Arduino управление теплицей. Умная теплица на Arduino- делаем первые шаги

Принципиальная схема и пример установки в

теплице терморегулятора на микроконтроллере ATmega8.

Один из способов обогрева теплиц - это использование электроэнергии. При хорошей и умной автоматике можно обеспечить высокий коэффициент полезного действия системы обогрева, а также простоту обслуживания и автоматизацию в поддержании заданной температуры. Эффективность теплицы можно заметно повысить, если сделать подогрев почвы и поддержание температуры воздуха. При разработке данного устройства был применен самодельный электрокотел 5 кв. Два ТЭНа 2+3 кв. Можно в работе использовать по одному ТЭНу, сейчас тепло на улице, так что и один ТЭН вполне справляется с поставленной задачей. Обогревает тепличку 11 на 5 метров, высота по центру - 3 м, двойная пленка, теплица углублена в землю на один метр. Блок управления отслеживает пять точек и управляет тремя контурами. Две - теплая грядка, температура помещения. В меню прибора можно установить для каждого контура свою температуру и гистерезис. Отдельно для каждого контура устанавливается дневная и ночная температуры.

Терморегулятор предусматривает также контроль температуры теплоносителя для аварийного отключения котла при перегреве, а также возможность подключения датчика температуры для наблюдения за дополнительным параметром (например, температура наружного воздуха). Время перехода с дневного режима на ночной и наоборот устанавливается в меню и является общим для всех контуров. Работа насоса управляется блоком автоматики. Если температура вышла на заданные параметры и котел отключился - насос ещё проработает установленное время и выключится. Насос применен один общий, на тёплые грядки и на помещение. Тёплые грядки и температура воздуха, управляются электроклапанами, на 12 вольт. Принципиальная схема терморегулятора:

Так выглядит фото спаянной платы со стороны дорожек:

1.Инструкция работы автоматики

Микроконтроллер терморегулятора работает с 5-ю датчиками DS18B20. Датчики подключены на одну шину. Возможно, надо будет уменьшить R1. МК различает датчики по их серийному номеру. При изготовлении первый раз придется методом тыка определить, какой датчик за что отвечает и установить их соответствующим образом.

Данные отображаются в формате целых чисел, десятые отбрасываются, незначащие нули гасятся. Диапазон температур от -9 до +99 градусов. При выходе температуры за пределы или при ошибке датчика на дисплее -- вместо показаний соответствующего датчика.

При первом подключении при успешной инициализации всех 5-и датчиков их серийные номера запишутся в EEPROM. Это позволит в дальнейшем корректно работать в случае, если некоторые датчики демонтированы или неисправны. В случае замены датчиков необходимо стереть EEPROM и включить устройство. Стереть EEPROM пока возможно только в программаторе. Потом может придумаю как это сделать через меню. МК будет работать без кварца 8 МГц. Должны быть соответствующим образом установлены FUSE. Индикатор на базе процессора HD44780.

2.Работа с терморегулятором

1.Кнопка «MENU» по кругу листает страницы меню.

2.В меню настроек (Установка) параметр, доступный для установки, мигает.

3.Установка кнопками PLUS/MINUS как обычно.

4.Часы на DS1307. Время выводится в формате чч:мм:сс. Формат отображения 24-х часовый. Доступ к часам через меню. На странице доступны установки времени – по очереди: секунды (кнопки PLUS/MINUS обнуляют значение секунд), минуты, часы. Выставляется время включения дневного режима – день и ночного – ночь. Для режимов формат вывода чч:мм. Настройки часов заносятся в память DS1307.

5.Переход от одного параметра к другому кнопками UP/DOWN. Кнопки работают по одиночному нажатию, независящему от длительности.

6.Через 10 секунд от последнего нажатия настройки запишутся в память. Дисплей перейдет в основной режим.

7.При нажатии на любую кнопку, а также при подаче питания включается подсветка. Подсветка отключится через 30 сек от последнего нажатия на кнопки.

3. Алгоритм управления котлом

1.При подаче питания на устройство контроллер опрашивает датчики, считывает информацию с часов реального времени. Контроллер сравнивает текущее время с заданными для дневного и ночного режимов и выбирает соответствующие настройки для работы терморегуляторов.

2.Примерно через 5 сек устройство активируется и начинает управлять котлом.

3.Если температура с датчиков Пол-1, Пол-2 или Офис становится ниже заданной, то включается в работу насос, нагреватель и подается напряжение на соответствующий исполнительный механизм подачи теплоносителя в данный контур. Когда температура повысится выше заданной на величину гистерезиса, то нагреватель отключается, насос остается в работе на время 30 сек для обеспечения охлаждения нагревательного элемента до безопасной температуры. Для обеспечения протока воды через контур котла подача теплоносителя остается открытой в данный контур на время работы насоса. Если работа котла необходима для другого контура, то теплоноситель перекрывается на уже ненужный контур сразу.

4. Аварийный режим

1.Если температура теплоносителя превысила заданную для параметра Котел, независимо от состояния датчиков включается насос, нагреватель отключается, а для обеспечения протока воды через котел открывается контур Офис.

2.При неисправности датчика какого-либо контура данный контур считается отключенным, если по нему работал нагреватель, то через 30 сек, насос и контур отключатся.

3.В случае неисправности датчика температуры теплоносителя при работающем котле, прибор переведет котел в режим, как указано в п. 4.1.

Виталий

Контроллер для теплицы на Arduino

В этом году я построил теплицу площадью 30 кв. м. под томаты. Первоначально я планировал покрыть её поликарбонатом, однако, взвесив все за и против, решил использовать сополимерную этиленвинилацетатную плёнку. Ну что же, теперь, когда сезон заканчивается, я могу уже сказать что выбор я сделал правильный и теплица порадовала вполне приличным урожаем (ориентировочно, где-то полтора центнера). Размеры теплицы - 3,8*8, т. е., примерно 30 кв. м. полной площади, из них примерно 24 кв. м. полезной. Проветривание осуществлялось естественным образом через открытые двери и форточки, расположенные в торцах теплицы. Максимальная температура в теплице при открытых дверях и форточках не превышала на пике наружную температуру более чем на 5 градусов, хотя на боковых поверхностях теплицы никаких форточек нет вообще. Если бы я для покрытия теплицы использовал СПК (сотовый поликарбонат), температура в отсутствие форточек в крыше поднималась бы за сорок. Кроме того, прозрачность использованной плёнки, как и у монолитного ПК, высокая - 92%, что и обеспечило то, что помидоры очень хорошо плодоносили и находились чётко в генеративном режиме благодаря изобилию света. У СПК хотя прозрачность каждого слоя примерно такая же, но процент проходящего в теплицу света существенно меньше - 92%*92%=84%, плюс часть теряется на перегородках, что и даёт, в конечном итоге, прозрачность не выше 82%. В результате, света растения получают существенно меньше и переходят в более вегетативный режим, образуя больше листовой массы и меньше помидор. А кроме того, приходится постоянно заниматься формированием листовой массы, которой избыток вследствие конкуренции растений из-за недостатка освещённости.
В моей теплице, вследствие обилия света, мне вообще не приходилось заниматься обрывом листьев, только обламывал пасынки, листьев на растениях было мало, а плодов - очень много. Правда, возникла другая проблема - световой ожог листьев и плодов. На листьях это проявлялось в желтизне молодых листьев, которые образовались незадолго перед наступлением жары, а на плодах - в появлении белых боков на плодах со стороны, обращённой к солнечному свету. Этот фактор очень негативно повлиял на урожай, который мог бы быть ещё намного большим, да ещё привёл к тому, что кусты к осени не сохранили полноценного вида, да ещё фитофтора постаралась. Тогда я ещё ничего не знал о фитофторе - как она возникает, что способствует её распространению. Потом узнал, что для помидор не столько страшен холод, сколько "баня" - когда растения долгое время пребывают днём как в парилке, которая возникает если солнце уже на небе, а теплица полностью закрыта. Всё лето теплицу я не закрывал вообще, ни днём ни ночью, невзирая ни на какие изменения погоды, постоянно были открыты и двери и форточки. Однако ближе к осени, когда из-за холодных ночей теплицу необходимо на ночь закрывать, когда как раз грибковые заболевания начинают свирепствовать, а перепады температур ночью и днём, а следовательно, и конденсат резко возрастают, не открытые вовремя форточки могут помочь Вам за один раз закончить сезон. Именно это у меня и произошло - весь день почти помидоры "мокли" при температуре 20-30 гр. и все заболели фитофторой из-за того что какая-либо автоматизация вентиляции на данный момент у меня отсутствовала, а я не мог приезжать на теплицу каждый день. В результате, мне пришлось выбросить 7 ведер помидор преимущественно почти красных и розовой спелости.
Что интересно, несмотря на тотальное заболевание фитофторой, как только я устранил причины заболевания и своевременно стал следить за открытием-закрытием форточек, кусты стали продолжать расти и наращивать более-менее здоровые плоды, так что в сентябре я, практически, то и снял почти весь урожай. За октябрь удалось снять ещё дополнительно примерно 8 ведер плодов и сейчас ещё там зреет около сотни.
В дальнейшем я продолжу описание того, как я пришёл к выводу о необходимости использования автоматической системы регулирования температуры и влажности и почему систему регулирования лучше сделать на основе контроллера. Затем уже думаю перейти непосредственно к проекту. Вообще, эта тема не о том что уже сделано, а о том что я только собираюсь сделать - тема о дальнейшем совершенствовании теплицы, а разработать и внедрить систему я решил твёрдо. Если Вы захотите поучаствовать в обсуждении этой тематики, милости просим, для этого вовсе не обязательно ждать когда я закончу изложение данной прелюдии, тем более что она, в общем то, и не обязательна.

Регистрация: 23.06.13 Сообщения: 5.152 Благодарности: 5.780

Виталий

Регистрация: 23.06.13 Сообщения: 5.152 Благодарности: 5.780 Адрес: Брянск

Вернулся домой, продолжаю. Внизу можете посмотреть несколько фото строительства теплицы и созревания урожая. Рассада в этом году у меня была никакая - высокорослых сортов хватило только на крайние грядки, и то не полностью, остальное засадили низкорослыми. Причём, половину высокорослых и все низкорослые заморозили на окне и они задержались в развитии почти на 2 месяца. Садили рассаду на постоянное место поздно - 1 и 2 июня, а укрыл я теплицу только 21 июля, и то потому только, что погода на улице в это время совершенно испортилась, было холодно, беспрерывно дождь шёл, так что и накрывать пришлось при сильном ветре и, только набросили плёнку - дождь пошёл. А буквально на второй день после укрытия погода резко изменилась и наступила жара. Помидоры перенесли такой резкий переход не очень легко, учитывая что вечером, когда укрывал теплицу, я не успел сделать окна и двери и теплица простояла на следующий день до 12 часов укрытая полностью, пока приехал доделывать её.
Буквально через 2-3 дня я понял что с температурой за 30 при жаре мне не справится, хотя бы потому что на улице было временами до 33-х. Я долго думал над тем как разрешить проблему, уж больно мне не хотелось укрывать теплицу от солнца, ведь снижение освещённости на 1% равносильно снижению урожая на 1%, а в весеннее время ещё больше - урожай теряется на 1,5 %. Один из вариантов заключался в том, чтобы установить распылители на крыше теплицы, которые срабатывали бы при повышении температуры в теплице выше 30 гр., другой - сделать по 3 двери с каждой стороны, возможность чего была заложена ещё на стадии разработки конструкции. Причём, двери предполагалось делать как проёмы, в которые можно было бы вставлять рамы, затянутые анти москитной сеткой или рамы, затянутые плёнкой, если холодно, но я решил этого не делать на стадии изготовления.
Не сразу я узнал о том, что существует очень эффективный путь быстрого понижения температуры в теплице с помощью туманообразователей, позволяющий заодно корректировать влажность в теплице. Сейчас я решил включить в систему климат-контроля фоггеры - туманообразователи, а к затенению вернуться если этой меры окажется почему-то недостаточно для удержания температуры на уровне 25-30 гр. и исключения образование белых бочков на помидорах из-за сочетания сильной освещённости и высокой температуры, хотя думаю всё будет нормально.
Дальше расскажу о своих выводах о том, какой температурный режим нужно обеспечить томатам в течение суток для их нормального роста и развития, как это можно обеспечить и почему для этих целей совершенно не пригодны проветриватели на основе гидроцилиндров.
А вот некоторые фото:

Вложения:

Последнее редактирование: 20.10.15

Регистрация: 23.06.13 Сообщения: 5.152 Благодарности: 5.780

Виталий

Регистрация: 23.06.13 Сообщения: 5.152 Благодарности: 5.780 Адрес: Брянск

Температурный режим

Исходя из начального опыта эксплуатации теплицы, полученной в этом году, я заключил для себя, что нет более важной задачи в процессе выращивания растений в ней, чем задача регулирования температуры. Это одинаково важно для теплицы с любым покрытием, хоть плёночным, хоть СПК, хоть профилированным поликарбонатом. Конечно, есть покрытия в которых этот вопрос практически не актуален - это не прозрачные покрытия, а покрытия белого цвета и сетчатые теплицы, но эти варианты мы здесь рассматривать не будем. Мало того, в этой теме я решил ограничиться рассмотрением регулирования параметров теплицы, сделанной исключительно под помидоры.
Дело в том, что каждое растение имеет свой любимый диапазон температур, влажности и прочих параметров. Чтобы не растекаться мыслью по древу, откуда я взял эти конкретные уровни температур, требуемые помидорам, которые я приведу ниже, предоставляю Вам самим, если возникнет потребность, проверить их и уточнить. Я же даже не стану вспоминать это снова, а просто скопирую то, что я уже сказал недавно вот в этой теме:

А что, собственно, требуется для создания хоть какого-то самого примитивного климат-контроля в теплице? Для томатов, например?
Нужно всего то следить за температурой на улице и открыть форточки как можно ранее утром, когда температура на улице поднимется выше примерно 12-ти градусов, чтобы просушить листья и плоды от конденсата, нужно открыть форточки и двери когда температура в теплице повысится выше 25 гр. и включить фоггеры, когда температура поднимется выше 30, да включить обогрев теплицы, когда температура в ней опустится ниже 12-ти.
Вот, пожалуй, и всё. Если Вы будете добавлять ещё какую-то автоматику, боюсь, это не лучше будет, а хуже. Для любительских теплиц на данном уровне этот минимум, пожалуй, оптимальный, позволяющий получать достойный урожай здоровой продукции, а не те крохи, которые имеют сейчас большинство.
И ещё фрагмент:
Вопрос насколько это востребовано?
Ни насколько, к сожалению. Для того чтобы что-то было востребовано, нужно, по крайней мере, осознание необходимости этого. А на каком уровне многие рассуждают тут у нас, можно судить по довольно типичному высказыванию: У меня огурцы растут в одной тепличке с помидорами и прекрасно плодоносят. Ну, и что Вы можете объяснить человеку не знакомому с азами агротехники? А поскольку у него нулевое понимание необходимости поддерживать в теплице какой-то климат, то у оного, естественно, отсутствует спрос на системы, его поддерживающие. он прочитает это и скажет, что-нибудь, эмфемистическое, типа: "Золотые будут помидорчики", а может выразится яснее и грубее, типа: "Коту нечего делать... ну и т. д.
Многие предпочитают просто строить целые саркофаги для растений со сложными подземными системами запасания тепла и выкладывая за них 200 тыс. и более (не в обиду им будет сказано, они это делают не из меркантильных соображений), вместо того чтобы установить хотя бы простейшую систему терморегуляции, да ещё и утверждают что никакого другого пути нет (а вот это уже в обиду ).
А теперь посмотрим с другой стороны. Есть люди прекрасно разбирающиеся в электронике и программировании и они легко могут сделать весьма недорогую систему регулирования, только я не вижу чтобы хотя бы кто-нибудь из них сказал: Для помидор надо обеспечить то-то, то-то и то-то. И тогда их разработка могла бы стать очень ценной для многих, во всяком случае для тех, сознание которых не зашорено необходимостью строить саркофаги- такие же динозавры с точки зрения автоматического регулирования, как и обыкновенный плёночный туннель, хотя бы его и называли претенциозно, скажем, "Солнечный вегетарий Иванова".
Да, о том что нужен специальный терморегулятор. Если Вы будете использовать для регулирования каждого отдельного параметра отдельное устройство, не получится ни просто, ни надёжно. Боюсь, для реализации указанного мною минимума, без контроллера уже не обойтись.

Да, скажете Вы, сделаем устройство в минималистской форме, а потом окажется что ещё за кучей всего нужно следить, начнутся переделки, удорожание. К счастью, автоматизация на базе программных устройств отличается от схем жёсткой автоматики тем, что изменять параметры регулирования и вводить новые функции не составляет никакого труда, а затраты увеличиваются, в основном, только на дополнительные датчики и исполнительные механизмы, а в самой системе изменяется только программа. Поэтому вполне разумно, на первых этапах, максимально ограничить количество выполняемых функций регулированием только температуры и влажности, чтобы не тратить лишние силы и средства.
Влажность в теплице - такой же важный параметр, как и температура, но эти параметры сильно связаны, поэтому, регулируя температуру, мы, в то же время, будем изменять и влажность, причём важна не абсолютная, а относительная влажность. В целях простоты, не стоит пока особо забивать её голову, лучше сосредоточиться только на регулировании температуры, но об этом в следующий раз, где я попытаюсь перечислить всё необходимое оборудование для создания минимальной системы регулирования и примерно оценить во что это обойдётся.

Регистрация: 23.06.13 Сообщения: 5.152 Благодарности: 5.780

Виталий

Регистрация: 23.06.13 Сообщения: 5.152 Благодарности: 5.780 Адрес: Брянск

Ещё о температуре

Я тут подумал, нужно наверное несколько подробнее описать причины, почему температура в теплице должна регулироваться именно в тех пределах, которые я описал выше.
Дело в том что рост южных растений при температуре ниже 12 гр. вообще останавливается, а если ещё ниже - они начинают хиреть и цеплять разные болезни, поэтому открывать теплицу когда наружная температура ниже 12 нельзя. С другой стороны, утром в теплице собирается обильный конденсат на листьях и плодах. Если Вы допустите "баню", когда кусты мокрые, а температура поднимется до 20 и выше - для фитофторы это рай - лучше не надо. Так можно угробить очень быстро весь урожай. Поэтому открыть форточки нужно как можно раньше. Летом в средней полосе это проще всего просто не закрывать форточки и двери вообще, но где-то в августе, по погоде, нужно всё переводить на автомат.
Оптимальная температура для помидоров - 25 гр. Если она поднимается выше, нужно просто открыть форточки проветривания. Если же температура поднимется выше 30 - это чревато поражением листьев от перегрева, стерилизацией пыльцы, солнечным ожогом и другими неприятностями, поэтому при достижении 30 гр. должны срабатывать фоггеры - туманообразователи, эффективно понижающие температуру на несколько градусов.
Если же температура в теплице падает ниже 12 гр., то это, думаю, понятно уже - выше описал - должен включаться обогреватель любого типа. Осенью, когда нужно просто обеспечить доращивание завязавшихся плодов думаю, можно понизить этот порог градусов до 6-10 в целях экономии энергии. Кстати и нагрев днём до 40 градусов не так страшен, поскольку помидоры уже находятся на стадии доращивания и стерилизация соцветий не страшна. Если у Вас томаты уже оказались заражены, то такой высокотемпературный прогрев позволит убить фитофтору, поэтому, в целях дезинфекции, можно намеренно оставить теплицу полностью закрытой на несколько часов в солнечный день специально, только чтобы температура в теплице поднялась, при этом, выше 30 гр. После этого теплицу необходимо тщательно проветрить. Собственно, я именно так и сделал и может быть именно поэтому помидоры у меня в теплице до сих пор живы.
Ну и, пожалуй, всё. Даже если это только реализовать, растения будут находиться в намного более комфортных условиях и дадут намного больший урожай, чем в теплице, в которой температура прыгает с 35 гр. днём до 5 гр. ночью. Во всяком случае, такой алгоритм вполне сгодиться в качестве надёжной основы, а там уж вопрос по дальнейшей оптимизации прояснится сам собой в ходе практической эксплуатации.

А теперь - о минимальном наборе оборудования, которое понадобится для системы регулирования.

Набор оборудования для контроллера

1. Контроллер - 1
2. Блок индикации (экран) для контроллера - 1
3. Блок питания 12 V для контроллера - 1
4. Датчик наружной температуры - 1
5. Датчик внутренней температуры - 1
6. Тепловая пушка - 1
7. Электроприводы дверей (актуаторы) - 2
8. Электроприводы фрамуг (актуаторы) - как минимум, 2, для теплиц из СПК - больше
9. Фоггеры (туманообразователи) - на теплицу длиной 8 м примерно 8
10. Шкаф для размещения оборудования - 1
11. Устройство защитного отключения - 1
Ну и для обеспечения автономности, в случае отключения сетевого напряжения, солнечная панель - и аккумуляторная батарея - 1. И, по ходу, там разные ещё мелочи, типа труб для электропроводки, сами провода и т. п.
Стоимость каждой единицы оборудования сейчас не привожу - просто как бы лень и несколько некогда, всё равно это будет постепенно уточняться, будут подбираться оптимальные варианты, поставщики, модели, поэтому, надеюсь, заинтересованные участники помогут определиться в этом вопросе.

Последнее редактирование: 21.10.15

Виталий, не понятно к кому обращается Ваше столь очень подробное выступление. Судя по тому, что Вы подробно разжевываете азы, скорее всего, к новичкам, потому как всем остальным, вроде бы, вышеприведенное должно быть знакомо. Тема автоматизации теплиц, поднятая Вами, несомненна нужна и важна, но вызывает некоторый скептицизм, выбранный Вами путь.
Я не претендую на истину в последней инстанции, но как мне видится, обычно проект начинается несколько иначе. Вначале обсуждаются и ставятся цели и задачи, составляется ТЗ, подбираются соответствующие способы решения. Иногда даже один небольшой пункт ТЗ вычеркивает применение каких либо способов решения, сужая области доступного инструментария. Как то вкратце так. Вы уже сразу выбрали платформу Arduino. Тогда поясните почему именно ее, а не, например, raspberry PI или что то иное. Arduino очень элементарная платформа. Выбирая ее, приходится вешать на нее очень ограниченный набор задач, сильно сужая свои хотелки. До сих пор на ней делали ну очень элементарные поделки. Встречались сожаления энтузиастов, работающих на ней, что она "не тянет" многие задачи. Так же, вроде бы, набор датчиков к ней, очень ограничен. Я не против автоматизации и обсуждения, но, лично у меня, построение системы на Ардуино не вызывает практического интереса. Так полюбопытствую, может быть, зайду, почитаю и все.
Не сужайте тему только одной платформой, не отбрасывайте возможности энтузиастов других платформ. Тогда в теме, возможно, будет многолюднее и полезные решения будут появляться чаще.

P. S. Если эта тема создана только для описания Ваших экспериментов с Ардуино, то заранее приношу свои извинения, что влез с советами не к месту. Я уже о том, что хочется иметь в теплице, так сказать минимальный ТЗ, видимый мной.

В. Каравкин
Радиоконструктор 2000 год , № 5, стр 16- 19

Предлагается устройство для автоматического управления теплицей применяемой в холодное время года или в северных широтах.
Функции которые может выполнять данное устройство :
1. Режимы "день", "ночь"- включение и выключение освещения в заданное время. Для этого используются два будильника китайского производства- электронные или механические разницы нет, весь процесс работы привязан к имеющимся в них электронным звуковым излучателям.
2. Контроль освещенности- включение дополнительного освещения
3. Контроль влажности
4. Контроль температуры

Функционально само устройство состоит из двух частей: реле времени и блок автоматики. Схема первого из них показана на рисунке 1

Само устройство представляет собою триггер. Как уже и говорилось выше, в качестве времязадающих устройств применены два китайских будильника (на схеме они условно обозначены Б1 и Б2). При срабатывании первого из них на выходе триггера устанавливается одно из устойчивых состояний и оно будет удерживаться до тех пор пока не сработает другой будильник.
К выходам триггера подключены транзисторные ключи при открывании которых на их коллекторах формируется напряжение высокого уровня (порядка 25 Вольт). Состояние каждого из ключей сигнализируется свечением светодиода.

Устройство автоматики состоит из нескольких компараторов. Каждый из них имеет свое предназначение: компаратор на микросхеме А1 отвечает за регулировку температуры, компаратор на микросхеме А2- контролирует освещенность, компаратор на А3- регулировка влажности. Принцип их работы понятен и в особом описании не нуждается: при достижении определенного порогового значения на датчике происходит включение электромагнитного реле которое и включит соответствующее исполнительное устройство (нагреватель, электролампу, электронасос- в зависимости от сработавшего датчика). Стоит только лишь отметить что датчиком влажности (по схеме это R21) здесь служат два металлических стержня (желательно из нержавейки) диаметром 3....5 мм, погруженные в почву на глубину залегания корней, а сопротивление резистора R19 должно быть равно сопротивлению датчика при оптимальной влажности. резистор R19, кстати, можно установить подстроечный.

Теперь о том какую роль здесь играют сигналы "день- ночь".
По задумке автора эти сигналы должны создавать разницу между ночными и дневными режимами работы теплицы: чтобы дополнительное освещение включалось лишь в дневное время в том случае когда внешнего освещение на достаточно (например в пасмурную погоду или при коротком световом дне), а температура в ночное время поддерживалась немного меньшей чем в дневное. Таким образом сохраняется естественный режим роста растений.
Для этого сигналы с таймера "день-ночь" вносят небольшую коррективу в работу компараторов: в регулятор температуры вносится сдвиг порога срабатывания компаратора, а регулятор освещенности вообще блокируется в ночное время.

Реле, примененные автором в данном устройстве, КУЦ-1 от ДУ отечественных телевизоров (они также применялись в усилителях "Вега-122-стерео" в устройстве защиты). Можно применить и обычные автомобильные реле, но тогда следует последовательно с их обмотками установить гасящие резисторы на 100 Ом- автомобильные реле предназначены на работу с 12 Вольтовым напряжением, а в данной схеме на обмотку реле поступает примерно 25 Вольт.

Если есть желание более подробно ознакомиться с описанием работы данного устройства, то скачайте журнал- источник в нашей библиотеке (ссылка выше). Думается что нет нужды напоминать о том что у нас на сайте все совершенно бесплатно....

Выращивание культур в условиях защищенного грунта предполагает организацию определенного микроклимата внутри помещения. Иначе парник становится не только мало полезным, но и может нанести непоправимый вред рассаде. Обеспечить растениям необходимые условия можно и своими силами. Но, более удобной и действенной будет автоматизация процессов, влияющих на климат внутри парника. Как можно автоматизировать теплицу при помощи готовых и самодельных устройств – читайте в статье.

Современные устройства по автоматизации теплиц и парников позволяют автономно работать системам полива, отопления и вентилирования. На сегодня, существует несколько способов автоматизации процессов, от которых зависит . Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки.

Автоматика в теплицах различается по принципу действия (способу приведения механизмов в действие) на:

1. Электрическую . Такая автоматика отличается простотой монтажа, возможностью точной настройки. К недостаткам электрических систем можно отнести их дороговизну, сравнительно с другими типами автоматизированных систем, и зависимость от источника электроэнергии.
2. Гидравлическую . Такие технологии надежные и абсолютно безопасные: в их основе лежит принцип расширения жидкостей при перегреве. Недостатки конструкций – медленное реагирование на понижение температуры.
3. Биметаллическую . В основе биметаллических устройств лежит способность различных металлов к расширению. Такие системы идеальны для автоматизации системы вентилирования. Минусом биметаллической автоматики является то, что она не способны приводить в действие тяжелое оборудование.

Вышеперечисленные автоматические системы можно установить на любое оборудование, которое нуждается в автономной работе. Выбор автоматизированных конструкций зависит от бюджета садовода, наличия рядом с участком сети электропередач, габаритов теплицы.

Больше об автоматике для теплиц в нашем материале:

Автоматика для теплицы на микроконтроллере

Автоматизация теплицы возможна благодаря точным датчикам, считывающим температуру, уровень влажности и освещения внутри и снаружи теплицы, таймерам, которые передают сведения на специальный контроллер. После чего система управления, на основе встроенных в программу алгоритмов, оценивает показания с датчиков и принимает решения на включение или выключение исполнительных устройств теплицы.

Именно программный регулятор приводит в действие насос системы орошения, вентилятор и доводчик форточки, осветительные и отопительные приборы. На сегодня, существует множество контроллеров, главная задача которых – регулирование микроклимата в теплице. Цена на контроллер зависит от количества аналоговых входов и памяти устройства. Наиболее доступным является контроллер Атмега на платформе Ардуино.

Больше информации об умной теплице на основе чипа Ардуино можно прочитать по ссылке:

Программа автоматики для теплицы на микроконтроллере ориентирована, в первую очередь, на такие процессы как:

1. Установка заданной температуры и влажности воздуха.
2. Включение, выключение осветительных приборов в зависимости от времени суток и года.
3. Управление системой аэрации (открытие и закрытие форточек, запуск вентиляторов при перегреве воздуха в теплице).
4. Управление системой полива в зависимости от этапов развития растений.

Подобная автоматика позволяет добиться максимальных результатов при выращивании даже самых прихотливых культур, но отличается высокой стоимостью, поэтому может быть рентабельной только на больших и промышленных сельскохозяйственных объектах.

Система зашторивания теплиц

В значительных по площади промышленных теплицах, для нормализации микроклимата, применяют и системы зашторивания парников. В бытовом хозяйстве такие системы показывают не менее высокую результативность.

Система зашторивания обеспечивает затенение теплицы, снижая вероятность перегрева парника из-за солнечной радиации в летний период.

Различают боковые и верхние экраны систем зашторивания. Вместе с тем, существует несколько типов полотен, которые выполняют различные функции: полное или частичное затемнение, сбережение тепловой энергии, удерживание искусственного света внутри парника.

Зачастую, для контроля над системой зашторивания, используют централизованное управление от единой системы автоматического регулирования микроклимата в теплице.

При необходимости Экран приводит в действие переключатель на шкафчике автоматики. Кроме того, систему можно включить в программу общего контроллера по управлению климатом внутри теплицы.

Самодельная автоматическая теплица

Во избежание финансовых затрат, автоматизированные системы можно полностью или частично сделать своими руками. Конечно же, для того, чтобы создать автоматику на контроллере понадобятся термостаты, циклические и суточные таймеры, схема готовой платы, каналы связи с оборудованием. Гораздо проще будет организовать автоматику для каждого отдельного процесса.

Чаще всего, отдельно автоматизируют систему полива в теплице. Организация системы зависит от габаритов паника. Так, для небольших бытовых теплиц, зачастую, применяется самодельная капельная система полива.

Организация капельного полива имеет такие этапы:

1. Разработка схемы полива с учетом индивидуальных размеров теплицы.
2. Подготовка материалов (капельных шлангов, бака для воды, фильтров, кранов, соединительных штуцеров, магистральной трубы).
3. Установку бака на высоте в 0,1-0,2 см, монтаж фильтров для очистки воды.
4. Разводку магистрального водопровода и веток линий.
5. Монтаж перекрывающих кранов на каждую ветку.
6. Соединение всех составляющие водопровода при помощи соединительных штуцеров.
7. Установка капельниц.
8. Наполнение бака водой.

К полуавтоматической системе полива относится орошение методом солнечной дистилляции, при котором вода, испаряясь из резервуара, конденсируется на колпаке, и по специальным желобам стекает вниз к растениям.

Установка автомата в теплицу: термовент для проветривания

Наиболее простой способ контроля температуры в теплице из поликарбоната – установка автоматических форточек для проветривания. Чаще всего, автоматическая форточка комплектуется термоприводом, который приводит устройство в действие при изменении температуры внутри парника.

Принцип работы термовента основывается на способности расширения масел при нагревании. Кроме того, на термоприводе можно настроить нужную температуру для автоматического проветривания теплицы. Выбрать автоматический открыватель форточек помогут советы специалистов:

Автоматический механизм монтируется на окна или фрамуг не имеющей большой парусности. Открыватель устанавливается внутри теплицы, в верхней части открываемой конструкции. Для его монтажа необходимо иметь лишь шуруповерт и саморезы. Термопривод может монтироваться и на дверях теплицы.

Оборудование: автоматика для теплиц (видео)

Автоматизация теплицы – это современный, удобный способ повышения урожайности в парнике. Все процессы в автоматизированных теплицах происходят без участия человека, что является неоспоримым преимуществом для огородников, чей садовый участок находится вдали от постоянного места проживания. Оборудовав теплицу автоматикой, вы перестанете заботиться о том как бы не забыть открыть форточку, включить осветительные и отопительные приборы в теплице: “умная” система сделает все за вас, создав наиболее оптимальные условия для роста и плодоношения культуры!

Уважаемые коллеги!
Хотелось бы немного дополнить уже имеющиеся на форуме публикации небольшой статьёй, дополняющей серию доступной автоматизации для дачных участков. STM32 как серия микропроцессоров вполне может дополнить группу устройств автоматики, построенных на Ардуино.
Немного истории - почему вообще родилась такая сист ема. Совсем недавно я стал счастливым обладателем 140 кустов ремонтантной малины, и конечно же, сделал посадку. Несмотря на то, что убыли приложены старания - результат оказался плачевным. Посадка была с мульчирующим покрытием и оборудована капельным поливом - но более половины кустов к осени оказались нежизнеспособными. Причём что удивительно - ни вредителей, ни болезней замечено не было. Именно это и оказалось толчком для начала работ.
В первую очередь, был проведён анализ воды - и оказалось, что вода имеет состав, который не очень хорошо воспринимается малиной. Грустная новость - это говорит о том, что без специальной системы подготовки применить воду, имеющуюся просто в избытке на участке, нельзя. Конечно, интернет мне в помощь - и результаты просто шокирующие... Цена на готовую систему превышает 270 тыс рублей, и просто так её не купить - изготавливается индивидуально, и для моих объёмов сони имеют слишком большую производительность. Стало обидно за державу - и вот, после года(!) работ, появилась на свет система, которая с успехом прошла испытания и в этом году будет управлять поливом и подкормкой моих посадок. Причём не только малины.
Собственно, вы справедливо заметите - это же открытые посадки, а тут обсуждается закрытый грунт. Да - дело в том, что мой коллега, у которого имеется 3 теплицы, заинтересовался проектом. И вот уже для него сделаны малой серией контроллеры, фото которых вы видите ниже

Немного технических подробностей - в качестве основной платы используется отладочная плата с установленным stm32f103c8t6. Питание 220В переменного тока, имеется гальванически изолированная шина стандарта RS485 и также гальванически изолированная шина стандарта 1-wire. Контроллер является свободно программируемым - по командам полностью совместим с контроллером FX2N Mitsubishi.
Поддерживает протокол обмена Modbus RTU как мастер, так и слейв. Также имеет 2-й порт обмена последовательными данными - но поддержка только слейв modbus RTU.
Благодаря наличию шины 1-wire, легко работает с распространёнными датчиками температуры DS18B20. Причём поддерживает до 128 штук.
Также в данную публикацию хотелось бы добавить видео работы системы из 4-х контроллеров, работающих по шине модбус.

Почему я решил провести такую публикацию? Да очень просто - ведь не каждый может взять в руки паяльник и собрать то, что ему необходимо. Этот контроллер даёт возможность реализовать любую идею или задумку фермера без особых знаний.
Немного сумбурно описал систему - уж извините. Если будут вопросы - милости прошу, отвечу по возможности на все. Также, если этот пост пропустят, буду публиковать материалы о том, как эта система будет устанавливаться в теплице. Надеюсь, этот опыт будет полезным.