Perinteiset kasvihuone- ja kasvihuonetilat vaativat jopa suotuisissa ilmasto-oloissa omistaj alta huomattavia ponnistuksia suunnitellun sadon saavuttamiseksi. Myös rakenteiden järjestelyn teknisen työn monimutkaisuus voidaan todeta, mutta perusohjauksen tehtävät ovat merkittävässä roolissa käyttöprosessissa. Älykkään kasvihuoneen konsepti mahdollistaa suuresti omistajan toiminnan helpottamisen tällaisten esineiden luomisessa ja ylläpidossa. Voit toteuttaa sen omin käsin käyttämällä erikoislaitteita sekä laitteisto- ja ohjelmistotyökaluja.
Automaatio kasvihuoneessa
Yleisesti ottaen älykästä kasvihuonetta voidaan pitää älykodin analogina. Järjestelmän päätehtävänä on tarjota älykkään ohjauksen elementtejä, jotka vaikuttavat positiivisesti useisiin tilan toiminnan parametreihin kerralla. Avaintekijä automaattisen ohjauksen toteutuksessaon mikroilmastoindikaattoreiden ohjaus ilman käyttäjän toimia. Järjestelmän on itsenäisesti, nykyisten lämpötila- ja kosteustietojen perusteella säädettävä tarvittavat parametrit joka päivä, tunti ja jopa minuutti ottaen huomioon tietyn kasvillisuuden vaatimukset. Mutta ajatuksessa kasvihuoneautomaation käyttöönotosta voi olla ongelmia. Järjestelmän peruselementtien toteuttaminen omin käsin ei ole vaikeaa - riittää, kun kytket anturit useilla herkkyysantureilla laitteisiin, jotka ohjaavat suoraan mikroilmastoa ja muita sääntelyprosesseja. Vaikeus piilee ristiriidassa kasvihuoneen eri toiminnallisten komponenttien vaatimusten välillä. Tässä ei ole kyse edes siitä, että ehdolliset kurkut ja tomaatit tarvitsevat erilaisen kastelujärjestelmän, vaan erot kosteustarpeessa ja lämpömukavuudessa suhteessa maaperään ja kasvien yläosaan.
Kasvihuoneen sijainnin valinta
Projektin alkuvaiheessa voit keskittyä rakenteen teknisen järjestelyn yleisiin sääntöihin. Tietenkin tilan sijainnin valinta on perustavanlaatuinen asia. Jos alueella on pulaa lämmöstä ja aurinkoenergiasta, tulee rakenteen k altevuus ja pitkä sivu kääntää etelään. Asiantuntijoiden mukaan tällainen päätös oikeuttaa itsensä, jos painopiste on kevätviljelyssä taimien kanssa. Kesäkasvihuoneet päinvastoin tulisi suunnata pohjoiseen, koska tässä tapauksessa harjut saavat tehokkaamman läpikuultavuuden ilta- ja aamusäteillä. Älä myöskään unohda maaperän luotettavuutta valittaessa paikkaa. Omin käsin älykkään kasvihuoneen alla voitvalmistele etukäteen ja yleinen pohja paalurakenteelle, jossa on grilli. Mutta jos aiotaan rakentaa runko nauhaperustan perusteella, geodeettinen laskenta on suoritettava pohjavesilukemilla. Tällä valinnalla on rajoituksensa suorituskyvyn suhteen.
Ylemmän rakenneosan asennus
Aluksi älä unohda, että korkean teknologian ja laitteilla täytetyn kasvihuoneen tulisi tarjota mahdollisuus kaapelien johdotukseen ja monimutkaisten laitteiden asentamiseen. Eli valmistusmateriaaleja tulee käyttää mahdollisimman joustavasti jalostuksen kann alta. Tämän osan toteutuksessa ei kuitenkaan tule olemaan mitään perustavanlaatuista uutta. Tukirunko voidaan valmistaa metallipylväistä, joissa on poikittaiskehys, ja koristeena voidaan käyttää lasia tai polykarbonaattia. Älykkään kasvihuoneen tee-se-itse-asennus suoritetaan tyypillisellä toimintosarjalla - laitteiston, kiinnikkeiden ja puristimien avulla elementtien välinen telakointi suoritetaan hitsauslaitteilla tai porakoneella. Tärkeämpää on rakenteen oikea laskeminen, jotta se kestää pitkään eikä vaadi säätöä käytön aikana. Viestinnän tukemiseksi asennetaan erityisiä kaapelikanavia. Niiden materiaali valitaan kosteutta kestävistä ja hyvin eristetyistä muoveista. Jo itse kasvihuoneessa tulee harkita maadoitusjärjestelmää ja suojattuja osia turvalohkojen asentamista varten.
Kasvihuoneautomaation tekninen toteutus
Ohjausjärjestelmien ohjaamiseenmikroilmasto käyttää antureita, anturielementtejä, toimilaitteita ja viestintävälineitä signaalien välittämiseen. Tätä infrastruktuuria ei kuitenkaan voida luoda ilman mikro-ohjaimen ohjausta. Optimaalisena ratkaisuna tähän ongelmaan käytetään "Arduino" -pohjaisia tuotteita. Tällä laitteella ohjattu älykäs kasvihuone saa täyden valikoiman työkaluja toiminnallisten moduulien jatkuvaan ohjaukseen. "Arduino" -järjestelmä on pieni kortti, jossa on professorin tarjoama mikropiiri ja muisti. Tämän laitteen kokoonpanosta riippuen tietty määrä ulkoisia laitteita voidaan liittää. Pienissä kasvihuoneissa käytetään jopa tusinaa ohjattua elementtiä, mukaan lukien sähkömoottorit, valaistuslaitteet, ovimekanismit, kastelujärjestelmät jne. Kytkettyjä komponentteja ohjataan käyttäjän määrittämän algoritmin mukaan ulkoiset parametrit huomioiden.
Kuinka kehittää Arduino-projekti?
Kaikki ohjauskompleksin toiminnalliset elementit kootaan yksitellen. Osa laitteista on suoraan mukana mikrokontrollerin palvelujärjestelmässä ja osa on mukana työympäristön parametrien muuttamisessa. Käyttäjän on aluksi määritettävä, mitä toiminnallisia elementtejä tarvitaan kasvihuoneen autonomisen toiminnan järjestämiseen ja kuinka ohjaustoiminto järjestetään teknisesti. Tyypillisesti Arduino-projektit kehitetään seuraavan mukaisestialgoritmi:
- Kasvien elämään vaikuttavien kohdetekijöiden määrittäminen. Perustietoja ovat lämpötila, kosteus, valo ja hiilidioksidipitoisuus.
- Kaavan laatiminen, jonka mukaan ohjausinfrastruktuuri toteutetaan ohjaimen avulla.
- Laitteiden ja antureiden asettelun laatiminen, jossa on tietoja kohdeparametreista.
- Teknologisen kartan luominen ohjauspaneelin vuorovaikutuksesta ohjaimen toiminnallisten yksiköiden kanssa.
- Algoritmin kehittäminen ohjelmistotasolla kasvihuoneen hallintaprosessien automatisoimiseksi.
- Toimintoyksiköiden tekninen tuki virtalähteellä.
Tuuletuskonetyypit
Ilmankierto on yksi avaintekijöistä, joka varmistaa lämpöä rakastavien kasvien tasapainoisen kehityksen. Tässä tapauksessa tehtävänä on suorittaa tämä toiminto automaattitilassa. Miten se varmistetaan? On kolme päätapaa toteuttaa automaattinen kasvihuoneilmanvaihto:
- Auton iskunvaimentimesta. Yksinkertaisin budjettiratkaisu, joka on valmistettu mäntämekanismeista ja auton kaasujousesta. Tee-se-itse -automaattinen kasvihuoneen tuuletus iskunvaimentimesta voidaan tehdä metalliputkilla, vesijohtotulpilla ja rungon pohjalla varustetulla pneumaattisella pysäyttimellä. Tämä infrastruktuuri itse asiassa muodostaa lämpökäytön, joka voidaan kiinnittää saman polykarbonaattiseinän tai katoksen ikkunalehteen.
- Sähkötuuletin. Kauttalämpökytkimeen on asennettu täysitehoinen, riittävän tehoinen ilmanvaihtojärjestelmä, joka on kytketty paikalliseen generaattoriin tai saa virtansa omasta akusta.
- Venttiilimekanismit. Ikkunarakenteeseen tai kasvihuoneen kattoon tehdään aukko tuuletusventtiilin asentamista varten. Automaatio tässä tapauksessa integroidaan, ja sen taso riippuu laitteen tietystä versiosta. Nykyään on malleja, joissa on ohjelmaohjaus ja mekaaniset säätimet, jotka eivät vaadi virransyöttöä.
Valaistusjärjestelmä
Kasvihuonekasvillisuuden pitäisi saada valoa keskimäärin 14-16 tuntia vuorokaudessa. Ympärivuorokautisessa valaistuksessa ei myöskään ole järkeä, joten tarvitaan itsesäätyvä järjestelmä. Ensinnäkin on ensin määritettävä, mitkä valonlähteet ovat. Universaalina vaihtoehtona voit käyttää erityisiä LED-valoja kasvihuoneisiin tai laitteisiin, joissa on niin sanottu hyödyllinen punainen valaistus ja jotka toimivat 600-700 nanometrin aalloilla. Kukinta-aikana tulisi kuitenkin yhdistää siniset aallot spektrissä 400-500 nanometriä. Valaistuksen toteuttamisen kann alta älykäs kasvihuone omilla käsilläsi voidaan varustaa ohjatulla ryhmällä suojattuja lamppuja, joissa on laaja valikoima säädettäviä parametreja, jotka on upotettu yhteisen ohjaimen pohjaan. Päätehtävänä on järjestää oikein ja rationaalisesti yhteys Arduino-järjestelmän kontaktoreista jokaiseen lamppuun. Tätä varten voidaan käyttää myös ohjausreleitä, joissa on keräilijät ja ohjaimet hehkun ominaisuuksien muuttamiseksi.
Kastelujärjestelmä
Tämän osan suunnitteluun mennessä on laadittava kasvien sijoitussuunnitelma. On suositeltavaa jakaa ne ryhmiin, joilla on samat kasteluvaatimukset. Kasvihuoneen kasteluautomaatit liitetään myös kosteusantureisiin yhdistettyyn keskussäätimeen. Yksinkertaisin vaihtoehto tällaisen järjestelmän toteuttamiseksi on asentaa vesitynnyri, jonka sadevesi kerää viemäristä. Kasteluprosessia ohjataan palloventtiilillä, johon on liitetty suoravetoautomaattiperäpeili.
Tippakastelujärjestelmä
Monimutkainen suunnittelun kann alta, mutta tehokas kasvien vesihuollon kann alta. Sen luomiseen tarvitset automaattisesti säädettävän annostelijan ja vedenjakelulaitteiston, joka voidaan valmistaa muoviputkesta. Joten rei'itetyt kanavat on asennettu älykkään kasvihuoneen kaikkien penkkien varrelle. Taimien os alta voit rajoittaa itsesi maaperän kosteuteen. Koko putkistoa on ohjattava myös kiertovesipumpulla, joka ylläpitää optimaalista painetasoa piireissä.
Keinot hedelmällisen maaperän stimulointiin
Kasvien kasvu- ja kehitysaktiivisuus riippuu maaperän mikrofloorasta. Maan optimaalisen ilmankosteusjärjestelmän ylläpitämiseksi tarvitaan sopiva sarja älykkäitä kasvihuoneita, jotka sisältävät sähköelementtejä maaperän lämmittämiseen ja kasteluun. Yleensä käytetään mattoja tai levylaitteita, jotka asetetaan suoraan sisäänmaadoitettuna tai sen alle, ja toisa alta ne on kytketty virransyöttöjärjestelmään ohjaimella.
Johtopäätös
Kasvihuonekasvien elintärkeät toimintaominaisuudet riippuvat paikallisten ilmastolaitteiden tarjoamasta mukavuudesta. Säätimiin ja muuhun automaatioon perustuvat mikroilmaston ohjausjärjestelmät eivät ole vain askel kohti tilan omistajan mukavuutta. Tämä on paljon tarkempi ilman, kosteuden ja lämpötilan säätötilojen asetus sekä keino parantaa käytettyjen laitteiden energiatehokkuutta. Energiaresurssien järkevä käyttö on vain yksi avaintekijöistä Arduinoon perustuvien ohjausjärjestelmien kehittämisessä.
