A hagyományos üvegházas és üvegházas gazdaságok még kedvező éghajlati viszonyok között is jelentős erőfeszítéseket igényelnek a tulajdonostól a tervezett betakarítás elérése érdekében. A szerkezetek elrendezésével kapcsolatos műszaki munka összetettségei is megjegyezhetők, de az elemi irányítás feladatai jelentős szerepet játszanak az üzemeltetési folyamatban. Az intelligens üvegház koncepciója lehetővé teszi, hogy nagymértékben megkönnyítse a tulajdonos funkcióit az ilyen objektumok létrehozása és karbantartása során. Saját kezűleg is megvalósíthatja speciális berendezések, valamint hardver- és szoftvereszközök segítségével.
Automatizálás az üvegházban
Általánosságban elmondható, hogy az intelligens üvegház az okosotthon analógjának tekinthető. A rendszer fő feladata az intelligens vezérlés olyan elemeinek biztosítása, amelyek egyszerre több paramétert is pozitívan befolyásolnak a gazdaság működésében. Kulcsfontosságú tényező az automatikus vezérlés megvalósításábana mikroklíma indikátorok vezérlése felhasználói beavatkozás nélkül. A rendszernek önállóan, az aktuális hőmérséklet és páratartalom adatok alapján naponta, óránként, sőt percenként be kell állítania a szükséges paramétereket, figyelembe véve az adott növényzet követelményeit. De problémák adódhatnak az üvegházak automatizálásának bevezetésével. A rendszer alapelemeit nem nehéz saját kezűleg megvalósítani - elegendő több érzékenységű érzékelővel rendelkező érzékelőket csatlakoztatni a mikroklímát és egyéb szabályozási folyamatokat közvetlenül vezérlő berendezésekhez. A nehézség az üvegház különböző funkcionális komponenseinek követelményei közötti ellentmondásokban rejlik. Itt nem is arról van szó, hogy a feltételes uborka és paradicsom más öntözési rendszert igényel, hanem a talajhoz és a növények felső részéhez viszonyított nedvességigény és hőkomfort eltérései.
Helyválasztás üvegházhoz
A projekt első szakaszában a szerkezet műszaki elrendezésének általános szabályaira összpontosíthat. Természetesen a farm helyének megválasztása alapvető szempont. Ha a régióban hő- és napenergia hiány van, akkor az építmény lejtését és hosszú oldalát délre kell fordítani. Szakértők szerint egy ilyen döntés akkor indokolt, ha a palántákkal történő tavaszi termesztésen van a hangsúly. A nyári üvegházakat éppen ellenkezőleg, észak felé kell irányítani, mivel ebben az esetben a gerincek hatékonyabb áttetszőséget kapnak az esti és reggeli sugarakkal. Ezenkívül a hely kiválasztásakor ne felejtse el a talaj megbízhatóságát. Saját kezűleg egy intelligens üvegház alatt megtehetiKészítse elő előre és egy univerzális alapja egy cölöpszerkezetnek rácsos ráccsal. De ha a keretet szalagalap alapján tervezik építeni, akkor geodéziai számítást kell végezni a talajvíz leolvasásával. Ennek az opciónak megvannak a maga korlátai a végrehajtás szempontjából.
Felső szerkezeti rész beépítése
Kezdetben ne felejtse el, hogy a csúcstechnológiával és berendezésekkel teli üvegházban biztosítani kell a kábelezés lehetőségét és az összetett berendezések telepítését. Azaz a gyártási anyagokat a feldolgozás szempontjából lehetőleg hajlékony szerkezettel kell felhasználni. Ennek a résznek a megvalósításában azonban semmi alapvetően újdonság nem lesz. A tartóváz készülhet fémoszlopokból keresztirányú kerettel, dekorációként üveg vagy polikarbonát használható. Az intelligens üvegház "csináld magad" telepítését egy tipikus műveletsor hajtja végre - hardverek, konzolok és bilincsek segítségével az elemek közötti dokkolás hegesztőberendezéssel vagy fúró-csavaróval történik. Sokkal fontosabb a szerkezet helyes kiszámítása, hogy az hosszú ideig tartson, és működés közben ne igényeljen beállítást. A kommunikáció támogatásához speciális kábelcsatornákat helyeznek el. Anyagukat nedvességálló és jól szigetelt műanyagokból választják ki. Már magában az üvegházban mérlegelni kell egy földelési rendszert és a biztonsági blokkok felszereléséhez szükséges védett részeket.
Üvegház-automatizálás műszaki megvalósítása
A vezérlőrendszerek vezérléséhezA mikroklíma szenzorokat, érzékelőelemeket, aktuátorokat és kommunikációs eszközöket használ a jelek továbbítására. Mikrokontrolleres vezérlés nélkül azonban ez az infrastruktúra nem hozható létre. A probléma optimális megoldásaként az "Arduino" alapú termékeket használják. Az ezzel a készülékkel vezérelt intelligens üvegház az eszközök teljes skáláját kapja a funkcionális modulok általi folyamatos vezérléshez. Az "Arduino" rendszer egy kis tábla a professzor által biztosított mikroáramkörrel és memóriával. Az eszköz konkrét konfigurációjától függően bizonyos számú külső eszköz csatlakoztatható. Kis üvegházakban akár egy tucat vezérelt elemet is alkalmaznak, beleértve az elektromos motorokat, világítóberendezéseket, ajtószerkezeteket, öntözőrendszereket stb. A csatlakoztatott alkatrészek vezérlése a felhasználó által meghatározott algoritmus szerint történik, figyelembe véve a külső paramétereket.
Hogyan fejleszthetünk Arduino projektet?
A vezérlőkomplexum minden funkcionális eleme egyenként van összeszerelve. Az eszközök egy része közvetlenül a mikrokontroller szervizrendszerébe tartozik, másik része pedig a munkakörnyezet paramétereinek megváltoztatásában vesz részt. A felhasználónak először meg kell határoznia, hogy milyen funkcionális elemekre lesz szükség az üvegház autonóm működésének megszervezéséhez, és hogyan lesz technológiailag megszervezve a vezérlő funkció. Az Arduino projekteket általában a következők szerint fejlesztikalgoritmus:
- A növények életét befolyásoló céltényezők meghatározása. Az alapvető szempontok közé tartozik a hőmérséklet, a páratartalom, a fény és a szén-dioxid-tartalom.
- Séma összeállítása, amely szerint a vezérlő infrastruktúra a vezérlő segítségével valósul meg.
- Berendezések és érzékelők elrendezésének megtervezése a célparaméterekre vonatkozó információkkal.
- Technológiai térkép készítése a központ és a vezérlő funkcionális egységeinek interakciójáról.
- Szoftverszintű algoritmus fejlesztése az üvegházgazdálkodási folyamatok automatizálására.
- Funkcionális egységek műszaki támogatása áramellátó rendszerrel.
A szellőzőgépek típusai
A levegő keringése az egyik kulcstényező, amely biztosítja a hőkedvelő növények kiegyensúlyozott fejlődését. Ebben az esetben a feladat ennek a funkciónak a végrehajtása automatikus üzemmódban. Hogyan biztosítható? Három fő módja van az üvegházak automatikus szellőztetésének:
- Egy autó lengéscsillapítójából. A legegyszerűbb költségvetési megoldás, amely dugattyús mechanizmusokból és egy autó gázrugójából készül. Az üvegház lengéscsillapítóból történő "csináld magad" automatikus szellőztetése fémcsövek, vízvezeték-dugók és hajótest alappal ellátott pneumatikus ütköző segítségével történhet. Ez az infrastruktúra valójában egy hőhajtást képez, amely ugyanannak a polikarbonát falnak vagy előtetőnek az ablakszárnyába rögzíthető.
- Elektromos ventilátor. Keresztüla hőkapcsoló egy teljes értékű, megfelelő teljesítményű szellőzőrendszerrel van felszerelve, helyi generátorhoz csatlakoztatva, vagy saját akkumulátorral működik.
- Szelep mechanizmusok. Az ablakszerkezetben vagy az üvegház tetején kivágás készül a szellőzőszelep felszereléséhez. Az automatizálás ebben az esetben integrálva lesz, és szintje az eszköz adott verziójától függ. Ma már léteznek olyan programvezérlésű és mechanikus szabályozós modellek, amelyek nem igényelnek tápellátást.
Világítási rendszer
Az üvegházhatású növényzetnek átlagosan napi 14-16 órában kell fényt kapnia. Nincs értelme az éjjel-nappali világításnak sem, ezért önszabályozó rendszerre van szükség. Először is először meg kell határozni, hogy mik lesznek a fényforrások. Univerzális lehetőségként használhatunk speciális LED-eket üvegházakhoz vagy az úgynevezett hasznos piros megvilágítású eszközökhöz, amelyek 600-700 nanométeres hullámhosszúságon működnek. A virágzás időszakában azonban 400-500 nanométeres spektrumú kék hullámokat kell összekapcsolni. A világítás megvalósítása szempontjából egy saját kezű intelligens üvegházat védett lámpák vezérelt csoportjával lehet ellátni, széles tartományban állítható paraméterekkel, amelyek egy közös vezérlő aljába vannak ágyazva. A fő feladat az Arduino rendszer kontaktorai és az egyes lámpák közötti kapcsolat helyes és racionális megszervezése. Ehhez kollektorokkal és meghajtókkal ellátott vezérlőrelék is használhatók az izzás jellemzőinek megváltoztatására.
Öntözőrendszer
A rész tervezéséig el kell készíteni egy üzemelhelyezési tervet. Célszerű azonos öntözési igényű csoportokba osztani őket. Az üvegház öntözésére szolgáló automatikát a páratartalom-érzékelőkre csatlakoztatott központi vezérlőhöz is csatlakoztatják. Az ilyen rendszer megvalósításának legegyszerűbb módja egy hordó víz felszerelése, amelyet az esővíz összegyűjt a lefolyóból. Az öntözési folyamatot egy golyóscsap vezérli, amelyhez egy csatlakoztatott, közvetlen húzású automatikus keresztléc tartozik.
Csepegtető öntözőrendszer
Bonyolult kialakítású, de növényi vízellátás szempontjából hatékony. Létrehozásához szükség lesz egy automatikusan állítható adagolóra és vízelosztó berendezésre, amely műanyag csőből készülhet. Így az intelligens üvegház összes ágya mentén perforált csatornák vannak felszerelve. A palánták esetében korlátozhatja magát a talaj nedvességére. A teljes csőrendszert keringtető szivattyúnak is vezérelnie kell, amely fenntartja az optimális nyomásszintet a körökben.
Eszközök a termékeny talaj serkentésére
A növények növekedési és fejlődési aktivitása a talaj mikroflórájától függ. A föld optimális páratartalmának fenntartásához megfelelő intelligens üvegházakra van szükség, amelyek elektromos elemeket tartalmaznak a talaj melegítésére és öntözésére. Általában szőnyegeket vagy lemezeszközöket használnak, amelyeket közvetlenül helyeznek elföldelve vagy alatta, másrészt vezérlővel csatlakozik az áramellátó rendszerhez.
Következtetés
Az üvegházi növények létfontosságú tevékenységi jellemzői a helyi klímaberendezés által biztosított kényelemtől függenek. A vezérlőkön és egyéb automatizáláson alapuló mikroklíma-szabályozó rendszerek nem csupán egy lépést jelentenek a gazdaság tulajdonosának kényelmének növelése felé. Ez a levegő-, nedvesség- és hőmérsékletszabályozási módok sokkal pontosabb beállítása, valamint az alkalmazott berendezések energiahatékonyságát javító eszköz. Az energiaforrások ésszerű felhasználása csak az egyik kulcstényező az Arduino alapú vezérlőrendszerek fejlesztésében.
