Оснащение автономной теплицы своими руками

Искусственно созданные и поддерживаемые на комфортном для овощей уровне параметры микроклимата позволяют в течение года получать урожай полезнейших культур.

Для реализации рассматриваемой нами идеи можно воспользоваться готовым проектом или оснастить теплицу своими силами, без привлечения наемных работников.

В тепличных хозяйствах наиболее широко используется программа, называемая Arduino.

Зачем нужна автономная теплица?

Основные факторы, определяющие развитие растений:

• температура;
• влажность;
• освещенность и пр.

Если эти параметры не соответствуют нормативам, теряется часть урожая.

В теплице с традиционной оснасткой хозяину постоянно приходится тратить силы и время на открывание и закрывание форточек, дверей, следить за тем, чтобы в теплицу не проник туман, способствующий развитию фитофтороза, вносить подкормки. Прибавьте к этому мероприятия направленные на борьбу с вредителями и недугами овощей. Это далеко не все виды работ, проводимых в теплице. Времена, когда хозяева днями пропадали в теплице прошли, так как на рынке появилась умная техника, заменяющая человека и исключающая человеческий фактор. Поэтому сегодня мы поговорим о нюансах оснащения умной теплицы своими руками.

Какие задачи решает автономная теплица?

Благодаря умным системам, электронным датчикам, специальным программам в автономной теплице:

• оптимизируется температура. Теплицу можно оснастить так, что будет доступен удаленный контроль и корректировка температурного режима;
• автоматически поливаются огурцы, томаты, перец и прочие культуры;
• на оптимальном уровне поддерживается освещение;
• подогревается грунт, когда в этом возникает необходимость;
• вносятся подкормки;
• контролируются все процессы, оперативно устанавливаются отклонения микроклимата, поломки, о чем оповещается хозяин. Обычно умная теплица (точнее ее техника) сама решает задачи.

Оснастка

В умной теплице параметры микроклимата, состояние почвы регистрируются и обрабатываются датчиками и исполнительными устройствами. Главный элемент теплицы – контроллер, управляемый пользователем дистанционно.

Набор оборудования автономной теплицы состоит из:

• системы, оптимизирующей температуру. Температура понижается актуаторами – приборами, отвечающими за воздухообмен. После поступления внешнего сигнала изменяется положение форточки. Последняя приводится в движение благодаря шаговому двигателю, пневматическому устройству. Сигналы поступают от датчиков, регистрирующих значение температуры и скорости движения воздушного потока;
• система, подогревающая грунт. Температурный оптимум создают и поддерживают терморегуляторы, ТЭНы и другие нагреватели. Режим работы этих составляющих теплицы определяются командами, поступающими от термодатчиков;
• система, регулирующая освещение. Такая техника включает/выключает источники искусственного света, датчик освещенности, поставляемый на рынок с фоторезистором. В больших теплицах специалисты рекомендуют осветительные приборы сочетать с автоматическими шторами;
• датчик, контролирующий концентрацию CO посредством включения и выключения вентиляторов. На практике установлено, что за счет подкормки овощей двуокисью углерода урожай увеличивается на треть;
• сенсоры влажности (гигрометры) автоматизированной системы полива. С целью уменьшения количества расходуемой воды ставку надо сделать на систему, включающую датчики расхода воды. В составе простейших устройств предусмотрены таймеры, осуществляющие включение/выключение орошения по заданному графику;
• аварийные сигнализаторы – ранее упомянутые датчики, которые контролируют влажность.

Чем умная теплица лучше ее традиционного варианта

У теплицы с умной начинкой масса достоинств, которых лишена традиционная ее «родственница». В тоже время традиционная теплица имеет свои плюсы. Например, ей не нужны источники энергии, но хозяину ежедневно приходится следить за ней: проветривать, поливать посадки и т.д. Начинка умной теплицы питается от электросети, зато она автономна в той или иной степени и делает доступным дистанционное управление.

Традиционная теплица требует меньших финансовых вложений, но уход за ней сопряжен с большими трудовыми затратами. В умной теплице соблюдается оптимальный для выращиваемых культур режим. Это обеспечивается дорогим оборудованием.

За традиционной теплицей проще ухаживать. Автономный ее вариант гарантирует высокие урожаи при минимальном участии человека, но такое удовольствие несколько омрачается выходами из строя автоматических систем, датчиков и другой электронной начинки.

Есть у автономной теплицы одна очень важная особенность. Проблемы, возникающие в ходе ее эксплуатации, решают аккумуляторы, генераторы и резервные резервуары.

О популярных проектах и схемах автономных теплиц

В частном секторе самыми востребованными являются конструкции теплиц на основе автоматики ARDUINO. Основной конструктивный элемент любой из таких теплиц – плата-контроллер. Речь идет о процессоре с электронной памятью.

Сегодня доступно два варианта надежных теплиц:

• ARDUINO UNO;
• ARDUINO MEGA.

В первом случае – это теплица с минимальной электронной начинкой, а во втором – более серьезная конструкция, которая применима даже в промышленном овощеводстве.

В небольшой автономной теплице за освещенность отвечает фоторезистор, за температуру – датчик TMP36, кратность и длительность полива – модуль, контролирующий влажность и датчик DHT11.

В более оснащенной теплице подконтрольным является и микроклимат. За ним следит система, представленная платой Arduino Mega.

Главная техника, анализирующая информацию, поступающую от электронных датчиков, – ATmega1280.

Много положительных отзывов набрал универсальный таймер-контроллер GyverControl. В таком электронном интеллектуале производитель предусмотрел логические выходы (7 шт.) и отдельные каналы (3 шт.), с помощь которых управляются серво- и линейные приводы.

На этом список техники, используемой в умных теплицах, не завершается. На рынке постоянно появляется, что-то новенькое, более производительное, надежное и долговечное. Поэтому до воплощения рассматриваемой задумки в жизнь важно провести анализ ассортимента доступной электроники.

Несколько слов о дистанционном контроле и управлении

Управление бывает местным и удаленным. Второй вариант удаленного доступа обеспечивает специальное оборудование, пульт ДУ, мобильные гаджеты и ПК. Интерфейс: USB, Wi-Fi, GSM и т.д. Связующим звеном в общей цепочке элементов дистанционного управления являются следующие модули:

• Blynk;
• Bluino Loader;
• Arduino Bluetooth Control;
• BT Voice Control for Arduino.

Последний софт примечателен тем, что адаптирован к голосовым командам.

На что обращать внимание при выборе комплектующих для автономной теплицы

При выборе умной техники специалисты рекомендуют делать ставку на модели одного бренда. Однако надо понимать, что это маловероятная перспектива. Поэтому нужно:

• определить площадь и виды культур, которые будут выращиваться;
• провести расчет количества датчиков и исполнительной техники;
• выбрать оптимальный вариант контроллера (альтернативное решение – использование конструктора);
• определить лучший вариант управления и контроля.