Что представляет собой умная теплица: 6 характеристик

Базовые возможности умной теплицы

Автоматизации подлежат следующие виды работ из комплекса обязательных агротехнических мероприятий проводимых с растениями в теплице.

• Регулирование температуры предпочтительной для выращивания растений в данной конкретной теплице. Контроль над поддержанием заданного теплового режима.
• Создание определенных показателей влажности воздуха в теплице. На урожайности некоторых культур этот показатель оказывает существенное влияние.
• Сохранение влажности грунта в заданных пределах. Корневая система растений не должна пересыхать и в то же время переизбыток влаги приводит к заболеванию растений.
• Организация дополнительного освещения в теплице в любое время года обеспечит полноценный рост растений.

Обзоры готовых проектов умных теплиц + цены и фото

Примеры наиболее распространенных моделей готовых проектов представлены в таблице ниже:

Название модели	Особенности	Цена, руб.	Фото.
Отечественные
Умная теплица (4*2*2 м)	Бывают типовыми или изготавливаются по заказу. Выполняются из поликарбоната. Снабжена системами терморегуляции и автополива. Срок службы – 15 лет.	от 7200	.
Новатор-4 (в комплектациях «Комфорт», «Классика», «Премиум», «Элит»); размеры варьируют	Модель арочной формы с сечением труб 4*4 см и расстоянием между дугами 0,66 м. Выполнена из поликарбоната. Выдерживает до 160 кг снега на м2.	от 11000	.
LIFE ENERGY-4 (в стандартной и дополнительной комплектациях)	Круглогодичная. Выполнена с однокамерным стеклопакетом. Снабжена автоматическими системами: полива, вентиляции, подсветки и обогрева.	524600-1573900	.
LIFE ENERGY-5	Круглогодичная, шириной 4 м. Выполнена с люками для проветривания (2-6) с автоприводом. Снабжена автоматическими системами: полива, вентиляции, подсветки и обогрева.	626100-1848300	.
ЙоТик (обучающий электронный набор-конструктор)	Набор включает: корпус в виде конструктора, контроллер ЙоТик v1.0, плату расширения Ардуино, светодиодную ленту 20 см, модули четырех реле и силового MOS транзистора, электропомпу, трубку для подачи воды; а также датчики освещенности, температуры, влажности воздуха, почвы.	15 000	.
Ардуино Мега	Конструкция позволяет создать теплицу с функциями автоматического контроля температуры, влажности, освещенности, проведения полива, создания необходимого микроклимата. Управление возможно дистанционно.	15 000
«Умная теплица» по Курдюмову	Предусмотрены автоматизированные режимы: контроля над температурой воздуха, мульчирования почвы, капельного полива, а также проветривания.	22700-77000	.
Иностранного производства
WERDEBOX (создана в Италии)	Источниками освещения являются светодиоды. Культуры могут выращиваться на 4-х ярусах. Для роста растений предусмотрены специальные капсулы. Благодаря современному дизайну теплица легко вписывается практически в любой интерьер.	600 000	.

Модуль управления поливом

ВНИМАНИЕ! Реле, используемые в текущей версии прошивки, включаются по низкому уровню. Если у вас наоборот – смотрите настройки RELAY_ON и RELAY_OFF в файле Globals

h.

Для индикации ручного режима управления поливом на пин 8 выведен светодиод (см. схему), который будет мигать при переключении в ручной режим работы. Для управления каналами реле задействованы пины 22, 23, 24, с которых идёт управление тремя каналами реле. Можно рулить каким угодно количеством реле, вплоть до 8. Для изменения кол-ва реле в файле Globals.h установите WATER_RELAYS_COUNT в нужное число – от 1 до 8. Пины прописываются в WATER_RELAYS_PINS, каждый пин указывается через запятую, их общее количество должно быть равным количеству, указанному в настройке WATER_RELAYS_COUNT!

При подаче любой команды модулю управления поливом (начать/закончить полив, а также когда настройка “Автоматическое управление поливом” в положении “выключено”) – контроллер переходит в ручной режим управления поливом, при этом мигает светодиод на пине 8. Номер пина для диода можно изменить с помощью настройки DIODE_WATERING_MANUAL_MODE_PIN в файле Globals.h.

Организация автоматического проветривания

Для этого нужно приспособить к каждой форточке гидроцилиндр. Принцип работы его таков: повышение температуры вызывает нагревание жидкости внутри цилиндра, она расширяется и двигает шток, поднимающий вверх форточку. И наоборот – понижение температуры вызывает охлаждение жидкости в цилиндре, она сжимается и шток под действием веса форточки заходит обратно в цилиндр, вследствие чего рама прикрывается.

Такой гидравлический автомат весит около 3 кг при усилии на штоке около 100 кг. Этого вполне хватает для открывания стеклянной рамы площадью около 2 м2 или рамы из пленки (поликарбоната) около 5 м2. То есть можно проветривать теплицу, имеющую площадь в 10– 20 м2. Более крупные парники следует оборудовать несколькими такими фрамугами. Стоимость получается вполне приемлемая с учетом срока службы гидроавтомата не менее 15–20 лет.

Контроллер

Контроллер обрабатывает информацию и дает команды для действий исполнительных механизмов. Это программируемое электронное устройство, которое по заданному алгоритму обеспечивает выполнение всех агротехнических задач по уходу за растениями.

Помимо самой электронной схемы и комплекта датчиков в комплект поставки входят программы управления и визуализации.

В качестве примера приведем функциональные возможности одного из видов контроллера российского производства:

• управление по программе, рассчитанной на действие в течение суток, где исходными данными являются значения температуры и влажности;
• позиция термопривода открытия форточек регулируется алгоритмом поиска ее самого эффективного положения для решения поставленной задачи;
• находит оптимальные варианты охлаждения во время действия критически высоких летних температур;
• выполняет режим микропроветривания с поддержанием оптимальной влажности;
• организует автополив в теплице с набором в бак воды и управлением подачи к растениям совместно с подачей питательного раствора;
• участвует в подготовке питательного раствора, контролируя его состав;
• управляет по показаниям датчиков системой отопления;
• выполняет расчет солнечной энергии полученной растениями в определенный промежуток времени;
• производит контроль влажности одновременно в нескольких зонах;
• оперирует данными о температуре в нескольких заданных точках теплицы.

Такой набор функций качественно улучшает условия выращивания растений в теплице.

Где установить теплицу или парник?

Выбирая место под строительства парника или теплицы, нужно учесть два фактора:

• климатический пояс, где она будет расположена;
• местную розу ветров.

Схема самодельной системы полива для теплицы.

Теплицу или парник в южных широтах нашей страны лучше всего располагать в направлении север-юг. Таким образом, растения получат достаточно солнца в утреннее и вечернее время и не «сгорят» на солнце в знойный полдень. Этот же вариант стоит выбрать для зимнего использования. Если же климатический пояс относится к сибирским районам и центральным регионам, то следует расположить теплицу в направлении запад-восток. Таким образом, теплица получит максимум солнечного тепла.

Розу ветров стоит учесть, т.к. сильный ветер запросто может «выдуть» все тепло. А если у вас легкий поликарбонатовый парник, то вовсе сдуть конструкцию целиком. Поэтому при необходимости стоит сделать ветровую защиту. Например, в нескольких метрах от теплицы посадить «живую изгородь».

Кроме того, необходимо верное расположение, как и наличие, форточек и плотно закрываемые двери в конструкции парника или теплицы. Форточки должны быть максимально высоко, а плотно закрывающиеся двери необходимы для исключения возможного сквозняка, ведь теплый воздух поднимается вверх.

Основные преимущества автоматизированных систем на основе микроконтроллера Arduino

Никто вам не запрещает спаять собственную плату и самому же её запрограммировать с помощью низкоуровневых языков. Однако автоматика на ардуино и готовых микроконтроллерах значительно облегчит весь процесс и сэкономит время. Ведь куда проще купить уже готовый продукт с набором библиотек и приспособить его под свои задачи. А доступная автоматика на ардуино мега 2560 может пригодиться во многих сферах жизни, от голосовых выключателей для умного дома и до электрических щеколд с детектором движения. Главные преимущества, которыми славится именно автоматика ардуино, это:

Низкий порог вхождения. Нет необходимости получать образование инженера, достаточно просмотреть пару обучающих видео и иметь базу в программировании.
Большое количество уже заготовленных библиотек. Ардуино применяется на просторах СНГ многими любителями робототехники, вплоть до того, что производство различной электроники становится их хобби. Соответственно, и в сети пользовательское сообщество крайне активно, размещает большое количество заготовок и готово вам помочь в решении любых проблем. Качество библиотек, из-за низкого порога вхождения, страдает, но никто не запрещает создать свою собственную, достаточно изучить семантику языка С++ или использовать уже готовые трансляторы.
Большое количество периферии

Неважно, необходима вам автоматизация теплицы на ардуино или датчик освещённости, вы найдёте любые модули, вплоть до датчиков звука и распознавателей голоса. Да, часть плат стоит немалых денег, но всегда можно найти дешёвые аналоги, например, модуль wi-fi от сторонних производителей esp8269, стоящий в 10 раз дешевле официального.
Большое количество информации

Любая проблема, с которой вы столкнулись, уже была у кого-то, и вы наверняка найдёте её решение в Гугле. Существует и полноценная литература, с которой можно ознакомиться.

Однако простые автоматизированные системы, например, для варки пива или теплиц, не требуют и части тех ресурсов, что способна выдать плата. Соответственно, большинству пользователей эти недостатки покажутся бессмысленными. Если же вы решите собрать свой 3-Д принтер или более сложную конструкцию, стоит присмотреться к аналогам. Но и порог вхождения у конкурентов Ардуино будет куда выше.

Классификация

Умные теплицы могут быть энергозависимыми или полностью автономными. Рассмотрим преимущества и недостатки обоих типов.

Энергозависимые теплицы нуждаются в подключении к электросети. Это обеспечивает оперативную реакцию на изменения погоды, позволяет использовать большие мощности и сложные устройства, настраивая с высокой точностью желаемый микроклимат. К тому же в зимних теплицах, требующих обогрева, трудно обойтись без внешнего питания.

Недостатков у таких систем два. Во-первых, это стоимость как самого подключения, так и электроэнергии. Если поставить мощные устройства для выращивания не особо ценной культуры, затраты могут попросту не окупиться. Во-вторых, опасны отключения питания. Летом растения могут перегреться без проветривания; зимой при выключенном обогреве они тем более быстро погибнут.

Автономные теплицы работают за счет тепловой или солнечной энергии. Такие устройства гораздо более экономны, но действует относительно медленно. Например, при резком похолодании форточки закроются не сразу и растения могут подмерзнуть. Зимой обеспечить автономный обогрев особенно сложно. Иногда это делают с помощью печек, но такой подход трудоемок и не очень эффективен.

Мульчирование почвы

Для «умных теплиц» вместо обычного грунта предполагается использовать биогумус собственного изготовления. Он имеет несколько слоев, что позволяет не только получать хорошие урожаи, но и быстро восстанавливать функции почвы.

Суть метода кроется в оригинальном расположении слоев грунтовой смеси. На плодородный слой накладывается органическая либо минеральная мульча слоем до 10 см. Сюда же для ее переработки заселяются калифорнийские черви, перерабатывающие мульчу в плодородный грунт. В зимний период времени мульчу рекомендуется накрывать специальным черным укрывным агроматериалом из нетканого полотна. С наступлением теплого сезона он снимается, а грунт покрывается светлой органикой – соломой или опилками. Этот материал не только хорошо перерабатывается калифорнийскими червями, но и отражает лишние световые лучи, предохраняя корневую систему растений от перегрева.

С помощью «умной теплицы» уменьшаются трудозатраты растениевода на обслуживание рассады и взрослых растений при одновременном повышении их отдачи. Урожай становится не только результатом физического, но и умственного труда, а также новых технологий в растениеводстве.

GSM-модуль Neoway M590

В текущей версии используется GSM-модуль на базе чипа NEOWAY M590. Если вы не хотите использовать управление по SMS – закомментируйте USE_SMS_MODULE в файле Globals.h.
Если у вас возникли проблемы с работой SMS-модуля – можно включить отладочный режим (не работает совместно с конфигуратором!), раскомментировав NEOWAY_DEBUG_MODE в файле Globals.h

Внимание! Для контроля доступности GSM-модуля используется его выход VCCIO (ножка номер 6 по даташиту). Если у вас эта ножка не выведена на плате – надо подпаяться к чипу

Как подключать (смотри принципиальную схему выше): от ноги VCCIO чипа NEOWAY M590 идёт контакт на пин 11 Меги, этот пин подтянут к земле резистором номиналом 100К.

Список команд для управления по SMS – смотрите в конфигураторе. Если вы посылаете команду на открытие или закрытие окон – контроллер автоматически переходит в ручной режим работы!

Автоматический полив

Автоматическая система полива теплицы — это следующая полезная и необходимая функция в теплице. При этом следует учитывать такие критерии:

• разновидность системы;
• уровень мощности насоса;
• какой вид датчиков используется в системе;
• приобретение необходимых сопутствующих деталей;
• насколько сложной является сборка системы автоматического полива своими руками.

Капельницы в парник делятся на регулируемые и нерегулируемые. Принцип работы регулируемых позволяет снизить объем расходуемой воды.

Автономные поливы бывают следующих видов:

• дождевание;
• капельный;
• внутрипочвенное орошение.

При выборе полива необходимо учитывать квадратуру обработки, мощность насоса и способ его сборки. Дождевание уместно сравнить с принципом работы душа. Вода подается в трубки под небольшим давлением и с помощью специальных насадок осуществляет орошение растений.

При капельном поливе вода просачивается в трубки, уложенные по периметру размещения грядок. Далее вода, находясь под давлением, выходит через специальные оросители и попадает на грядки или в почву напрямую наполняя корни растений влагой.

Внутрипочвенный способ используется для орошения многолетних растений с помощью емкостей или трубок с отверстиями. Такие трубки закапываются под землю в непосредственной близости к корневой системе растения.

Тут есть где разгуляться: можно использовать капельницы с внешними насадками, кнопочные, ленточные со встроенными капельницами в трубку. При этом принцип работы купленной системы и сделанной в ручную один и тот же.

Главное сразу решить для себя такие вопросы:

• какой бюджет для изготовления данного устройства;
• готовы ли вы самостоятельно оборудовать и настраивать эту систему.

Дальнейшие усовершенствования

Минимальный уровень автоматизации, который не требует наличия электроэнергии, мы уже сделали. Можно ли чем-нибудь дополнить “умные” теплицы или парники?

Можно, но без электричества тут уже не обойтись. В холодных регионах, или в круглогодичном варианте тепличного хозяйства необходимо добавить автоматический подогреватель. Это может быть даже бытовой масляный электрообогреватель с регулятором. Температуру подбираем встроенным регулятором, летом в жару его вовсе отключаем. При необходимости таких обогревателей можно поставить несколько. Но, учитывая стоимость электроэнергии, стоит внимательно посчитать экономическую эффективность.

К емкости с водой можно добавить систему наполнения. Ведь в текущем варианте она требует относительно регулярного пополнения запасов воды. Если использовать электронасос и поплавковый включатель, можно забыть и про эту необходимость.

Водоснабжение теплицы

Элементы контроля для подачи воды.

Выбирая систему водоснабжения для теплицы, следует помнить, что создание оптимального режима влажности крайне важно для растений. Классический и надежный вариант полива — сплинкерное орошение. Такая система не только поливает растения, но и, при необходимости, удобряет и создает туман, который снижает температуру в теплое время года

Дополнительно вы можете установить приборы капельного орошения. Этот вариант полива полезен потому, что дает корням растений “дышать”, т.к. вода поступает в прикорневую зону небольшими дозами. Система капельного полива позволяет выбирать конкретные участки, которые нужно орошать или удобрять

Такая система не только поливает растения, но и, при необходимости, удобряет и создает туман, который снижает температуру в теплое время года. Дополнительно вы можете установить приборы капельного орошения. Этот вариант полива полезен потому, что дает корням растений “дышать”, т.к. вода поступает в прикорневую зону небольшими дозами. Система капельного полива позволяет выбирать конкретные участки, которые нужно орошать или удобрять.

Не забывайте устанавливать правильную температуру воды! Она ни в коем случае не должна быть ниже, чем температура почвы. Несоблюдение этого простого правила может очень навредить вашей рассаде. Для того чтобы упростить себе задачу, можете установить автоматизированную систему орошения. Это обойдется дороже, но оправдает себя тем, что вы сможете легко контролировать все процессы с помощью компьютера, а система будет выполнять необходимые действия.

Мульчирование почвы

Курдюмов рекомендует накрывать почву в теплице мульчой (рыхлой органикой), препятствующей как росту сорняков, так потерям почвой влаги. Для прогрева грунта весной и осенью такую мульчу следует накрывать своими руками тёмной полиэтиленовой плёнкой, которая хорошо нагревается солнечными лучами и затем отдает тепло почве и воздуху теплицы. Испаряющаяся из земли влага конденсируется на нижней поверхности плёнки и снова уходит в почву, предотвращая ее высыхание.

Сегодня на рынке имеется специальный черный укрывной агроматериал в виде нетканого полотна плотностью 40–60 г/м2. Он предназначен как раз для мульчирования почвы и может с успехом применяться в теплицах.

Наиболее популярные торговые марки такого агрополотна для мульчирования:

• Агрил 60
• Лутрасил 60
• Агроспан 60
• Люмитекс 60

В жаркое время года плёнка в целях предотвращения перегрева растений в парнике убирается, а почва мульчируется светлой органикой (солома, опилки), отражающей лишнее солнечное тепло в пространство теплицы.

«Умная теплица» способна поднять отдачу растений и одновременно уменьшить трудозатраты и время на обслуживание. Мы надеемся, что с ней ваша дача станет местом отдыха, а урожай – продуктом не исключительно физического, но и умственного труда.

Как сделать умную теплицу своими руками

Сделать умную теплицу своими руками несложно, если знать основные особенности ее обустройства. Основное отличие умной теплицы от обычной в том, что все процессы, происходящие в конструкции закрытого грунта, являются автоматизированными, и практически не требуют вмешательства человека.

Автоматика поможет не только поддерживать оптимальный температурно-влажностный режим, но и вовремя проводить проветривание, включать обогрев или подсветку. С помощью таких систем овощи, фрукты и зелень можно выращивать круглогодично с минимальными трудозатратами.

Как сделать такую конструкцию своими руками вы узнаете из видео.

Для чего нужна

Успешное выращивание растений практически полностью обеспечивается благоприятным микроклиматом внутри помещения. На рисунке 1 приведены основные условия обеспечения благоприятного микроклимата: уровень освещения, влажности и вентиляции. Добиться правильной температуры и влажности помогут автоматические системы вентиляции.

В противном случае, микроклимат будет нарушен и это приведет к отрицательным последствиям:

1. Температура внутри будет гораздо выше, чем снаружи, создавая благоприятные условия для развития болезнетворных микроорганизмов;
2. Повысится и температура грунта, что тоже нежелательно, так как семена некоторых растений не прорастают при повышенных температурах;
3. Негерметичность конструкции или неправильно проведенный расчет вентиляции приведет к продуванию строения, и из него будет постоянно уходить теплый воздух;

Рисунок 1. Соблюдение благоприятного микроклимата Поскольку микроклимат помещения постоянно меняется под воздействием освещения, погодных условий и других внешних факторов, уследить за его стабильностью практически невозможно. Именно поэтому и были придуманы автоматические системы вентиляции, полива и проветривания.

Особенности построения

Чтобы построить умную теплицу своими руками, нужно учесть некоторые особенности конструкции.

Рекомендуем ознакомиться с практическими советами по обустройству автоматики своими руками (рисунок 2):

1. Правильно подобрать место для строительства, чтобы максимально использовать солнечную энергию. Оптимальным считается размещение с юга на север, чтобы все растения в течение дня равномерно прогревались и освещались солнцем. Также следует обустроить защиту от ветра, к примеру, высадив в метре от здания живую изгородь.
2. Спроектировать каркас так, чтобы форточки и окна находились в верхней части конструкции. Холодный воздух, проникая внутрь, опускается вниз, поэтому и форточки нужно располагать как можно выше для защиты растений от сквозняков. Для этой же цели нужно сделать прочные двери без щелей, которые не будут пропускать холодный воздух внутрь.
3. Установить надежную автоматику для полива и проветривания. Для автоматического открывания форточек достаточно установить гидроцилиндры, которые приводятся в действие при нагревании жидкости, находящейся внутри цилиндра и толкают шток, открывающий окно. При снижении температуры действие происходит в обратном порядке. Для автоматического внесения влаги рекомендуют устанавливать систему капельного полива с датчиком.

Если помещение будет использоваться зимой, в ней устанавливают обогревательные приборы и аккумуляторы с датчиками, которые будут автоматически включать обогрев при определенном температурном режиме окружающей среды.

Польза

Польза автоматики очевидна: любые растения в таких конструкциях можно выращивать круглогодично с минимальным участием человека.

Рисунок 2. Пошаговая инструкция для строительства теплицы своими руками

Существует мнение, что обустройство умной теплицы влечет серьезные финансовые расходы, но эта точка зрения правдива лишь отчасти. Для автоматизации необходимо купить датчики и систему капельного полива, а монтаж можно провести и своими руками.

Что умеет умная теплица?

Она выполняет нижеперечисленные функции:

• Сохраняет необходимую температуру в теплице, которая регулируется благодаря системе автоматического проветривания крытого помещения;
• Имеет капельную установку, осуществляющую своевременный полив растений;
• Восстанавливает у умных теплиц и парников из поликарбоната почвенный слой при помощи мульчирования.

Все это обычно приходится делать своими руками, но именно из-за автоматизации этих процессов теплицу по Курдюмову из поликарбоната с открывающимся верхом называют умной. Однако, несмотря на кажущуюся сложность конструкции, возвести ее своими руками под силу любому дачнику, заинтересованному в автоматизации огородных работ и освобождении лишнего свободного времени для отдыха – абсолютно все системы легко монтируются без привлечения посторонней помощи.

Умные теплицы: почему они так называются и чем они отличаются от обычных ↑

Как правило, в любой теплице, претендующей на статус «умной», соблюдаются три золотых правила:

• температурный режим внутри сооружения поддерживается автоматически;
• полив растений осуществляется своевременно и в нужном количестве без участия человека (капельное орошение);
• почва в грядках или контейнерах восстанавливается самостоятельно и не требует частой замены.

Система капельного орошения – признак автоматизации теплицы

С первого взгляда, все это здорово похоже на вступление к фантастическому рассказу. Однако ничего фантастического в этом нет. Каждый из вышеперечисленных компонентов «умности» – устройства для автоматического полива и проветривания теплиц и активные биологические способы поддержания экосистемы почвы – уже давно перестали быть для нас чем-то диковинным. Просто в умных теплицах все это работает в комплексе. По сути, это и есть главное отличие данного типа теплиц от привычных оранжерей и парников.

Все умные теплицы можно поделить на два типа – энергозависимые и автономные. Энергозависимые теплицы (вся автоматика работает от электросети) способны обеспечить практически идеальные условия для роста культур. Однако, в случае сбоя в подаче энергии весь урожай может погибнуть за 1-2 часа. К тому же, стоимость оборудования и затраты на электричество могут достаточно сильно облегчить ваш кошелек. Автономная автоматика для теплиц работает от солнечной и тепловой энергии . На изменения температуры в теплице она реагирует с некоторым опозданием, но это может быть критичным только при резких перепадах температуры.

АСУ теплицы в Республике Башкортостан

Один из объектов, который был автоматизирован компанией «СИН-Автоматика», находится в Республике Башкортостан, недалеко от г. Туймазы. Теплица с круглогодичным циклом выращивания размером 1601006,5 м занимает 1,6 га. Теплица оборудована 21 форточкой (длиной 70 м) с электроприводом. Для рециркуляции воздуха применяются 36 вентиляторов. Функциональная схема управления представлена на рисунке.

Рисунок. Функциональная схема управления тепличным оборудованием

Для поддержания температуры в холодное время теплица оснащена двумя котлами по 2,5 МВт. Тепло, вырабатываемое котлами, распределяется по 16 контурам отопления. На случай аварийной остановки котла предусмотрено резервное отопление 28 воздушными теплогенераторами FARM200.

Теплица покрыта двумя слоями качественной светостабилизированной пленки. Для улучшения тепловых характеристик и повышения снеговой и ветровой устойчивости в межпленочное пространство с помощью 21 насоса наддува, разделенных на две группы, закачивается теплый воздух. Для досветки растений установлены 44 группы светильников: 3900 шт. мощностью по 600 Вт.

Для управления инженерным оборудованием укомплектованы, смонтированы и запущены в эксплуатацию два щита с панельными контроллерами ОВЕН СПК107. Контроллер ведет архив, который можно перенести на флешку для удобной работы с данными.

Систему автоматики составляет оборудование ОВЕН:

• 14 модулей дискретного ввода МВ110;
• 6 модулей дискретного вывода МУ110;
• 1 модуль аналогового ввода МВ110;
• 4 блока питания БП120Б;
• 21 датчик влажности и температуры воздуха ПВТ10;
• 5 датчиков концентрации углекислого газа ПКГ100-НСО2.

В большом количестве используется электротехническое оборудование MEYERTEC. В общей сложности каждый щит насчитывает 224 дискретных входа и 96 дискретных выходов типа реле. Входы и выходы системы сформированы модулями ввода/вывода Mx110. Кроме того, на базе модуля МВ110 собрана метеостанция с комплектом датчиков температуры, влажности, скорости и направления ветра, освещенности и осадков с выходным сигналом 4–20 мА. Система получает данные со внешней метеостанции, что позволяет предотвратить повреждение форточек от ветра и попадание осадков внутрь теплицы. В теплице установлены датчики влажности и температуры ПВТ10 и концентрации углекислого газа ПКГ100-Н4.СО2.

Система управления теплицей может работать как в ручном, так и в автоматическом режимах. Система подключена к сервису OwenCloud для удаленной корректировки параметров. Данные хранятся на сервисе OwenCloud три месяца.

Помимо основной задачи (поддержания оптимального микроклимата), система управления обеспечивает контроль возможных нештатных ситуаций и неисправностей оборудования, в том числе отключения питания, отключения автоматов защиты, срабатывания тепловых реле, выхода температуры за допустимые пределы, потери связи с датчиками или модулями и др. Получив аварийный сигнал, система оперативно оповещает персонал о нештатных ситуациях на объекте. Уведомление об аварийных ситуациях дублируется по нескольким каналам: аварийная сирена в самой теплице с выводом информации на панель оператора, рассылка уведомлений на электронные адреса ответственных работников, вывод информации на компьютер оператора. Своевременное извещение о нештатной ситуации позволяет вовремя принять меры и избежать выхода из строя оборудования, гибели урожая, а следовательно, и потерь бизнеса.

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.

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.