополив

Система капельного орошения – это способ полива растений, при котором вода подается прямо к корневой системе индивидуально для каждого саженца и в небольших дозах. Для этого используется не особенно сложная капельная система из резиновых шлангов, капельниц и пластиковых трубок. Благодаря такой системе, почва всегда сохраняет определенный уровень влажности и саженцы хорошо растут. Благодаря тому, что вода в системе автополива подается очень медленно, она успевает прогреться до необходимой температуры, равной температуре воздуха в теплице. С автокапельницей ваши растения не будут испытывать дефицита влаги.

У садовода больше нет необходимости обходить все грядки со шлангом или лейкой, чтобы оросить почву своими руками – весь полив происходит автоматизировано, от вас требуется лишь повернуть кран. Можно использовать гидроавтомат – примерно такой же, как и у форточек с автопроветриванием. Чтобы установить оборудование, прикрепите своими руками к поршню гидроцилиндра крюк, который будет сам поворачивать кран при нагреве. .

Вентиляция и отопление

Отопление и вентиляция — это “фундаментальные” параметры, которые нужно учитывать при строительстве теплицы. Именно они создают и поддерживают благоприятный для растений микроклимат.

Сехема водяного отпления теплицы

Вентиляция в теплицах используется в основном верхняя и боковая. Боковая представляет собой вентиляционные отверстия, установленные по периметру теплицы. Верхняя осуществляется с помощью подъема фрамуги.

Разумно использовать комбинированный тип вентиляции. Существуют разнообразные новые технологии, которые совершенствуют вентиляционную систему. Например, вы можете установить автомат проветривания теплицы. Он открывает и закрывает форточки, в зависимости от изменения температуры в помещении. Работает без электроэнергии и батареек, достаточно просто монтируется, благодаря чему вы сможете установить его самостоятельно.

Популярный вид отопления теплицы — водяное отопление. Проводя водяное отопление в теплицу, вы должны помнить о том, что растениям нужен как надпочвенный, так и подпочвенный обогрев. При этом надпочвенные тепловые приборы не должны нагреваться до температуры выше 95º С, а подпочвенные — 40º С. При отоплении теплиц разумно использовать и более новые технологии. Например, воздушный обогрев, при котором теплый воздух распределяется равномерно по всей площади. Это очень удобно, если грядки большого размера. Подобные технологии позволяют поставлять к растениям с потоками воздуха углекислый газ, который очень для них важен. Кроме того, уменьшается перепад температур и создается давление, оптимальное для того, чтобы насекомые-вредители не проникали в теплицу.

Новые технологии помогают контролировать все изменения микроклимата и стабилизировать его, независимо от погодных условий. Например, современные системы климат-контроля дадут вам возможность управлять температурой, влажностью и вентиляцией с помощью компьютерных технологий, а интеллектуальные алгоритмы самостоятельно будут контролировать экономное распределение всех ресурсов.

Умная теплица из поликарбоната

Устройство умной теплицы

Почему именно теплица из поликарбоната умная? Все очень просто, этот материал отвечает всем требованиям конструкции. Он имеет отличные технические показатели, которые помогут сэкономить тепло и правильно распределит солнечные лучи. Влага внутри будет сохраняться дольше. Что нужно сделать для создания умной теплицы? Как и говорилось выше, умная теплица представляет собой конструкцию с автоматическим поливом, обогревом и проветриванием.