Traditionelle Gewächshaus- und Gewächshausbetriebe erfordern selbst bei günstigen klimatischen Bedingungen erhebliche Anstrengungen des Eigentümers, um die geplante Ernte zu erzielen. Komplexe technischer Arbeiten zur Anordnung von Strukturen können ebenfalls festgestellt werden, aber die Aufgaben der elementaren Steuerung spielen eine wichtige Rolle im Operationsprozess. Das Konzept eines intelligenten Gewächshauses ermöglicht es, die Funktionen des Eigentümers bei der Erstellung und Wartung solcher Objekte erheblich zu erleichtern. Sie können es mit Ihren eigenen Händen implementieren, indem Sie spezielle Geräte sowie Hardware- und Softwaretools verwenden.
Automatisierung im Gewächshaus
Im Allgemeinen kann ein intelligentes Gewächshaus als Analogon zu einem intelligenten Zuhause betrachtet werden. Die Hauptaufgabe des Systems besteht darin, Elemente einer intelligenten Steuerung bereitzustellen, die mehrere Parameter des Betriebs der Farm gleichzeitig positiv beeinflussen. Ein Schlüsselfaktor bei der Umsetzung der automatischen Steuerungist die Steuerung von Mikroklimaindikatoren ohne Benutzereingriff. Das System muss auf der Grundlage der aktuellen Temperatur- und Feuchtigkeitsdaten jeden Tag, jede Stunde und sogar jede Minute die erforderlichen Parameter unter Berücksichtigung der Anforderungen der spezifischen Vegetation selbstständig anpassen. Aber es kann Probleme bei der Idee geben, eine Automatisierung für ein Gewächshaus einzuführen. Es ist nicht schwierig, die Grundelemente des Systems mit Ihren eigenen Händen zu implementieren - es reicht aus, Sensoren mit mehreren Empfindlichkeitssensoren an Geräte anzuschließen, die das Mikroklima und andere Regulierungsprozesse direkt steuern. Die Schwierigkeit liegt in den Widersprüchen zwischen den Anforderungen verschiedener Funktionskomponenten des Gewächshauses. Dabei geht es nicht einmal darum, dass bedingte Gurken und Tomaten ein anderes Gießregime benötigen, sondern um Unterschiede in Bezug auf den Feuchtigkeitsbedarf und den thermischen Komfort in Bezug auf den Boden und den oberen Teil der Pflanzen.
Wahl eines Standorts für ein Gewächshaus
In den ersten Phasen des Projekts können Sie sich auf die allgemeinen Regeln für die technische Anordnung der Struktur konzentrieren. Natürlich ist die Wahl des Standorts der Farm ein grundlegender Punkt. Wenn es in der Region an Wärme- und Sonnenenergie mangelt, sollten Hang und Längsseite des Bauwerks nach Süden gedreht werden. Laut Experten rechtfertigt sich eine solche Entscheidung, wenn der Schwerpunkt auf der Frühjahrskultur mit Setzlingen liegt. Sommergewächshäuser hingegen sollten nach Norden ausgerichtet werden, da in diesem Fall die Firste mit Abend- und Morgenstrahlen eine effektivere Lichtdurchlässigkeit erh alten. Vergessen Sie bei der Auswahl eines Ortes auch nicht die Zuverlässigkeit des Bodens. Mit Ihren eigenen Händen unter einem intelligenten Gewächshaus können SieBereiten Sie im Voraus eine universelle Gründung einer Pfahlstruktur mit einem Grill vor. Wenn jedoch geplant ist, einen Rahmen auf der Basis eines Streifenfundaments zu bauen, sollte eine geodätische Berechnung mit Grundwassermesswerten durchgeführt werden. Diese Option hat ihre Einschränkungen in Bezug auf die Ausführung.
Montage des oberen Strukturteils
Vergessen Sie zunächst nicht, dass ein hochtechnologisches und mit Geräten vollgestopftes Gewächshaus die Möglichkeit der Kabelverlegung und der Installation komplexer Geräte bieten sollte. Das heißt, die Herstellungsmaterialien sollten im Hinblick auf die Verarbeitung möglichst mit einer biegsamen Struktur verwendet werden. Bei der Umsetzung dieses Teils wird es jedoch nichts grundlegend Neues geben. Das tragende Skelett kann aus Metallstangen mit Querrahmen bestehen, und zur Dekoration kann Glas oder Polycarbonat verwendet werden. Die Do-it-yourself-Installation eines intelligenten Gewächshauses wird durch eine typische Reihe von Vorgängen durchgeführt - mit Hilfe von Hardware, H alterungen und Klemmen wird das Andocken zwischen den Elementen mit Schweißgeräten oder einem Bohrschrauber durchgeführt. Wichtiger ist die richtige Berechnung der Struktur, damit sie lange hält und im Betrieb nicht angepasst werden muss. Zur Kommunikationsunterstützung werden spezielle Kabelkanäle verlegt. Das Material für sie wird aus feuchtigkeitsbeständigen und gut isolierenden Kunststoffen ausgewählt. Bereits im Gewächshaus selbst sollten ein Erdungssystem und geschützte Bereiche für die Installation von Sicherheitsblöcken in Betracht gezogen werden.
Technische Umsetzung der Gewächshausautomatisierung
Zur Steuerung von KontrollsystemenMikroklima verwendet Sensoren, Sensorelemente, Aktoren und Kommunikationswerkzeuge, um Signale zu liefern. Ohne Mikrocontrollersteuerung lässt sich diese Infrastruktur jedoch nicht aufbauen. Als optimale Lösung für dieses Problem kommen Produkte auf Basis von „Arduino“zum Einsatz. Ein intelligentes Gewächshaus, das von diesem Gerät gesteuert wird, erhält eine vollständige Palette von Werkzeugen zur ständigen Steuerung durch Funktionsmodule. Das "Arduino"-System ist eine kleine Platine mit einem vom Professor bereitgestellten Mikrosch altkreis und Speicher. Abhängig von der spezifischen Konfiguration dieses Geräts kann eine bestimmte Anzahl externer Geräte angeschlossen werden. In kleinen Gewächshäusern werden bis zu einem Dutzend gesteuerte Elemente verwendet, darunter Elektromotoren, Beleuchtungseinrichtungen, Türmechanismen, Bewässerungssysteme usw. Die angeschlossenen Komponenten werden nach einem benutzerdefinierten Algorithmus unter Berücksichtigung externer Parameter gesteuert.
Wie entwickelt man ein Arduino-Projekt?
Alle Funktionselemente des Steuerungskomplexes werden einzeln zusammengestellt. Einige der Geräte sind direkt in das Servicesystem des Mikrocontrollers eingebunden, und der andere Teil ist an der Änderung der Parameter der Arbeitsumgebung beteiligt. Der Benutzer muss zunächst festlegen, welche Funktionselemente benötigt werden, um den autonomen Betrieb des Gewächshauses zu organisieren und wie die Steuerungsfunktion technologisch organisiert wird. Typischerweise werden Arduino-Projekte wie folgt entwickeltAlgorithmus:
- Bestimmung von Zielfaktoren, die das Pflanzenleben beeinflussen. Zu den grundlegenden gehören Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Licht und Kohlendioxidgeh alt.
- Ausarbeitung eines Schemas, nach dem die Steuerungsinfrastruktur mithilfe des Controllers implementiert wird.
- Entwurf eines Layouts von Geräten und Sensoren mit Informationen zu Zielparametern.
- Erstellen einer technologischen Landkarte der Interaktion des Bedienfelds mit den Funktionseinheiten des Controllers.
- Entwicklung eines Algorithmus auf Softwareebene zur Automatisierung von Gewächshausmanagementprozessen.
- Technische Betreuung von Funktionseinheiten mit Stromversorgungssystem.
Arten von Lüftungsgeräten
Die Luftzirkulation ist einer der Schlüsselfaktoren für die ausgewogene Entwicklung wärmeliebender Pflanzen. In diesem Fall besteht die Aufgabe darin, diese Funktion im Automatikmodus auszuführen. Wie kann man es sicherstellen? Es gibt drei Möglichkeiten, eine automatische Gewächshauslüftung zu implementieren:
- Von einem Autostoßdämpfer. Die einfachste Budgetlösung, die aus Kolbenmechanismen und einer Gasfeder eines Autos besteht. Die automatische Belüftung des Gewächshauses zum Selbermachen von einem Stoßdämpfer kann mit Metallrohren, Sanitärstopfen und einem pneumatischen Stopp mit Rumpfbasis erfolgen. Diese Infrastruktur bildet tatsächlich einen thermischen Antrieb, der im Fensterblatt derselben Polycarbonatwand oder -überdachung befestigt werden kann.
- Elektrischer Ventilator. Mit Hilfeder Thermosch alter montiert ist ein vollwertiges Lüftungssystem mit ausreichender Leistung mit Anschluss an einen lokalen Generator oder mit eigener Batterie betrieben.
- Ventilmechanismen. In der Fensterstruktur oder auf dem Dach des Gewächshauses wird ein Ausschnitt zum Einbau eines Belüftungsventils angebracht. Die Automatisierung wird in diesem Fall integriert, und ihr Niveau hängt von der spezifischen Version des Geräts ab. Heute gibt es Modelle mit Programmsteuerung und mit mechanischen Reglern, die keine Stromversorgung benötigen.
Beleuchtungssystem
Gewächshausvegetation sollte durchschnittlich 14-16 Stunden am Tag Licht erh alten. Es macht auch keinen Sinn, rund um die Uhr zu leuchten, daher ist ein selbstregulierendes System erforderlich. Zunächst muss zunächst festgelegt werden, was die Lichtquellen sein werden. Als universelle Option können Sie spezielle LEDs für Gewächshäuser oder Geräte mit der sogenannten nützlichen roten Beleuchtung verwenden, die mit Wellen im Bereich von 600 bis 700 Nanometern arbeiten. Während der Blütezeit sollten jedoch blaue Wellen im Spektrum von 400-500 Nanometern verbunden sein. In Bezug auf die Implementierung der Beleuchtung kann ein intelligentes Gewächshaus mit Ihren eigenen Händen mit einer gesteuerten Gruppe geschützter Lampen mit einer Vielzahl einstellbarer Parameter versehen werden, die in die Basis einer gemeinsamen Steuerung eingebettet sind. Die Hauptaufgabe besteht darin, die Verbindung von den Schützen des Arduino-Systems zu jeder Lampe korrekt und rational zu organisieren. Dazu können auch Steuerrelais mit Kollektoren und Treibern zur Veränderung der Glühcharakteristik verwendet werden.
Bewässerungssystem
Bis zum Entwurf dieses Teils sollte ein Pflanzenplatzierungsplan erstellt werden. Es empfiehlt sich, sie in Gruppen mit gleichen Gießansprüchen zu verteilen. Die Bewässerungsautomatik des Gewächshauses wird ebenfalls an eine zentrale Steuerung angeschlossen, die mit Feuchtigkeitssensoren verbunden ist. Die einfachste Möglichkeit, ein solches System zu implementieren, besteht darin, ein Wasserfass zu installieren, das durch Regenwasser aus dem Abfluss gesammelt wird. Der Beregnungsvorgang wird über einen Kugelhahn mit angeschlossenem Automatikspiegel mit Direktzug gesteuert.
Tropfbewässerungssystem
Aufwändig im Design, aber effektiv im Hinblick auf die Pflanzenwasserversorgung. Um es zu erstellen, benötigen Sie einen automatisch einstellbaren Spender und eine Ausrüstung zum Verteilen von Wasser, die aus einem Kunststoffrohr hergestellt werden können. Daher sind entlang aller Beete des intelligenten Gewächshauses perforierte Kanäle montiert. Bei Sämlingen können Sie sich auf die Bodenfeuchtigkeit beschränken. Das gesamte Rohrleitungssystem muss außerdem durch eine Umwälzpumpe gesteuert werden, die das optimale Druckniveau in den Kreisläufen aufrechterhält.
Mittel zur Stimulierung fruchtbaren Bodens
Die Aktivität des Wachstums und der Entwicklung von Pflanzen hängt von der Mikroflora des Bodens ab. Um das optimale Luftfeuchtigkeitsregime der Erde aufrechtzuerh alten, ist ein geeigneter Satz intelligenter Gewächshäuser erforderlich, die elektrische Elemente zum Heizen und Bewässern des Bodens enth alten. Üblicherweise werden Matten oder Plattengeräte verwendet, die direkt hineingelegt werdenErde oder darunter liegen und andererseits mit einem Regler an das Stromnetz angeschlossen werden.
Schlussfolgerung
Die lebenswichtigen Aktivitätseigenschaften von Gewächshauspflanzen hängen vom Komfort ab, den die lokale Klimaausrüstung bietet. Mikroklima-Steuerungssysteme, die auf Controllern und anderer Automatisierung basieren, sind nicht nur ein Schritt zur Erhöhung des Komforts des Besitzers dieser Farm. Dies ist eine viel genauere Einstellung der Luft-, Feuchtigkeits- und Temperaturregelungsmodi sowie ein Mittel zur Verbesserung der Energieeffizienz der verwendeten Geräte. Der rationelle Umgang mit Energieressourcen ist nur einer der Schlüsselfaktoren bei der Entwicklung von Steuerungssystemen auf Basis von Arduino.
