חוות חממה וחממות מסורתיות, אפילו בתנאי אקלים נוחים, דורשות מאמצים ניכרים מהבעלים כדי להשיג את הקציר המתוכנן. ניתן לציין גם קומפלקסים של עבודה טכנית על סידור מבנים, אך המשימות של בקרה אלמנטרית ממלאות תפקיד משמעותי בתהליך הפעולה. הרעיון של חממה חכמה מאפשרת להקל מאוד על הפונקציות של הבעלים בעת יצירה ותחזוקה של חפצים כאלה. אתה יכול ליישם אותו במו ידיך באמצעות ציוד מיוחד וכלי חומרה ותוכנה.
אוטומציה בחממה
במונחים כלליים, חממה חכמה יכולה להיחשב כאנלוגיה של בית חכם. המשימה העיקרית של המערכת היא לספק אלמנטים של שליטה חכמה, אשר ישפיעו באופן חיובי על מספר פרמטרים של פעולת החווה בבת אחת. גורם מפתח ביישום בקרה אוטומטיתהוא השליטה במחווני מיקרו אקלים ללא התערבות המשתמש. המערכת חייבת באופן עצמאי, בהתבסס על נתוני הטמפרטורה והלחות הנוכחיים, להתאים את הפרמטרים הדרושים מדי יום, שעה ואפילו דקה, תוך התחשבות בדרישות הצמחייה הספציפית. אבל ייתכנו בעיות ברעיון של הצגת אוטומציה לחממה. זה לא קשה ליישם את האלמנטים הבסיסיים של המערכת במו ידיך - זה מספיק כדי לחבר חיישנים עם מספר חיישני רגישות לציוד השולט ישירות על מיקרו אקלים ותהליכים רגולטוריים אחרים. הקושי טמון בסתירות בין הדרישות של מרכיבים פונקציונליים שונים של החממה. לא מדובר אפילו בעובדה שמלפפונים ועגבניות מותנים זקוקים למשטר השקיה שונה, אלא בהבדלים מבחינת צורכי לחות ונוחות תרמית ביחס לאדמה ולחלק העליון של הצמחים.
בחירת מיקום לחממה
בשלבים הראשונים של הפרויקט, ניתן להתמקד בכללים הכלליים לסידור הטכני של המבנה. כמובן שהבחירה במיקום החווה היא נקודה מהותית. אם יש מחסור בחום ובאנרגיה סולארית באזור, אזי יש לפנות את השיפוע והצד הארוך של המבנה לכיוון דרום. לדברי מומחים, החלטה כזו מצדיקה את עצמה אם הדגש הוא על גידול אביב עם שתילים. חממות קיץ, להיפך, צריכות להיות מכוונות צפונה, שכן במקרה זה הרכסים יקבלו שקיפות יעילה יותר עם קרני ערב ובוקר. כמו כן, בבחירת מקום, אל תשכח את האמינות של האדמה. במו ידיך מתחת לחממה חכמה אתה יכוללהכין מראש ובסיס אוניברסלי של מבנה ערימה עם גריל. אבל אם מתוכנן לבנות מסגרת על בסיס בסיס רצועה, אז יש לבצע חישוב גיאודטי עם קריאות מי תהום. לאפשרות זו יש מגבלות מבחינת הביצוע.
התקנה של החלק המבני העליון
בתחילה, אל תשכח שחממה עתירת טכנולוגיה ומלאת ציוד צריכה לספק אפשרות של חיווט כבלים והתקנת ציוד מורכב. כלומר, יש להשתמש בחומרי הייצור עם מבנה גמיש ככל האפשר מבחינת עיבוד. עם זאת, לא יהיה שום דבר חדש ביסודו ביישום חלק זה. השלד התומך יכול להיות עשוי מעמודי מתכת עם מסגרות רוחביות וניתן להשתמש בזכוכית או פוליקרבונט לקישוט. התקנת עשה זאת בעצמך של חממה חכמה מתבצעת על ידי מערך פעולות טיפוסי - בעזרת חומרה, סוגרים ומהדקים, העגינה בין האלמנטים מתבצעת באמצעות ציוד ריתוך או מקדחה. חשוב יותר הוא החישוב הנכון של המבנה כך שהוא יחזיק מעמד זמן רב ואינו דורש התאמה במהלך הפעולה. לתמיכה בתקשורת מונחים ערוצי כבלים מיוחדים. החומר עבורם נבחר מפלסטיק עמיד בפני לחות ומבודד היטב. כבר בחממה עצמה יש לשקול מערכת הארקה וקטעים מוגנים להתקנת בלוקים בטיחותיים.
יישום טכני של אוטומציה של חממה
לבקרת מערכות בקרהמיקרו אקלים משתמש בחיישנים, רכיבי חיישנים, מפעילים וכלי תקשורת כדי לספק אותות. עם זאת, ללא בקרת מיקרו-בקר, לא ניתן ליצור תשתית זו. כפתרון אופטימלי לבעיה זו, נעשה שימוש במוצרים המבוססים על "ארדואינו". חממה חכמה הנשלטת על ידי מכשיר זה מקבלת מגוון שלם של כלים לשליטה מתמדת על ידי מודולים פונקציונליים. מערכת "ארדואינו" היא לוח קטן עם מיקרו-מעגל שסופק על ידי הפרופסור וזיכרון. בהתאם לתצורה הספציפית של התקן זה, ניתן לחבר מספר מסוים של התקנים חיצוניים. בחממות קטנות משתמשים עד תריסר אלמנטים מבוקרים, לרבות מנועים חשמליים, מכשירי תאורה, מנגנוני דלתות, מערכות השקיה ועוד. הרכיבים המחוברים נשלטים לפי אלגוריתם מוגדר על ידי המשתמש תוך התחשבות בפרמטרים חיצוניים.
איך לפתח פרויקט Arduino?
כל האלמנטים הפונקציונליים של מתחם הבקרה מורכבים בנפרד. חלק מהמכשירים כלולים ישירות במערכת השירות של המיקרו-בקר, והחלק השני מעורב בשינוי הפרמטרים של סביבת העבודה. המשתמש נדרש לקבוע תחילה אילו אלמנטים פונקציונליים יידרשו לארגון הפעולה האוטונומית של החממה וכיצד תאורגן פונקציית הבקר מבחינה טכנולוגית. בדרך כלל, פרויקטים של Arduino מפותחים על פי הדברים הבאיםאלגוריתם:
- קביעת גורמי מטרה המשפיעים על חיי הצומח. הבסיסיים כוללים טמפרטורה, לחות, אור ותכולת פחמן דו חמצני.
- עריכת סכמה לפיה תשתית הבקרה תיושם באמצעות הבקר.
- נסח פריסה של ציוד וחיישנים עם מידע על פרמטרי יעד.
- יצירת מפה טכנולוגית של האינטראקציה של לוח הבקרה עם היחידות הפונקציונליות של הבקר.
- פיתוח אלגוריתם ברמת התוכנה לאוטומציה של תהליכי ניהול חממה.
- תמיכה טכנית של יחידות פונקציונליות עם מערכת אספקת חשמל.
סוגי מכונות אוויר
זרימת האוויר היא אחד מגורמי המפתח המבטיחים התפתחות מאוזנת של צמחים אוהבי חום. במקרה זה, המשימה היא לבצע פונקציה זו במצב אוטומטי. איך להבטיח זאת? יש שלוש דרכים עיקריות ליישם אוורור חממה אוטומטי:
- מבולם זעזועים לרכב. הפתרון התקציבי הפשוט ביותר, שעשוי ממנגנוני בוכנה ומקפיץ גז של מכונית. אוורור אוטומטי של החממה עשה זאת בעצמך מבולם זעזועים יכול להתבצע באמצעות צינורות מתכת, פקקי אינסטלציה ועצירה פניאומטית עם בסיס גוף. תשתית זו, למעשה, יוצרת כונן תרמי הניתן לקיבוע בעלה החלון של אותו קיר או חופה מפוליקרבונט.
- מאוורר חשמלי. באמצעותהמתג התרמי מותקן על מערכת אוורור מלאה בעלת כוח מספיק עם חיבור לגנרטור מקומי או מופעל על ידי סוללה משלו.
- מנגנוני שסתום. מבוצעת חיתוך במבנה החלון או בגג החממה להתקנת שסתום אוורור. אוטומציה במקרה זה תהיה משולבת, ורמתה תלויה בגרסה הספציפית של המכשיר. כיום, ישנם דגמים עם בקרת תוכנה, ועם ווסתים מכניים שאינם דורשים אספקת חשמל.
מערכת תאורה
צמחיית החממה בממוצע צריכה לקבל אור 14-16 שעות ביום. גם בתאורה מסביב לשעון אין טעם, ולכן יש צורך במערכת ויסות עצמית. ראשית, יש צורך לקבוע תחילה מה יהיו מקורות האור. כאופציה אוניברסלית, אתה יכול להשתמש בנורות LED מיוחדות לחממות או מכשירים עם מה שנקרא תאורה אדומה שימושית, הפועלות על גלים בטווח שבין 600 ל-700 ננומטר. עם זאת, בתקופת הפריחה יש לחבר גלים כחולים בספקטרום של 400-500 ננומטר. במונחים של יישום תאורה, חממה חכמה במו ידיך יכולה להיות מסופקת עם קבוצה מבוקרת של מנורות מוגנות עם מגוון רחב של פרמטרים מתכווננים המוטבעים בבסיס של בקר משותף. המשימה העיקרית היא לארגן בצורה נכונה ורציונלית את החיבור מהמגעים של מערכת Arduino לכל מנורה. לשם כך, ניתן להשתמש גם בממסרי בקרה עם קולטים ודרייברים לשינוי מאפייני הזוהר.
מערכת השקיה
יש להכין תוכנית מיקום מפעל עד לתכנון החלק הזה. רצוי לחלק אותם לקבוצות עם אותן דרישות השקיה. אוטומטיות להשקיית החממה יחוברו גם לבקר מרכזי המחובר לחיישני לחות. האפשרות הפשוטה ביותר ליישום מערכת כזו היא התקנת חבית מים, שתיאסף על ידי מי גשמים מהניקוז. תהליך ההשקיה יישלט על ידי שסתום כדורי עם טרנסום אוטומטי מחובר למשיכה ישירה.
מערכת השקיה בטפטוף
מסובך מבחינת עיצוב, אבל יעיל מבחינת אספקת המים לצמחים. כדי ליצור אותו, תצטרך מתקן מתכוונן אוטומטית וציוד להפצת מים, אשר יכול להיות עשוי מצינור פלסטיק. אז, תעלות מחוררות מותקנות לאורך כל המיטות של החממה החכמה. עבור שתילים, אתה יכול להגביל את עצמך ללחות הקרקע. יש לשלוט על כל מערכת הצנרת גם על ידי משאבת סחרור, שתשמור על רמת הלחץ האופטימלית במעגלים.
אמצעים לגירוי אדמה פורייה
פעילות הצמיחה וההתפתחות של צמחים תלויה במיקרופלורה של הקרקע. כדי לשמור על משטר הלחות האוויר האופטימלי של כדור הארץ, נדרש מערך מתאים של חממות חכמות, שיכלול אלמנטים חשמליים לחימום והשקיית הקרקע. בדרך כלל משתמשים במחצלות או במכשירי צלחת, אשר ממוקמים ישירות פנימהקרקע או מתחתיו, ומצד שני מחוברים למערכת אספקת החשמל עם בקר.
מסקנה
מאפייני הפעילות החיוניים של צמחי חממה תלויים בנוחות שמספק ציוד האקלים המקומי. מערכות בקרת מיקרו אקלים המבוססות על בקרים ואוטומציה אחרת הן לא רק צעד לקראת הגדלת הנוחות של בעל החווה הזו. זוהי הגדרה הרבה יותר מדויקת של מצבי בקרת אוויר, לחות וטמפרטורה, כמו גם אמצעי לשיפור היעילות האנרגטית של הציוד המשמש. שימוש רציונלי במשאבי אנרגיה הוא רק אחד מגורמי המפתח בפיתוח מערכות בקרה המבוססות על ארדואינו.
